物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)（第2版）

前言
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念1
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義1
1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)+3
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展5
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的起源5
1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展6
1.3 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)8
1.3.1 感知層8
1.3.2 網(wǎng)絡(luò)層9
1.3.3 應(yīng)用層10
1.4 物聯(lián)網(wǎng)的主要特征10
1.5 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)12
1.5.1 網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)12
1.5.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)13
1.5.3 RFID技術(shù)14
1.5.4 M2M技術(shù)15
1.5.5 GPS技術(shù)16
1.5.6 云計(jì)算技術(shù)17
1.5.7 大數(shù)據(jù)系統(tǒng)18
1.6 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展19
1.6.1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀19
1.6.2 基于技術(shù)路線圖的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)布局20
1.6.3 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題22
1.6.4 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測(cè)23
本章小結(jié)24
思考題24
第2章 網(wǎng)絡(luò)與通信25
2.1 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)25
2.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述25
2.1.2 以太網(wǎng)28
2.1.3 因特網(wǎng)30
2.1.4 IPv632
2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)33
2.2.1 現(xiàn)場(chǎng)總線概述33
2.2.2 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)基礎(chǔ)34
2.2.3 現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)與體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)35
2.3 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)37
2.3.1 無線網(wǎng)絡(luò)概述37
2.3.2 藍(lán)牙技術(shù)39
2.3.3 ZigBee40
2.3.4 Thread42
2.3.5 6LoWPAN44
2.3.6 Wi-Fi45
2.3.7 WiMAX47
2.3.8 LPWAN技術(shù)49
2.4 衛(wèi)星通信50
2.4.1 衛(wèi)星通信概述50
2.4.2 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)52
2.5 移動(dòng)通信技術(shù)53
2.5.1 2G技術(shù)53
2.5.2 3G技術(shù)54
2.5.3 4G技術(shù)55
2.6 泛在網(wǎng)絡(luò)56
2.6.1 泛在網(wǎng)絡(luò)概念56
2.6.2 泛在網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)57
2.6.3 泛在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)57
本章小結(jié)59
思考題59
第3章 WSN60
3.1 WSN概述60
3.1.1 基本概念60
3.1.2 發(fā)展歷史61
3.1.3 應(yīng)用領(lǐng)域62
3.2 WSN的特點(diǎn)與性能指標(biāo)64
3.2.1 WSN的基本特點(diǎn)64
3.2.2 WSN的性能指標(biāo)65
3.3 WSN的體系結(jié)構(gòu)67
3.3.1 傳感器節(jié)點(diǎn)67
3.3.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)68
3.4 常用傳感器72
3.4.1 傳感器的分類72
3.4.2 傳感器的特性與選型73
3.4.3 常見傳感器類型介紹75
3.5 WSN的關(guān)鍵技術(shù)77
3.5.1 拓?fù)淇刂?7
3.5.2 節(jié)點(diǎn)部署78
3.5.3 定位技術(shù)79
3.5.4 數(shù)據(jù)融合技術(shù)80
3.5.5 時(shí)間同步81
3.5.6 能耗管理83
3.5.7 安全機(jī)制84
3.6 WSN仿真平臺(tái)87
3.7 WSN技術(shù)在物流中的應(yīng)用案例88
本章小結(jié)92
思考題92
第4章 RFID與EPC93
4.1 RFID的概念93
4.1.1 RFID的產(chǎn)生與發(fā)展93
4.1.2 RFID的特點(diǎn)95
4.2 RFID系統(tǒng)組成與工作原理95
4.2.1 RFID系統(tǒng)組成95
4.2.2 工作原理96
4.2.3 工作流程97
4.3 RFID電子標(biāo)簽97
4.3.1 RFID電子標(biāo)簽的分類97
4.3.2 RFID電子標(biāo)簽與條形碼的區(qū)別99
4.4 EPC概述102
4.4.1 EPC的產(chǎn)生與發(fā)展102
4.4.2 EPC的特點(diǎn)104
4.5 EPC組成與結(jié)構(gòu)105
4.5.1 EPC系統(tǒng)組成105
4.5.2 EPC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)105
4.6 EPC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)107
4.6.1 Savant系統(tǒng)107
4.6.2 EPC信息服務(wù)110
4.6.3 EPC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型111
4.7 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的RFID和EPC技術(shù)113
本章小結(jié)116
思考題116
第5章 M2M117
5.1 M2M概述117
5.1.1 M2M的含義117
5.1.2 M2M發(fā)展?fàn)顩r118
5.2 M2M標(biāo)準(zhǔn)121
5.2.1 3GPP121
5.2.2 ETSI122
5.2.3 ITU123
5.3 M2M技術(shù)123
5.3.1 M2M產(chǎn)品構(gòu)成123
5.3.2 M2M技術(shù)組成124
5.3.3 M2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)125
5.3.4 M2M分層架構(gòu)127
5.3.5 M2M通信協(xié)議129
5.4 M2M業(yè)務(wù)131
5.4.1 M2M業(yè)務(wù)特征131
5.4.2 M2M業(yè)務(wù)需求132
5.4.3 M2M業(yè)務(wù)分類133
5.5 M2M的產(chǎn)業(yè)鏈分析134
本章小結(jié)136
思考題136
第6章 物聯(lián)網(wǎng)中間件137
6.1 中間件技術(shù)概述137
6.1.1 中間件的作用與意義137
6.1.2 物聯(lián)網(wǎng)中間件研究現(xiàn)狀138
6.1.3 物聯(lián)網(wǎng)中間件研究?jī)?nèi)容139
6.1.4 物聯(lián)網(wǎng)中間件特性139
6.1.5 物聯(lián)網(wǎng)中間件分類141
6.2 中間件的體系結(jié)構(gòu)143
6.3 主流的中間件技術(shù)平臺(tái)150
6.3.1 OMG CORBA平臺(tái)150
6.3.2 Sun J2EE平臺(tái)151
6.3.3 Microsoft DNA 2000平臺(tái)151
6.3.4 主流平臺(tái)相關(guān)性分析152
6.4 物聯(lián)網(wǎng)中間件關(guān)鍵技術(shù)153
6.4.1 EPC中間件153
6.4.2 OPC中間件154
6.4.3 WSN中間件155
6.4.4 OSGi中間件157
6.4.5 CEP中間件157
6.4.6 其他相關(guān)中間件158
本章小結(jié)159
思考題159
第7章 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)160
7.1 云計(jì)算概述160
7.1.1 云計(jì)算的起源與基本概念160
7.1.2 云計(jì)算的特點(diǎn)與類別162
7.1.3 云計(jì)算產(chǎn)業(yè)162
7.2 云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)164
7.2.1 工作原理164
7.2.2 體系結(jié)構(gòu)165
7.2.3 關(guān)鍵技術(shù)167
7.3 云計(jì)算的層次170
7.3.1 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)171
7.3.2 平臺(tái)即服務(wù)171
7.3.3 軟件即服務(wù)172
7.4 云安全與云存儲(chǔ)173
7.4.1 云安全173
7.4.2 云存儲(chǔ)175
7.5 大數(shù)據(jù)177
7.5.1 大數(shù)據(jù)的基本概念177
7.5.2 大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)177
7.5.3 大數(shù)據(jù)處理的技術(shù)體系179
7.6 云計(jì)算、大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)180
本章小結(jié)182
思考題182
第8章 CPS183
8.1 CPS的概念183
8.2 CPS的技術(shù)特征184
8.2.1 CPS與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)185
8.2.2 CPS與嵌入式系統(tǒng)185
8.2.3 CPS與工業(yè)控制系統(tǒng)185
8.2.4 CPS與WSN186
8.2.5 CPS與物聯(lián)網(wǎng)186
8.2.6 CPS與網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)187
8.2.7 CPS與混雜系統(tǒng)187
8.3 CPS的體系結(jié)構(gòu)188
8.4 CPS的硬件要求190
8.5 CPS的軟件環(huán)境191
8.6 CPS應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)192
8.6.1 CPS的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀192
8.6.2 CPS的應(yīng)用前景193
8.6.3 CPS發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)194
8.6.4 CPS設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展197
8.6.5 CPS設(shè)計(jì)中亟待解決的關(guān)鍵問題200
本章小結(jié)201
思考題201
第9章 物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用202
9.1 智能電網(wǎng)202
9.1.1 智能電網(wǎng)概述202
9.1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用203
9.1.3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)205
9.2 智能交通206
9.2.1 智能交通概述206
9.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用206
9.2.3 不停車收費(fèi)系統(tǒng)208
9.2.4 智能交通的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)209
9.3 智能醫(yī)療211
9.3.1 智能醫(yī)療概述211
9.3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能醫(yī)療中的應(yīng)用211
9.3.3 智能醫(yī)療典型應(yīng)用212
9.3.4 智能醫(yī)療的發(fā)展214
9.4 智能環(huán)保214
9.4.1 智能環(huán)保概述214
9.4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能環(huán)保中的應(yīng)用214
9.4.3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)模型215
9.4.4 智能環(huán)保的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)216
9.5 智能家居217
9.5.1 智能家居概述217
9.5.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用217
9.5.3 智能家居系統(tǒng)解決方案218
9.5.4 智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)219
9.6 智能農(nóng)業(yè)220
9.6.1 智能農(nóng)業(yè)概述220
9.6.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用221
9.6.3 溫室大棚環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)222
9.6.4 智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)223
本章小結(jié)223
思考題223
第10章 基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息管理224
10.1 物流與供應(yīng)鏈概述224
10.1.1 物流管理224
10.1.2 供應(yīng)鏈管理225
10.1.3 供應(yīng)鏈物流管理226
10.1.4 現(xiàn)代物流管理的發(fā)展226
10.2 物流信息技術(shù)227
10.2.1 信息技術(shù)227
10.2.2 物流信息技術(shù)概述228
10.2.3 現(xiàn)代物流信息技術(shù)228
10.2.4 物流信息技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)233
10.3 物流信息管理系統(tǒng)233
10.3.1 物流管理信息系統(tǒng)概述233
10.3.2 物流管理信息系統(tǒng)分類234
10.3.3 基于物流管理的信息系統(tǒng)的發(fā)展階段236
10.4 基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息技術(shù)體系237
10.5 農(nóng)資物流監(jiān)控系統(tǒng)239
10.5.1 現(xiàn)代農(nóng)資物流管理239
10.5.2 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)資物流領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例——農(nóng)資物流監(jiān)控黑箱系統(tǒng)239
10.6 物品標(biāo)簽系統(tǒng)247
10.6.1 電子標(biāo)簽概述247
10.6.2 物品標(biāo)簽系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例——高檔藝術(shù)品智能物流系統(tǒng)247
10.7 CPS實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)250
10.7.1 CPS實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)250
10.7.2 CPS節(jié)點(diǎn)功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)251
10.7.3 CPS實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)253
10.7.4 CPS實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)255
10.8 物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用展望255
10.8.1 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能物流255
10.8.2 物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用展望258
本章小結(jié)263
思考題263