物联网应用基础教程

第1章物联网概述

1.1物联网的定义

1.2物联网的基本特征

1.3物联网和互联网的关系

1.4物联网的发展

1.4.1物联网的起源与发展

1.4.2物联网在中国

1.5物联网的体系结构

1.5.1感知层

1.5.2网络层

1.5.3应用层

1.6物联网的关键技术

1.6.1传感网络技术

1.6.2RFID识别技术

1.6.3ZigBee技术

1.6.4M2M技术

1.6.5网络传输技术

1.6.6Android技术

1.6.7物联网的应用领域

习题

第2章RFID与物联网应用

2.1自动识别技术

2.1.1自动识别技术概述

2.1.2条形码识别技术

2.1.3磁卡与IC卡

2.1.4EPC电子产品编码概述

2.1.5EPC编码

2.1.6EPC射频识别体系

2.1.7EPC系统信息网络

2.1.8EPC系统的工作流程

2.1.9EPC系统的特点

2.2RFID射频识别技术

2.2.1RFID的基本概念

2.2.2RFID发展历程及在中国的发展现状

2.2.3RFID系统的组成

2.2.4RFID的标准化

实验RFID读卡实验

习题

第3章ZigBee无线传感器网络技术

3.1ZigBee简介

3.1.1ZigBee的由来和发展

3.1.2ZigBee技术特点

3.2ZigBee通信方式

3.3操作频率和数据速率

3.4设备类型与设备角色

3.5无线Mesh网络介绍

3.6ZigBee网络拓扑

3.7ZigBee和IEEE 802.15.4的通信基础

3.7.1CSMACA载波检测多路访问碰撞避免机制

3.7.2信标与非信标网络

3.7.3数据传输方式

3.8ZigBee自形成与自愈特性

3.9ZigBee协议简介

3.9.1ZigBee与IEEE 802.15.4标准的关系

3.9.2ZigBee和ZigBee Pro

3.10ZigBee协议堆栈结构

3.10.1PHY层

3.10.2MAC层

3.10.3网络层

3.10.4APL应用层

3.11ZigBee在物联网中的应用

3.12ZigBee实际应用开发——基于ZStack协议栈的无线组网实验

3.13实验平台及硬件介绍

3.13.1CC2530简介

3.13.2IAR集成开发环境的构建

3.13.3无线组网实验具体内容

习题

第4章M2M

4.1M2M概述

4.1.1M2M概念

4.1.2M2M发展历程

4.2M2M系统架构和通信协议

4.2.1M2M系统架构

4.2.2M2M通信协议

4.3M2M支撑技术

4.4M2M标准化工作

4.4.1M2M在ETSI的进展概况

4.4.2M2M在3GPP的标准进展概况

4.4.3M2M在3GPP2的标准进展概况

4.4.4M2M在CCSA的进展概况

4.5M2M业务应用

4.5.1电力行业M2M应用

4.5.2M2M技术在智能家居中的应用

4.5.3M2M业务应用发展展望

4.6M2M现状及面临的问题

4.6.1国内外现状

4.6.2M2M当前面临的问题

4.6.3M2M与运营商网络的融合

习题

第5章GPRS通信原理与物联网应用

5.1GPRS的发展

5.2GPRS特点

5.3GPRS基本原理

5.3.1电路交换与分组交换

5.3.2GPRS网络结构

5.4移动通信技术在物联网中的应用

5.4.1移动通信在物联网中应用的主要方式

5.4.2移动通信应用于物联网应做的主要改进

5.4.3移动通信在物联网中应用的现状与展望

5.5GPRS移动通信技术在物联网中的应用——GPRS无线通信实验

5.5.1实验环境

5.5.2实验内容

5.5.3实验原理

5.5.4实验步骤

5.5.5编译源程序

5.5.6NFS挂载实验目录测试

5.5.7实验效果

习题

第6章物联网终端技术

6.1概述

6.1.1物联网移动终端技术

6.1.2Android

6.1.3Android系统的特性

6.1.4Android开源项目

6.2Android系统的架构

6.2.1应用程序层

6.2.2应用程序框架

6.2.3函数库

6.2.4运行时

6.2.5Linux内核

6.3Android应用程序设计

6.3.1行为组件

6.3.2Service组件

6.3.3内容提供者组件

6.3.4BroadcastReceiver组件

6.3.5Intent组件

6.3.6AndroidManifest.xml全局配置文件

6.4Android开发环境搭建

6.4.1下载

6.4.2软件安装

6.4.3Eclipse配置

6.4.4配置Android SDK

6.4.5新建AVD

6.5Android Hello World程序

6.5.1程序目录

6.5.2程序包

6.6建立工程

习题

第7章云计算

7.1云计算概述

7.1.1云计算的由来

7.1.2云计算技术基础

7.1.3云计算的定义

7.1.4云计算的特点

7.1.5云计算基本模型

7.1.6云计算的主要应用领域

7.2云计算关键技术

7.2.1虚拟化技术

7.2.2数据中心节能技术

7.2.3分布式海量数据存储技术

7.2.4海量数据处理技术

7.2.5安全与隐私保护技术

7.3云计算与物联网的融合

7.3.1云计算对物联网的技术支撑

7.3.2云计算与物联网的结合模式

7.3.3不同云服务在物联网中的应用

7.3.4基于云计算的物联网应用实例

7.4云计算的机遇与挑战

7.5实验： 云计算仿真工具CloudSim的使用

7.5.1CloudSim介绍和使用

7.5.2CloudSim环境配置

7.5.3CloudSim的扩展

7.5.4使用CloudSim仿真的一般步骤

习题

第8章大数据的存储与处理

8.1大数据的背景

8.2大数据的概念及特征

8.2.1大数据的概念

8.2.2大数据的特征

8.3大数据存储和处理技术

8.3.1Hadoop： 分布式存储和计算平台

8.3.2Hadoop之HDFS： 分布式文件系统

8.3.3Hadoop之MapReduce： 分布式计算框架

8.3.4Hadoop之NoSQL： 分布式数据库

8.3.5Hadoop之外的大数据计算技术

8.4大数据分析及数据挖掘

8.4.1大数据分析

8.4.2数据挖掘

8.4.3大数据挖掘的国内外发展

习题

第9章物联网安全

9.1物联网安全问题

9.1.1物联网安全威胁分析

9.1.2物联网安全目标

9.2物联网安全体系

9.2.1物联网层次结构安全体系

9.2.2物联网感知层安全

9.2.3物联网网络层安全

9.2.4物联网应用层安全

9.3RFID安全技术分析

9.3.1RFID安全问题分析

9.3.2RFID安全机制

9.3.3RFID安全解决方案分析

9.3.4RFID安全性与效率分析

9.4传感网安全技术分析

9.4.1传感网面临的安全障碍

9.4.2传感网的安全性目标

9.4.3传感网安全攻击与防御

9.5实验： RFID标签检测

9.5.1RFID非接触式IC卡

9.5.2RFID标签检测

习题

第10章物联网工程——以智能家居系统为例

10.1概述

10.2智能家居系统的基本功能和需求分析

10.3智能家居系统的设计

10.4智能家居的体系结构

10.5系统管理具体功能

10.6软件测试案例

习题

附录习题参考答案

参考文献

本书内容围绕物联网中“感知层、传输层、应用层”所涉及的三大类技术架构组成的物联网技术知识体系来安排，将理论与具体实例相结合，由浅入深，从物联网技术的原理和基础知识到相关技术领域，均能帮助读者拓展思维、开阔视野，为进一步学习和研究物联网技术打下坚实的基础。本书系统全面、内容丰富、结构清晰、重点突出、具有明显的实用性，力求使读者全面、正确地认识和了解物联网相关知识。本书既可以作为物联网等相关专业的教材，也可供与物联网相关的工程技术人员参考。

1.本书以初学者角度出发，以通俗的语言和丰富的实例介绍了物联网的各种主要技术，内容由浅入深，在讲解基础知识的同时给出了大量实例，便于读者巩固所学的知识。
2.本书以物联网的体系结构为线索，从感知识别层、网络传输层、应用支撑层和应用接口层这四层进行了深入浅出的阐述，并对物联网的综合应用和安全问题进行了讨论。