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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欧盟与各国政府物联网产业发展规划3

1.1.4物联网与我国战略性新兴产业4

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从网络技术演变的角度认识物联网发展的必然性7

1.2.3物联网的研究背景8

1.3物联网的定义与主要技术特征14

1.3.1物联网的定义14

1.3.2物联网的主要技术特征14

1.4物联网体系结构17

1.4.1人对物理世界问题处理的基本方法17

1.4.2物联网体系结构模型17

1.4.3物联网感知层18

1.4.4物联网网络层20

1.4.5物联网应用层29

1.5物联网关键技术与产业发展33

1.5.1物联网关键技术33

1.5.2物联网的产业链结构36

1.5.3物联网产业特点37

1.5.4我国物联网“十二五”发展规划38

习题41

第2章RFID与物联网应用46

2.1自动识别技术的发展背景46

2.2条形码简介47

2.2.1条形码的特点47

2.2.2一维条形码的特点48

2.2.3二维条形码的特点48

2.3磁卡与IC卡的应用49

2.3.1磁卡的应用49

2.3.2 IC卡的特点与应用49

2.4 RFID50

2.4.1 RFID标签的基本概念50

2.4.2 RFID的基本工作原理51

2.4.3 RFID标签的分类54

2.5 RFID应用系统结构与组成59

2.5.1 RFID应用系统结构59

2.5.2 RFID标签封装与编打印设备60

2.5.3 RFID标签读写器62

2.6 RFID标签编码标准65

2.6.1 RFID编码标准研究的必要性65

2.6.2 EPC Global RFID标准66

2.6.3 EPC编码体系67

2.6.4基于EPC的物联网结构69

2.6.5 UID编码体系72

2.6.6 ISOIEC RFID标准体系74

2.6.7我国RFID标准体系研究的发展75

习题76

第3章 传感器、智能传感器与无线传感器网络技术80

3.1传感器80

3.1.1感知能力与传感器的发展80

3.1.2传感器的分类81

3.1.3物理传感器81

3.1.4化学传感器86

3.1.5生物传感器87

3.1.6传感器性能指标88

3.2智能传感器与无线传感器89

3.2.1智能传感器的研究与发展89

3.2.2无线传感器的研究与发展91

3.3无线传感器网络92

3.3.1从无线分组网到无线自组网92

3.3.2从无线自组网到无线传感器网络95

3.3.3无线传感器网络的特点与结构97

3.3.4无线传感器网络关键技术研究99

3.4无线传感器网络通信协议与标准103

习题108

第4章 物联网智能设备与嵌入式技术112

4.1智能设备的研究与发展112

4.1.1个人计算机112

4.1.2个人数字助理113

4.1.3 GPS接收机115

4.1.4智能手机115

4.1.5智能家电116

4.1.6数字标牌118

4.2嵌入式技术发展的基础——集成电路119

4.2.1微电子技术和产业发展的重要性119

4.2.2微电子技术的发展120

4.2.3集成电路的研究与发展120

4.2.4 SoC研究与应用123

4.3嵌入式技术的研究与发展123

4.3.1环境智能化与嵌入式系统123

4.3.2嵌入式系统的特点124

4.3.3嵌入式系统发展的过程125

4.4 RFID读写器与中间件软件设计126

4.4.1 RFID应用系统结构与工作原理126

4.4.2 RFID读写器的结构与设计方法127

4.4.3 RFID中间件的概念与结构129

4.5无线传感器网络节点设计131

4.5.1无线传感器节点的结构131

4.5.2无线传感器网络节点设计原则132

4.5.3无线传感器网络节点硬件设计133

4.5.4无线传感器网络嵌入式操作系统的研究135

4.5.5无线传感器网络系统应用软件设计136

4.6可穿戴计算研究及其在物联网中的应用138

4.6.1可穿戴计算机在物联网中的应用138

4.6.2可穿戴计算概念产生的背景139

4.6.3可穿戴计算的定义和主要特征139

4.6.4可穿戴计算机在提高人的感知能力方面研究的发展140

4.7智能机器人研究及其在物联网中的应用141

4.7.1机器人的基本概念141

4.7.2智能机器人在物联网中的应用143

习题150

第5章 计算机网络与互联网技术154

5.1计算机网络的发展史154

5.1.1计算机网络发展的四个阶段154

5.1.2计算机网络发展的三条主线155

5.2互联网的形成与发展157

5.2.1 ARPANET研究157

5.2.2 TCPIP协议研究与发展161

5.2.3 NSFNET对互联网发展的影响162

5.2.4互联网的形成163

5.2.5互联网的高速发展与信息高速公路的建设164

5.2.6宽带城域网与三网融合技术的发展164

5.3计算机网络定义与分类165

5.3.1计算机网络定义与特征165

5.3.2计算机网络的分类166

5.3.3广域网的基本概念167

5.3.4城域网的基本概念167

5.3.5局域网的基本概念170

5.3.6个人区域网的基本概念171

5.4计算机网络的组成与结构171

5.4.1早期计算机网络组成与结构171

5.4.2 ISP的层次结构171

5.4.3互联网的网络结构173

5.4.4 IP网络：从IPv4到IPv6174

5.5接入技术175

5.5.1接入技术的基本概念175

5.5.2 ADSL接入技术175

5.5.3 HFC接入技术177

5.5.4光纤接入技术177

5.5.5无线接入技术178

5.5.6电力线接入技术180

5.6互联网与物联网的区别与联系182

5.6.1互联网核心交换与端系统的抽象方法182

5.6.2从网络端系统接入的角度看互联网与物联网的区别与联系183

5.6.3从网络数据采集与传输内容的角度看互联网与物联网的区别与联系184

习题186

第6章 移动通信技术190

6.1通信技术的发展190

6.1.1通信的基本概念190

6.1.2无线通信技术的发展191

6.1.3移动通信的分类193

6.1.4移动通信的发展过程195

6.2移动通信技术的研究与发展196

6.2.1无线信道与空中接口196

6.2.2大区制与小区制197

6.2.3如何保证手机在漫游过程中通信的连续性199

6.2.4移动通信系统的结构与基本工作原理200

6.2.5频率复用与码分复用202

6.3.3 G技术与移动互联网应用的发展203

6.3.1移动通信技术的发展与手机功能的演变203

6.3.2 3G技术的特点204

6.3.3 3G与移动互联网业务204

6.3.4 4G技术的研究与应用206

6.3.5 M2M技术及其在物联网中的应用206

习题208

第7章 位置信息、定位技术与位置服务212

7.1位置信息与位置服务212

7.1.1位置信息——从互联网到物联网212

7.1.2位置信息在物联网中的作用213

7.2物联网中的位置服务215

7.2.1位置服务的基本概念和应用215

7.2.2位置服务的发展216

7.3定位系统217

7.3.1航天航空遥感技术217

7.3.2全球定位系统221

7.3.3地理信息系统224

7.3.4多媒体电子地图集与互联网地图227

7.4定位技术230

7.4.1移动通信定位技术230

7.4.2基于无线局域网的定位技术232

7.4.3基于RFID的定位技术233

7.4.4无线传感器网络定位技术233

习题236

第8章 物联网数据处理技术240

8.1物联网数据处理技术的基本概念240

8.1.1物联网数据的特点240

8.1.2物联网数据处理的关键技术242

8.2海量数据存储技术244

8.2.1物联网对海量数据存储的需求244

8.2.2数据库技术244

8.2.3物联网数据管理技术246

8.3物联网海量数据存储与云计算249

8.3.1数据存储技术的研究与发展249

8.3.2 IDC的基本概念252

8.3.3云计算的基本概念254

8.3.4云计算系统的组成255

8.3.5云计算在物联网中的应用258

8.4物联网数据融合技术262

8.4.1无线传感器网络数据融合技术262

8.4.2数据融合的分类263

8.5物联网中的智能决策265

8.5.1数据挖掘的基本概念265

8.5.2数据挖掘的基本工作原理266

8.5.3物联网与智能决策、智能控制268

习题269

第9章 物联网信息安全技术273

9.1物联网信息安全中的四个重要关系问题273

9.1.1物联网信息安全与现实社会的关系273

9.1.2物联网信息安全与互联网信息安全的关系274

9.1.3物联网信息安全与密码学的关系275

9.1.4物联网安全与国家信息安全战略的关系276

9.2物联网信息安全技术研究277

9.2.1信息安全需求277

9.2.2物联网信息安全技术研究的内容278

9.2.3物联网中的网络防攻击技术研究279

9.2.4物联网安全防护技术研究282

9.2.5密码学及其在物联网中的应用研究285

9.2.6网络安全协议研究288

9.3 RFID安全与隐私保护研究290

9.3.1 RED标签的安全缺陷290

9.3.2对RFID系统的攻击方法291

9.3.3基于RED的位置服务与隐私保护293

习题294

第10章 物联网应用298

10.1智能电网298

10.1.1电力与电力系统的基本概念298

10.1.2推动智能电网发展的动力299

10.1.3智能电网的研究与发展300

10.1.4智能电网与物联网301

10.2智能交通305

10.2.1智能交通的基本概念305

10.2.2城市智能交通综合管理指挥系统306

10.2.3城市智能交通诱导综合信息服务平台系统307

10.2.4不停车收费系统311

10.2.5停车诱导系统312

10.2.6车载网的研究与应用313

10.2.7物联网技术在民航领域中的应用321

10.3智能医疗323

10.3.1智能医疗的基本概念323

10.3.2医院管理信息化的研究与发展325

10.3.3远程医疗技术的研究与发展328

10.3.4无线传感器网络在智能医疗中的应用331

10.3.5 RFID电子标签在智能医疗中的应用332

10.4智能物流334

10.4.1物流的起源与发展334

10.4.2智能物流与物联网337

10.4.3 RFID技术在智能物流中的应用338

10.4.4智能物流系统网络体系结构347

思考题350

参考文献352