本書(shū)立足于高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)工程的專(zhuān)業(yè)導論,詳細介紹了物聯(lián)網(wǎng)工程涉及的關(guān)鍵技術(shù),主要內容涵蓋:物聯(lián)網(wǎng)的概念模型和發(fā)展歷史,描述了物聯(lián)網(wǎng)的系統結構及其關(guān)鍵技術(shù);傳感器的概念和發(fā)展歷史,重點(diǎn)介紹了傳感器的應用方法;并對近場(chǎng)通信(Near Field Communications,NFC)技術(shù)進(jìn)行了詳細闡述;自動(dòng)識別技術(shù)的起源和發(fā)展,闡述了RFID技術(shù)的發(fā)展前景;WSN的概念與發(fā)展歷史;定位技術(shù)的起源與發(fā)展歷史;介紹了云計算、Web技術(shù)、嵌入式系統和中間件技術(shù);針對物聯(lián)網(wǎng)中的安全問(wèn)題和安全技術(shù)展開(kāi)討論。
黃東軍,男,教授,博士,博士生導師。畢業(yè)于中南大學(xué)計算機應用技術(shù),先工作于中南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院。中國計算機學(xué)會(huì )高級會(huì )員,教育部計算機科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)指導委員會(huì )“物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)研究專(zhuān)家組”成員。
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述 (1)
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念 (1)
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義 (1)
1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程 (3)
1.1.3 物聯(lián)網(wǎng)的特征 (8)
1.1.4 深入理解物聯(lián)網(wǎng)時(shí)應注意的問(wèn)題 (9)
1.2 物聯(lián)網(wǎng)系統結構 (9)
1.2.1 感知層 (11)
1.2.2 傳輸層 (11)
1.2.3 支撐層 (11)
1.2.4 應用層 (12)
1.3 物聯(lián)網(wǎng)的應用 (12)
1.3.1 物聯(lián)網(wǎng)的應用模式 (13)
1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)的典型應用 (14)
1.4 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) (23)
1.4.1 感知技術(shù) (23)
1.4.2 傳輸技術(shù) (25)
1.4.3 支撐技術(shù) (26)
1.4.4 應用技術(shù) (27)
1.5 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展前景 (28)
思考與練習 (31)
參考文獻 (31)
第2章 傳感器及其應用 (33)
2.1 傳感器概述 (33)
2.2 傳感器分類(lèi) (34)
2.2.1 按傳感器的工作原理分類(lèi) (34)
2.2.2 按傳感器用途分類(lèi) (35)
2.2.3 按傳感器輸出信號分類(lèi) (37)
2.3 傳感器的應用 (37)
2.3.1 一線(xiàn)總線(xiàn)接口傳感器應用 (37)
2.3.2 I2C接口傳感溫濕度傳感器SHT10 (41)
2.3.3 SPI總線(xiàn)接口傳感器溫度傳感器TC77 (42)
2.3.4 RS系列接口傳感器應用 (44)
2.3.5 RJ-45接口傳感器應用 (46)
2.3.6 紅外熱釋電傳感器原理與應用 (46)
2.3.7 氣體傳感器原理與應用 (49)
2.3.8 可見(jiàn)光光照度傳感器原理與應用 (52)
2.3.9 紅外對射傳感器原理與應用 (54)
2.4 傳感器的發(fā)展趨勢 (55)
2.4.1 改善傳感器性能的技術(shù)途徑 (55)
2.4.2 傳感器的發(fā)展方向 (57)
2.5 本章小結 (61)
思考與練習 (61)
參考文獻 (61)
第3章 近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù) (63)
3.1 無(wú)線(xiàn)通信系統概述 (63)
3.1.1 無(wú)線(xiàn)與移動(dòng)通信的概念 (63)
3.1.2 無(wú)線(xiàn)與移動(dòng)通信的發(fā)展歷程 (64)
3.1.3 寬帶無(wú)線(xiàn)接入技術(shù) (66)
3.2 射頻通信 (67)
3.2.1 射頻的概念 (67)
3.2.2 頻譜的劃分 (67)
3.2.3 RFID使用的頻段 (71)
3.3 微波通信 (73)
3.4 近距離無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)概覽 (74)
3.5 近場(chǎng)通信(NFC) (88)
3.5.1 NFC發(fā)展概述 (88)
3.5.2 NFC工作原理 (89)
3.5.3 NFC技術(shù)標準 (90)
3.5.4 NFC技術(shù)特點(diǎn) (91)
3.5.5 NFC技術(shù)應用 (93)
3.6 本章小結 (95)
思考與練習 (95)
參考文獻 (96)
第4章 射頻識別技術(shù) (98)
4.1 自動(dòng)識別技術(shù)概述 (98)
4.1.1 自動(dòng)識別技術(shù)的基本概念 (98)
4.1.2 自動(dòng)識別技術(shù)的種類(lèi)與特征比較 (99)
4.1.3 常見(jiàn)的自動(dòng)識別技術(shù)及特征比較 (100)
4.2 RFID的基本原理 (104)
4.2.1 RFID工作原理 (104)
4.2.2 RFID技術(shù)的特點(diǎn) (107)
4.2.3 RFID技術(shù)標準 (108)
4.3 RFID技術(shù)的應用 (109)
4.3.1 RFID技術(shù)應用背景 (109)
4.3.2 RFID技術(shù)的重要參數 (110)
4.3.3 RFID技術(shù)的典型應用 (111)
4.3.4 RFID技術(shù)的應用前景 (112)
4.4 RFID技術(shù)的研究方向 (114)
4.5 本章小結 (116)
思考與練習 (117)
參考文獻 (117)
第5章 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )(WSN) (120)
5.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )概述 (120)
5.1.1 WSN對物聯(lián)網(wǎng)的支撐作用 (120)
5.1.2 WSN的概念 (121)
5.1.3 WSN的發(fā)展歷史 (122)
5.1.4 WSN的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn) (124)
5.1.5 WSN的發(fā)展趨勢 (126)
5.2 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的系統結構 (127)
5.2.1 節點(diǎn)結構 (128)
5.2.2 軟件結構 (129)
5.2.3 拓撲結構 (131)
5.2.4 協(xié)議結構 (134)
5.3 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的應用 (136)
5.4 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )的研究方向 (147)
5.5 本章小結 (149)
思考與練習 (149)
參考文獻 (150)
第6章 物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù) (152)
6.1 定位的概念與發(fā)展歷史 (152)
6.1.1 定位的概念 (152)
6.1.2 定位技術(shù)發(fā)展簡(jiǎn)史 (153)
6.2 定位技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的應用 (155)
6.2.1 在軍事領(lǐng)域的應用 (155)
6.2.2 災難救援 (156)
6.2.3 定位技術(shù)在智能交通中的應用 (156)
6.2.4 定位技術(shù)在智能物流中的應用 (158)
6.2.5 基于位置的服務(wù) (158)
6.3 衛星導航系統 (159)
6.3.1 主要幾種衛星導航定位系統 (159)
6.3.2 GPS全球定位系統簡(jiǎn)介 (159)
6.3.3 北斗衛星導航系統簡(jiǎn)介 (162)
6.3.4 北斗定位系統與GPS定位系統的比較 (164)
6.4 蜂窩系統定位技術(shù) (164)
6.4.1 蜂窩系統定位技術(shù)簡(jiǎn)介 (164)
6.4.2 蜂窩系統常用定位技術(shù) (165)
6.5 RFID定位技術(shù) (169)
6.5.1 基于RFID標簽的定位技術(shù) (169)
6.5.2 基于RFID讀寫(xiě)器的定位技術(shù) (170)
6.6 無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)定位技術(shù) (171)
6.6.1 無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )定位技術(shù)的研究?jì)热?(171)
6.6.2 典型無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò )定位算法 (172)
6.7 定位技術(shù)的發(fā)展前景 (174)
6.8 本章小結 (174)
思考與練習 (174)
參考文獻 (175)
第7章 視頻監控物聯(lián)網(wǎng) (178)
7.1 視頻監控與物聯(lián)網(wǎng) (178)
7.1.1 視頻監控是物聯(lián)網(wǎng)的重要組成部分 (178)
7.1.2 基于物聯(lián)網(wǎng)的智能安防應用 (179)
7.2 視頻監控關(guān)鍵技術(shù) (181)
7.2.1 視頻信號壓縮編碼技術(shù) (181)
7.2.2 智能視頻行為分析技術(shù) (181)
7.2.3 多攝像機協(xié)同工作技術(shù) (182)
7.2.4 高速DSP嵌入式處理技術(shù) (183)
7.2.5 視頻流的自適應流化和傳輸技術(shù) (183)
7.3 視頻監控技術(shù)發(fā)展現狀與趨勢分析 (183)
7.3.1 當前亟待解決的問(wèn)題 (184)
7.3.2 視頻監控技術(shù)的發(fā)展趨勢 (185)
7.4 本章小結 (187)
思考與練習 (187)
參考文獻 (188)
第8章 物聯(lián)網(wǎng)的計算技術(shù) (189)
8.1 云計算 (189)
8.1.1 什么是云計算 (189)
8.1.2 云計算的服務(wù)模型 (190)
8.1.3 開(kāi)放的云計算基礎設施 (192)
8.1.4 融合云計算的物聯(lián)網(wǎng) (197)
8.2 嵌入式系統 (199)
8.2.1 嵌入式系統的基本概念 (199)
8.2.2 嵌入式系統的體系結構 (202)
8.2.3 嵌入式操作系統 (203)
8.2.4 嵌入式處理器 (205)
8.2.5 嵌入式系統與物聯(lián)網(wǎng) (206)
8.3 移動(dòng)計算與物聯(lián)網(wǎng) (207)
8.3.1 移動(dòng)計算的發(fā)展 (207)
8.3.2 移動(dòng)計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應用 (208)
8.4 Web技術(shù) (210)
8.4.1 Web技術(shù)基礎知識 (210)
8.4.2 Web基本技術(shù) (214)
8.5 物聯(lián)網(wǎng)中間件 (218)
8.5.1 物聯(lián)網(wǎng)中間件的概念 (218)
8.5.2 物聯(lián)網(wǎng)中間件的系統結構 (219)
8.5.3 物聯(lián)網(wǎng)中間件的技術(shù)平臺 (220)
8.6 大數據與物聯(lián)網(wǎng) (222)
8.6.1 大數據的概念與特性 (222)
8.6.2 物聯(lián)網(wǎng)數據采集 (224)
8.6.3 基于物聯(lián)網(wǎng)的大數據應用 (225)
8.7 本章小結 (230)
思考與練習 (230)
參考文獻 (230)
第9章 物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù) (232)
9.1 物聯(lián)網(wǎng)面臨的安全問(wèn)題 (232)
9.1.1 從信息處理過(guò)程看物聯(lián)網(wǎng)安全 (232)
9.1.2 從安全性需求看物聯(lián)網(wǎng)安全 (237)
9.2 RFID系統的安全問(wèn)題 (239)
9.2.1 RFID的安全和隱私問(wèn)題 (239)
9.2.2 RFID安全解決方案 (245)
9.3 WSN安全技術(shù)研究 (249)
9.3.1 WSN中的密鑰管理 (249)
9.3.2 WSN中的安全路由協(xié)議 (254)
9.4 本章小結 (259)
思考與練習 (259)
參考文獻 (259)