內容簡介
本書是一本講述物聯網工程相關技術與方法的教材。全書較為全面地講述了物聯網基本知識、技術體系以及相
關理論,對物聯網的關鍵技術,如EPC和RFID技術、感測器技術、無線感測器網路技術、M2M技術等進行了詳細分章講解,同時對與物聯網密切相關的雲計算、智慧型技術、安全技術也進行了深入的論述和討論。本書圖文並茂,在寫作構思和結構編排上力爭為讀者提供全面、系統地講述,使讀者不僅對物聯網有一個較為清晰的了解和認識,還能進一步地理解掌握,以達到本書的編寫目標。
本書可作為物聯網工程專業及其相關專業的教材,供需要掌握物聯網基礎知識的高年級本科生學習和研究生選讀,還可作為希望了解物聯網知識的企業管理者、科研人員、高等院校教師等讀者朋友的參考用書。
目錄
前言
第1章緒論1
1?1定義1
1?2發展概況2
1?3框架結構5
1?4標準體系7
1?5關鍵技術和難點9
1?6套用領域10
本章小結14
習題與思考題14
參考文獻14
第2章EPC和RFID技術16
2?1EPC編碼16
2?1?1EPC編碼協定16
2?1?2EPC系統結構18
2?1?3條形碼技術19
2?1?4條形碼、RFID和EPC的區別20
2?2RFID系統21
2?2?1應答器原理21
2?2?2閱讀器部分23
2?2?3RFID天線部分31
2?2?4RFID中間件42
本章小結44
習題與思考題44
參考文獻44
第3章感測器技術46
3?1感測器基礎知識46
3?1?1感測器的概念46
3?1?2感測器的作用47
3?1?3感測器的組成47
3?1?4感測器的分類48
3?1?5感測器的基本特性49
3?2幾種常用感測器介紹50
3?2?1溫度感測器51
3?2?2濕度感測器52
3?2?3超音波感測器57
3?2?4氣敏感測器58
3?3智慧型感測器61
3?3?1智慧型感測器的基本概念61
3?3?2智慧型感測器的組成61
3?3?3智慧型感測器的功能與特點62
3?3?4基於IEEE1451的網路化智慧型
感測器63
3?3?5智慧型感測器標準體系66
3?3?6智慧型感測器的套用67
3?3?7智慧型感測器發展趨勢68
3?4MEMS技術68
3?4?1MEMS概述68
3?4?2MEMS特點69
3?4?3MEMS套用69
3?4?4常用的MEMS感測器70
3?5感測器接口技術74
3?5?1感測器接口特點74
3?5?2常用感測器接口電路74
3?5?3感測器與微機接口的一般結構76
3?5?4接口電路套用實例77
本章小結78
習題與思考題78
參考文獻79
第4章無線感測器網路技術80
4?1無線感測器網路概述81
4?1?1無線感測器網路介紹81
4?1?2感測器網路體系結構85
4?1?3感測器網路的發展87
4?2無線感測器網路的技術體系88
4?2?1自組網技術88
4?2?2節點定位技術89
4?2?3時間同步技術96
4?2?4安全技術100
4?3無線感測器網路的通信協定104
4?3?1無線感測器網路的路由協定104
4?3?2無線感測器網路的MAC協定106
4?4無線感測器網路的技術標準108
4?4?1IEEE 802?15?4標準108
4?4?2ZigBee協定規範112
4?5多感測器網路的信息融合117
4?5?1無線感測器網路數據融合117
4?5?2無線感測器網路數據融合分類
模型119
本章小結121
習題與思考題121
參考文獻122
第5章M2M技術123
5?1概述123
5?1?1M2M起源及現狀123
5?1?2M2M標準化工作125
5?2M2M的體系結構、協定、內容127
5?2?1M2M系統架構127
5?2?2M2M關鍵技術128
5?2?3M2M套用模式129
5?2?4WMMP介紹130
5?3M2M模組132
5?3?1幾種M2M模組介紹132
5?3?2華為的M2M模組——MC323133
5?4M2M套用138
5?4?1醫療保健139
5?4?2電力系統143
5?4?3智慧型家居144
5?5M2M的前景和挑戰146
5?5?1M2M市場的前景預測146
5?5?2當前M2M套用模式所存在的
問題147
本章小結151
習題與思考題151
參考文獻151
第6章雲計算技術153
6?1雲計算簡介153
6?1?1雲計算的起源153
6?1?2雲計算的基本概念155
6?1?3雲計算的特點156
6?1?4雲計算與相關技術的關係157
6?2雲計算與物聯網159
6?3雲計算實現技術160
6?3?1雲計算工作原理160
6?3?2雲計算體系結構161
6?3?3雲計算服務層次162
6?3?4雲計算關鍵技術163
6?3?5雲計算的派生技術167
本章小結169
習題與思考題169
參考文獻169
第7章智慧型處理技術171
7?1開放複雜智慧型系統171
7?2知識的獲取、表達與推理172
7?2?1知識概述172
7?2?2信息與知識獲取174
7?2?3知識表示177
7?2?4知識推理177
7?2?5知識與智慧型湧現179
7?3資料庫技術180
7?3?1資料庫概述180
7?3?2數據模型182
7?3?3分散式資料庫185
7?3?4移動資料庫187
7?3?5數據倉庫、數據挖掘與知識
發現187
7?3?6常見資料庫產品190
7?4分布智慧型195
7?4?1分布智慧型概述195
7?4?2智慧型Agent196
7?4?3多智慧型Agent197
7?4?4移動Agent202
本章小結206
習題與思考題206
參考文獻206
第8章物聯網安全技術208
8?1物聯網安全性概述208
8?1?1物聯網的安全技術分析208
8?1?2RFID標籤安全性概述210
8?2物聯網身份識別技術210
8?2?1電子ID身份識別技術211
8?2?2個人特徵的身份證明211
8?3基於零知識證明的識別技術213
8?4物聯網密鑰管理技術213
8?4?1對稱密鑰的管理214
8?4?2非對稱密鑰的管理215
8?5物聯網密鑰管理系統215
8?5?1密鑰的分配216
8?5?2物聯網密鑰分配方法217
8?5?3密鑰注入217
8?5?4密鑰存儲217
8?5?5密鑰更換和密鑰吊銷218
8?6物聯網密鑰產生技術218
8?6?1密鑰產生的硬體技術218
8?6?2密鑰產生的軟體技術219
8?7密鑰的分散管理與託管219
8?8物聯網中的訊息鑑別和數字簽名222
8?8?1訊息一致性223
8?8?2數字簽名223
8?8?3數字簽名的套用例子225
8?9信息隱藏概述227
8?10信息隱藏基本原理228
8?11數字水印229
8?12物聯網IP安全230
8?13密鑰交換(IKE)協定233
本章小結234
習題與思考題235
參考文獻235
第9章物聯網的理論基礎237
9?1物聯網下的控制理論基礎238
9?1?1經典控制理論238
9?1?2現代控制理論238
9?1?3幾種常見的控制方式239
9?1?4基於網路的控制理論基礎243
9?2資訊理論基礎246
9?2?1資訊理論分類及發展246
9?2?2資訊理論基礎247
9?2?3物聯網語境下的資訊理論——感知
資訊理論250
9?3網路科學基礎250
9?3?1研究網路科學的三個階段250
9?3?2研究網路科學的工具和方法251
9?3?3無尺度網路和Barabasi?Albert
模型252
9?4CPS理論基礎254
9?4?1CPS—物聯網的技術內涵254
9?4?2CPS的體系結構254
9?4?3CPS發展的科學技術瓶頸分析256
9?5物聯網關鍵的科學問題258
9?6物聯網建模探究259
本章小結260
習題與思考題260
參考文獻261
縮略語262