物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)導論與實踐

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)的特征　2
1．1．3　物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展史　3
1．2　物聯(lián)網(wǎng)的意義　5
1．2．1　國家驅(qū)動力　5
1．2．2　人類社會急需　5
1．2．3　IT產(chǎn)業(yè)的機遇　5
1．3　物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用　6
1．3．1　物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域　6
1．3．2　交通運輸與物流　7
1．3．3　電信服務(wù)業(yè)　7
1．3．4　智能建筑　8
1．3．5　生活與醫(yī)療保健　8
1．3．6　保險與安全　9
1．3．7　其他應(yīng)用　10
1．4　物聯(lián)網(wǎng)的愿景　11
思考與練習　12
第2章　物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)　14
2．1　物聯(lián)網(wǎng)的功能　14
2．1．1　物聯(lián)網(wǎng)的功能特征　14
2．1．2　物聯(lián)網(wǎng)的基本功能　15
2．2　物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)　16
2．2．1　物聯(lián)網(wǎng)的組成　16
2．2．2　物聯(lián)網(wǎng)感知層　17
2．2．3　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層　18
2．2．4　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層　18
2．3　物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)　19
2．4　物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)　19
2．4．1　物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)　19
2．4．2　中國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的基本架構(gòu)　20
思考與練習　21
第3章　物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)　23
3．1　感知識別技術(shù)　23
3．2　自動識別技術(shù)　24
3．2．1　光學字符識別　25
3．2．2　語音識別　26
3．2．3　生物計量識別技術(shù)　26
3．2．4　IC卡技術(shù)　27
3．2．5　條形碼技術(shù)　29
3．2．6　磁卡　34
3．2．7　RFID技術(shù)　34
3．3　常用的自動識別技術(shù)比較　41
3．3．1　二維條碼與一維條碼的比較　41
3．3．2　自動識別技術(shù)比較　41
3．4　RFID標準體系　42
3．4．1　ISO IEC的RFID標準體系　42
3．4．2　EPC global的RFID標準
體系　43
3．4．3　UID的RFID標準體系　44
思考與練習　45
第4章　感知與無線傳感技術(shù)　48
4．1　物聯(lián)網(wǎng)傳感器概述　48
4．1．1　傳感器的定義與功能　48
4．1．2　傳感器的組成與工作原理　49
4．1．3　傳感器的特性　50
4．1．4　傳感器的發(fā)展趨勢　52
4．1．5　制約物聯(lián)網(wǎng)傳感器性能提升
的因素　53
4．2　物聯(lián)網(wǎng)傳感器分類　53
4．2．1　按傳感器工作原理分類　53
4．2．2　傳感器其他分類　54
4．3　常用傳感器介紹　55
4．3．1　熱電式傳感器　55
4．3．2　壓電傳感器　57
4．3．3　濕度傳感器　57
4．3．4　光電式傳感器　58
4．3．5　霍爾（磁敏）傳感器　58
4．3．6　光纖傳感器　59
4．3．7　微機電傳感器　59
4．3．8　智能傳感器　59
4．3．9　手機上的傳感器　60
4．4　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)　61
4．4．1　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念　61
4．4．2　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征　62
4．4．3　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)　63
4．4．4　傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧　64
4．4．5　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用　66
思考與練習　67
第5章　網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)　69
5．1　網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)概述　69
5．2　無線個域網(wǎng)　71
5．2．1　藍牙技術(shù)　72
5．2．2　ZigBee技術(shù)　74
5．2．3　超寬帶技術(shù)　82
5．2．4　紅外通信技術(shù)　84
5．2．5　近距離通信技術(shù)　85
5．2．6　家庭射頻　86
5．3　無線局域網(wǎng)　87
5．3．1　無線局域網(wǎng)概述　87
5．3．2　無線局域網(wǎng)標準　88
5．3．3　無線局域網(wǎng)的組成與
拓撲結(jié)構(gòu)　89
5．3．4　Wi-Fi聯(lián)盟　93
5．3．5　無線網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備　93
5．3．6　無線網(wǎng)絡(luò)架設(shè)　94
5．4　無線城域網(wǎng)　95
5．4．1　無線城域網(wǎng)基本概念　95
5．4．2　IEEE 802．16標準　96
5．4．3　WiMAX系統(tǒng)構(gòu)成　96
5．5　移動通信網(wǎng)絡(luò)　97
5．5．1　移動通信網(wǎng)基本概念　97
5．5．2　移動通信的發(fā)展　99
5．5．3　移動通信標準　101
5．5．4　移動通信系統(tǒng)的組成　104
5．6　M2M通信技術(shù)　106
5．6．1　M2M系統(tǒng)框架　106
5．6．2　M2M系統(tǒng)的組成與功能　106
5．7　6LoWPAN　107
5．7．1　6LoWPAN的技術(shù)簡介　107
5．7．2　6LoWPAN的應(yīng)用　108
5．8　幾種無線網(wǎng)絡(luò)的比較　108
5．9　Internet技術(shù)　109
5．9．1　Internet概念　109
5．9．2　Internet的物理結(jié)構(gòu)與工作
模式　109
5．9．3　Internet通信協(xié)議　110
5．9．4　域名與域名服務(wù)器　111
5．9．5　Internet接入技術(shù)　113
5．9．6　IPv6　118
思考與練習　118
第6章　數(shù)據(jù)與管理技術(shù)　122
6．1　數(shù)據(jù)庫技術(shù)　122
6．1．1　物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點　122
6．1．2　支撐物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)庫技術(shù)　123
6．2　物聯(lián)網(wǎng)海量數(shù)據(jù)存儲與搜索　127
6．2．1　常見數(shù)據(jù)存儲方式　127
6．2．2　數(shù)據(jù)搜索　129
6．3　數(shù)據(jù)挖掘　131
6．3．1　數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的發(fā)展需求　131
6．3．2　數(shù)據(jù)挖掘的定義　132
6．3．3　數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)
與任務(wù)　132
6．3．4　物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)挖掘　134
6．4　云計算技術(shù)　136
6．4．1　云計算定義　136
6．4．2　云計算的技術(shù)發(fā)展　136
6．4．3　云計算系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)　137
6．4．4　云計算服務(wù)層次　138
6．4．5　云計算的核心技術(shù)　139
6．4．6　典型云計算平臺　141
6．5　物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)　142
6．5．1　中間件的概念　142
6．5．2　中間件的分類　142
6．5．3　物聯(lián)網(wǎng)中間件　143
思考與練習　147
第7章　共性技術(shù)　150
7．1　共性技術(shù)概述　150
7．2　標識和解析技術(shù)　150
7．2．1　物聯(lián)網(wǎng)標識概念　150
7．2．2　物聯(lián)網(wǎng)標識體系　151
7．2．3　物聯(lián)網(wǎng)標識解析　151
7．2．4　物聯(lián)網(wǎng)標識管理　151
7．3　安全和隱私技術(shù)　152
7．3．1　物聯(lián)網(wǎng)安全性概述　152
7．3．2　物聯(lián)網(wǎng)安全的層次　152
7．4　物聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)平臺技術(shù)　154
7．5　物聯(lián)網(wǎng)標準　155
思考與練習　155
第8章　物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用設(shè)計基礎(chǔ)　157
8．1　實踐是最好的學習　157
8．1．1　推薦的學習模式　157
8．1．2　能力的培養(yǎng)　158
8．2　物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)流程　159
8．2．1　物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)概述　159
8．2．2　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品需求分析　160
8．2．3　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品規(guī)格說明　161
8．2．4　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品總體設(shè)計　161
8．2．5　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品詳細設(shè)計　161
8．2．6　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品調(diào)試與驗證　162
8．3　物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)資源　163
8．3．1　電子電路基礎(chǔ)　163
8．3．2　嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)　164
8．3．3　嵌入式操作系統(tǒng)　165
8．3．4　物聯(lián)網(wǎng)解決方案示例　168
思考與練習　168
第9章　物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)環(huán)境搭建　171
9．1　開發(fā)環(huán)境IAR Systems安裝　171
9．2　TI ZStack協(xié)議棧安裝　176
9．3　燒寫器DEBUGGER驅(qū)動安裝　178
9．4　燒寫軟件SmartRF Flash
Programmer安裝　178
9．5　物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)平臺調(diào)試助手　180
9．6　串口通信軟件配置　181
9．7　GenericApp項目工程配置　182
9．7．1　工程目錄簡介　182
9．7．2　生成設(shè)備程序　183
9．7．3　修改生成程序為HEX文件　184
9．7．4　代碼添加　185
9．7．5　實驗現(xiàn)象及講解　193
思考與練習　194
第10章　物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)實訓　195
10．1　ZigBee組網(wǎng)實訓　195
10．1．1　進入ID修改模式　195
10．1．2　動態(tài)修改個域網(wǎng)ID　195
10．1．3　測試終端模塊　197
10．1．4　常見問題及解決方法　201
10．2　有線網(wǎng)絡(luò)控制實訓　201
10．2．1　配置有線網(wǎng)絡(luò)　201
10．2．2　安裝軟件與軟件設(shè)置　202
10．2．3　終端模塊測試　203
10．3　Wi-Fi控制實訓　204
10．3．1　配置無線網(wǎng)絡(luò)　204
10．3．2　安裝軟件與軟件設(shè)置　204
10．3．3　終端模塊測試　205
10．4　短信控制實訓　208
10．4．1　安裝軟件與軟件設(shè)置　208
10．4．2　終端模塊測試　209
思考與練習　212
第11章　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計實踐　213
11．1　智能家居概述　213
11．1．1　智能家居的概念　213
11．1．2　智能家居的發(fā)展　213
11．2　智能家居主要功能分析　214
11．3　智能家居的系統(tǒng)設(shè)計　215
11．3．1　系統(tǒng)設(shè)計目標　215
11．3．2　總體設(shè)計　215
11．3．3　硬件系統(tǒng)設(shè)計　216
11．3．4　系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計　217
11．4　智能家居的實現(xiàn)　219
11．4．1　系統(tǒng)硬件實現(xiàn)　219
11．4．2　控制器軟件設(shè)計與實現(xiàn)　221
附錄　物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用開發(fā)
實驗平臺　230
參考文獻　232