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第1章 物联网的概念和体系结构1

1.1 物联网概述1

1.1.1 物联网定义1

1.1.2 物联网的发展历程2

1.1.3 物联网与RFID、传感器网络和泛在网的关系3

1.1.4 物联网的基本特征5

1.1.5 物联网的四大技术形态6

1.1.6 设计物联网系统的步骤和原则7

1.2 物联网体系架构8

1.2.1 感知层9

1.2.2 网络层9

1.2.3 应用层9

1.2.4 未来物联网架构10

1.3 物联网关键技术11

1.4 物联网发展趋势与挑战14

1.4.1 物联网产业趋势14

1.4.2 物联网发展面临的挑战17

1.5 物联网技术开发平台简介18

1.5.1 产品概述18

1.5.2 产品特点19

1.5.3 平台硬件资源19

1.5.4 平台的连线使用22

习题23

第2章 物联网感知技术24

2.1 自动识别技术24

2.2 生物识别技术25

2.3 语音识别技术30

2.3.1 语音识别的特点30

2.3.2 语音识别技术基本方法30

2.3.3 语音识别系统结构32

2.4 磁卡及IC卡技术34

2.5 图像识别技术38

2.6 条形码技术40

2.6.1 条形码概述40

2.6.2 条形码的识别原理41

2.6.3 条形码技术的优点42

2.6.4 条形码的结构及其扫描43

2.6.5 条形码的编码规则和编码方案43

2.6.6 条形码的制作44

2.6.7 二维条码45

2.7 RFID技术概述48

2.7.1 RFID技术的特点48

2.7.2 RFID系统的组成49

2.7.3 RFID技术基础52

2.7.4 RFID系统的工作原理53

2.7.5 电子标签55

2.7.6 双频标签和双频系统61

2.7.7 读写器的基本原理61

2.8 EPC系统64

2.9 传感器技术68

2.9.1 传感器简介68

2.9.2 传感器的命名71

2.9.3 传感器的分类与选择72

2.9.4 传感器的标定与校准74

2.9.5 典型传感器的工作原理75

2.9.6 传感器的应用80

2.10 定位系统83

2.10.1 航天航空遥感技术83

2.10.2 全球定位系统84

2.10.3 地理信息系统89

2.11 传感器实验92

2.11.1 光照传感器92

2.11.2 温湿度传感器96

习题100

第3章 物联网通信技术101

3.1 蓝牙技术101

3.1.1 蓝牙的基本概念101

3.1.2 蓝牙系统协议102

3.1.3 蓝牙的组网103

3.1.4 蓝牙的特点105

3.1.5 蓝牙技术的应用105

3.2 ZigBee技术106

3.2.1 ZigBee概述106

3.2.2 ZigBee物理层108

3.2.3 ZigBee数据链路层109

3.2.4 ZigBee网络层111

3.2.5 ZigBee应用层113

3.3 Wi-Fi技术114

3.3.1 IEEE802.11X114

3.3.2 Wi-Fi与WLAN的关系116

3.3.3 Wi-Fi技术特点117

3.3.4 Wi-Fi体系结构118

3.3.5 Wi-Fi技术的应用120

3.4 UWB技术121

3.5 LoRa与NB-IoT技术125

3.5.1 LoRa技术125

3.5.2 NB-IoT技术127

3.5.3 LoRa与NB-IoT技术比较129

3.6 以太网技术129

3.6.1 计算机网络七层模型130

3.6.2 局域网技术131

3.6.3 以太网通信132

3.7 移动通信技术138

3.7.1 移动通信的分类与特点138

3.7.2 移动通信网络140

3.7.3 移动通信与物联网144

3.7.4 常用移动通信技术145

3.8 无线传感器网络149

3.8.1 无线传感器网络概述149

3.8.2 无线传感器网络的体系结构150

3.8.3 无线传感器网络主要特点154

3.8.4 无线传感器网络协议结构模型156

3.8.5 无线传感器网络的MAC协议159

3.8.6 无线传感器网络的路由协议161

3.8.7 无线传感器网络的传输协议164

3.8.8 传感器网络的支撑技术166

3.8.9 能量管理171

3.8.10 WSN网络的应用172

3.9 ZigBee通信实验173

3.9.1 LED灯控制173

3.9.2 点对点无线通信175

习题180

第4章 物联网支撑技术181

4.1 大数据181

4.1.1 大数据概述181

4.1.2 大数据关键技术183

4.1.3 大数据发展前景184

4.2 云计算186

4.2.1 云计算的概念186

4.2.2 云计算关键技术189

4.3 机器学习190

4.3.1 机器学习概念190

4.3.2 机器学习系统191

4.3.3 机器学习的主要策略192

4.3.4 机器学习的应用领域196

4.4 人工智能技术196

4.4.1 人工智能技术的研究重点196

4.4.2 智能决策支持系统199

4.5 数据挖掘技术201

4.5.1 数据挖掘的概念201

4.5.2 数据挖掘的研究内容203

4.6 搜索引擎技术208

4.6.1 搜索引擎技术概述208

4.6.2 搜索引擎的关键技术211

4.6.3 物联网搜索引擎发展趋势213

4.7 嵌入式系统214

4.7.1 嵌入式系统概述214

4.7.2 嵌入式系统的组成215

4.7.3 嵌入式系统的发展前景及趋势217

习题219

第5章 物联网安全技术220

5.1 物联网信息安全220

5.1.1 物联网面临的信息安全问题220

5.1.2 物联网信息安全关系222

5.1.3 物联网信息安全的特征223

5.2 物联网安全的关键技术226

5.3 物联网信息安全体系230

5.3.1 物联网的安全层次模型及体系结构230

5.3.2 物联网感知层安全230

5.3.3 物联网网络层安全232

5.3.4 物联网应用层安全233

5.4 无线传感器网络安全机制234

5.4.1 WSN安全问题234

5.4.2 传感器网络的安全策略235

5.5 WLAN面临的安全风险237

5.6 云计算面临的安全风险238

5.7 IPv6面临的安全风险240

5.8 我国信息安全战略241

习题242

第6章 物联网应用243

6.1 智慧地球与智慧城市243

6.1.1 智慧地球243

6.1.2 智慧城市244

6.2 智能电网245

6.2.1 电力系统概述246

6.2.2 智能电网的技术支撑248

6.2.3 智能电网与物联网250

6.3 智能物流252

6.3.1 智能物流概述252

6.3.2 智能物流的发展现状254

6.3.3 智能物流的建设存在的问题及解决措施254

6.3.4 智能物流常见应用领域255

6.4 智能交通应用258

6.4.1 智能交通系统的模型框架258

6.4.2 智能交通系统体系结构260

6.4.3 物联网在智能交通方面的应用261

6.5 智慧医疗应用263

6.5.1 智慧医疗的概念263

6.5.2 智慧医疗系统体系结构265

6.5.3 智慧医疗实施案例及分析267

6.6 物联网与智能制造270

6.6.1 工业4.0时代270

6.6.2 制造业概述270

6.6.3 物联网工业生产应用273

6.7 精细农业275

6.7.1 精细农业概述275

6.7.2 物联网在农业中的应用279

6.8 智能家居280

6.8.1 智能家居系统概述281

6.8.2 家庭自动化281

6.8.3 家庭网络283

6.9 基于无线传感网的智能家居实训284

习题294