物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)與應(yīng)用

第1章物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展1
1.1.1智慧地球1
1.1.2國際物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2
1.1.3我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展3
1.2物聯(lián)網(wǎng)原理4
1.2.1物聯(lián)網(wǎng)的定義5
1.2.2物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系5
1.2.3物聯(lián)網(wǎng)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系7
1.2.4物聯(lián)網(wǎng)與WiFi的關(guān)系8
1.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征9
1.3.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系9
1.3.2物理網(wǎng)技術(shù)挑戰(zhàn)11
1.4物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用前景12
1.4.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈12
1.4.2物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點14
1.4.3物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域16
1.5物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展16
1.5.1“互聯(lián)網(wǎng) ”與物聯(lián)網(wǎng)16
1.5.2邊緣計算與霧計算17
1.5.3人工智能與第三次智能工業(yè)革命18
1.5.4物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)18
本章習題19
第2章物聯(lián)網(wǎng)感知層21
2.1感知層的基本概念21
2.1.1感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的作用21
2.1.2感知節(jié)點的特點23
2.2RFID與自動識別技術(shù)的發(fā)展24
2.2.1自動識別技術(shù)的發(fā)展24
2.2.2條碼、磁卡與IC卡26
2.2.3RFID標簽29
2.2.4RFID應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成34
2.2.5RFID標簽編碼標準36
2.3傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)37
2.3.1傳感器的基本概念37
2.3.2智能傳感器的發(fā)展42
2.3.3無線傳感器的發(fā)展44
2.3.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展45
2.4位置信息感知技術(shù)47
2.4.1位置信息與位置信息感知的基本概念47
2.4.2GPS與定位技術(shù)49
2.5智能信息感知設(shè)備與嵌入式技術(shù)52
2.5.1智能信息感知設(shè)備的發(fā)展52
2.5.2RFID應(yīng)用系統(tǒng)與智能感知設(shè)備的設(shè)計方法55
2.5.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與智能感知節(jié)點的設(shè)計方法57
本章習題60

第3章物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)62
3.1網(wǎng)絡(luò)層概述62
3.1.1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的基本功能62
3.1.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的特點63
3.2移動互聯(lián)網(wǎng)65
3.2.1從計算機網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)65
3.2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念66
3.2.3互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展67
3.2.4IP網(wǎng)絡(luò)：從IPv4到IPv668
3.2.5接入技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)70
3.3蜂窩移動通信72
3.3.1移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程72
3.3.2移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理74
3.3.3蜂窩移動通信的基本原理75
3.3.44G技術(shù)與應(yīng)用77
3.3.55G及其后5G技術(shù)及應(yīng)用78
3.4空間信息網(wǎng)絡(luò)78
3.4.1衛(wèi)星通信系統(tǒng)78
3.4.2近地通信系統(tǒng)80
3.4.3軌通異構(gòu)通信系統(tǒng)82
3.4.4空間信息物聯(lián)網(wǎng)83
本章習題85
第4章物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層技術(shù)87
4.1應(yīng)用層原理87
4.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的特點87
4.1.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點88
4.1.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)90
4.2海量數(shù)據(jù)存儲與云計算技術(shù)92
4.2.1物聯(lián)網(wǎng)對海量數(shù)據(jù)存儲的需求92
4.2.2互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的基本概念93
4.2.3云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用95
4.3大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)97
4.3.1數(shù)據(jù)、信息與知識98
4.3.2數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)99
4.3.3物聯(lián)網(wǎng)與智能決策、智能控制102
4.4機器學習技術(shù)105
4.4.1機器學習的背景105
4.4.2機器學習的主要方法107
4.4.3機器學習應(yīng)用舉例111
4.5霧計算與物聯(lián)網(wǎng)113
4.5.1霧計算原理與發(fā)展歷史113
4.5.2霧計算特征114
4.5.3霧計算架構(gòu)116
本章習題120
第5章物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)123
5.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個重要關(guān)系問題123
5.1.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全與現(xiàn)實社會的關(guān)系123
5.1.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全與互聯(lián)網(wǎng)信息安全的關(guān)系124
5.1.3物聯(lián)網(wǎng)信息安全與密碼學的關(guān)系125
5.1.4物聯(lián)網(wǎng)安全與國家信息安全戰(zhàn)略的關(guān)系126
5.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)127
5.2.1信息安全需求127
5.2.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)內(nèi)容及分類128
5.2.3物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)防攻擊技術(shù)129
5.2.4物聯(lián)網(wǎng)安全防護技術(shù)131
5.2.5密碼學及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用139
5.2.6網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議142
5.3蜂窩網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護145
5.3.1蜂窩網(wǎng)絡(luò)面臨的攻擊146
5.3.2GSM系統(tǒng)的信息安全與隱私保護146
5.3.33G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護149
5.3.4B3G與4G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護151
5.3.55G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護153
5.4RFID安全與隱私保護155
5.4.1RFID安全機制介紹155
5.4.2RFID安全性問題157
5.4.3RFID安全解決方案159
5.4.4RFID隱私保護162
本章習題165
第6章物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用168
6.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概述168
6.2智能交通169
6.2.1智能交通的基本概念170
6.2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能交通170
6.2.3車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究171
6.2.4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用173
6.3智慧醫(yī)療175
6.3.1智慧醫(yī)療的基本概念175
6.3.2智慧醫(yī)療環(huán)境中的醫(yī)院信息系統(tǒng)176
6.3.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在健康監(jiān)控中的應(yīng)用177
6.4智慧農(nóng)業(yè)179
6.4.1智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景179
6.4.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用180
6.4.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源中的應(yīng)用181
6.5智能家居182
6.5.1智能家居與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)182
6.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用183
6.6智能物流185
6.6.1智能物流與物聯(lián)網(wǎng)186
6.6.2RFID技術(shù)在智能物流中的應(yīng)用186
6.6.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與未來商店188
6.6.4智能物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)189
6.7物聯(lián)網(wǎng)軍事應(yīng)用189
6.7.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代戰(zhàn)爭190
6.7.2物聯(lián)網(wǎng)在陸地戰(zhàn)場的應(yīng)用191
6.7.3物聯(lián)網(wǎng)在空中戰(zhàn)場的應(yīng)用193
6.7.4物聯(lián)網(wǎng)在太空的應(yīng)用194
6.7.5物聯(lián)網(wǎng)在水下和水面的應(yīng)用196
6.7.6物聯(lián)網(wǎng)在地下的應(yīng)用197
本章習題198
第7章5G與物聯(lián)網(wǎng)200
7.15G概述200
7.1.15G愿景與需求200
7.1.25G典型應(yīng)用場景202
7.1.35G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征203
7.1.45G關(guān)鍵技術(shù)205
7.25G物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用206
7.2.1智慧城市與物聯(lián)網(wǎng)206
7.2.2智慧海洋與物聯(lián)網(wǎng)207
7.2.3智慧交通與物聯(lián)網(wǎng)208
7.2.4智能制造與物聯(lián)網(wǎng)209
7.2.5智能家居與物聯(lián)網(wǎng)210
7.35G多址接入技術(shù)211
7.3.1多址接入技術(shù)概述211
7.3.2非正交多址接入212
7.3.3多用戶共享接入213
7.3.4圖樣分割多址接入214
7.3.5稀疏碼分多址接入215
7.45G物聯(lián)網(wǎng)切片技術(shù)216
7.4.1網(wǎng)絡(luò)切片的概念與特征216
7.4.2軟件定義網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化217
7.4.35G物聯(lián)網(wǎng)切片編排方法220
7.55G節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)221
7.5.15G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與節(jié)能221
7.5.25G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與節(jié)能223
7.5.35G資源管理節(jié)能技術(shù)225
7.5.45G物理層節(jié)能技術(shù)227
本章習題229
第8章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)231
8.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述231
8.1.1歷史背景231
8.1.2發(fā)展現(xiàn)狀232
8.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義233
8.2.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)234
8.2.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特征235
8.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)236
8.3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系238
8.3.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)體系238
8.3.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全體系240
8.3.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺標準體系241
8.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與CPS245
8.4.1信息物理系統(tǒng)概述245
8.4.2信息物理系統(tǒng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系247
8.4.3信息物理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)248
8.4.4信息物理系統(tǒng)的應(yīng)用場景250
8.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來展望253
8.5.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的標準化253
8.5.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn)254
本章習題256
第9章移動車聯(lián)網(wǎng)258
9.1車聯(lián)網(wǎng)原理258
9.1.1車聯(lián)網(wǎng)特點259
9.1.2車聯(lián)網(wǎng)通信類型260
9.1.3國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進程262
9.2車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)262
9.3車聯(lián)網(wǎng)標準263
9.3.1IEEE 802.11p標準263
9.3.2IEEE 1609標準264
9.3.3LTEV2X265
9.4車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)266
9.4.1智能感知技術(shù)266
9.4.2異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)267
9.4.3智能化信息處理技術(shù)269
9.4.4通信協(xié)議270
9.4.5安全性技術(shù)274
9.5車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用275
9.5.1緊急救援系統(tǒng)275
9.5.2協(xié)助駕駛276
9.5.3智能交通管理276
9.5.4車載社交網(wǎng)絡(luò)277
本章習題278
參考文獻279



第1章物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展1
1.1.1智慧地球1
1.1.2國際物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2
1.1.3我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展3
1.2物聯(lián)網(wǎng)原理4
1.2.1物聯(lián)網(wǎng)的定義5
1.2.2物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系5
1.2.3物聯(lián)網(wǎng)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系7
1.2.4物聯(lián)網(wǎng)與WiFi的關(guān)系8
1.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征9
1.3.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系9
1.3.2物理網(wǎng)技術(shù)挑戰(zhàn)11
1.4物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用前景12
1.4.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈12
1.4.2物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點14
1.4.3物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域16
1.5物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展16
1.5.1“互聯(lián)網(wǎng) ”與物聯(lián)網(wǎng)16
1.5.2邊緣計算與霧計算17
1.5.3人工智能與第三次智能工業(yè)革命18
1.5.4物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)18
本章習題19
第2章物聯(lián)網(wǎng)感知層21
2.1感知層的基本概念21
2.1.1感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的作用21
2.1.2感知節(jié)點的特點23
2.2RFID與自動識別技術(shù)的發(fā)展24
2.2.1自動識別技術(shù)的發(fā)展24
2.2.2條碼、磁卡與IC卡26
2.2.3RFID標簽29
2.2.4RFID應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成34
2.2.5RFID標簽編碼標準36
2.3傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)37
2.3.1傳感器的基本概念37
2.3.2智能傳感器的發(fā)展42
2.3.3無線傳感器的發(fā)展44
2.3.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展45
2.4位置信息感知技術(shù)47
2.4.1位置信息與位置信息感知的基本概念47
2.4.2GPS與定位技術(shù)49
2.5智能信息感知設(shè)備與嵌入式技術(shù)52
2.5.1智能信息感知設(shè)備的發(fā)展52
2.5.2RFID應(yīng)用系統(tǒng)與智能感知設(shè)備的設(shè)計方法55
2.5.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與智能感知節(jié)點的設(shè)計方法57
本章習題60

第3章物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)62
3.1網(wǎng)絡(luò)層概述62
3.1.1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的基本功能62
3.1.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的特點63
3.2移動互聯(lián)網(wǎng)65
3.2.1從計算機網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)65
3.2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念66
3.2.3互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展67
3.2.4IP網(wǎng)絡(luò)：從IPv4到IPv668
3.2.5接入技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)70
3.3蜂窩移動通信72
3.3.1移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程72
3.3.2移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理74
3.3.3蜂窩移動通信的基本原理75
3.3.44G技術(shù)與應(yīng)用77
3.3.55G及其后5G技術(shù)及應(yīng)用78
3.4空間信息網(wǎng)絡(luò)78
3.4.1衛(wèi)星通信系統(tǒng)78
3.4.2近地通信系統(tǒng)80
3.4.3軌通異構(gòu)通信系統(tǒng)82
3.4.4空間信息物聯(lián)網(wǎng)83
本章習題85
第4章物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層技術(shù)87
4.1應(yīng)用層原理87
4.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的特點87
4.1.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點88
4.1.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)90
4.2海量數(shù)據(jù)存儲與云計算技術(shù)92
4.2.1物聯(lián)網(wǎng)對海量數(shù)據(jù)存儲的需求92
4.2.2互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的基本概念93
4.2.3云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用95
4.3大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)97
4.3.1數(shù)據(jù)、信息與知識98
4.3.2數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)99
4.3.3物聯(lián)網(wǎng)與智能決策、智能控制102
4.4機器學習技術(shù)105
4.4.1機器學習的背景105
4.4.2機器學習的主要方法107
4.4.3機器學習應(yīng)用舉例111
4.5霧計算與物聯(lián)網(wǎng)113
4.5.1霧計算原理與發(fā)展歷史113
4.5.2霧計算特征114
4.5.3霧計算架構(gòu)116
本章習題120
第5章物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)123
5.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個重要關(guān)系問題123
5.1.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全與現(xiàn)實社會的關(guān)系123
5.1.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全與互聯(lián)網(wǎng)信息安全的關(guān)系124
5.1.3物聯(lián)網(wǎng)信息安全與密碼學的關(guān)系125
5.1.4物聯(lián)網(wǎng)安全與國家信息安全戰(zhàn)略的關(guān)系126
5.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)127
5.2.1信息安全需求127
5.2.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)內(nèi)容及分類128
5.2.3物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)防攻擊技術(shù)129
5.2.4物聯(lián)網(wǎng)安全防護技術(shù)131
5.2.5密碼學及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用139
5.2.6網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議142
5.3蜂窩網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護145
5.3.1蜂窩網(wǎng)絡(luò)面臨的攻擊146
5.3.2GSM系統(tǒng)的信息安全與隱私保護146
5.3.33G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護149
5.3.4B3G與4G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護151
5.3.55G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護153
5.4RFID安全與隱私保護155
5.4.1RFID安全機制介紹155
5.4.2RFID安全性問題157
5.4.3RFID安全解決方案159
5.4.4RFID隱私保護162
本章習題165
第6章物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用168
6.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概述168
6.2智能交通169
6.2.1智能交通的基本概念170
6.2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能交通170
6.2.3車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究171
6.2.4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用173
6.3智慧醫(yī)療175
6.3.1智慧醫(yī)療的基本概念175
6.3.2智慧醫(yī)療環(huán)境中的醫(yī)院信息系統(tǒng)176
6.3.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在健康監(jiān)控中的應(yīng)用177
6.4智慧農(nóng)業(yè)179
6.4.1智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景179
6.4.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用180
6.4.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源中的應(yīng)用181
6.5智能家居182
6.5.1智能家居與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)182
6.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用183
6.6智能物流185
6.6.1智能物流與物聯(lián)網(wǎng)186
6.6.2RFID技術(shù)在智能物流中的應(yīng)用186
6.6.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與未來商店188
6.6.4智能物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)189
6.7物聯(lián)網(wǎng)軍事應(yīng)用189
6.7.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代戰(zhàn)爭190
6.7.2物聯(lián)網(wǎng)在陸地戰(zhàn)場的應(yīng)用191
6.7.3物聯(lián)網(wǎng)在空中戰(zhàn)場的應(yīng)用193
6.7.4物聯(lián)網(wǎng)在太空的應(yīng)用194
6.7.5物聯(lián)網(wǎng)在水下和水面的應(yīng)用196
6.7.6物聯(lián)網(wǎng)在地下的應(yīng)用197
本章習題198
第7章5G與物聯(lián)網(wǎng)200
7.15G概述200
7.1.15G愿景與需求200
7.1.25G典型應(yīng)用場景202
7.1.35G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征203
7.1.45G關(guān)鍵技術(shù)205
7.25G物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用206
7.2.1智慧城市與物聯(lián)網(wǎng)206
7.2.2智慧海洋與物聯(lián)網(wǎng)207
7.2.3智慧交通與物聯(lián)網(wǎng)208
7.2.4智能制造與物聯(lián)網(wǎng)209
7.2.5智能家居與物聯(lián)網(wǎng)210
7.35G多址接入技術(shù)211
7.3.1多址接入技術(shù)概述211
7.3.2非正交多址接入212
7.3.3多用戶共享接入213
7.3.4圖樣分割多址接入214
7.3.5稀疏碼分多址接入215
7.45G物聯(lián)網(wǎng)切片技術(shù)216
7.4.1網(wǎng)絡(luò)切片的概念與特征216
7.4.2軟件定義網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化217
7.4.35G物聯(lián)網(wǎng)切片編排方法220
7.55G節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)221
7.5.15G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與節(jié)能221
7.5.25G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與節(jié)能223
7.5.35G資源管理節(jié)能技術(shù)225
7.5.45G物理層節(jié)能技術(shù)227
本章習題229
第8章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)231
8.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述231
8.1.1歷史背景231
8.1.2發(fā)展現(xiàn)狀232
8.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義233
8.2.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)234
8.2.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特征235
8.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)236
8.3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系238
8.3.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)體系238
8.3.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全體系240
8.3.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺標準體系241
8.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與CPS245
8.4.1信息物理系統(tǒng)概述245
8.4.2信息物理系統(tǒng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系247
8.4.3信息物理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)248
8.4.4信息物理系統(tǒng)的應(yīng)用場景250
8.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來展望253
8.5.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的標準化253
8.5.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn)254
本章習題256
第9章移動車聯(lián)網(wǎng)258
9.1車聯(lián)網(wǎng)原理258
9.1.1車聯(lián)網(wǎng)特點259
9.1.2車聯(lián)網(wǎng)通信類型260
9.1.3國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進程262
9.2車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)262
9.3車聯(lián)網(wǎng)標準263
9.3.1IEEE 802.11p標準263
9.3.2IEEE 1609標準264
9.3.3LTEV2X265
9.4車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)266
9.4.1智能感知技術(shù)266
9.4.2異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)267
9.4.3智能化信息處理技術(shù)269
9.4.4通信協(xié)議270
9.4.5安全性技術(shù)274
9.5車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用275
9.5.1緊急救援系統(tǒng)275
9.5.2協(xié)助駕駛276
9.5.3智能交通管理276
9.5.4車載社交網(wǎng)絡(luò)277
本章習題278
參考文獻279



第1章物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展1
1.1.1智慧地球1
1.1.2國際物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2
1.1.3我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展3
1.2物聯(lián)網(wǎng)原理4
1.2.1物聯(lián)網(wǎng)的定義5
1.2.2物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系5
1.2.3物聯(lián)網(wǎng)與蜂窩網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系7
1.2.4物聯(lián)網(wǎng)與WiFi的關(guān)系8
1.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)特征9
1.3.1物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系9
1.3.2物理網(wǎng)技術(shù)挑戰(zhàn)11
1.4物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及應(yīng)用前景12
1.4.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈12
1.4.2物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點14
1.4.3物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域16
1.5物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展16
1.5.1“互聯(lián)網(wǎng) ”與物聯(lián)網(wǎng)16
1.5.2邊緣計算與霧計算17
1.5.3人工智能與第三次智能工業(yè)革命18
1.5.4物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)18
本章習題19
第2章物聯(lián)網(wǎng)感知層21
2.1感知層的基本概念21
2.1.1感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的作用21
2.1.2感知節(jié)點的特點23
2.2RFID與自動識別技術(shù)的發(fā)展24
2.2.1自動識別技術(shù)的發(fā)展24
2.2.2條碼、磁卡與IC卡26
2.2.3RFID標簽29
2.2.4RFID應(yīng)用系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成34
2.2.5RFID標簽編碼標準36
2.3傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)37
2.3.1傳感器的基本概念37
2.3.2智能傳感器的發(fā)展42
2.3.3無線傳感器的發(fā)展44
2.3.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展45
2.4位置信息感知技術(shù)47
2.4.1位置信息與位置信息感知的基本概念47
2.4.2GPS與定位技術(shù)49
2.5智能信息感知設(shè)備與嵌入式技術(shù)52
2.5.1智能信息感知設(shè)備的發(fā)展52
2.5.2RFID應(yīng)用系統(tǒng)與智能感知設(shè)備的設(shè)計方法55
2.5.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與智能感知節(jié)點的設(shè)計方法57
本章習題60

第3章物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層技術(shù)62
3.1網(wǎng)絡(luò)層概述62
3.1.1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的基本功能62
3.1.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的特點63
3.2移動互聯(lián)網(wǎng)65
3.2.1從計算機網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)65
3.2.2計算機網(wǎng)絡(luò)的基本概念66
3.2.3互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展67
3.2.4IP網(wǎng)絡(luò)：從IPv4到IPv668
3.2.5接入技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)70
3.3蜂窩移動通信72
3.3.1移動通信技術(shù)的發(fā)展歷程72
3.3.2移動通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理74
3.3.3蜂窩移動通信的基本原理75
3.3.44G技術(shù)與應(yīng)用77
3.3.55G及其后5G技術(shù)及應(yīng)用78
3.4空間信息網(wǎng)絡(luò)78
3.4.1衛(wèi)星通信系統(tǒng)78
3.4.2近地通信系統(tǒng)80
3.4.3軌通異構(gòu)通信系統(tǒng)82
3.4.4空間信息物聯(lián)網(wǎng)83
本章習題85
第4章物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層技術(shù)87
4.1應(yīng)用層原理87
4.1.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的特點87
4.1.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點88
4.1.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)90
4.2海量數(shù)據(jù)存儲與云計算技術(shù)92
4.2.1物聯(lián)網(wǎng)對海量數(shù)據(jù)存儲的需求92
4.2.2互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的基本概念93
4.2.3云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用95
4.3大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)97
4.3.1數(shù)據(jù)、信息與知識98
4.3.2數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)99
4.3.3物聯(lián)網(wǎng)與智能決策、智能控制102
4.4機器學習技術(shù)105
4.4.1機器學習的背景105
4.4.2機器學習的主要方法107
4.4.3機器學習應(yīng)用舉例111
4.5霧計算與物聯(lián)網(wǎng)113
4.5.1霧計算原理與發(fā)展歷史113
4.5.2霧計算特征114
4.5.3霧計算架構(gòu)116
本章習題120
第5章物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)123
5.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個重要關(guān)系問題123
5.1.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全與現(xiàn)實社會的關(guān)系123
5.1.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全與互聯(lián)網(wǎng)信息安全的關(guān)系124
5.1.3物聯(lián)網(wǎng)信息安全與密碼學的關(guān)系125
5.1.4物聯(lián)網(wǎng)安全與國家信息安全戰(zhàn)略的關(guān)系126
5.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)127
5.2.1信息安全需求127
5.2.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)內(nèi)容及分類128
5.2.3物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)防攻擊技術(shù)129
5.2.4物聯(lián)網(wǎng)安全防護技術(shù)131
5.2.5密碼學及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用139
5.2.6網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議142
5.3蜂窩網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護145
5.3.1蜂窩網(wǎng)絡(luò)面臨的攻擊146
5.3.2GSM系統(tǒng)的信息安全與隱私保護146
5.3.33G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護149
5.3.4B3G與4G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護151
5.3.55G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護153
5.4RFID安全與隱私保護155
5.4.1RFID安全機制介紹155
5.4.2RFID安全性問題157
5.4.3RFID安全解決方案159
5.4.4RFID隱私保護162
本章習題165
第6章物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用168
6.1物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用概述168
6.2智能交通169
6.2.1智能交通的基本概念170
6.2.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與智能交通170
6.2.3車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究171
6.2.4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在民航領(lǐng)域的應(yīng)用173
6.3智慧醫(yī)療175
6.3.1智慧醫(yī)療的基本概念175
6.3.2智慧醫(yī)療環(huán)境中的醫(yī)院信息系統(tǒng)176
6.3.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在健康監(jiān)控中的應(yīng)用177
6.4智慧農(nóng)業(yè)179
6.4.1智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景179
6.4.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用180
6.4.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全溯源中的應(yīng)用181
6.5智能家居182
6.5.1智能家居與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)182
6.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用183
6.6智能物流185
6.6.1智能物流與物聯(lián)網(wǎng)186
6.6.2RFID技術(shù)在智能物流中的應(yīng)用186
6.6.3物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與未來商店188
6.6.4智能物流系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)189
6.7物聯(lián)網(wǎng)軍事應(yīng)用189
6.7.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代戰(zhàn)爭190
6.7.2物聯(lián)網(wǎng)在陸地戰(zhàn)場的應(yīng)用191
6.7.3物聯(lián)網(wǎng)在空中戰(zhàn)場的應(yīng)用193
6.7.4物聯(lián)網(wǎng)在太空的應(yīng)用194
6.7.5物聯(lián)網(wǎng)在水下和水面的應(yīng)用196
6.7.6物聯(lián)網(wǎng)在地下的應(yīng)用197
本章習題198
第7章5G與物聯(lián)網(wǎng)200
7.15G概述200
7.1.15G愿景與需求200
7.1.25G典型應(yīng)用場景202
7.1.35G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特征203
7.1.45G關(guān)鍵技術(shù)205
7.25G物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用206
7.2.1智慧城市與物聯(lián)網(wǎng)206
7.2.2智慧海洋與物聯(lián)網(wǎng)207
7.2.3智慧交通與物聯(lián)網(wǎng)208
7.2.4智能制造與物聯(lián)網(wǎng)209
7.2.5智能家居與物聯(lián)網(wǎng)210
7.35G多址接入技術(shù)211
7.3.1多址接入技術(shù)概述211
7.3.2非正交多址接入212
7.3.3多用戶共享接入213
7.3.4圖樣分割多址接入214
7.3.5稀疏碼分多址接入215
7.45G物聯(lián)網(wǎng)切片技術(shù)216
7.4.1網(wǎng)絡(luò)切片的概念與特征216
7.4.2軟件定義網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化217
7.4.35G物聯(lián)網(wǎng)切片編排方法220
7.55G節(jié)能關(guān)鍵技術(shù)221
7.5.15G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)與節(jié)能221
7.5.25G網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與節(jié)能223
7.5.35G資源管理節(jié)能技術(shù)225
7.5.45G物理層節(jié)能技術(shù)227
本章習題229
第8章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)231
8.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述231
8.1.1歷史背景231
8.1.2發(fā)展現(xiàn)狀232
8.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義233
8.2.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質(zhì)234
8.2.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特征235
8.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)236
8.3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)體系238
8.3.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)體系238
8.3.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全體系240
8.3.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺標準體系241
8.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與CPS245
8.4.1信息物理系統(tǒng)概述245
8.4.2信息物理系統(tǒng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系247
8.4.3信息物理系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)248
8.4.4信息物理系統(tǒng)的應(yīng)用場景250
8.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來展望253
8.5.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的標準化253
8.5.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn)254
本章習題256
第9章移動車聯(lián)網(wǎng)258
9.1車聯(lián)網(wǎng)原理258
9.1.1車聯(lián)網(wǎng)特點259
9.1.2車聯(lián)網(wǎng)通信類型260
9.1.3國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進程262
9.2車聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)262
9.3車聯(lián)網(wǎng)標準263
9.3.1IEEE 802.11p標準263
9.3.2IEEE 1609標準264
9.3.3LTEV2X265
9.4車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)266
9.4.1智能感知技術(shù)266
9.4.2異構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)267
9.4.3智能化信息處理技術(shù)269
9.4.4通信協(xié)議270
9.4.5安全性技術(shù)274
9.5車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用275
9.5.1緊急救援系統(tǒng)275
9.5.2協(xié)助駕駛276
9.5.3智能交通管理276
9.5.4車載社交網(wǎng)絡(luò)277
本章習題278
參考文獻279