物聯(lián)網(wǎng)概論（第2版）

第 1章　緒論　1
1．1　物聯(lián)網(wǎng)的概念　1
1．2　物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征　2
1．2．1　全面感知　2
1．2．2　互通互聯(lián)　2
1．2．3　智慧運行　3
1．3　物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展概況　3
1．3．1　物聯(lián)網(wǎng)概念的誕生　3
1．3．2　物聯(lián)網(wǎng)在國外的發(fā)展　4
1．3．3　物聯(lián)網(wǎng)在國內(nèi)的發(fā)展　5
1．3．4　物聯(lián)網(wǎng)進入2．0時代　6
1．4　物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵　7
1．4．1　物聯(lián)網(wǎng)起源于射頻識別領(lǐng)域　7
1．4．2　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概念的融入　8
1．4．3　泛在網(wǎng)絡(luò)的愿景　8
1．5　從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)的演進　9
1．5．1　互聯(lián)網(wǎng)的概念　9
1．5．2　互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系　10
1．5．3　H2H與T2T的發(fā)展路線　10
1．5．4　網(wǎng)絡(luò)向泛在化演進　12
本章小結(jié)　14
思考與練習　14
第　2章 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)　15
2．1　物聯(lián)網(wǎng)的基本組成　15
2．2　感知層　16
2．2．1　感知層的功能　16
2．2．2　物品標識與數(shù)據(jù)采集　17
2．2．3　自組織網(wǎng)絡(luò)　19
2．2．4　信息短距離傳輸　20
2．3　網(wǎng)絡(luò)層　21
2．3．1　網(wǎng)絡(luò)層的功能　21
2．3．2　接入網(wǎng)　22
2．3．3　互聯(lián)網(wǎng)　23
2．4　應用層　27
2．4．1　應用層的功能　27
2．4．2　物聯(lián)網(wǎng)中間件　28
2．4．3　物聯(lián)網(wǎng)應用場景　28
2．4．4　物聯(lián)網(wǎng)應用所需的環(huán)境　30
2．4．5　物聯(lián)網(wǎng)應用面臨的挑戰(zhàn)　31
2．4．6　物聯(lián)網(wǎng)應用前景展望　32
本章小結(jié)　33
思考與練習　33
第3章　射頻識別（RFID）系統(tǒng)　34
3．1　自動識別概述　34
3．1．1　自動識別技術(shù)的概述　34
3．1．2　自動識別系統(tǒng)的組成　35
3．2　自動識別技術(shù)分類　35
3．2．1　分類方法　35
3．2．2　條碼識別　36
3．2．3　磁卡識別　38
3．2．4　IC卡識別　39
3．2．5　射頻識別　41
3．3　射頻識別　42
3．3．1　射頻識別系統(tǒng)的基本組成　42
3．3．2　射頻識別的發(fā)展歷史　46
3．3．3　射頻識別系統(tǒng)的分類　50
3．3．4　射頻識別的工作原理　52
3．3．5　電子標簽與讀寫器　55
3．3．6　射頻識別標準體系　58
3．3．7　射頻識別的發(fā)展趨勢　61
3．4　射頻識別系統(tǒng)舉例——EPC系統(tǒng)　62
3．4．1　EPC系統(tǒng)——物聯(lián)網(wǎng)的起源　63
3．4．2　全球物品編碼　63
3．4．3　EPC標簽與讀寫器　69
3．4．4　EPC中間件　71
3．4．5　EPC的網(wǎng)絡(luò)服務　72
本章小結(jié)　72
思考與練習　72
第4章　傳感器與無線傳感網(wǎng)　74
4．1　傳感器概述　74
4．1．1　傳感器的概念　74
4．1．2　傳感器的作用　75
4．1．3　傳感器的分類　75
4．1．4　傳感器的一般特性　76
4．1．5　傳感器的技術(shù)特點　79
4．1．6　傳感器的發(fā)展趨勢　80
4．2　傳感器的工作原理與應用　81
4．2．1　應變式傳感器　81
4．2．2　光電式傳感器　83
4．2．3　超聲波傳感器　87
4．2．4　半導體傳感器　88
4．2．5　生物傳感器　92
4．2．6　傳感器集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化　93
4．3　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)　98
4．3．1　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念　98
4．3．2　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的組成　98
4．3．3　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點　99
4．3．4　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心技術(shù)　100
4．3．5　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議　102
4．3．6　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應用　104
本章小結(jié)　104
思考與練習　105
第5章　物聯(lián)網(wǎng)通信　106
5．1　無線通信網(wǎng)絡(luò)概述　106
5．2　無線接入網(wǎng)　109
5．2．1　ZigBee　109
5．2．2　藍牙　112
5．2．3　UWB　115
5．2．4　60GHz通信　117
5．2．5　WLAN　118
5．2．6　WiMAX　120
5．3　移動通信網(wǎng)絡(luò)　122
5．3．1　第 一代（1G）移動通信　122
5．3．2　第二代（2G）移動通信　123
5．3．3　第三代（3G）移動通信　125
5．3．4　第四代（4G）移動通信　127
5．3．5　第五代（5G）移動通信　130
5．4　有線接入網(wǎng)　132
5．4．1　基于雙絞線傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)　132
5．4．2　基于光傳輸?shù)慕尤刖W(wǎng)　133
5．4．3　混合光纖/同軸接入網(wǎng)　135
5．5　光網(wǎng)絡(luò)　135
5．5．1　光纖的發(fā)明　135
5．5．2　光網(wǎng)絡(luò)的誕生及發(fā)展歷程　135
5．5．3　光纖通信技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀　138
5．5．4　光網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢　139
5．6　量子通信　140
本章小結(jié)　140
思考與練習　141
第6章　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務　142
6．1　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)服務概述　142
6．2　物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務　144
6．2．1　物聯(lián)網(wǎng)名稱解析服務的工作原理　144
6．2．2　IP地址　146
6．2．3　域名解析　149
6．2．4　ONS結(jié)構(gòu)與服務方式　152
6．2．5　ONS工作流程　154
6．3　物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務　156
6．3．1　物聯(lián)網(wǎng)信息發(fā)布服務的工作原理　156
6．3．2　萬維網(wǎng)WWW　157
6．3．3　超文本與超媒體　159
6．3．4　EPCIS的功能與作用　159
6．3．5　EPCIS系統(tǒng)設(shè)計　160
6．4　實體標記語言PML　162
6．4．1　PML概述　162
6．4．2　PML的核心思想　163
6．4．3　PML的組成與設(shè)計方法　165
6．4．4　PML設(shè)計舉例　166
本章小結(jié)　167
思考與練習　167
第7章　物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)與計算　168
7．1　大數(shù)據(jù)的概念　168
7．1．1　什么是大數(shù)據(jù)　168
7．1．2　數(shù)據(jù)的量級　168
7．1．3　大數(shù)據(jù)的特征　169
7．1．4　大數(shù)據(jù)的類型　170
7．2　物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)融合技術(shù)　172
7．2．1　物聯(lián)網(wǎng)中智能電網(wǎng)的大數(shù)據(jù)　172
7．2．2　物聯(lián)網(wǎng)中民航業(yè)的大數(shù)據(jù)　173
7．2．3　物聯(lián)網(wǎng)中智慧醫(yī)療的大數(shù)據(jù)　174
7．2．4　物聯(lián)網(wǎng)中供應鏈的大數(shù)據(jù)　175
7．2．5　物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù)　176
7．3　大數(shù)據(jù)技術(shù)　178
7．3．1　Google技術(shù)“三件寶”——大數(shù)據(jù)的技術(shù)起源　178
7．3．2　大數(shù)據(jù)技術(shù)的開源實現(xiàn)　181
7．3．3　大數(shù)據(jù)的關(guān)鍵技術(shù)　182
7．4　云計算　186
7．4．1　云計算的概念　186
7．4．2　云計算的層次架構(gòu)　187
7．4．3　云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應用——車聯(lián)網(wǎng)　191
本章小結(jié)　192
思考與練習　192
第8章　物聯(lián)網(wǎng)中間件　194
8．1　物聯(lián)網(wǎng)中間件概述　194
8．1．1　中間件的概念　194
8．1．2　物聯(lián)網(wǎng)中間件　195
8．1．3　中間件分類　196
8．2　物聯(lián)網(wǎng)中間件的發(fā)展歷程　198
8．2．1　中間件的發(fā)展階段　198
8．2．2　中間件在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀　199
8．3　中間件結(jié)構(gòu)　200
8．3．1　中間件的系統(tǒng)框架　200
8．3．2　中間件的處理模塊　201
8．4　中間件標準和中間件產(chǎn)品　203
8．4．1　中間件標準　203
8．4．2　中間件產(chǎn)品　204
本章小結(jié)　208
思考與練習　209
第9章　物聯(lián)網(wǎng)安全機制　210
9．1　信息安全基礎(chǔ)　210
9．1．1　信息安全的概念和基本屬性　210
9．1．2　信息安全的主要威脅和解決手段　211
9．1．3　密碼學基礎(chǔ)　214
9．2　物聯(lián)網(wǎng)安全概述　216
9．2．1　物聯(lián)網(wǎng)安全威脅舉例　217
9．2．2　物聯(lián)網(wǎng)安全面臨的挑戰(zhàn)　217
9．2．3　物聯(lián)網(wǎng)安全與互聯(lián)網(wǎng)安全的關(guān)系　218
9．3　物聯(lián)網(wǎng)信息安全體系　219
9．3．1　物聯(lián)網(wǎng)的安全層次模型和體系結(jié)構(gòu)　219
9．3．2　物聯(lián)網(wǎng)感知層安全　220
9．3．3　物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層安全　222
9．3．4　物聯(lián)網(wǎng)應用層安全　223
9．4　物聯(lián)網(wǎng)安全實施策略　224
本章小結(jié)　229
思考與練習　229
第　10章 智慧地球與物聯(lián)網(wǎng)應用　230
10．1　智慧地球　230
10．1．1　物聯(lián)網(wǎng)帶來更透徹的感知　230
10．1．2　物聯(lián)網(wǎng)帶來更全面的互聯(lián)互通　231
10．1．3　物聯(lián)網(wǎng)帶來更深入的智能化　231
10．1．4　物聯(lián)網(wǎng)使地球變得更加智慧　231
10．2　M2M——物聯(lián)網(wǎng)應用的雛形　232
10．2．1　M2M的概念　232
10．2．2　M2M架構(gòu)和體系　232
10．2．3　M2M支撐技術(shù)　234
10．2．4　M2M業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀　235
10．3　物聯(lián)網(wǎng)典型應用　236
10．3．1　物聯(lián)網(wǎng)在德國汽車制造領(lǐng)域的應用　236
10．3．2　共享單車——我國物聯(lián)網(wǎng)應用的一次爆發(fā)　238
10．3．3　物聯(lián)網(wǎng)在西班牙農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用　241
10．3．4　物聯(lián)網(wǎng)在美國食品物流領(lǐng)域的應用　243
10．3．5　物聯(lián)網(wǎng)在全球機場管理領(lǐng)域的應用　244
10．3．6　物聯(lián)網(wǎng)在百度無人駕駛中的應用　248
本章小結(jié)　250
思考與練習　250
附錄　部分習題參考答案　251
參考文獻　253