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第1篇 概述1

第1章 绪论1

1.1物联网的发展历程1

1.1.1国外物联网的发展1

1.1.2国内物联网的发展4

1.2物联网的定义6

1.3物联网的特点与相关概念辨析7

1.3.1物联网的主要特点7

1.3.2物联网的其他特点7

1.3.3物联网相关概念辨析8

1.4物联网的演进路径10

1.4.1电信网和传感网的区别11

1.4.2电信网和传感网的联系11

1.5物联网的标准11

1.5.1国际物联网标准的发展11

1.5.2国内物联网标准的发展13

1.6物联网的市场分析及应用前景14

1.6.1物联网市场的技术驱动14

1.6.2物联网的应用前景16

第2章 物联网体系架构18

2.1物联网的参考体系架构18

2.1.1物联网的参考体系架构概述18

2.1.2物联网的参考体系架构需求19

2.1.3物联网的体系架构研究现状20

2.1.4物联网的网络架构25

2.2物联网的形态结构26

2.2.1开放式物联网的形态结构26

2.2.2闭环式物联网的形态结构27

2.2.3融合式物联网的形态结构29

2.3物联网的技术体系31

2.4物联网的知识体系33

2.5物联网的产业体系35

2.6物联网的资源体系37

2.7物联网的参考体系架构发展趋势38

第2篇 感知层41

第3章 自动识别技术41

3.1自动识别技术概述41

3.1.1自动识别技术的基本概念41

3.1.2自动识别技术的种类42

3.2条形码技术42

3.2.1条形码概述42

3.2.2条形码的分类和编码方法43

3.2.3条形码的生产方法46

3.2.4条形码识读原理与技术47

3.2.5二维码50

3.2.6条形码技术的应用53

3.3射频识别技术53

3.3.1射频识别技术概述53

3.3.2射频识别系统的组成54

3.3.3射频识别系统的主要技术55

3.3.4射频识别系统的分类60

3.3.5射频识别技术标准61

3.3.6 EPC规范61

3.3.7射频识别的应用66

3.4机器视觉识别技术70

3.4.1机器视觉识别概述70

3.4.2机器视觉系统的典型结构70

3.4.3机器视觉识别技术的应用73

3.5生物识别技术74

3.5.1生物识别技术概述74

3.5.2指纹识别77

3.5.3声纹识别78

3.5.4人脸识别80

3.5.5手掌静脉识别82

3.5.6生物识别技术的应用83

第4章 传感器智能设备及智能终端84

4.1传感器设备84

4.1.1概述84

4.1.2传感器的特性和分类86

4.1.3代表性传感器原理88

4.1.4传感器产业发展与现状94

4.2智能终端95

4.2.1智能终端的定义95

4.2.2智能终端特点95

4.2.3智能传感器与智能终端97

4.2.4智能终端的应用97

4.2.5智能终端发展现状与趋势100

4.2.6智能终端产业发展情况103

第3篇 网络传输层106

第5章 无线传感器网络106

5.1无线传感器网络的发展107

5.2无线传感器网络的体系结构107

5.2.1无线传感器网络结构107

5.2.2无线传感器网络设备技术架构108

5.3低速无线网络规范概述111

5.3.1无线传感器网络标准协议111

5.3.2无线传感器网络协议架构112

5.4 IEEE 802.15.4技术114

5.4.1 IEEE 802.15系列标准114

5.4.2 IEEE 802.15.4协议簇115

5.4.3 IEEE 802.15.4协议栈结构116

5.4.4 IEEE 802.15.4物理层协议117

5.4.5 IEEE 802.15.4的MAC协议120

5.5 ZigBee技术126

5.5.1 ZigBee技术的发展126

5.5.2 ZigBee协议体系127

5.5.3 ZigBee网络的构成132

5.6 6LoWPAN技术135

5.6.1 6LoWPAN技术的发展135

5.6.2 6LoWPAN标准协议栈架构135

5.6.3 6LoWPAN网络拓扑和路由协议137

5.6.4 6LoWPAN网络层帧格式138

5.6.5 IPv6邻居发现协议139

5.7蓝牙及蓝牙4.x技术142

5.7.1蓝牙技术概述142

5.7.2蓝牙4.x技术144

5.8体域网技术146

5.8.1体域网技术的背景146

5.8.2体域网的架构146

5.8.3无线体域网的节点设计149

5.8.4体域网面临的挑战150

5.9面向视频通信的无线传感网技术153

5.9.1简介153

5.9.2关键技术153

5.9.3面临的挑战154

第6章 因特网156

6.1因特网概述156

6.1.1因特网发展历史156

6.1.2互联网发展趋势158

6.1.3因特网与物联网159

6.2因特网的组成结构162

6.2.1通信子网162

6.2.2资源子网163

6.3因特网的协议及体系结构163

6.3.1网络协议163

6.3.2网络的体系结构163

6.3.3 OSI基本参考模型164

6.4 TCP/IP协议167

6.4.1 TCP/IP协议的分层结构167

6.4.2 TCP/IP协议集168

6.4.3 TCP/IP的数据链路层168

6.4.4 TCP/IP网络层169

6.4.5 TCP/IP的传输层176

6.4.6 TCP/IP的会话层至应用层178

第7章 宽带无线接入网179

7.1宽带无线接入网概述179

7.2无线局域网180

7.2.1 IEEE 802.11 X系列无线局域网标准180

7.2.2无线局域网的构建181

7.3无线城域网183

7.3.1 IEEE 802.16系列无线城域网标准183

7.3.2 IEEE 802.16协议体系结构185

7.3.3 WiMAX组网实例185

第8章 移动通信网187

8.1移动通信网发展史187

8.2 3G通信技术191

8.3 4G： LTE通信技术195

8.3.1 LTE通信技术概述195

8.3.2 LTE通信技术特性195

8.3.3 LTE的网络结构196

8.3.4系统架构197

8.3.5 LTE语音通话199

8.4 5G：下一代移动网络200

8.4.1 5G概念200

8.4.2 5G核心架构200

8.4.3 5G关键技术202

8.5移动互联网204

8.5.1移动互联网概述204

8.5.2移动互联网的目标204

8.5.3移动互联网的基础协议205

8.5.4移动互联网的扩展协议206

第4篇 管理服务层209

第9章 物联网数据融合与管理209

9.1数据融合概述209

9.1.1数据融合的发展209

9.1.2数据融合的定义210

9.1.3数据融合的应用210

9.2数据融合的基本原理211

9.2.1数据融合的体系结构211

9.2.2数据融合技术的理论方法213

9.2.3数据融合模型介绍215

9.3物联网中的数据融合技术216

9.3.1物联网数据融合的作用216

9.3.2传感网数据融合的基本原理217

9.3.3基于信息抽象层次的数据融合模型218

9.3.4多传感器算法220

9.4物联网数据管理技术220

9.4.1物联网数据管理系统的特点220

9.4.2传感网数据管理系统结构220

第10章 云计算222

10.1云计算概述222

10.2云计算系统及其关键技术224

10.2.1云计算体系结构224

10.2.2云计算关键技术225

10.2.3云计算技术层次226

10.3典型云计算原理227

10.3.1谷歌文件系统227

10.3.2分布式数据处理MapReduce230

10.3.3分布式锁服务232

10.3.4分布式结构化数据表Bigtable232

10.3.5分布式存储系统Megastore234

10.4云计算与物联网结合方式235

第11章 物联网中间件238

11.1物联网中间件简介238

11.1.1什么是物联网中间件238

11.1.2中间件在物联网中的作用239

11.1.3物联网中间件现状与发展趋势240

11.2物联网中间件系统总体架构240

11.3物联网中间件设计方法242

11.4物联网典型中间件243

11.4.1传感网网关中间件243

11.4.2传感网节点中间件244

11.4.3传感网安全中间件246

第12章 物联网安全技术248

12.1物联网的安全概述248

12.1.1物联网安全特征248

12.1.2物联网安全威胁分析249

12.1.3物联网安全体系结构250

12.2物联网的安全关键技术251

12.2.1密钥管理机制251

12.2.2数据处理与隐私性252

12.2.3安全路由252

12.2.4认证与访问控制253

12.2.5恶意代码防御255

12.2.6入侵检测与容侵容错技术255

12.2.7基于IPv6物联网的安全技术255

12.3物联网的安全管理256

第13章 物联网的测试技术259

13.1物联网的测试技术概述259

13.1.1需求分析259

13.1.2测试标准263

13.1.3传感网网络测试的特点263

13.1.4传感网测试架构265

13.2物联网安全测试266

13.2.1安全测试系统概述266

13.2.2系统的搭建与测试报告270

第5篇 综合应用层272

第14章 物联网应用案例——智能电网272

14.1智能电网概述272

14.1.1智能电网背景272

14.1.2智能电网定义273

14.1.3常用术语273

14.2智能电网体系架构273

14.3智能电网典型案例：核心网络275

14.3.1基于智能电网的配电自动化275

14.3.2基于物联网的输电线路在线监测系统276

14.3.3基于云计算的智能电网信息平台278

14.4智能电网典型案例：智能电表280

14.5智能电网典型案例：家庭网络281

14.5.1用电信息采集系统281

14.5.2智能电网家庭综合能源管理系统282

第15章 物联网应用案例——智能工业285

15.1工业物联网概述285

15.1.1工业物联网的发展历程285

15.1.2工业物联网面临的挑战与机遇286

15.2工业物联网体系架构287

15.3工业物联网标准和关键技术289

15.3.1工业无线技术289

15.3.2工业无线标准情况290

15.3.3工业以太网技术291

15.4工业物联网的发展趋势292

15.5智能制造293

15.5.1工业4.0294

15.5.2工业4.0的关键特征295

15.5.3新的商业机会和模式295

15.5.4工业4.0愿景296

15.6工业物联网应用297

15.6.1制造业供应链管理方面的应用297

15.6.2环保监测及能源管理方面的应用298

15.6.3工业安全生产管理方面的应用298

15.6.4生产过程工艺优化方面的应用299

第16章 物联网应用案例——智能交通301

16.1智能交通概述301

16.1.1智能交通系统概述301

16.1.2智能交通系统功能与特征303

16.1.3智能交通中的物联网技术304

16.2智能交通系统平台架构305

16.3城市智能交通管理系统308

16.3.1城市智能交通管理系统方案设计309

16.3.2智能交通管理系统的建设案例310

16.4车联网311

16.4.1车联网概述311

16.4.2国内外车联网的发展史312

16.4.3车联网的功能与关键技术313

16.4.4车联网发展展望314

第17章 物联网应用案例——智能建筑316

17.1智能化住宅小区316

17.1.1智能化住宅小区概述316

17.1.2物联网小区安防系统设计与应用316

17.2智能楼宇317

17.3智能家居319

17.3.1智能家居感知层设备321

17.3.2智能家居网络层设备323

17.3.3智能家居应用层327

参考文献330