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物联网概论

书号:9787113200404 套系名称:“十二五”职业教育国家规划教材

作者:陈明 出版日期:2015-08-01

定价:43.00 页码 / 开本:194 /16

策划编辑:王春霞 责任编辑:王春霞 彭立辉

适用专业:物联网及相近专业 适用层次:高等院校

课程类别:物联网 课程分类:物联网络

配盘:无 配套教材:无

获奖情况:无 最新印刷时间:

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内容简介 前言 目录 作者介绍 图书特色

  •         本书是“十二五”职业教育国家规划教材,是物联网概论课程的教材,主要内容包括物联网概述、物联网体系结构与标准、传感技术概述、自动识别技术、物联网无线接入技术、物联网数据传输技术、定位技术与系统、物联网安全、物联网设计、物联网应用等。

            本书注重应用实例设计方法与过程的描述,突出了对学生应用能力的培养。

            本书适合作为高等职业院校物联网专业或相近专业的教材,也可作为物联网技术研究与产品开发人员的参考书。

  • 第 1 章 物联网概述 .................................................................................. 1
    1.1  物联网的产生与发展 .............................................................. 2
    1.2  物联网概念与相关概念 .......................................................... 3
    1.2.1  物联网概念 ...................................................................... 3
    1.2.2  传感网与泛在网 ................................................................ 4
    1.2.3   物联网的关键技术............................................................ 5
    1.3  物联网的特点与分类 .............................................................. 8
    1.3.1  物联网的特点 ................................................................... 8
    1.3.2  物联网的分类 ................................................................... 9
    1.4  物联网研究的主要问题 .......................................................... 9
    1.4.1  物联网的政策和法规 ......................................................... 9
    1.4.2  技术标准 .......................................................................... 9
    1.4.3  管理平台 .......................................................................... 9
    1.4.4  后端与云计算 ................................................................. 10
    1.4.5  安全体系 ........................................................................ 10
    1.4.6  应用开发 ........................................................................ 10
    1.5  物联网应用领域 ...................................................................10
    1.5.1  城市管理 ........................................................................ 10
    1.5.2  数字家庭 ........................................................................ 11
    1.5.3  定位导航与卫星定位技术 ................................................. 11
    1.5.4  现代物流管理 ................................................................. 11
    1.5.5  食品安全控制 ................................................................. 12
    1.5.6  零售 .............................................................................. 12
    1.5.7  数字医疗 ........................................................................ 12
    1.5.8  防入侵系统 .................................................................... 12
    1.5.9  智能电网 ........................................................................ 12
    1.5.10  环境监测 ...................................................................... 12
    本章小结 ................................................................................. 12
    思考与练习 .............................................................................. 13
    第 2 章 物联网体系结构与标准 .............................................................. 15
    2.1  物联网体系结构概述.............................................................16
    2.1.1  物联网基本特征 .............................................................. 16
    2.1.2  物联网体系结构 .............................................................. 16
    2.2  感知层 ................................................................................17
    2.2.2  感知层主要技术 .............................................................. 17
    2.3  网络层 ................................................................................18
    2.3.1  网络层功能 .................................................................... 18
    2.3.2  网络层技术 .................................................................... 19
    2.4  应用层 ................................................................................19
    2.4.1  应用层功能 .................................................................... 19
    2.4.2  应用层技术 .................................................................... 20
    2.5  物联网标准 .........................................................................20
    2.5.1  标准的意义、本质与作用 ................................................. 21
    2.5.2  物联网国际标准化组织 .................................................... 21
    2.5.3  物联网数据交换标准 ....................................................... 24
    2.5.4  物联网标准发展现状  ....................................................... 25
    2.5.5  国内物联网标准进展情况 ................................................. 26
    2.6  EPC 标准体系 ....................................................................26
    2.6.1  EPC 标准体系概述 .......................................................... 26
    2.6.2  EPC 编码标准 ................................................................ 26
    2.6.3  EPC 对象名称解析服务(ONS) ....................................... 27
    2.6.4  EPC 物联网信息服务 EPCIS ............................................ 28
    本章小结 ................................................................................. 28
    思考与练习 .............................................................................. 29
    第 3 章 传感技术概述 ............................................................................. 31
    3.1  传感器概述 .........................................................................32
    3.1.1  传感器与传感技术 ........................................................... 32
    3.1.2  传感器的组成 ................................................................. 32
    3.1.3  传感器的分类 ................................................................. 33
    3.1.4  传感器的发展趋势 .......................................................... 34
    3.2  传感器的基本特性 ................................................................36
    3.2.1  传感器的静态特性 .......................................................... 36
    3.2.2  传感器的动态特性 .......................................................... 37
    3.3  传感器的选型和设计原则 ......................................................37
    3.3.1  传感器的选型 ................................................................. 37
    3.3.2  传感器的设计原则 .......................................................... 38
    3.4  传感技术的硬件和软件平台 ...................................................39
    3.4.1  硬件平台 ........................................................................ 39
    3.4.2  软件平台 ........................................................................ 40
    3.5  无线传感器网络 ...................................................................42
    3.5.1  无线传感器网络简介 ....................................................... 42
    3.5.2  无线传感器网络的体系结构 ............................................. 43
    3.5.3  无线传感器网络的支撑技术 ............................................. 44
    3.5.4   无线传感器网络的应用 ................................................... 45
    本章小结 ................................................................................. 46
    思考与练习 .............................................................................. 47
    第 4 章 自动识别技术 ............................................................................. 49
    4.1  自动识别技术概述 ................................................................50
    4.1.1  基本概念 ........................................................................ 50
    4.1.2  技术分类 ........................................................................ 50
    4.1.3  应用原理 ........................................................................ 50
    4.2  射频识别(RFID)技术 ........................................................51
    4.2.1  RFID 电子标签技术 ......................................................... 51
    4.2.2  RFID 读写器技术 ............................................................ 52
    4.3  磁卡技术 ............................................................................56
    4.3.1  磁卡简介 ........................................................................ 56
    4.3.2  磁卡分类........................................................................ 57
    4.3.3  应用现状 ........................................................................ 57
    4.3.4  注意问题 ........................................................................ 57
    4.4  IC 卡技术  ............................................................................57
    4.4.1  IC 卡简介 ....................................................................... 58
    4.4.2  工作原理 ........................................................................ 58
    4.4.3  关键技术........................................................................ 58
    4.4.4  产品分类 ........................................................................ 59
    4.4.5  应用领域 ........................................................................ 60
    4.4.6  产品前景 ........................................................................ 60
    4.4.7  产品优劣 ........................................................................ 60
    4.5  条形码技术 .........................................................................61
    4.5.1  一维条形码技术 .............................................................. 61
    4.5.2  二维条形码技术 .............................................................. 62
    本章小结 ................................................................................. 67
    思考与练习 .............................................................................. 68
    第 5 章 物联网无线接入技术 .................................................................. 69
    5.1  Bluetooth 技术 ....................................................................70
    5.1.1  技术概况 ........................................................................ 70
    5.1.2  系统构成 ........................................................................ 71
    5.1.3  技术原理 ........................................................................ 73
    5.1.4  典型应用 ........................................................................ 74
    5.2  ZigBee 技术........................................................................76
    5.2.1  技术概况 ........................................................................ 76
    5.2.2  系统构成 ........................................................................ 76
    5.2.3  技术原理........................................................................ 78
    5.2.4  产品应用 ........................................................................ 78
    5.3  WiFi 技术 ............................................................................80
    5.3.1  技术概况 ........................................................................ 81
    5.3.2  系统构成 ........................................................................ 81
    5.3.3  典型应用 ........................................................................ 82
    5.4  NFC 技术 ...........................................................................84
    5.4.1  技术概况 ........................................................................ 85
    5.4.2  工作模式 ........................................................................ 85
    5.4.3  技术应用 ........................................................................ 86
    本章小结 ................................................................................. 88
    思考与练习 .............................................................................. 88
    第 6 章 物联网数据传输技术 .................................................................. 91
    6.1  移动通信系统 ......................................................................92
    6.1.1  移动通信技术 ................................................................. 92
    6.1.2  GSM 系统 ...................................................................... 93
    6.1.3  CDMA 系统 .................................................................... 94
    6.1.4  GPRS 系统 ..................................................................... 95
    6.1.5  3G 通信系统................................................................... 96
    6.1.6  LTE 通信系统 ................................................................. 98
    6.2  光纤通信系统 ......................................................................99
    6.2.1  光纤通信技术 ................................................................. 99
    6.2.2  系统构成 ...................................................................... 100
    6.2.3  HFC 系统 ..................................................................... 102
    6.2.4  WDM 系统 ................................................................... 103
    6.3  互联网通信系统 ................................................................. 104
    6.3.1  技术概述 ...................................................................... 104
    6.3.2  网络组成 ...................................................................... 105
    6.3.3  交换技术 ...................................................................... 105
    6.3.4  TCP/IP ......................................................................... 107
    本章小结 ................................................................................110
    思考与练习 ............................................................................. 111
    第 7 章 定位技术与系统 ........................................................................113
    7.1  基本概念 .......................................................................... 114
    7.1.1  定位与位置 .................................................................. 114
    7.1.2  定位精度 ...................................................................... 114
    7.1.3  位置坐标系 .................................................................. 114
    7.1.4  位置服务 ...................................................................... 115
    7.2  定位参数的测量 ................................................................. 116
    7.2.1  信号场强测量 ............................................................... 116
    7.2.2  信号传输时延测量 ........................................................ 116
    7.2.3  信号传输时延差测量 ..................................................... 116
    7.2.4  信号到达方向角测量 ..................................................... 117
    7.3  无线定位技术 .................................................................... 117
    7.3.1  圆圆定位 ...................................................................... 117
    7.3.2  双曲线定位 .................................................................. 118
    7.3.3  指纹定位技术 ............................................................... 118
    7.4  无线定位系统 .................................................................... 119
    7.4.1  卫星定位系统 ............................................................... 119
    7.4.2  蜂窝基站定位系统 ........................................................ 125
    7.4.3  无线局域网定位系统 ..................................................... 126
    7.5  定位技术在物联网系统中的应用........................................... 130
    7.5.1  GPS 在物流车辆监控中的应用 ....................................... 130
    7.5.2  WiFi 定位系统在矿井行业的应用 .................................... 131
    本章小结 ............................................................................... 132
    思考与练习 ............................................................................ 132
    第 8 章 物联网安全 .............................................................................. 135
    8.1  物联网安全性分析 .............................................................. 136
    8.2  物联网信息安全基础 .......................................................... 137
    8.2.1  物联网信息安全的基本属性 ........................................... 138
    8.2.2  物联网信息安全的主要威胁 ........................................... 139
    8.2.3  物联网信息安全的安全机制 ........................................... 141
    8.3  物联网信息安全体系 .......................................................... 142
    8.3.1  物联网安全层次模型及体系结构 ..................................... 142
    8.3.2  物联网感知层安全 ........................................................ 142
    8.3.3  物联网网络层安全 ........................................................ 144
    8.3.4  物联网应用层安全 ........................................................ 146
    8.4  物联网认证和加密机制 ....................................................... 146
    8.4.1  物联网中的业务认证机制 ............................................... 147
    8.4.2  物联网中的加密机制 ..................................................... 147
    8.5  物联网感知层数据的完整性和保密性 .................................... 147
    8.5.1  数据的完整性 ............................................................... 148
    8.5.2  数据的保密性 ............................................................... 148
    本章小结 ............................................................................... 148
    思考与练习 ............................................................................ 148
    第 9 章 物联网设计 .............................................................................. 149
    9.1 物联网组网规划 .................................................................. 149
    9.1.1  组网技术概述 ............................................................... 150
    9.1.2  组网规划原则  .............................................................. 151
    9.1.3  系统设计步骤 ............................................................... 152
    9.2  物联网系统设计 ................................................................. 153
    9.2.1  应用背景与需求分析 ..................................................... 1154
    9.2.2  系统架构与分层设计  .................................................... 156
    9.2.3  设备选型与信息处理 ..................................................... 160
    9.3  物联网互连技术 ................................................................. 162
    9.3.1  传感器通用接口 ............................................................ 163
    9.3.2  物联网网关设备 ............................................................ 167
    9.3.3  物联网网络协议  ...........................................................169
    本章小结 ............................................................................... 171
    思考与练习 ............................................................................ 171
    第 10 章 物联网应用 ............................................................................ 172
    10.1  物联网应用理念 ............................................................... 172
    10.1.1  智慧地球 ....................................................................173
    10.1.2  感知中国 .................................................................... 173
    10.1.3  数字城市 .................................................................... 173
    10.2  物联网应用案例 ...............................................................176
    10.2.1  智能家居 .................................................................... 173
    10.2.2  智慧医院 .................................................................... 179
    10.2.3  智慧农业 .................................................................... 184
    10.2.4  防逃脱定位管理  ......................................................... 187
    10.2.5  社区矫正定位管理 ....................................................... 189
    10.3  物联网未来展望 ............................................................... 191
    10.3.1  微型化、智能化 .......................................................... 191
    10.3.2  低成本、可复用 .......................................................... 192
    10.3.3  低辐射、低能耗 .......................................................... 192
    10.3.4  促经济稳健运行 .......................................................... 193
    10.3.5  助社会和谐发展 .......................................................... 193
    本章小结 ............................................................................... 194
    思考与练习 ............................................................................ 194
    参考文献 ..................................................................................194