物联网工程导论

前言

第1章 物联网概论

1.1 物联网发展的社会背景

1.1.1 物联网概念的提出

1.1.2 物联网与智慧地球

1.1.3 欧盟与各国政府物联网产业发展规划

1.1.4 物联网与我国战略性新兴产业

1.2 物联网发展的技术背景

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

1.2.2 从网络技术演变的角度认识物联网发展的必然性

1.2.3 物联网的研究背景

1.3 物联网的定义与主要技术特征

1.3.1 物联网的定义

1.3.2 物联网的主要技术特征

1.4 物联网体系结构

1.4.1 人对物理世界问题处理的基本方法

1.4.2 物联网体系结构模型

*1.4.3 物联网感知层

*1.4.4 物联网网络层

*1.4.5 物联网应用层

1.5 物联网关键技术与产业发展

1.5.1 物联网关键技术

1.5.2 物联网的产业链结构

1.5.3 物联网产业特点

1.5.4 我国物联网“十二五”发展规划

习题

第2章 RFID与物联网应用

2.1 自动识别技术的发展背景

2.2 条形码简介

2.2.1 条形码的特点

2.2.2 一维条形码的特点

2.2.3 二维条形码的特点

2.3 磁卡与IC卡的应用

2.3.1 磁卡的应用

2.3.2 IC卡的特点与应用

2.4 RFID

2.4.1 RFID标签的基本概念

2.4.2 RFID的基本工作原理

2.4.3 RFID标签的分类

2.5 RFID应用系统结构与组成

2.5.1 RFID应用系统结构

2.5.2 RFID标签封装与编码打印设备

2.5.3 RFID标签读写器

2.6 RFID标签编码标准

2.6.1 RFID编码标准研究的必要性

2.6.2 EPC Global RFID标准

2.6.3 EPC编码体系

2.6.4 基于EPC的物联网结构

2.6.5 UID编码体系

2.6.6 ISOIEC RFID标准体系

2.6.7 我国RFID标准体系研究的发展

习题

第3章 传感器、智能传感器与无线传感器网络技术

3.1 传感器

3.1.1 感知能力与传感器的发展

3.1.2 传感器的分类

3.1.3 物理传感器

3.1.4 化学传感器

3.1.5 生物传感器

3.1.6 传感器性能指标

3.2 智能传感器与无线传感器

3.2.1 智能传感器的研究与发展

3.2.2 无线传感器的研究与发展

3.3 无线传感器网络

3.3.1 从无线分组网到无线自组网

3.3.2 从无线自组网到无线传感器网络

3.3.3 无线传感器网络的特点与结构

*3.3.4 无线传感器网络关键技术研究

*3.4 无线传感器网络通信协议与标准

习题

第4章 物联网智能设备与嵌入式技术

4.1 智能设备的研究与发展

4.1.1 个人计算机

4.1.2 个人数字助理

4.1.3 GPS接收机

4.1.4 智能手机

4.1.5 智能家电

4.1.6 数字标牌

4.2 嵌入式技术发展的基础--集成电路

4.2.1 微电子技术和产业发展的重要性

4.2.2 微电子技术的发展

4.2.3 集成电路的研究与发展

4.2.4 SoC研究与应用

4.3 嵌入式技术的研究与发展

4.3.1 环境智能化与嵌入式系统

4.3.2 嵌入式系统的特点

4.3.3 嵌入式系统发展的过程

4.4 RFID读写器与中间件软件设计

4.4.1 RFID应用系统结构与工作原理

4.4.2 RFID读写器的结构与设计方法

*4.4.3 RFID中间件的概念与结构

4.5 无线传感器网络节点设计

4.5.1 无线传感器节点的结构

4.5.2 无线传感器网络节点设计原则

*4.5.3 无线传感器网络节点硬件设计

*4.5.4 无线传感器网络嵌入式操作系统的研究

*4.5.5 无线传感器网络系统应用软件设计

4.6 可穿戴计算研究及其在物联网中的应用

4.6.1 可穿戴计算机在物联网中的应用

4.6.2 可穿戴计算概念产生的背景

4.6.3 可穿戴计算的定义和主要特征

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

4.7 智能机器人研究及其在物联网中的应用

4.7.1 机器人的基本概念

4.7.2 智能机器人在物联网中的应用

习题

第5章 计算机网络与互联网技术

5.1 计算机网络的发展史

5.1.1 计算机网络发展的四个阶段

5.1.2 计算机网络发展的三条主线

5.2 互联网的形成与发展

5.2.1 ARPANET研究

5.2.2 TCPIP协议研究与发展

5.2.3 NSFNET对互联网发展的影响

5.2.4 互联网的形成

5.2.5 互联网的高速发展与信息高速公路的建设

5.2.6 宽带城域网与三网融合技术的发展

5.3 计算机网络定义与分类

5.3.1 计算机网络定义与特征

5.3.2 计算机网络的分类

5.3.3 广域网的基本概念

5.3.4 城域网的基本概念

5.3.5 局域网的基本概念

5.3.6 个人区域网的基本概念

5.4 计算机网络的组成与结构

5.4.1 早期计算机网络组成与结构

5.4.2 ISP的层次结构

5.4.3 互联网的网络结构

5.4.4 IP网络：从IPv4到IPv6

5.5 接入技术

5.5.1 接入技术的基本概念

5.5.2 ADSL接入技术

5.5.3 HFC接入技术

5.5.4 光纤接入技术

5.5.5 无线接入技术

5.5.6 电力线接入技术

5.6 互联网与物联网的区别与联系

5.6.1 互联网核心交换与端系统的抽象方法

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

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

习题

第6章 移动通信技术

6.1 通信技术的发展

6.1.1 通信的基本概念

6.1.2 无线通信技术的发展

6.1.3 移动通信的分类

6.1.4 移动通信的发展过程

6.2 移动通信技术的研究与发展

6.2.1 无线信道与空中接口

6.2.2 大区制与小区制

6.2.3 如何保证手机在漫游过程中通信的连续性

*6.2.4 移动通信系统的结构与基本工作原理

*6.2.5 频率复用与码分复用

6.3 3G技术与移动互联网应用的发展

6.3.1 移动通信技术的发展与手机功能的演变

6.3.2 3G技术的特点

6.3.3 3G与移动互联网业务

6.3.4 4G技术的研究与应用

6.3.5 M2M技术及其在物联网中的应用

习题

第7章 位置信息、定位技术与位置服务

7.1 位置信息与位置服务

7.1.1 位置信息--从互联网到物联网

7.1.2 位置信息在物联网中的作用

7.2 物联网中的位置服务

7.2.1 位置服务的基本概念和应用

7.2.2 位置服务的发展

7.3 定位系统

7.3.1 航天航空遥感技术

7.3.2 全球定位系统

7.3.3 地理信息系统

7.3.4 多媒体电子地图集与互联网地图

*7.4 定位技术

7.4.1 移动通信定位技术

7.4.2 基于无线局域网的定位技术

7.4.3 基于RFID的定位技术

7.4.4 无线传感器网络定位技术

习题

第8章 物联网数据处理技术

8.1 物联网数据处理技术的基本概念

8.1.1 物联网数据的特点

8.1.2 物联网数据处理的关键技术

8.2 海量数据存储技术

8.2.1 物联网对海量数据存储的需求

8.2.2 数据库技术

8.2.3 物联网数据管理技术

8.3 物联网海量数据存储与云计算

8.3.1 数据存储技术的研究与发展

8.3.2 IDC的基本概念

8.3.3 云计算的基本概念

8.3.4 云计算系统的组成

8.3.5 云计算在物联网中的应用

8.4 物联网数据融合技术

8.4.1 无线传感器网络数据融合技术

8.4.2 数据融合的分类

8.5 物联网中的智能决策

8.5.1 数据挖掘的基本概念

8.5.2 数据挖掘的基本工作原理

8.5.3 物联网与智能决策、智能控制

习题

第9章 物联网信息安全技术

9.1 物联网信息安全中的四个重要关系问题

9.1.1 物联网信息安全与现实社会的关系

9.1.2 物联网信息安全与互联网信息安全的关系

9.1.3 物联网信息安全与密码学的关系

9.1.4 物联网安全与国家信息安全战略的关系

9.2 物联网信息安全技术研究

9.2.1 信息安全需求

9.2.2 物联网信息安全技术研究的内容

9.2.3 物联网中的网络防攻击技术研究

9.2.4 物联网安全防护技术研究

9.2.5 密码学及其在物联网中的应用研究

9.2.6 网络安全协议研究

9.3 RFID安全与隐私保护研究

9.3.1 RFID标签的安全缺陷

9.3.2 对RFID系统的攻击方法

9.3.3 基于RFID的位置服务与隐私保护

习题

第10章 物联网应用

10.1 智能电网

10.1.1 电力与电力系统的基本概念

10.1.2 推动智能电网发展的动力

10.1.3 智能电网的研究与发展

10.1.4 智能电网与物联网

10.2 智能交通

10.2.1 智能交通的基本概念

10.2.2 城市智能交通综合管理指挥系统

10.2.3 城市智能交通诱导综合信息服务平台系统

10.2.4 不停车收费系统

10.2.5 停车诱导系统

10.2.6 车载网的研究与应用

10.2.7 物联网技术在民航领域中的应用

10.3 智能医疗

10.3.1 智能医疗的基本概念

10.3.2 医院管理信息化的研究与发展

10.3.3 远程医疗技术的研究与发展

10.3.4 无线传感器网络在智能医疗中的应用

10.3.5 RFID电子标签在智能医疗中的应用

10.4 智能物流

10.4.1 物流的起源与发展

10.4.2 智能物流与物联网

10.4.3 RFID技术在智能物流中的应用

10.4.4 智能物流系统网络体系结构

思考题

参考文献

《物联网工程专业规划教材：物联网工程导论》在介绍物联网发展背景与技术特征的基础上，对物联网中的自动识别与RFID应用技术，传感器、传感网与无线传感器网络技术，智能设备与嵌入式技术，计算机网络与互联网技术，移动通信技术，位置信息、定位技术与位置服务，物联网数据处理技术，物联网信息安全技术等关键技术，以及典型的物联网应用进行了系统的讨论。

《物联网工程专业规划教材：物联网工程导论》内容符合教育部计算机科学与技术专业教学指导分委员会编制的《物联网工程专业规范》（初稿）中关于“物联网工程导论”知识体系的要求。全书层次清晰，结构完整，语言流畅，图文并茂，用通俗的语言系统地介绍了物联网的知识，为读者深入学习和研究物联网技术奠定了基础。本书可以作为物联网工程专业、计算机与信息技术相关专业的教材或参考书，也可供物联网技术研究与产品研发人员、技术管理人员及相关人员阅读。