基于IP的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、技術(shù)與應(yīng)用

第1部分　架構(gòu)
第1章　什么是智能物件
1.1　智能物件從何而來？
1.1.1　嵌入式系統(tǒng)
1.1.2　普適計(jì)算
1.1.3　移動(dòng)通信
1.1.4　遙測技術(shù)及機(jī)器間通信
1.1.5　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)
1.1.6　移動(dòng)計(jì)算
1.1.7　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)
1.2　對(duì)智能物件的挑戰(zhàn)
1.2.1　節(jié)點(diǎn)級(jí)挑戰(zhàn)
1.2.2　網(wǎng)絡(luò)級(jí)挑戰(zhàn)
1.2.3　標(biāo)準(zhǔn)化
1.2.4　互通性
1.3　小結(jié)
第2章　IP協(xié)議架構(gòu)
2.1　引言
2.2　從NCP到TCP/IP
2.3　基本的TCP/IP架構(gòu)設(shè)計(jì)原則
2.4　跨層優(yōu)化的關(guān)鍵問題
2.5　IP分層對(duì)智能物件網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要的原因
2.6　小結(jié)
第3章　智能物件為什么要采用IP協(xié)議
3.1　互通性
3.2　一個(gè)發(fā)展中的通用架構(gòu)
3.3　架構(gòu)的穩(wěn)定性和普遍性
3.4　可擴(kuò)展性
3.5　配置和管理
3.6　痕跡小
3.7　還有什么其他選擇？
3.8　為什么網(wǎng)關(guān)不好？
3.8.1　固有的復(fù)雜性
3.8.2　靈活性和可擴(kuò)展性的缺失
3.9　小結(jié)
第4章　用于智能物件網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的IPv6協(xié)議
4.1　引言
4.2　IPv4地址空間的耗盡
4.3　NAT：IPv4地址枯竭的一個(gè)（臨時(shí)）解決方案
4.4　架構(gòu)討論
4.5　小結(jié)
第5章　路由
5.1　IP網(wǎng)絡(luò)中的路由
5.1.1　IP路由和QoS
5.1.2　IP路由和網(wǎng)絡(luò)可靠性
5.2　LLN中的路由特性
5.3　二層路由vs三層路由
5.4　小結(jié)
第6章　傳輸協(xié)議
6.1　UDP
6.1.1　盡力而為的數(shù)據(jù)報(bào)傳送
6.1.2　UDP頭
6.2　TCP
6.2.1　可靠的流傳送
6.2.2　TCP頭
6.2.3　TCP選項(xiàng)字段
6.2.4　往返時(shí)間估算
6.2.5　流量控制
6.2.6　擁塞控制
6.2.7　TCP狀態(tài)
6.3　用于智能物件的UDP
6.4　用于智能物件的TCP
6.5　小結(jié)
第7章　服務(wù)發(fā)現(xiàn)
7.1　IP網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)發(fā)現(xiàn)
7.2　服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議
7.2.1　SLP
7.2.2　Zeroconf、Rendezvous和Bonjour
7.2.3　UPnP
7.3　小結(jié)
第8章　智能物件的安全性
8.1 安全的3個(gè)屬性
8.1.1　保密性
8.1.2　完整性
8.1.3　可用性
8.2　通過隱匿實(shí)現(xiàn)安全
8.3　加密
8.4　智能物件的安全機(jī)制
8.4.1　智能物件的安全策略
8.4.2　鏈路層加密
8.5　IP體系架構(gòu)上的安全機(jī)制
8.5.1　IPSec
8.5.2　TLS
8.6　小結(jié)
第9章　智能物件Web服務(wù)
9.1　Web服務(wù)基本概念
9.1.1　常見數(shù)據(jù)格式
9.1.2　表象化狀態(tài)轉(zhuǎn)變
9.2　智能物件Web服務(wù)的基本性能
9.2.1　實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度
9.2.2　性能
9.3　一個(gè)智能物件Web服務(wù)的例子--PACHUBE
9.3.1　交互模型
9.3.2　Pachube數(shù)據(jù)格式
9.3.3　HTTP請求
9.3.4　HTTP返回代碼
9.3.5　驗(yàn)證和安全
9.3.6　觸發(fā)器
9.4　小結(jié)
第10章　智能物件網(wǎng)絡(luò)連接模型
10.1　引言
10.2　自治型智能物件網(wǎng)絡(luò)模型
10.3　物聯(lián)網(wǎng)
10.4　擴(kuò)展Internet
10.5　小結(jié)
第2部分　技術(shù)
第11章　智能物件的硬件和軟件
11.1　硬件
11.1.1　通信設(shè)備
11.1.2　微控制器
11.1.3　傳感器與制動(dòng)器
11.1.4　電源
11.1.5　展望：片上系統(tǒng)、印制電路和電子黏土
11.2　智能物件軟件部分
11.2.1　智能物件的操作系統(tǒng)
11.2.2　多線程編程與事件驅(qū)動(dòng)編程的比較
11.2.3　內(nèi)存管理
11.2.4　展望：宏編程、Java
11.3　能量管理
11.3.1　無線能量管理機(jī)制
11.3.2　異步負(fù)載循環(huán)
11.3.3　同步負(fù)載循環(huán)
11.3.4　無線開啟時(shí)間示例
11.4　小結(jié)
第12章　智能物件的通信機(jī)制
12.1　智能物件的通信模式
12.1.1　一對(duì)一通信
12.1.2　一對(duì)多通信
12.1.3　多對(duì)一通信
12.2　物理通信標(biāo)準(zhǔn)
12.3　IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)
12.3.1　802.15.4地址
12.3.2　802.15.4物理層
12.3.3　媒體訪問控制（MAC）層
12.3.4　802.15.4的幀格式
12.3.5　功耗
12.4　IEEE 802.11和Wi-Fi
12.4.1　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜徒Y(jié)構(gòu)
12.4.2　物理層
12.4.3　媒體訪問控制（MAC）層
12.4.4　低功耗Wi-Fi
12.5　電力線通信（PLC）
12.5.1　物理層
12.5.2　MAC層
12.5.3　功耗
12.6　小結(jié)
第13章　uIP--輕量的IP協(xié)議棧
13.1　運(yùn)行原則
13.1.1　輸入處理
13.1.2　輸出處理
13.1.3　定期處理
13.1.4　數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)
13.2　uIP內(nèi)存緩沖器管理
13.3　uIP應(yīng)用程序接口
13.4　uIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)
13.4.1　IP分段重組
13.4.2　TCP
13.4.3　校驗(yàn)和計(jì)算
13.5　內(nèi)存占用空間
13.6　小結(jié)
第14章　標(biāo)準(zhǔn)化
14.1　引言
14.2　IETF
14.2.1　IETF的目標(biāo)
14.2.2　IETF組織結(jié)構(gòu)
14.2.3　IETF標(biāo)準(zhǔn)化過程
14.2.4　IETF標(biāo)準(zhǔn)化過程
14.2.5　IAB
14.3　和智能物件IP有關(guān)的工作組
14.3.1　基于低功耗無線個(gè)域網(wǎng)的IPv6工作組
14.3.2　ROLL工作組
14.4　小結(jié)
第15章　智能物件網(wǎng)絡(luò)中使用IPv6--技術(shù)復(fù)習(xí)
15.1　智能物件網(wǎng)絡(luò)中使用IPv6？
15.2　IPv6包的頭
15.2.1　IPv6固定的頭
15.2.2　擴(kuò)展頭
15.2.3　逐跳選項(xiàng)頭
15.2.4　路由頭
15.2.5　分片頭
15.2.6　目的地選項(xiàng)頭
15.2.7　無下一個(gè)頭
15.3　IPv6尋址架構(gòu)
15.3.1　單播、任播和多播的概念
15.3.2　IPv6地址的表示
15.3.3　單播地址
15.3.4　任播地址
15.3.5　多播地址
15.4　IPv6中的ICMP協(xié)議
15.4.1　ICMPv6錯(cuò)誤消息
15.4.2　ICMP信息消息
15.5　鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議
15.5.1　鄰居請求消息
15.5.2　鄰居通告消息
15.5.3　路由器通告消息
15.5.4　路由器請求消息
15.5.5　重定向消息
15.5.6　鄰居不可到達(dá)檢測（NUD）
15.6　負(fù)載平衡
15.7　IPv6自動(dòng)配置
15.7.1　創(chuàng)建鏈路本地地址
15.7.2　無狀態(tài)自動(dòng)配置過程
15.7.3　IPv6中無狀態(tài)地址自動(dòng)配置的隱私擴(kuò)展
15.8　DHCPv6
15.8.1　有狀態(tài)自動(dòng)配置
15.8.2　無狀態(tài)DHCP
15.9　IPv6服務(wù)質(zhì)量
15.9.1　Diffserv模型
15.9.2　IntServ模型
15.10　IPv4骨干網(wǎng)絡(luò)上的IPv6
15.11　IPv6多播
15.12　小結(jié)
第16章　6LoWPAN適配層
16.1　術(shù)語
16.2　6LoWPAN適配層
16.2.1　網(wǎng)狀尋址頭
16.2.2　分片
16.2.3　6LoWPAN頭壓縮
16.2.4　無狀態(tài)配置
16.3　小結(jié)
第17章　智能物件網(wǎng)絡(luò)中的RPL路由
17.1　簡介
17.2　什么是低功耗有損網(wǎng)絡(luò)？
17.3　路由需求
17.4　智能物件網(wǎng)絡(luò)中的路由度量
17.4.1　聚集路由度量與記錄路由度量
17.4.2　本地度量與全局度量
17.4.3　路由度量/限制通用頭
17.4.4　節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和屬性目標(biāo)
17.4.5　節(jié)點(diǎn)能源目標(biāo)
17.4.6　跳數(shù)目標(biāo)
17.4.7　吞吐量目標(biāo)
17.4.8　延遲目標(biāo)
17.4.9　鏈路可靠性目標(biāo)
17.4.10　鏈路顏色屬性
17.5　目標(biāo)功能
17.6　RPL：為智能物件網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的新的路由協(xié)議
17.6.1　協(xié)議綜述
17.6.2　多個(gè)DODAG的使用和RPL實(shí)例的概念
17.6.3　RPL消息
17.6.4　RPL DODAG創(chuàng)建過程
17.6.5　DODAG內(nèi)部以及DODAG間的節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)
17.6.6　使用DAO消息沿著DODAG填充路由表
17.6.7　RPL中的回路避免和回路檢測機(jī)制
17.6.8　全局和本地修復(fù)
17.6.9　RPL路由鄰接性
17.6.10　RPL定時(shí)器管理
17.6.11　模擬結(jié)果
17.7　小結(jié)
第18章　IP智能物件聯(lián)盟
18.1　IPSO聯(lián)盟的任務(wù)和目標(biāo)
18.2　IPSO聯(lián)盟
18.3　IPSO聯(lián)盟的關(guān)鍵活動(dòng)之一：互通性測試
18.4　小結(jié)
第19章　非IP智能物件技術(shù)
19.1　ZigBee
19.1.1　ZigBee設(shè)備類型
19.1.2　ZigBee協(xié)議棧的分層
19.1.3　物理層和MAC層
19.1.4　網(wǎng)絡(luò)層
19.1.5　應(yīng)用支撐子層
19.1.6　應(yīng)用框架層
19.1.7　網(wǎng)絡(luò)設(shè)置
19.1.8　ZigBee正在向IP遷移
19.2　Z-Wave
19.3　小結(jié)
第3部分　應(yīng)用
第20章　智能電網(wǎng)
20.1　簡介
20.2　術(shù)語
20.3　核心網(wǎng)格監(jiān)視和控制
20.3.1　應(yīng)用案例1：二次變電站的監(jiān)控
20.3.2　應(yīng)用案例2：變電站狀態(tài)檢修
20.3.3　應(yīng)用案例3：線路動(dòng)態(tài)評(píng)分
20.3.4　技術(shù)特點(diǎn)與挑戰(zhàn)
20.4　智能計(jì)量（NAN）
20.4.1　應(yīng)用和案例
20.4.2　網(wǎng)絡(luò)特征和技術(shù)挑戰(zhàn)
20.5　HAN
20.5.1　應(yīng)用和案例
20.5.2　網(wǎng)絡(luò)特征和技術(shù)挑戰(zhàn)
20.5.3　技術(shù)挑戰(zhàn)的總結(jié)
20.6　小結(jié)
第21章　工業(yè)自動(dòng)化
21.1　機(jī)遇
21.2　挑戰(zhàn)
21.3　使用案例
21.3.1　狀態(tài)監(jiān)測
21.3.2　無線控制
21.3.3　移動(dòng)辦公
21.4　小結(jié)
第22章　智能城市與城市網(wǎng)絡(luò)
22.1　介紹
22.2　城市環(huán)境監(jiān)測
22.2.1　城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測
22.2.2　自然災(zāi)害檢測和預(yù)報(bào)
22.2.3　技術(shù)特點(diǎn)和挑戰(zhàn)
22.3　社會(huì)性網(wǎng)絡(luò)
22.3.1　基于Web的社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的擴(kuò)展
22.3.2　監(jiān)測老人和孩子
22.3.3　技術(shù)特點(diǎn)和挑戰(zhàn)
22.4　智能交通系統(tǒng)
22.4.1　交通監(jiān)測和控制
22.4.2　自動(dòng)收費(fèi)/罰款系統(tǒng)
22.4.3　技術(shù)特點(diǎn)和挑戰(zhàn)
22.5　小結(jié)
第23章　家庭自動(dòng)化
23.1　簡介
23.2　主要應(yīng)用及案例
23.2.1　照明控制
23.2.2　安全性和保密性
23.2.3　舒適性和便捷性
23.2.4　能源管理
23.2.5　遠(yuǎn)程家庭管理
23.2.6　老年人生活自理與輔助
23.3　技術(shù)挑戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)特征
23.3.1　拓?fù)漕愋秃土髁烤仃?br /> 23.3.2　設(shè)備數(shù)量
23.3.3　移動(dòng)程度
23.3.4　健壯性和可靠性
23.3.5　服務(wù)質(zhì)量的要求
23.3.6　電池操控
23.3.7　運(yùn)行環(huán)境
23.3.8　安全性
23.3.9　安裝和設(shè)置的簡便性
23.4　小結(jié)
第24章　樓宇自動(dòng)化
24.1　BAS參考模型
24.2　新興樓宇自動(dòng)化應(yīng)用
24.2.1　入駐和撤離
24.2.2　能源管理
24.2.3　需求響應(yīng)
24.2.4　防火防煙
24.2.5　疏散
24.3　現(xiàn)有樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)
24.4　樓宇自動(dòng)化中傳感器和制動(dòng)器的特性
24.4.1　區(qū)域控制
24.4.2　片區(qū)控制
24.4.3　樓宇控制
24.5　新興的基于智能物件的BAS
24.5.1　新興的傳感器、制動(dòng)器和協(xié)議
24.5.2　基于IP的企業(yè)層協(xié)議
24.6　小結(jié)
第25章　建筑物健康監(jiān)測
25.1　簡介
25.2　主要應(yīng)用和案例
25.3　技術(shù)挑戰(zhàn)
25.3.1　自動(dòng)配置
25.3.2　多播支持
25.3.3　路由
25.3.4　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?br /> 25.3.5　網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性
25.3.6　移動(dòng)性
25.3.7　鏈路和設(shè)備特性
25.3.8　流量特征
25.3.9　服務(wù)質(zhì)量
25.3.10　安全
25.3.11　部署環(huán)境
25.4　數(shù)據(jù)采集與分析
25.5　未來的應(yīng)用與展望
25.6　小結(jié)
第26章　集裝箱跟蹤
26.1　GE CommerceGuard
26.2　IBM Secure Trade Lane
26.3　小結(jié)
參考文獻(xiàn)