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第1章 物联网概论1

1.1 物联网发展的社会背景1

1.1.1 物联网概念的提出1

1.1.2 物联网与智慧地球3

1.1.3 欧盟与各国政府关于物联网的发展规划4

1.1.4 物联网与我国战略性新兴产业5

1.2 物联网发展的技术背景5

1.2.1 从人类对技术需求的角度认识物联网发展的必然性5

1.2.2 从互联网发展的角度认识物联网发展的必然性7

1.2.3 从科学研究的角度认识物联网发展的必然性8

1.3 物联网的定义与主要技术特征16

1.3.1 物联网的定义16

1.3.2 物联网的主要技术特征16

1.3.3 物联网与互联网的比较19

1.3.4 物联网与“互联网＋”的关系24

1.4 物联网体系结构25

1.4.1 物联网体系结构的基本概念25

1.4.2 人处理物理世界问题的基本方法28

1.4.3 物联网感知层30

1.4.4 物联网网络层31

1.4.5 物联网应用层40

1.5 物联网的关键技术与产业发展44

1.5.1 物联网的关键技术44

1.5.2 物联网的产业链结构47

1.5.3 物联网产业对国民经济与社会发展的影响48

1.5.4 我国物联网产业发展的政策环境50

本章小结51

习题52

第2章 RFID与物联网应用54

2.1 自动识别技术54

2.1.1 自动识别技术的发展过程54

2.1.2 条码技术54

2.1.3 磁卡、IC卡技术58

2.2 RFID标签与EPC编码体系59

2.2.1 RFID标签的基本概念59

2.2.2 RFID标签的基本工作原理61

2.2.3 RFID标签的分类63

2.2.4 RFID标签的编码标准68

2.3 RFID标签读写器73

2.3.1 RFID标签读写器的功能与分类73

2.3.2 RFID读写器的结构与设计方法74

本章小结77

习题77

第3章 传感器与传感网技术79

3.1 传感器的概念79

3.1.1 感知能力与传感器的发展79

3.1.2 传感器的分类80

3.1.3 物理传感器81

3.1.4 化学传感器85

3.1.5 生物传感器86

3.1.6 纳米传感器87

3.1.7 传感器性能指标90

3.2 智能传感器与无线传感器91

3.2.1 智能传感器的研究与发展91

3.2.2 无线传感器的研究与发展93

3.3 无线传感器网络94

3.3.1 从无线分组网到无线自组网94

3.3.2 从无线自组网到无线传感器网络98

3.3.3 无线传感器网络的特点与结构100

3.3.4 无线传感器网络节点的结构与设计原则103

3.4 无线传感器网络技术的研究与发展105

3.4.1 无线传感器与执行器网络105

3.4.2 无线多媒体传感器网络109

3.4.3 水下无线传感器网络111

3.4.4 地下无线传感器网络115

3.4.5 无线纳米传感器网络120

本章小结121

习题121

第4章 物联网智能硬件与嵌入式系统123

4.1 嵌入式系统概述123

4.1.1 嵌入式系统的发展过程123

4.1.2 嵌入式系统的特点124

4.2 物联网智能硬件128

4.2.1 智能硬件的基本概念128

4.2.2 人工智能在物联网智能硬件中的应用128

4.2.3 人机交互131

4.2.4 物联网智能硬件的人机交互技术132

4.2.5 柔性显示与柔性电池技术在物联网智能硬件中的应用140

4.2.6 我国发展智能硬件的政策环境142

4.3 可穿戴计算及其在物联网中的应用143

4.3.1 可穿戴计算的基本概念143

4.3.2 可穿戴计算设备的分类与应用143

4.4 智能机器人及其在物联网中的应用149

4.4.1 机器人的基本概念149

4.4.2 机器人的分类与应用151

4.4.3 我国发展智能机器人产业的政策环境157

本章小结158

习题159

第5章 物联网通信与网络技术161

5.1 计算机网络技术的研究与发展161

5.1.1 从信息技术的角度看通信与网络技术的发展161

5.1.2 计算机网络的形成与发展162

5.1.3 计算机网络的分类与特点169

5.1.4 TCP/IP协议的基本概念171

5.1.5 下一代网络体系结构与软件定义网络技术的研究176

5.2 移动通信网技术的研究与发展177

5.2.1 蜂窝系统的基本概念177

5.2.2 移动通信技术与标准的发展180

5.2.3 5G与物联网181

5.2.4 M2M、D2D技术及其在物联网中的应用182

5.3 物联网接入技术185

5.3.1 物联网接入技术的基本概念185

5.3.2 有线接入技术185

5.3.3 无线接入技术190

5.3.4 软件无线电、认知无线电在物联网中的应用197

本章小结198

习题199

第6章 位置信息、定位技术与位置服务201

6.1 位置信息与位置服务201

6.1.1 位置信息——从互联网到物联网201

6.1.2 位置信息在物联网中的作用202

6.2 定位系统204

6.2.1 航天航空遥感技术204

6.2.2 全球定位系统206

6.2.3 地理信息系统212

6.2.4 高精度地图215

6.3 定位技术216

6.3.1 移动通信定位技术216

6.3.2 基于Wi-Fi的定位技术218

6.3.3 基于RFID的定位技术221

6.3.4 无线传感器网络定位技术221

6.4 位置服务223

6.4.1 位置服务的基本概念223

6.4.2 位置服务系统的设计方法224

本章小结227

习题227

第7章 物联网智能数据处理技术229

7.1 物联网智能数据处理技术的基本概念229

7.1.1 物联网数据的特点229

7.1.2 物联网中的数据、信息与知识231

7.1.3 物联网数据处理的关键技术232

7.2 物联网与云计算234

7.2.1 云计算产生的背景234

7.2.2 云计算的分类237

7.2.3 云计算的主要技术特征237

7.2.4 云计算在物联网中的应用238

7.3 物联网与大数据240

7.3.1 数据挖掘的基本概念240

7.3.2 大数据的基本概念241

7.3.3 大数据的定义与特征244

7.3.4 物联网大数据研究的特殊性246

7.3.5 物联网与智能决策、智能控制247

本章小结248

习题249

第8章 物联网网络安全250

8.1 网络空间安全与网络安全的基本概念250

8.1.1 网络空间安全概念的提出250

8.1.2 我国《国家网络空间安全战略》涵盖的主要内容251

8.1.3 网络空间安全的理论体系253

8.2 OSI安全体系结构255

8.2.1 OSI安全体系结构的基本概念255

8.2.2 网络安全模型与网络安全访问模型257

8.2.3 用户对网络安全的需求258

8.3 物联网网络安全研究的主要内容259

8.3.1 物联网中可能存在的网络攻击方式259

8.3.2 物联网网络安全的新动向262

8.3.3 RFID安全与隐私保护研究265

本章小结269

习题270

第9章 物联网应用272

9.1 智能工业272

9.1.1 工业4.0的基本概念272

9.1.2 工业4.0涵盖的基本内容274

9.1.3 《中国制造2025》发展规划276

9.2 智能农业277

9.2.1 智能农业的基本概念277

9.2.2 智能农业应用示例277

9.3 智能交通281

9.3.1 物联网智能交通与传统智能交通的区别281

9.3.2 车联网282

9.3.3 无人驾驶汽车及其研究进展283

9.4 智能电网285

9.4.1 智能电网的基本概念285

9.4.2 智能电网应用示例287

9.5 智能环保289

9.5.1 智能环保的基本概念289

9.5.2 智能环保应用示例290

9.6 智能医疗294

9.6.1 智能医疗的基本概念294

9.6.2 智能医疗应用示例295

9.7 智能安防299

9.7.1 智能安防的基本概念299

9.7.2 智能安防应用示例300

9.8 智能家居304

9.8.1 智能家居的基本概念304

9.8.2 智能家居应用示例306

9.9 智能物流308

9.9.1 智能物流的基本概念308

9.9.2 智能物流与物联网的关系308

9.9.3 未来商店与物联网309

9.9.4 大型智能物流系统的设计方法311

本章小结315

思考题316

参考文献318