物联网关键技术与实践教程

第1章 物联网技术概述

1.1 物联网概述

1.1.1 物联网的起源

1.1.2 物联网技术发展现状

1.2 物联网总体架构

1.2.1 物联网的物理感知层

1.2.2 物联网的传输网络层

1.2.3 物联网的智能处理层

1.2.4 物联网的应用业务层

1.3 物联网与泛在网

1.3.1 什么是泛在网

1.3.2 物联网和泛在网之间的比较

1.4 物联网的应用

1.4.1 物流方面

1.4.2 医疗方面

1.4.3 智慧农业

1.4.4 智能家居

1.5 影响物联网发展的因素

1.6 本章小结

第2章 物联网与传感器

2.1 物联网用传感器概述

2.1.1 传感器概述

2.1.2 物联网用传感器的发展趋势

2.2 传感器的技术基础

2.2.1 工作原理

2.2.2 功能用途

2.2.3 输出信号标准

2.2.4 材料特性

2.2.5 制造工艺

2.3 物联网传感器应用原理

2.3.1 气体传感器原理

2.3.2 烟雾传感器原理

2.3.3 热释红外传感器原理

2.3.4 红外测距传感器原理

2.3.5 火焰传感器原理

2.3.6 语音传感器原理

2.3.7 温湿度传感器原理

2.4 传感器实验

2.4.1 气体传感器实验

2.4.2 烟雾传感器实验

2.4.3 热释红外传感器实验

2.4.4 红外测距传感器实验

2.4.5 火焰传感器实验

2.4.6 语音传感器实验

2.4.7 温湿度传感器实验

第3章 ZigBee网络技术

3.1 ZigBee概述

3.1.1 ZigBee网络体系结构

3.1.2 ZigBee设备类型

3.1.3 原语

3.2 物理层

3.2.1 通信频带和信道

3.2.2 调制方式和频谱扩散

3.2.3 物理层服务

3.2.4 物理层帧结构

3.3 MAC层

3.3.1 接入控制方式

3.3.2 超帧

3.3.3 数据传输模型

3.3.4 MAC层的服务

3.3.5 MAC层帧结构

3.4 网络层

3.4.1 网络拓扑结构

3.4.2 PAN ID与地址

3.4.3 邻接表

3.4.4 结点入网

3.4.5 路由

3.4.6 广播

3.4.7 网络层服务

3.4.8 网络层帧结构

3.5 应用支持子层

3.5.1 Profile和Endpoint

3.5.2 绑定和间接寻址

3.5.3 ACK与重发

3.5.4 APS层的服务

3.5.5 APS层帧结构

3.6 应用层

3.6.1 ZigBee结构

3.6.2 标准数据类型

3.6.3 AF帧结构

3.6.4 ZigBee帧结构汇总

3.6.5 描述符

3.6.6 ZigBee设备对象

3.7 ZigBee安全服务特性

3.7.1 安全服务概述

3.7.2 NWK层安全

3.7.3 APL层安全

3.8 ZigBee组网实验

3.8.1 ZStack广播通信实验

3.8.2 ZStack星状网络实验

3.8.3 ZStack树状网络实验

3.8.4 ZStack网状网络实验

第4章 RFID技术

4.1 RFID概述

4.1.1 自动识别技术

4.1.2 RFID简史

4.1.3 RFID系统的组成

4.1.4 RFID的分类方法

4.1.5 RFID应用现状与问题

4.2 RFID标准

4.2.1 标准简介

4.2.2 ISO/IEC相关标准

4.2.3 UHF频段空中接口标准的ISO/IEC 18000标准系列

4.2.4 EPC的相关标准

4.3 电子标签

4.3.1 电子标签的功能特点

4.3.2 电子标签的组成与结构形式

4.3.3 电子标签的技术参数

4.3.4 电子标签的封装

4.4 读写器

4.4.1 读写器的组成与功能特征

4.4.2 读写器的结构形式

4.4.3 读写器的技术参数

4.4.4 读写器的选择

4.5 中间件和管理系统

4.6 实验

4.6.1 近距离ID卡读取实验

4.6.2 IEEE 14443寻卡实验

4.6.3 IEEE 14443写入标签数据实验

4.6.4 IEEE 14443读取标签数据实验

4.6.5 UHF900M识别单个标签

4.6.6 UHF900M识别多个标签

4.6.7 IEEE 18000读取标签数据实验

4.6.8 IEEE 18000写入标签数据实验

第5章 GPRS技术

5.1 GPRS的主要接口及相关协议

5.1.1 GPRS的主要接口

5.1.2 GPRS数据传输和信令协议平台

5.1.3 GTP协议（GPRS隧道协议）

5.1.4 分组路由和传递

5.2 GPRS数据传输过程

5.2.1 RLC数据块传输

5.2.2 RLC/MAC控制消息

5.2.3 上行链路临时块流（TBF）的建立、传输与释放程序

5.2.4 下行链路临时块流（TBF）的建立、传输与释放程序

5.3 GPRS网络技术

5.3.1 DNS

5.3.2 DHCP

5.3.3 GPRS网络与外部数据网的连接

5.3.4 路由技术

5.3.5 漫游技术

5.4 GPRS网络实验

5.4.1 AT指令实验

5.4.2 AT指令控制手机

第6章 物联网技术综合实训

6.1 项目软件功能与方案

6.1.1 软件系统整体功能说明

6.1.2 智能车库内部管理功能

6.1.3 数据库服务器网络通信程序功能

6.1.4 智能车库Web端软件主要实现功能

6.1.5 智能车库的客户端APP主要实现功能

6.2 系统整体结构

6.3 通信协议设计

6.3.1 ZigBee结点与嵌入式网关通信协议设计

6.3.2 嵌入式网关与TCP通信服务器通信协议设计

6.4 嵌入式网关设计与实现

6.4.1 需求分析

6.4.2 模块设计

6.4.3 整体框架设计

6.4.4 数据库设计

6.5 服务器软件设计与实现

6.5.1 需求分析

6.5.2 系统分层结构

6.5.3 系统接口设计

6.5.4 数据库设计

6.6 Android程序设计与实现

6.6.1 需求分析

6.6.2 系统设计

6.6.3 数据库设计

6.7 系统实现效果

本书重点介绍了物联网相关的基本知识和运用物联网技术解决各类实际问题的思路与方法，为物联网初学者打开了一扇深入学习物联网技术的大门。本书从物联网理论与实践两个方面介绍了物联网相关技术，主要内容包括物联网综述、物联网与传感器、ZigBee网络技术、RFID技术、GPRS技术以及物联网技术综合实训案例的详解。本书的特色是突出实践，除第1章外，每章最后一节都配有与该章内容相关的实验，且最后一章是一个具体的物联网项目——智能车库系统，通过开发这套物联网综合实训平台，达到物联网实际项目研究与教学实训相结合的目的。本书可以作为高等院校物联网、电子、计算机等专业的教材，也可作为相关嵌入式开发人员的参考书，还可供广大计算机爱好者参考使用。