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第1章 概述1

1.1 何谓物联网1

1.1.1 物联网的定义1

1.1.2 与物联网相关的网络概念3

1.1.3 对物联网的深入认识7

1.2 物联网体系结构10

1.2.1 物联网体系结构的建构原则10

1.2.2 物联网体系结构模型11

1.2.3 物联网的其他体系架构15

1.3 物联网技术体系17

1.3.1 感知控制技术18

1.3.2 网络传输技术20

1.3.3 系统应用技术23

1.4 物联网系统的组成及类型24

1.4.1 物联网硬件平台组成25

1.4.2 物联网软件平台组成26

1.4.3 物联网的主要类型27

1.5 物联网的应用与发展28

1.5.1 物联网的主要应用领域28

1.5.2 物联网产业链29

1.5.3 物联网技术发展31

小结与进一步学习建议32

讨论与思考33

第2章 自动识别技术34

2.1 条形码识别技术34

2.1.1 条码的基本概念34

2.1.2 条码符号的组成35

2.1.3 一维条码与二维条码35

2.1.4 条码的识读39

2.2 磁卡和IC卡技术40

2.2.1 磁卡技术40

2.2.2 IC卡技术42

2.3 射频识别44

2.3.1 何谓射频识别44

2.3.2 RFID技术分类45

2.3.3 RFID技术应用49

2.4 RFID系统的组成51

2.4.1 RFID系统的硬件组件52

2.4.2 RFID系统中的软件组件57

2.5 RFID系统的工作原理59

2.5.1 电感耦合RFID系统59

2.5.2 电磁反向散射耦合RFID系统60

2.6 RFID标签编码标准62

2.6.1 ISO/IEC RFID标准体系63

2.6.2 EPCGlobalRFID标准63

2.6.3 UID编码体系64

2.6.4 我国RIFD标准体系的研究与发展65

2.7 RFID应用系统开发示例65

2.7.1 RFID读写器设计65

2.7.2 基于RFID技术的ETC系统设计68

小结与进一步学习建议71

讨论与思考72

第3章 无线传感网73

3.1 传感器技术73

3.1.1 传感器概述73

3.1.2 传感器的工作原理75

3.1.3 典型传感器简介78

3.1.4 传感器的应用86

3.2 传感网的基本概念88

3.2.1 传感网的基本组成88

3.2.2 传感网的特点90

3.2.3 传感网的关键技术91

3.2.4 传感网的应用与发展94

3.3 传感网的体系结构96

3.3.1 传感网拓扑结构97

3.3.2 传感网协议体系结构99

3.4 传感网节点部署与覆盖103

3.4.1 传感网节点部署103

3.4.2 传感网覆盖105

3.4.3 连接与节能107

3.5 传感网MAC协议107

3.5.1 基于竞争的MAC协议108

3.5.2 基于时分复用的MAC协议112

3.5.3 基于CDMA方式的信道分配协议115

3.6 传感网路由协议116

3.6.1 基于平面结构的路由协议116

3.6.2 基于地理位置的路由协议121

3.6.3 基于分级结构的路由协议123

3.7 传感网操作系统126

3.7.1 TinyOS操作系统126

3.7.2 uC/OS-Ⅱ操作系统130

3.7.3 MantisOS操作系统130

小结与进一步学习建议131

讨论与思考132

第4章 物联网智能设备设计134

4.1 智能设备概述134

4.1.1 平板电脑134

4.1.2 智能手机135

4.1.3 智能家电137

4.1.4 其他智能设备139

4.2 物件智能化设计140

4.2.1 智能物件的硬件设计140

4.2.2 智能物件的软件设计144

4.3 嵌入式系统开发技术147

4.3.1 嵌入式系统的概念147

4.3.2 嵌入式系统的开发148

4.3.3 嵌入式系统开发流程151

4.4 物联网中间件设计153

4.4.1 物联网中间件的概念153

4.4.2 物联网中间件的关键技术155

4.4.3 物联网中间件设计示例158

4.5 传感网节点设计160

4.5.1 传感器节点的硬件设计160

4.5.2 汇聚节点／网关节点设计163

4.5.3 节点硬件设计示例164

4.5.4 节点软件设计示例167

小结与进一步学习建议170

讨论与思考171

第5章 无线通信网络172

5.1 物联网无线通信概述172

5.1.1 无线通信技术172

5.1.2 无线通信网络174

5.1.3 智能物件通信模式176

5.2 无线个域网178

5.2.1 IEEE 802.15.4标准178

5.2.2 ZigBee协议体系结构181

5.2.3 ZigBee网络系统183

5.2.4 蓝牙技术184

5.2.5 超宽带技术186

5.3 无线局域网188

5.3.1 IEEE 802.11标准系列188

5.3.2 IEEE 802.11无线局域网组成结构190

5.3.3 IEEE 802.11帧结构190

5.3.4 IEEE 802.11 MAC协议192

5.3.5 WiFi技术194

5.3.6 无线局域网的构建195

5.4 无线城域网198

5.4.1 无线城域网标准系列198

5.4.2 IEEE 802.16协议体系结构199

5.4.3 WiMAX网络的组建203

5.5 无线移动通信网206

5.5.1 无线移动通信概述206

5.5.2 3G移动通信网208

5.5.3 4G移动通信网209

小结与进一步学习建议212

讨论与思考213

第6章 物联网承载网络214

6.1 物联网业务对承载网的需求分析214

6.1.1 物联网业务承载能力要求214

6.1.2 物联网基本业务需求216

6.2 物联网承载网的架构217

6.2.1 典型的电信级承载网架构217

6.2.2 面向三网融合的IP承载网架构218

6.2.3 未来网络的承载网络219

6.3 承载网的关键技术223

6.3.1 SDH/MSTP技术223

6.3.2 分组传送网（PTN）技术228

6.3.3 光传送网（OTN）230

6.4 基于IP的物联网架构234

6.4.1 智能物件互联的困难234

6.4.2 TCP/IP协议体系237

6.4.3 用于物联网的IP网络238

6.4.4 基于IPv6的物联网解决方案240

6.4.5 移动互联网247

6.5 软件定义网络（SDN）251

6.5.1 SDN基本概念252

6.5.2 SDN的关键技术255

6.5.3 基于OpenFlow的SDN应用261

小结与进一步学习建议263

讨论与思考264

第7章 物联网数据处理265

7.1 物联网数据处理的基本概念265

7.1.1 物联网数据的特点265

7.1.2 物联网数据处理技术266

7.2 物联网数据融合技术267

7.2.1 数据融合的基本概念267

7.2.2 物联网中的数据融合270

7.2.3 传感网数据传输及融合算法274

7.2.4 物联网数据管理技术279

7.3 云计算283

7.3.1 云计算的基本概念283

7.3.2 云计算关键技术289

7.3.3 云计算在物联网中的应用291

7.4 海量数据存储293

7.4.1 物联网数据存储的概念294

7.4.2 网络存储296

7.4.3 云存储299

7.4.4 分布式存储和计算平台302

7.5 数据挖掘与智能决策305

7.5.1 数据挖掘的基本概念305

7.5.2 数据挖掘的类型及其算法307

7.5.3 数据挖掘的过程310

7.5.4 基于大数据的智能决策与控制311

小结与进一步学习建议313

讨论与思考314

第8章 物联网设计与构建315

8.1 物联网设计基础315

8.1.1 物联网规划设计原则315

8.1.2 物联网设计过程317

8.2 物联网应用系统的构建320

8.2.1 物联网应用系统规划320

8.2.2 物联网应用系统硬件设计323

8.2.3 物联网应用系统软件设计325

8.2.4 物联网应用系统集成328

8.3 物联网应用系统设计示例330

8.3.1 智能家居物联网系统应用示例330

8.3.2 工业智能控制系统应用示例334

8.4 传感网的广域互联335

8.4.1 传感网广域互联的方式336

8.4.2 基于IPv6的互联接入338

小结与进一步学习建议341

讨论与思考342

参考文献343