第1章 物聯網故事 1
1.1 物聯網的歷史 4
1.2 物聯網的潛力 6
1.2.1 工業(yè)和制造業(yè) 9
1.2.2 消費者 10
1.2.3 零售、金融和營銷 11
1.2.4 醫(yī)療保健 11
1.2.5 運輸和物流 12
1.2.6 農業(yè)與環(huán)境 13
1.2.7 能源 13
1.2.8 智慧城市 14
1.2.9 政府和軍事 15
1.3 小結 15
第2章 物聯網架構和核心物聯網模塊 17
2.1 物聯網生態(tài)系統(tǒng) 17
2.1.1 物聯網與機器對機器的對比 19
2.1.2 網絡的價值和梅特卡夫定律 19
2.1.3 物聯網架構 21
2.1.4 架構師的角色 23
2.2 核心物聯網模塊 24
2.2.1 第1部分—傳感與電源 24
2.2.2 第2部分—數據通信 24
2.2.3 第3部分—互聯網路由和協(xié)議 25
2.2.4 第4部分—霧和邊緣計算、數據分析和機器學習 26
2.2.5 第5部分—物聯網中的威脅和安全性 26
2.3 小結 27
第3章 傳感器、端點和電源系統(tǒng) 29
3.1 感應裝置 29
3.1.1 熱電偶和溫度感應 30
3.1.2 霍爾效應傳感器和電流傳感器 32
3.1.3 光電傳感器 33
3.1.4 熱釋電紅外傳感器 34
3.1.5 激光雷達和有源傳感系統(tǒng) 35
3.1.6 微機電系統(tǒng)傳感器 37
3.2 智能物聯網終端 42
3.3 傳感器融合 44
3.4 輸入設備 45
3.5 輸出設備 45
3.6 功能示例 46
3.6.1 功能示例—德州儀器CC2650 SensorTag 46
3.6.2 傳感器到控制器 49
3.7 能源和電源管理 50
3.7.1 電源管理 51
3.7.2 能量收集 52
3.7.3 能源儲備 57
3.8 小結 62
第4章 通信與信息論 63
4.1 通信理論 64
4.1.1 射頻能量和理論范圍 64
4.1.2 射頻干擾 68
4.2 信息論 69
4.2.1 比特率限制和香農-哈特利定理 70
4.2.2 誤碼率 74
4.2.3 窄帶與寬帶通信 76
4.3 無線電頻譜 79
4.4 小結 83
第5章 非基于IP的WPAN 85
5.1 無線個人局域網標準 85
5.1.1 關于802.15標準 86
5.1.2 藍牙 87
5.1.3 關于IEEE 802.15.4 123
5.1.4 關于Zigbee 133
5.1.5 關于Z-Wave 143
5.2 小結 151
第6章 基于IP的WPAN和WLAN 153
6.1 互聯網協(xié)議和傳輸控制協(xié)議 153
6.2 使用IP的WPAN—6LoWPAN 155
6.2.1 關于6LoWPAN拓撲 156
6.2.2 關于6LoWPAN協(xié)議棧 158
6.2.3 網格尋址和路由 159
6.2.4 報頭壓縮和分段 162
6.2.5 鄰居發(fā)現 164
6.2.6 關于6LoWPAN的安全性 166
6.3 使用IP的WPAN—Thread 166
6.3.1 Thread架構和拓撲 167
6.3.2 Thread協(xié)議棧 169
6.3.3 Thread路由 170
6.3.4 Thread尋址 170
6.3.5 鄰居發(fā)現 171
6.4 IEEE 802.11協(xié)議和WLAN 171
6.4.1 IEEE 802.11協(xié)議套件和比較 172
6.4.2 IEEE 802.11架構 174
6.4.3 IEEE 802.11頻譜分配 176
6.4.4 IEEE 802.11調制和編碼技術 179
6.4.5 IEEE 802.11 MIMO 183
6.4.6 IEEE 802.11數據包結構 187
6.4.7 IEEE 802.11操作 190
6.4.8 IEEE 802.11安全性 191
6.4.9 IEEE 802.11ac 192
6.4.10 IEEE 802.11p 194
6.4.11 IEEE 802.11ah 197
6.5 小結 203
第7章 遠距離通信系統(tǒng)和協(xié)議（WAN） 205
7.1 蜂窩連接 205
7.1.1 治理模型和標準 206
7.1.2 蜂窩接入技術 211
7.1.3 關于3GPP用戶設備類別 211
7.1.4 關于4G-LTE頻譜分配和頻段 213
7.1.5 關于4G-LTE拓撲和架構 218
7.1.6 關于4G-LTE E-UTRAN協(xié)議棧 222
7.1.7 關于4G-LTE地理區(qū)域、數據流和切換過程 224
7.1.8 關于4G-LTE報文結構 227
7.1.9 LTE Cat-0、Cat-1、Cat-M1和Cat-NB 228
7.1.10 5G 233
7.2 LoRa和LoRaWAN 239
7.2.1 LoRa物理層 240
7.2.2 LoRaWAN MAC層 241
7.2.3 LoRaWAN拓撲 243
7.2.4 LoRaWAN小結 245
7.3 Sigfox 246
7.3.1 Sigfox物理層 247
7.3.2 Sigfox MAC層 248
7.3.3 Sigfox協(xié)議棧 250
7.3.4 Sigfox拓撲 251
7.4 小結 253
第8章 路由器和網關 255
8.1 路由功能 255
8.1.1 網關功能 255
8.1.2 路由 256
8.1.3 故障轉移和帶外管理 259
8.1.4 虛擬局域網 260
8.1.5 虛擬專用網 262
8.1.6 流量整形和QoS 264
8.1.7 安全功能 266
8.1.8 指標和分析 267
8.1.9 邊緣處理 267
8.2 軟件定義網絡 268
8.2.1 SDN架構 269
8.2.2 傳統(tǒng)互聯網絡 271
8.2.3 SDN的好處 272
8.3 小結 273
第9章 物聯網邊緣到云協(xié)議 275
9.1 協(xié)議 275
9.2 MQTT 277
9.2.1 MQTT發(fā)布-訂閱模型 278
9.2.2 MQTT架構細節(jié) 280
9.2.3 MQTT封包結構 282
9.2.4 MQTT通信格式 283
9.2.5 MQTT工作示例 286
9.3 MQTT-SN 289
9.3.1 MQTT-SN架構和拓撲 289
9.3.2 透明和聚合網關 291
9.3.3 網關廣告和發(fā)現 292
9.3.4 MQTT和MQTT-SN之間的區(qū)別 292
9.4 受限應用協(xié)議 293
9.4.1 CoAP架構詳解 293
9.4.2 CoAP消息格式 297
9.4.3 CoAP用法示例 302
9.5 其他協(xié)議 304
9.5.1 STOMP 304
9.5.2 AMQP 304
9.6 有關協(xié)議的總結和比較 308
9.7 小結 308
第10章 云和霧拓撲 309
10.1 云服務模型 310
10.1.1 NaaS 311
10.1.2 SaaS 311
10.1.3 PaaS 311
10.1.4 IaaS 312
10.2 公共、私有和混合云 312
10.2.1 私有云 313
10.2.2 公共云 313
10.2.3 混合云 313
10.3 OpenStack云架構 313
10.3.1 Keystone：身份和服務管理 315
10.3.2 Glance：鏡像服務 315
10.3.3 Nova計算 316
10.3.4 Swift：對象存儲 318
10.3.5 Neutron：網絡服務 318
10.3.6 Cinder：塊存儲 318
10.3.7 Horizon 319
10.3.8 Heat：編排引擎（可選） 319
10.3.9 Ceilometer：計費（可選） 320
10.4 物聯網云架構的約束 320
10.5 霧計算 324
10.5.1 霧計算的Hadoop哲學 324
10.5.2 霧計算、邊緣計算與云計算 325
10.5.3 OpenFog參考架構 326
10.5.4 Amazon Greengrass和Lambda函數 332
10.5.5 霧拓撲 334
10.6 小結 339
第11章 云和霧中的數據分析與機器學習 341
11.1 物聯網中的基本數據分析 342
11.1.1 頂層云管道 344
11.1.2 規(guī)則引擎 346
11.1.3 采集：流、處理和數據湖 349
11.1.4 復合事件處理 352
11.1.5 Lambda架構 353
11.1.6 行業(yè)用例 354
11.2 物聯網中的機器學習 357
11.2.1 機器學習模型 360
11.2.2 分類 361
11.2.3 回歸 364
11.2.4 隨機森林 364
11.2.5 貝葉斯模型 366
11.2.6 卷積神經網絡 368
11.2.7 循環(huán)神經網絡 377
11.2.8 物聯網的訓練和推理 383
11.2.9 物聯網數據分析和機器學習的比較與評估 384
11.3 小結 386
第12章 物聯網安全性 387
12.1 網絡安全術語 387
12.1.1 攻擊和威脅術語 387
12.1.2 防御術語 389
12.2 物聯網網絡攻擊剖析 391
12.2.1 Mirai 392
12.2.2 Stuxnet 393
12.2.3 鏈式反應 394
12.3 物理和硬件安全 396
12.3.1 信任根 396
12.3.2 密鑰管理和可信平臺模塊 399
12.3.3 處理器和內存空間 399
12.3.4 存儲安全 400
12.3.5 物理安全 400
12.4 密碼學 402
12.4.1 對稱密碼學 404
12.4.2 非對稱密碼學 407
12.4.3 加密哈希（身份驗證和簽名） 412
12.4.4 公共密鑰基礎結構 413
12.4.5 網絡堆棧—傳輸層安全 415
12.5 軟件定義邊界 417
12.6 物聯網中的區(qū)塊鏈和加密貨幣 419
12.6.1 比特幣（基于區(qū)塊鏈） 421
12.6.2 IOTA（基于有向無環(huán)圖） 426
12.7 政府法規(guī)和干預 427
12.7.1 美國國會的物聯網相關法案 427
12.7.2 其他政府機構 428
12.8 物聯網安全實踐 429
12.8.1 整體安全性 430
12.8.2 安全建議列表 433
12.9 小結 434
第13章 聯盟和技術社區(qū) 437
13.1 個人局域網聯盟 437
13.1.1 藍牙SIG 437
13.1.2 Thread Group 438
13.1.3 Zigbee聯盟 438
13.1.4 其他個人局域網聯盟 439
13.2 協(xié)議聯盟 439
13.2.1 開放互連基金會 439
13.2.2 OASIS 440
13.2.3 對象管理組 440
13.2.4 IPSO聯盟 441
13.2.5 其他協(xié)議聯盟 441
13.3 廣域網聯盟 442
13.3.1 Weightless 442
13.3.2 LoRa聯盟 442
13.3.3 互聯網工程任務組 443
13.3.4 Wi-Fi聯盟 443
13.4 霧和邊緣聯盟 444
13.4.1 OpenFog 444
13.4.2 EdgeX Foundry 444
13.5 傘狀組織 445
13.5.1 工業(yè)互聯網聯盟 445
13.5.2 IEEE物聯網 445
13.5.3 其他傘狀組織 446
13.6 美國政府物聯網和安全實體 446
13.7 小結 447
鄂公網安備 42010302001612號 