物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應用

前言

我們今天所處的時代是一個信息爆炸性增長、知識日新月異的時代。在這樣的時代里，一覺醒來就有落伍的危險，也許一夜之間又誕生了一個新的概念、一個新的流行詞匯。不僅在生活中，在技術(shù)領(lǐng)域，特別是網(wǎng)絡本身，各種各樣的新概念、新名詞也在不斷地涌現(xiàn)?！癢eb2.0”、“云計算”、“SNS”等在最近幾年獨領(lǐng)風騷，關(guān)注度持續(xù)走高，吸引了無數(shù)的目光和投資，逐漸成為互聯(lián)網(wǎng)時代信息化浪潮的代表?！拔锫?lián)網(wǎng)”也是這流行大軍中的一員，而且在2009年以來在中國成為了眾人追捧的新貴，從事通信網(wǎng)絡相關(guān)工作的人，幾乎言必稱物聯(lián)網(wǎng)。在這樣的潮流下，我們不應該忘記的是，在炒作泛濫的今天，流行也許意味著“人云亦云”，美麗的名詞也許只是一個泡沫，究竟“物聯(lián)網(wǎng)”在多大程度上代表了通信網(wǎng)絡發(fā)展的趨勢，能否成為社會信息化革命中的堅實一步，能否與廣大人民群眾的物質(zhì)精神生活需求相一致，這是一個需要思考的問題，也關(guān)系著物聯(lián)網(wǎng)能否獲得持續(xù)發(fā)展的生命力，能否在技術(shù)領(lǐng)域開展源源不斷的創(chuàng)新，能否創(chuàng)造巨大的應用價值和市場價值。本書致力于梳理“物聯(lián)網(wǎng)”這個概念下所包含的內(nèi)容，介紹建造物聯(lián)網(wǎng)大廈的關(guān)鍵技術(shù)，幫助讀者建立起從原理到應用、從概念到技術(shù)、軟硬件兼顧的物聯(lián)網(wǎng)知識體系。在建立全局思維的基礎(chǔ)上，分而治之，剖而析之，小中見大，探索物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展道路，為培養(yǎng)我國物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的人才提供應有的養(yǎng)分。本書首先在第1章對物聯(lián)網(wǎng)的起源進行了介紹，通過與相關(guān)概念諸如傳感器網(wǎng)絡、泛在網(wǎng)絡等的比較，辨析物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵與特征；回望物聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)IT技術(shù)的歷史淵源為物聯(lián)網(wǎng)在信息技術(shù)發(fā)展的歷史中定下了坐標，描繪物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和標準化的現(xiàn)狀圖景，展望物聯(lián)網(wǎng)未來的發(fā)展趨勢，從歷史和邏輯的維度為物聯(lián)網(wǎng)正名；從技術(shù)和商業(yè)的角度探討物聯(lián)網(wǎng)中創(chuàng)新的可能性和價值，為讀者理解物聯(lián)網(wǎng)奠定基礎(chǔ)。第2章在奠定了物聯(lián)網(wǎng)概念的基礎(chǔ)上，為讀者勾勒出了物聯(lián)網(wǎng)大廈的基本框架。感知層、網(wǎng)絡層、應用層的三層體系架構(gòu)涵蓋了實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)所需的關(guān)鍵技術(shù)，蘊含了理解和掌握物聯(lián)網(wǎng)知識所覆蓋的知識背景，并啟發(fā)了整合局部知識構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的思路。通過第2章，我們希望在讀者腦海中能形成物聯(lián)網(wǎng)的藍圖，剩下的就是按圖索驥，更具體的知識會在后面的第3章到第8章中介紹。讀者可以根據(jù)自己的興趣選擇相應章節(jié)進行閱讀和學習。

內(nèi)容概要

本書是現(xiàn)有較少的系統(tǒng)覆蓋了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應用的書籍，不同于現(xiàn)有市場上有些純科普或者局限于RFID等領(lǐng)域的物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)書籍。本書融會貫通了Web、傳感器、云計算等關(guān)鍵技術(shù)，以物聯(lián)網(wǎng)為主線，描述了多種現(xiàn)有的關(guān)鍵技術(shù)和熱點領(lǐng)域。本書首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)的定義，然后從物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)的角度闡釋物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵，按照感知層、網(wǎng)絡層、應用層的分層模型建立起物聯(lián)網(wǎng)的基本體系。完成體系建構(gòu)工作后，本書分門別類地介紹了物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵知識點，包括傳感器、RFID、寬帶移動通信技術(shù)、短距離無線通信技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡技術(shù)等。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展在于應用，因此又進一步介紹物聯(lián)網(wǎng)中間件平臺的技術(shù)和開發(fā)實例，并結(jié)合云計算等熱點描述了物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務，使得本書具有了技術(shù)和應用、硬件和軟件、理論和實驗、學術(shù)和產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的特點。本書最后還描述了物聯(lián)網(wǎng)安全問題，并安排了多個RFID和無線傳感器網(wǎng)絡實驗，有助于讀者加深對物聯(lián)網(wǎng)的理解。    本書可作為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，也可作為通信、計算機等相關(guān)專業(yè)學生的選修課教材。本書也可供從事物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)工作的研究人員、工程師閱讀參考。

書籍目錄

第1章　緒論　  1.1　什么是物聯(lián)網(wǎng)　  1.2　物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展　    1.2.1　物聯(lián)網(wǎng)的起源　    1.2.2　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展概況　    1.2.3　物聯(lián)網(wǎng)標準化概況　  1.3　物聯(lián)網(wǎng)前景展望　第2章　物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)　  2.1　概述　    2.1.1　物聯(lián)網(wǎng)應用場景　    2.1.2　物聯(lián)網(wǎng)需求分析　    2.1.3　物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)　  2.2　感知層　    2.2.1　感知層功能　    2.2.2　感知層關(guān)鍵技術(shù)　  2.3　網(wǎng)絡層　    2.3.1　網(wǎng)絡層功能　    2.3.2　網(wǎng)絡層關(guān)鍵技術(shù)　  2.4　應用層　    2.4.1　應用層功能　    2.4.2　應用層關(guān)鍵技術(shù)　  2.5　小結(jié)　  參考文獻　第3章　物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與標識　  3.1　嵌入式系統(tǒng)　    3.1.1　嵌入式系統(tǒng)的概念　    3.1.2　嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展及應用　    3.1.3　嵌入式系統(tǒng)的組成　  3.2　傳感器　    3.2.1　傳感器概述　    3.2.2　傳感器的分類　    3.2.3　傳感器在物聯(lián)網(wǎng)中的應用　  3.3　RFID　    3.3.1　RFID技術(shù)原理與分類　    3.3.2　RFID電子標簽　    3.3.3　RFID讀寫器　    3.3.4　RFID應用　    3.3.5　RFID標準化　  參考文獻　第4章　物聯(lián)網(wǎng)通信　  4.1　移動通信網(wǎng)絡　    4.1.1　移動通信基本原理　    4.1.2　寬帶移動通信　  4.2　短距離無線通信　    4.2.1　ZigBee　    4.2.2　Bluetooth　    4.2.3　超寬帶(UWB)　    4.2.4　GHz通信　  4.3　無線傳感器網(wǎng)絡　    4.3.1　無線傳感器網(wǎng)絡概述　    4.3.2　無線傳感器網(wǎng)絡MAC協(xié)議　    4.3.3　無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議　    4.3.4　無線傳感器網(wǎng)絡的應用　  參考文獻　第5章　物聯(lián)網(wǎng)中間件　  5.1　物聯(lián)網(wǎng)中間件基本概念　    5.1.1　物聯(lián)網(wǎng)中間件的定義和分類　    5.1.2　物聯(lián)網(wǎng)中間件的基本組成和特點　    5.1.3　物聯(lián)網(wǎng)中間件舉例　  5.2　物聯(lián)網(wǎng)中間件關(guān)鍵技術(shù)　    5.2.1　Web服務　    5.2.2　嵌入式中間件技術(shù)　    5.2.3　萬維物聯(lián)網(wǎng)(Web of Things)　    5.2.4　上下文感知技術(shù)　  5.3　物聯(lián)網(wǎng)中間件編程實例　    5.3.1　利用Ruby on Rails開發(fā)基于REST風格的中間件　    5.3.2　用J2EE開發(fā)Web Service中間件　  參考文獻　第6章　物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務與應用　  6.1　M2M業(yè)務　    6.1.1　M2M概述　    6.1.2　M2M系統(tǒng)架構(gòu)和通信協(xié)議　    6.1.3　M2M支撐技術(shù)　    6.1.4　M2M業(yè)務應用　    6.1.5　M2M發(fā)展現(xiàn)狀　  6.2　云計算　    6.2.1　云計算介紹　    6.2.2　云計算應用實例　    6.2.3　物聯(lián)網(wǎng)與云計算　  6.3　物聯(lián)網(wǎng)典型應用　    6.3.1　智能物流　    6.3.2　智能視頻監(jiān)控　    6.3.3　智能家居　    6.3.4　智能交通　  6.4　物聯(lián)網(wǎng)應用小結(jié)　  參考文獻　第7章　物聯(lián)網(wǎng)安全　  7.1　信息安全基礎(chǔ)　    7.1.1　信息安全定義　    7.1.2　信息安全的基本屬性　    7.1.3　信息安全分類　  7.2　無線傳感器網(wǎng)絡和RFID安全　    7.2.1　無線傳感器網(wǎng)絡安全　    7.2.2　RFID安全　  7.3　物聯(lián)網(wǎng)安全的新挑戰(zhàn)　    7.3.1　物聯(lián)網(wǎng)安全特點　    7.3.2　物聯(lián)網(wǎng)安全機制　  參考文獻　第8章　物聯(lián)網(wǎng)實驗　  8.1　實驗設(shè)備簡介　  8.2　RFID系統(tǒng)的基本實驗　    8.2.1　RFID實驗的配置與準備　    8.2.2　實驗一：RFID系統(tǒng)的編碼　    8.2.3　實驗二：RFID系統(tǒng)的載波產(chǎn)生　    8.2.4　實驗三：RFID系統(tǒng)的信號調(diào)制　    8.2.5　實驗四：RFID系統(tǒng)的天線　    8.2.6　實驗五：標簽信息的讀寫實驗　    8.2.7　實驗六：數(shù)據(jù)包分析實驗　    8.2.8　實驗七：UHF 900M ISO18000-6實驗　  8.3　無線傳感器網(wǎng)絡WSN 實驗　    8.3.1　WSN模塊配置操作　    8.3.2　實驗八：WSN與UHF ISO 18000-6 Reader結(jié)合應用實驗　    8.3.3　實驗九：WSN傳感器數(shù)據(jù)采集應用實驗　    8.3.4　實驗十：WSN無線數(shù)據(jù)傳輸與有線數(shù)據(jù)傳輸同時工作實驗　縮略語　

章節(jié)摘錄

插圖：從物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)來說，正如本章開頭所言，物聯(lián)網(wǎng)體現(xiàn)了一種虛擬數(shù)字世界和現(xiàn)實物理世界的融合趨勢。20世紀40年代計算機的發(fā)明，使得人們對信息的理解和處理能力都大大加強，信息作為一種獨立的因素和力量開始深刻地塑造和改變著人類世界。到了20世紀90年代，互聯(lián)網(wǎng)的興起大大加強了信息的傳播能力，一個信息快速產(chǎn)生、流通和消亡的虛擬空間就此誕生。人們在這個虛擬空間內(nèi)，可以以信息的形式完成自己的社會活動，創(chuàng)造財富，生產(chǎn)價值。虛擬空間帶來的影響是明顯的，包括交流的形式不斷多樣化，地球成為一個村落，傳統(tǒng)的障礙和壁壘被不斷打破，空間和時間的尺度都被大大縮短，影響遍及經(jīng)濟、政治、文化等領(lǐng)域。到了今天，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為一個無比龐大的虛擬數(shù)字世界，包含著海量的信息，連接著數(shù)以十億計的網(wǎng)絡用戶。這個虛擬世界在數(shù)量和規(guī)模上仍然在不斷地擴大，對現(xiàn)實世界的滲透和影響也在不斷加強。然而到目前為止，虛擬世界的入口主要是計算機終端，虛擬世界的活動方式以人為的瀏覽網(wǎng)頁、收發(fā)郵件、聊天等為主。虛擬世界只是現(xiàn)實世界的一個鏡像，一個存放數(shù)據(jù)的倉庫。隨著互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務的發(fā)展、通信能力的不斷增強、現(xiàn)代社會尋找創(chuàng)新動力的需求出現(xiàn)，人們開始希望能夠隨時隨地進入這個信息暢通的虛擬世界，同時希望能在虛擬世界中從事更多現(xiàn)實世界中的活動。這種更深度的融合趨勢就催生了物聯(lián)網(wǎng)，物聯(lián)網(wǎng)既是虛擬世界繼續(xù)擴大深化的尖刀，也是現(xiàn)實世界繼續(xù)信息化自動化的利器。物聯(lián)網(wǎng)正是因為代表了這種融合的趨勢，蘊含著融合所帶來的巨大創(chuàng)新空間，以及融合后產(chǎn)生的巨大價值，才成為了當下的熱點，成為了包括我國在內(nèi)的多個國家的重大科技戰(zhàn)略。從這個意義上來說，物聯(lián)網(wǎng)的基本含義就是一種虛擬數(shù)字世界和現(xiàn)實物理世界的融合。這種融合是雙向的，第一個方向是現(xiàn)實世界向虛擬世界的融入，主要包括通過移動通信、嵌入式等技術(shù)使得現(xiàn)實世界中處處可以產(chǎn)生數(shù)字信息，接入通信網(wǎng)絡，進入虛擬世界，完成信息的產(chǎn)生、存儲、復制、共享等，使得虛擬數(shù)字世界無處無時不在，我們可以稱之為“數(shù)字世界泛在化”；第二個方向是虛擬世界向現(xiàn)實世界的融入，這主要包括通過傳感器網(wǎng)絡、RFID等技術(shù)使得現(xiàn)實物理世界中的物體能夠可感知、可識別、可控制，從而形成對物理世界的自動識別、控制、監(jiān)控、管理等，為人類創(chuàng)造一個智能的環(huán)境，我們稱之為“物理世界智能化”。這兩個方向相輔相成，相生相伴，二者的融合就完整展現(xiàn)了物聯(lián)網(wǎng)的題中之義，并代表著物聯(lián)網(wǎng)的價值所在。

媒體關(guān)注與評論

物聯(lián)網(wǎng)作為一項戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，對高素質(zhì)專業(yè)人才有著迫切的需求。國內(nèi)多所高校已開設(shè)物聯(lián)網(wǎng)工程及相關(guān)專業(yè)，培養(yǎng)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)所需的應用型專業(yè)人才。《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應用》一書的組織結(jié)構(gòu)和內(nèi)容體現(xiàn)了幫助學生建立系統(tǒng)性知識體系的努力，反映了能力導向和理論結(jié)合實際的可貴傾向，是一本良好的物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)性教材，值得推薦。 　　——北京郵電大學教授、博士生導師 中國移動信息化推進工作委員會副秘書長 紀陽 物聯(lián)網(wǎng)涉及技術(shù)門類多，且廣泛應用到基礎(chǔ)設(shè)施、經(jīng)濟運行、社會生活、軍事國防等各個領(lǐng)域?！段锫?lián)網(wǎng)技術(shù)與應用》一書兼顧了技術(shù)和應用兩個關(guān)鍵要素，在講解技術(shù)原理的同時強調(diào)應用，還涉及物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標準和產(chǎn)業(yè)化內(nèi)容，是一本綜合性、系統(tǒng)性的物聯(lián)網(wǎng)書籍。 　　——工業(yè)和信息化部電信研究院通信標準所副總工 黨梅梅 物聯(lián)網(wǎng)是信息技術(shù)與應用的進一步發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展需要在整合原有技術(shù)的基礎(chǔ)上進行再創(chuàng)新相應用?！段锫?lián)網(wǎng)技術(shù)與應用》一書總結(jié)整理了與物聯(lián)網(wǎng)有關(guān)的若干信息技術(shù)要點，突出其與物聯(lián)網(wǎng)應用的結(jié)合點，總體勾勒出物聯(lián)網(wǎng)的基本框架，對有志于從事物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的相關(guān)人員有指導意義。 　　——中關(guān)村物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長 張建寧

編輯推薦

《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應用》：根據(jù)教育部物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)建設(shè)精神編寫；教育、科研和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域?qū)＜衣?lián)袂推薦：內(nèi)容全面，難度適中，適合高校教學。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與應用 PDF格式下載

---