物聯網技術及應用技術

第1章 物聯網概論1
1.1 物聯網概述1
1.2 國內外發展現狀2
1.2.1 國外物聯網現狀2
1.2.2 國內物聯網現狀4
1.2.3 物聯網現存在問題6
1.3 物聯網的產業鏈7
1.3.1 物聯網產業鏈7
1.3.2 基於RFID的物聯網產業8
1.3.3 基於MEMS傳感器的物聯網產業9
1.3.4 物聯網產業主導9
1.4 物聯網的應用10
1.4.1 物聯網的應用領域10
1.4.2 物聯網應用實例展示10
1.5 物聯網的發展趨勢13
練習題15
第2章 物聯網體系架構17
2.1 物聯網體系架構概述17
2.1.1 物聯網的自主體系結構17
2.1.2 物聯網的EPC體系結構18
2.1.3 物聯網的UID技術體系20
2.1.4 構建物聯網體系結構的原則20
2.1.5 實用的層次性物聯網體系架構21
2.2 感知層22
2.2.1 感知層功能22
2.2.2 感知層的關鍵技術23
2.3 網絡層27
2.3.1 網絡層功能27
2.3.2 網絡層關鍵技術28
2.4 應用層30
2.4.1 應用層功能30
2.4.2 應用層關鍵技術30
2.5 物聯網的關鍵技術33
練習題33
第3章 物聯網開發環境的構建36
3.1 IAR集成開發環境36
3.1.1 IAR的安裝37
3.1.2 IAR的使用39
3.2 Android開發環境51
3.2.1 Android開發環境構建51
3.2.2 Android應用程序開發58
3.3 物聯網教學系統Linux開發環境66
3.3.1 UP-CUP IOT-6410-Ⅱ型物聯網平台簡介66
3.3.2 嵌入式Linux開發環境的建立68
第4章 傳感器及檢測技術77
4.1 傳感器77
4.1.1 傳感器的概述77
4.1.2 傳感器的分類77
4.1.3 傳感器的性能技標79
4.1.4 傳感器的組成和結構80
4.1.5 傳感器在物聯網中的應用81
4.2 檢測技術基礎81
4.2.1 檢測系統概述81
4.2.2 檢測技術分類83
4.2.3 檢測系統組成84
4.3 典型傳感器簡介85
4.3.1 磁檢測傳感器85
4.3.2 光照傳感器86
4.3.3 紅外對射傳感器87
4.3.4 紅外反射傳感器88
4.3.5 結露傳感器88
4.3.6 酒精傳感器90
4.3.7 人體檢測傳感器91
4.3.8 振動檢測傳感器93
4.3.9 聲響檢測傳感器93
4.3.10 溫濕度傳感器95
4.3.11 煙霧傳感器101
4.4 智能檢測系統102
4.4.1 智能檢測系統的組成及類型103
4.4.2 智能檢測系統的設計104
4.4.3 智能傳感器技術104
4.5 物聯網中傳感器應用實踐106
4.5.1 實踐一：熱釋紅外傳感器應用實踐106
4.5.2 實踐二：溫濕度傳感器應用實踐112
4.5.3 實踐三：接近開關/紅外反射傳感器應用實踐114
練習題118
第5章 射頻識別技術120
5.1 射頻識別技術概述120
5.1.1 射頻識別120
5.1.2 RFID技術分類122
5.1.3 RFID技術標准125
5.2 RFID系統的組成126
5.2.1 RFID的工作原理及系統組成126
5.2.2 RFID系統中的軟件組件128
5.3 幾種常見的RFID系統129
5.3.1 電感耦合RFID系統129
5.3.2 反向散射耦合RFID系統131
5.4 RFID中間件技術133
5.4.1 RFID中間件的組成及功能特點133
5.4.2 RFID中間件體系結構135
5.5 RFID典型模塊應用及實訓136
5.5.1 RFID的TX125系列射頻讀卡模塊136
5.5.2 RFID讀卡示例實訓141
練習題144
第6章 物聯網通信與網絡技術147
6.1 無線通信技術概述147
6.2 藍牙技術148
6.2.1 藍牙技術的概述148
6.2.2 藍牙協議棧體系結構149
6.2.3 藍牙網關153
6.2.4 藍牙系統的結構及組成154
6.3 GPRS技術156
6.4 ZigBee技術158
6.4.1 ZigBee技術的概述158
6.4.2 ZigBee協議棧159
6.4.3 ZigBee的網絡系統159
6.5 Wi-Fi技術161
6.5.1 Wi-Fi技術的概念161
6.5.2 Wi-Fi網絡結構和原理162
6.6 無線局域網164
6.6.1 IEEE 802.11協議簡述164
6.6.2 幾種無線通信標准比較165
6.6.3 無線局域網的組成及工作原理166
6.7 無線城域網168
6.7.1 IEEE 802.16x標准和機制168
6.7.2 WiMAX網絡構建170
6.8 物聯網無線通信網關綜合應用實踐177
6.8.1 實踐一：基於ZigBee的煙霧傳感器應用177
6.8.2 實踐二：GPRS無線通信189
6.8.3 實踐三：Bluetooth模塊傳感器傳輸綜合195
練習題202
第7章 無線傳感器網絡技術204
7.1 無線傳感器網絡簡介204
7.2 無線傳感器網絡體系結構及協議系統結構205
7.2.1 無線傳感器網絡體系結構205
7.2.2 無線傳感器網絡的通信協議棧208
7.3 無線傳感器網MAC協議209
7.3.1 基於競爭的無線傳感器網絡MAC協議210
7.3.2 基於時分復用的無線傳感器網絡MAC協議212
7.3.3 混合型的無線傳感器網絡MAC協議213
7.4 無線傳感器網絡路由協議215
7.4.1 廣播式路由協議216
7.4.2 坐標式路由協議217
7.4.3 分簇式路由協議218
7.5 無線傳感器網絡的關鍵技術218
7.6 傳感器網絡系統設計與開發220
7.6.1 無線傳感器網絡系統設計基本要求220
7.6.2 無線傳感器網絡的實現方法222
7.6.3 車載無線傳感器網絡監測系統227
7.7 物聯網無線通信應用實踐230
7.7.1 實踐一：點對點無線通信230
7.7.2 實踐二：基於Zstack的無線組網235
7.7.3 實踐三：基於Zstack的無線數據（溫濕度）傳輸240
練習題250
第8章 物聯網安全技術252
8.1 信息安全基礎252
8.1.1 信息安全概述252
8.1.2 信息安全的基本屬性255
8.2 物聯網的安全256
8.2.1 物聯網安全特點256
8.2.2 物聯網安全機制257
8.2.3 物聯網的安全層次模型及體系結構258
8.3 RFID系統的安全261
8.3.1 RFID系統面臨的安全攻擊262
8.3.2 RFID系統的安全風險分類263
8.3.3 RFID系統的安全缺陷263
8.4 傳感器網絡的安全264
8.4.1 傳感器網絡安全分析264
8.4.2 傳感器網絡的安全性目標265
8.4.3 傳感器網絡安全策略269
練習題270
第9章 物聯網數據融合技術272
9.1 數據融合概述272
9.1.1 數據融合概述272
9.1.2 物聯網中的數據融合273
9.2 數據融合的原理274
9.2.1 數據融合的基本原理274
9.2.2 物聯網中數據融合的層次結構278
9.3 數據融合技術與算法279
9.3.1 傳感器網絡數據傳輸及融合技術279
9.3.2 多傳感器數據融合算法284
9.3.3 傳感器網絡數據融合路由算法286
9.4 物聯網數據管理技術289
9.4.1 傳感網數據管理系統289
9.4.2 數據模型、存儲及查詢292
9.4.3 數據融合及管理技術研究與發展294
練習題294
第10章 雲計算295
10.1 雲計算概述295
10.1.1 雲計算的定義295
10.1.2 雲計算的類型296
10.1.3 雲計算與物聯網297
10.2 雲計算系統組成及其技術299
10.2.1 雲計算系統組成299
10.2.2 雲計算系統的服務層次300
10.2.3 雲計算關鍵技術302
10.3 典型雲計算系統簡介303
10.3.1 Amazon雲計算基礎架構平台303
10.3.2 Google雲計算應用平台305
10.3.3 Microsoft雲計算服務308
10.3.4 IBM藍雲計算平台311
練習題314
第11章 物聯網應用系統設計316
11.1 基於物聯網的智能泊車系統設計316
11.1.1 智能泊車系統概述316
11.1.2 系統的結構設計317
11.1.3 系統接口321
11.1.4 頁面定義325
11.1.5 軟件設計326
11.2 基於物聯網的智能家居控制系統設計354
11.2.1 智能家居系統體系結構354
11.2.2 系統主要模塊設計355
11.2.3 系統部分軟件設計359
11.3 基於RFID的超市物聯網系統的設計360
11.3.1 概述360
11.3.2 RFID超市物聯網系統設計361
11.4 基於GPRS的物聯網終端的污水處理廠網絡控制系統364
11.4.1 概述364
11.4.2 污水處理網絡控制系統設計366
參考文獻370