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叢書名:高等院校物聯(lián)網專業(yè)規(guī)劃教材
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- 作者:王佳斌、鄭力新
- 出版時間:2019/6/1
- ISBN:9787302529002
- 出 版 社:清華大學出版社
- 中圖法分類:TP393.409
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
物聯(lián)網發(fā)展與應用涉及了計算機技術、傳感器技術、自動控制技術、通信技術等多門學科,大數(shù)據、云計算、物聯(lián)網被列入國家十三五發(fā)展規(guī)劃!段锫(lián)網技術及應用》圍繞物聯(lián)網發(fā)展前沿的熱點問題,依據物聯(lián)網相關技術的*應用,注重物聯(lián)網技術的應用性,全面、系統(tǒng)地介紹物聯(lián)網的理論和技術。
《物聯(lián)網技術及應用》系統(tǒng)介紹了物聯(lián)網技術應用所涉及的關鍵技術以及物聯(lián)網系統(tǒng)設計的方法。先從物聯(lián)網技術的概念入手,詳細介紹了物聯(lián)網體系架構。通過無線傳感器網絡、自動識別技術等物聯(lián)網關鍵技術的介紹,讓讀者了解物聯(lián)網系統(tǒng)的重要組成元素;通過物聯(lián)網中間件設計的介紹,說明了物聯(lián)網接入傳統(tǒng)網絡及原有系統(tǒng)的路徑;通過物聯(lián)網信息安全的介紹,指出了物聯(lián)網信息安全有別于傳統(tǒng)信息安全的獨特性。由于物聯(lián)網的發(fā)展而產生的大量數(shù)據則*終需要通過云計算的平臺來進行處理,*后以實際的案例詳細說明了物聯(lián)網系統(tǒng)設計的方法。對于一些新興技術,本書主要從概念上進行介紹,沒有涉及技術細節(jié),目的是讓讀者知道這些技術的存在性。通過《物聯(lián)網技術及應用》的學習,讀者可以了解物聯(lián)網所涉及的主要技術,以及這些技術在物聯(lián)網系統(tǒng)中的位置!段锫(lián)網技術及應用》可作為高校物聯(lián)網工程專業(yè)學生的專業(yè)教材,還可供相關領域的工程技術人員參考使用。
《物聯(lián)網技術及應用》系統(tǒng)介紹了物聯(lián)網技術應用所涉及的關鍵技術以及物聯(lián)網系統(tǒng)設計的方法,并以智能家居、工業(yè)智能控制系統(tǒng)、醫(yī)藥流通、停車場管理等案例詳細說明了物聯(lián)網系統(tǒng)設計的方法。
前 言
物聯(lián)網將無處不在的末端設備和設施,通過各種通信網絡實現(xiàn)互聯(lián)互通、應用大集成以及基于云計算的運營模式,提供安全可控乃至個性化的實時在線監(jiān)測、定位追溯、遠程控制、安全防范等,實現(xiàn)對萬物的高效、節(jié)能、安全、環(huán)保的管、控、營一體化。物聯(lián)網將會對人類未來的生活方式產生巨大影響。
本書主要章節(jié)安排如下:
第1章簡要介紹了物聯(lián)網與互聯(lián)網的關系。
第2章介紹了物聯(lián)網的總體結構、形態(tài)結構、主要特點、技術趨勢及發(fā)展前景。
第?3?章描述了傳感器的結構、主要特點與核心技術,以及無線傳感器網絡的概述、組成、安全需求、應用領域與發(fā)展趨勢。
第?4?章重點介紹了自動識別技術的概念及分類,條形碼的產生、發(fā)展以及應用,并且對機器視覺識別技術和生物識別技術做了簡要介紹。
第5章對M2M進行介紹,描述M2M的基本概念、標準、RFID技術及M2M技術的應用。
第?6?章介紹了數(shù)據融合的基本原理、層次結構和數(shù)據融合模型,并且對數(shù)據融合技術與算法做了簡要介紹。
第7章介紹了各種地理信息系統(tǒng),包括GIS系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)、GLONASS系統(tǒng)、伽利略系統(tǒng)和北斗衛(wèi)星系統(tǒng)在物聯(lián)網中的應用及發(fā)展前景。
第8章對分布式系統(tǒng)進行了介紹,描述了分布式系統(tǒng)與物聯(lián)網之間的關系。
第9章介紹了物聯(lián)網中間件的基本概念、分類、體系結構、軟件平臺與關鍵技術。
第10章重點介紹了物聯(lián)網系統(tǒng)有哪些測試方法。
第?11?章重點介紹了物聯(lián)網的信息安全、物聯(lián)網安全關鍵技術和安全問題中的六大關系。
第12章介紹了國內外車聯(lián)網的發(fā)展史,并對車聯(lián)網的關鍵技術與應用進行介紹。
第13章介紹了云計算的基本概念、體系結構、實現(xiàn)技術以及云計算平臺的內容,并分析了物聯(lián)網和云計算的關系。
本書具有以下特點。
(1) 覆蓋面廣。涵蓋了物聯(lián)網技術的大部分領域,介紹深入淺出,體系完整,結構嚴謹。
(2) 用事實說話。列舉了大量的應用實例,說明了物聯(lián)網技術在工農業(yè)生產中的重要作用及在生產生活中的廣泛應用。
(3) 開放性。充分介紹物聯(lián)網技術的支撐技術及其相互關系,為讀者今后進行物聯(lián)網系統(tǒng)設計提供開放性思維。
本書的第1~4、6章、8~13章由王佳斌撰寫,第5、7章由鄭力新撰寫。全書由王佳斌統(tǒng)稿。文字打印和繪圖由劉佳耀、劉雪麗、李碧秋完成。
本書編寫過程中得到清華大學出版社、華僑大學工學院領導和老師的大力支持,再次表示感謝!此外,編寫過程中參考了眾多書籍和網絡資料,在此對書籍和資料的作者、提供者一并表示感謝!
由于作者水平有限,書中難免有疏漏之處,敬請廣大讀者批評指正。
編 者
目 錄
第1章 物聯(lián)網與互聯(lián)網 1
1.1 物聯(lián)網與互聯(lián)網的關系 2
1.1.1 物聯(lián)網與互聯(lián)網的聯(lián)系
與區(qū)別 2
1.1.2 物聯(lián)網是互聯(lián)網的拓展 2
1.2 當下物聯(lián)網發(fā)展的特點 4
1.2.1 物聯(lián)網帶來集群效應 4
1.2.2 細分市場差距很大 4
1.2.3 物聯(lián)網發(fā)展瓶頸因素分析 4
1.3 物聯(lián)網產業(yè)是戰(zhàn)略性新興產業(yè)的
一大亮點 5
1.4 物聯(lián)網產業(yè)發(fā)展中應關注的問題 6
本章小結 8
習題 8
第2章 物聯(lián)網體系結構 9
2.1 概述 10
2.1.1 物聯(lián)網的應用場景 10
2.1.2 物聯(lián)網的需求分析 11
2.1.3 物聯(lián)網體系架構 12
2.2 物聯(lián)網的總體架構 13
2.2.1 物聯(lián)網的感知層 13
2.2.2 物聯(lián)網的網絡層 19
2.2.3 物聯(lián)網的應用層 21
2.3 物聯(lián)網的形態(tài)結構 26
2.3.1 開放式物聯(lián)網形態(tài)結構 26
2.3.2 閉環(huán)式物聯(lián)網形態(tài)結構 26
2.3.3 融合式物聯(lián)網形態(tài)結構 27
2.4 物聯(lián)網的主要特點 29
2.5 物聯(lián)網的技術趨勢 29
2.6 物聯(lián)網的技術演進路徑 30
2.7 物聯(lián)網的發(fā)展前景 31
本章小結 31
習題 31
第3章 無線傳感器網絡 33
3.1 傳感網概述 34
3.1.1 傳感網的起源與發(fā)展 34
3.1.2 傳感網的定義 36
3.2 傳感網的結構與核心技術 36
3.2.1 傳感網的結構 36
3.2.2 傳感網絡的核心技術 38
3.3 無線傳感器網絡 40
3.3.1 無線傳感器網絡的概念 40
3.3.2 無線傳感器網絡的發(fā)展
歷程 40
3.3.3 無線傳感器網絡的特點 41
3.4 無線傳感器網絡的組成與安全
需求 43
3.4.1 無線傳感器網絡的組成
簡介 43
3.4.2 無線傳感器網絡的安全
需求 44
3.5 無線傳感器網絡的應用領域和發(fā)展
趨勢 44
3.5.1 無線傳感器網絡的現(xiàn)狀 44
3.5.2 無線傳感器網絡的發(fā)展
趨勢 45
3.5.3 無線傳感器網絡的應用
領域 46
本章小結 47
習題 47
第4章 自動識別技術 49
4.1 自動識別技術概述 50
4.1.1 自動識別技術的概念 50
4.1.2 自動識別技術的分類 51
4.2 條形碼技術 54
4.2.1 條形碼的產生及發(fā)展 54
4.2.2 條形碼技術概念及特點 55
4.2.3 條形碼的分類和編碼方法 56
4.2.4 條形碼識讀原理與技術 61
4.2.5 二維碼 63
4.2.6 條形碼技術的應用 64
4.3 射頻識別技術 66
4.3.1 射頻識別技術概述 66
4.3.2 射頻識別系統(tǒng)的組成 67
4.3.3 我國射頻識別系統(tǒng)的關鍵
技術 68
4.3.4 射頻識別系統(tǒng)的分類 70
4.3.5 射頻識別技術標準 73
4.3.6 射頻識別的應用現(xiàn)狀 77
4.4 機器視覺識別技術 77
4.4.1 機器視覺識別概述 77
4.4.2 機器視覺系統(tǒng)的典型結構 78
4.5 生物識別技術 79
4.5.1 生物識別技術概述 79
4.5.2 指紋識別技術 82
4.5.3 聲紋識別技術 83
4.5.4 人臉識別 85
4.5.5 手掌靜脈識別 87
本章小結 88
習題 88
第5章 M2M 91
5.1 什么是M2M 92
5.1.1 M2M概述 92
5.1.2 M2M發(fā)展狀況 92
5.1.3 M2M的業(yè)務模式 94
5.1.4 促進M2M技術的成熟 99
5.2 M2M高層框架及標準 101
5.3 M2M需要RFID技術 103
5.3.1 自動識別技術是M2M可以
實施的關鍵 103
5.3.2 M2M:物聯(lián)網的主要現(xiàn)實
形態(tài) 104
5.4 M2M技術在貿易與物流中的應用 105
5.4.1 為什么要在物流中應用
M2M 105
5.4.2 M2M技術在物流業(yè)中應用的
發(fā)展現(xiàn)狀 108
5.4.3 M2M技術在物流業(yè)中應用的
預測和前景 111
5.4.4 縱向M2M集成 112
本章小結 113
習題 114
第6章 物聯(lián)網數(shù)據融合技術 115
6.1 數(shù)據融合概述 116
6.1.1 什么是數(shù)據融合 116
6.1.2 物聯(lián)網中的數(shù)據融合 119
6.2 數(shù)據融合的基本原理及層次結構 120
6.2.1 數(shù)據融合的基本原理 120
6.2.2 物聯(lián)網中數(shù)據融合的層次
結構 121
6.2.3 基于信息抽象層次的數(shù)據
融合模型 123
6.3 數(shù)據融合技術與算法 124
6.3.1 傳感網數(shù)據傳輸及融合
技術 124
6.3.2 多傳感器數(shù)據融合算法 125
本章小結 128
習題 128
第7章 地理信息系統(tǒng) 129
7.1 GIS系統(tǒng) 130
7.1.1 GIS系統(tǒng)的基本概念 130
7.1.2 GIS系統(tǒng)的發(fā)展歷史 130
7.1.3 GIS系統(tǒng)的組成 131
7.1.4 GIS理論研究中亟待解決的
問題 131
7.1.5 實用地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢
與展望 133
7.2 GPS系統(tǒng) 135
7.2.1 GPS系統(tǒng)的基本概念 135
7.2.2 GPS系統(tǒng)的組成 135
7.2.3 GPS系統(tǒng)的特點 136
7.2.4 GPS系統(tǒng)的現(xiàn)狀 137
7.2.5 GPS系統(tǒng)的應用領域 138
7.3 GLONASS系統(tǒng) 139
7.3.1 GLONASS系統(tǒng)的基本
概念 139
7.3.2 GLONASS系統(tǒng)的特點 139
7.3.3 GLONASS系統(tǒng)的應用
領域 139
7.4 伽利略系統(tǒng) 140
7.4.1 伽利略系統(tǒng)的基本概念 140
7.4.2 伽利略系統(tǒng)的發(fā)展歷史 140
7.4.3 伽利略系統(tǒng)的組成 141
7.4.4 伽利略系統(tǒng)的應用服務 141
7.5 北斗衛(wèi)星系統(tǒng) 141
7.5.1 北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的基本概念 141
7.5.2 北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的發(fā)展歷史 142
7.5.3 北斗衛(wèi)星系統(tǒng)的應用 142
本章小結 143
習題 143
第8章 物聯(lián)網是分布式系統(tǒng) 145
8.1 分布式系統(tǒng)概述 146
8.1.1 分布式系統(tǒng)的定義 146
8.1.2 分布式系統(tǒng)的特征 146
8.2 分布式系統(tǒng)的架構 149
8.3 分布式系統(tǒng)的發(fā)展與挑戰(zhàn) 150
8.4 分布式系統(tǒng)與物聯(lián)網 151
8.4.1 概念 151
8.4.2 物聯(lián)網與分布式系統(tǒng) 152
本章小結 155
習題 155
第9章 物聯(lián)網中間件設計 157
9.1 物聯(lián)網中間件概述 158
9.1.1 什么是物聯(lián)網中間件 158
9.1.2 物聯(lián)網中間件的分類 159
9.1.3 物聯(lián)網中間件的研究現(xiàn)狀 162
9.2 物聯(lián)網中間件的體系框架與核心
模塊 167
9.2.1 物聯(lián)網中間件的體系框架 167
9.2.2 物聯(lián)網中間件的核心模塊 167
9.2.3 物聯(lián)網中間件的關鍵技術 169
9.3 物聯(lián)網中間件的設計 171
9.3.1 需求分析 171
9.3.2 設計目標與實現(xiàn)功能 174
9.3.3 結構選擇 175
9.4 物聯(lián)網中間件的發(fā)展趨勢 176
9.4.1 主流的物聯(lián)網中間件開發(fā)
平臺 176
9.4.2 物聯(lián)網中間件的發(fā)展趨勢 178
本章小結 179
習題 179
第10章 物聯(lián)網信息安全 181
10.1 物聯(lián)網安全概述 182
10.1.1 物聯(lián)網安全問題 182
10.1.2 物聯(lián)網安全體系結構 184
10.2 物聯(lián)網的安全關鍵技術 187
10.3 物聯(lián)網安全問題中的六大關系 190
10.4 物聯(lián)網安全機制加強 191
10.5 物聯(lián)網安全技術體系 193
10.6 已有技術在物聯(lián)網中的應用 194
10.7 物聯(lián)網安全研究點 196
本章小結 199
習題 199
第11章 物聯(lián)網系統(tǒng)設計方法及案例
分析 201
11.1 物聯(lián)網系統(tǒng)的設計基礎 202
11.1.1 物聯(lián)網系統(tǒng)設計的原則 202
11.1.2 物聯(lián)網系統(tǒng)的設計步驟 203
11.2 物聯(lián)網系統(tǒng)的構建 206
11.2.1 物聯(lián)網系統(tǒng)的規(guī)劃 206
11.2.2 物聯(lián)網系統(tǒng)的設計 208
11.2.3 物聯(lián)網系統(tǒng)的集成 210
11.3 物聯(lián)網系統(tǒng)測試方法 212
11.3.1 什么是測試 212
11.3.2 物聯(lián)網系統(tǒng)的測試內容 212
11.3.3 物聯(lián)網系統(tǒng)面臨的測試
挑戰(zhàn) 213
11.3.4 什么是軟件測試 214
11.3.5 常用的測試方法 214
11.4 物聯(lián)網應用系統(tǒng)設計案例分析 217
11.4.1 智能家居物聯(lián)網系統(tǒng)案例
分析 217
11.4.2 其他的物聯(lián)網應用實例 220
11.4.3 工業(yè)智能控制系統(tǒng)案例
分析 221
11.4.4 物聯(lián)網技術在醫(yī)藥流通中
的應用分析 222
11.4.5 停車場管理系統(tǒng)中的RFID
技術應用案例分析 226
11.4.6 物聯(lián)網在集裝箱運輸中的
應用及案例分析 227
11.4.7 物聯(lián)網在不停車收費系統(tǒng)的
案例分析 231
11.4.8 物聯(lián)網在智能電子車牌應用
的案例分析 235
11.4.9 物聯(lián)網在食品安全的案例
分析 242
11.4.10 物聯(lián)網在RFID電子票務
系統(tǒng)的案例分析 246
本章小結 250
習題 250
第12章 物聯(lián)網系統(tǒng)分支技術應用
(車聯(lián)網) 253
12.1 車聯(lián)網概述 254
12.1.1 車聯(lián)網的背景及意義 254
12.1.2 什么是車聯(lián)網 255
12.1.3 車聯(lián)網的體系結構 256
12.1.4 車聯(lián)網面臨的挑戰(zhàn) 256
12.2 國內外車聯(lián)網的發(fā)展史 257
12.2.1 國外車聯(lián)網的發(fā)展
及經驗 257
12.2.2 國內車聯(lián)網的發(fā)展現(xiàn)狀 260
12.3 車聯(lián)網的關鍵技術與應用 263
12.3.1 車聯(lián)網的關鍵技術 263
12.3.2 車聯(lián)網的應用 264
12.4 車聯(lián)網的未來發(fā)展趨勢 265
本章小結 267
習題 267
第13章 云計算 269
13.1 云計算概述 270
13.1.1 云計算的背景 270
13.1.2 什么是云計算 271
13.2 云計算體系結構及其關鍵技術 273
13.2.1 云計算體系結構 273
13.2.2 云計算關鍵技術 274
13.3 典型的云計算平臺介紹 277
13.4 云計算的發(fā)展現(xiàn)狀 282
13.5 云計算和物聯(lián)網的結合 283
13.5.1 云計算與物聯(lián)網的關系 283
13.5.2 云計算和物聯(lián)網的結合 283
本章小結 284
習題 284
參考文獻 287