万物互联:物联网核心技术与安全

《万物互联：物联网核心技术与安全》是资深物联网专家十余年研究结晶之作，深入浅出地分析了物联网的概念、特点和体系结构，较全面地介绍了物联网在各个层次上的关键技术及其应用空间。在此基础上探索了基于物联网技术的应用，并且展望了物联网安全的研究前景。

本书是资深物联网专家十余年研究结晶之作，深入浅出地分析了物联网的概念、特点和体系结构，较全面地介绍了物联网在各个层次上的关键技术及其应用空间。在此基础上探索了基于物联网技术的应用，并且展望了物联网安全的研究前景。本书分 7章对物联网技术及其应用进行了相对完整的分析和介绍，是作者结合多年来信息领域理论研究基础，持续跟踪国内外物联网的发展，深入分析研究物联网理论、技术及其对相关领域的深刻影响而形成的探索性成果。第 1章和第 2章着重介绍了物联网的概念、特点和结构；第 3～ 6章根据物联网的结构分别论述了物联网的感知识别技术体系、网络传输技术体系、管理服务技术体系和综合应用技术体系，重点阐述了面向规模化应用的管理服务层和综合应用层；在这些物联网的整体认识和技术体系结构的基础上，在第 7章中论述了物联网安全。本书可作为从事信息技术或者电子信息系统研究的科研管理人员、高等院校相关专业本科生或研究生的参考书籍，也可作为广大物联网及信息化爱好者的普及读物。

宋航，资深物联网专家，国防科技大学博士后，豫图讲坛特聘专家。承担物联网方向博士后科学基金资助课题。参研课题获国家技术发明二等奖1次，部委级科技进步一、二、三等奖多次，个人受部委级人才表彰2次。研发专利1项，享受科技人才岗位津贴，个人事迹多次被《科技日报》等主流媒体报道。著有《物联网技术及其军事应用》。国内外公开发表论文40余篇，2008年受邀在ISAPE2008和IEEE中日微波会议上英文公开宣讲。
潜心研究物联网技术十余年，作为受邀专家在博士后中国创新发展高峰论坛、三航论坛、河南省图书馆、天津滨海新区军民融合创新研究院等场所多次普及物联网知识。

第0章 究竟什么是物联网 1 0.1 聪明的咖啡壶 1 0.2 植入的标签 2 0.3 不停车的 ETC 4 0.4 思考 5 0.5 安德的游戏 6第1章 物联网的形成与发展 8 1.1 概念的形成 8 1.2 物联网与人类社会 10 1.3 物联网现阶段的定义 14 1.4 物联网概念的辨析 16小结 20参考文献 21第2章 物联网的时代特征 22 2.1 物联网的六度连接 22 2.2 分层来看物联网 23 2.3 物联网的特征 27 2.4 物联网的热度分析 28 2.5 物联网的伦理与道德 31 2.5.1 谁动了我的数据 32 2.5.2 物联网秩序 33小结 35第3章 物联网的感知识别技术体系 36 3.1 标识技术 36 3.1.1 自动识别技术 36 3.1.2 RFID技术 38 3.1.3 EPC及其原理 43 3.1.4 EPC安全分析 48 3.2 传感器与传感器网络 56 3.2.1 传感器简介 56 3.2.2 常见的传感器 57 3.2.3 新颖的传感器 60 3.2.4 传感技术与应用 63 3.2.5 传感器网络 66 3.2.6 无线传感器反应网络 71 3.2.7 WSN安全分析 74 3.3 特征识别技术 75 3.3.1 生物特征识别简介 77 3.3.2 指纹和手形识别 77 3.3.3 面部识别 79 3.3.4 眼球与虹膜识别 81 3.3.5 行为和复合特征识别 82 3.4 交互技术 84 3.4.1 视觉的智能化 85 3.4.2 听觉的智能化 92 3.4.3 触觉的智能化 95 3.4.4 嗅觉与味觉的原理与应用 99 3.4.5 VR与 AR 110 3.5 位置感测技术 113 3.5.1 GNSS卫星定位 113 3.5.2 蜂窝网络定位与辅助GPS定位 116 3.5.3 节点定位 118 3.5.4 室内定位与 Beacon 120 3.5.5 IMES与“指纹定位” 122 3.5.6 本节小结 123 3.6 感测新技术 125 3.6.1 机器视觉 125 3.6.2 RGB-D 128 3.6.3 SLAM 131 3.7 异常发现技术 134小结 138第4章 物联网的网络传输技术体系 139 4.1 物联网的网络层 139 4.2 接入技术概述 141 4.2.1 有线接入 142 4.2.2 无线接入 144 4.3 庞大的 WLAN标准 145 4.3.1 IEEE 802.11标准 146 4.3.2 Ad hoc网络结构 147 4.3.3 WSN的接入方式 149 4.3.4 Wi-Fi与 IEEE 802.11p 152 4.3.5 Wi-Fi的物联网趋势 157 4.4 升级中的 IEEE 802.15.4系列 159 4.4.1 IEEE 802.15.4简介 159 4.4.2 ZigBee技术 162 4.4.3 蓝牙技术 166 4.4.4 Sub-GHz简介 168 4.4.5 其他技术与平台 169 4.5 支持 IPv6的 6LoWPAN 172 4.5.1 6LoWPAN概述 173 4.5.2 6LoWPAN参考模型 175 4.5.3 6LoWPAN架构 176 4.6 无线城域网简介 178 4.7 WBAN简介 181 4.8 正在崛起的 IPv6 183 4.8.1 IPv4的“短板” 184 4.8.2 物联网的地址困境 185 4.8.3 IPv6协议简述 187 4.8.4 IPv4、IPv6现有的过渡技术 191 4.8.5 IPv6在物联网中的出路 195 4.9 M2M技术 199 4.9.1 M2M概述 200 4.9.2 M2M的标准化 203 4.9.3 3GPP的 MTC业务 211 4.9.4 M2M优化与 NB-IoT部署 213 4.9.5 面向 5G的 M2M 229 4.9.6 M2M应用趋势 235 4.10 后来居上的 LPWAN 237 4.10.1 LPWAN的优势 238 4.10.2 LoRa 240 4.10.3 SigFox 241 4.10.4 NB-IoT 242 4.10.5 LPWAN标准全景 247 4.11 卫星通信与空间物联网 251 4.11.1 太空互联网 252 4.11.2 Helios计划 254 4.11.3 前景展望 255小结 256参考文献 256第5章 物联网的管理服务技术体系 257 5.1 物联网中间件和机器人中间件 258 5.1.1 物联网中间件 259 5.1.2 信息采集中间件模型 271 5.1.3 应用支撑中间件模型 274 5.1.4 机器人中间件简介 277 5.2 物联网网格 279 5.2.1 物联网网格的特点 281 5.2.2 物联网网格与雾计算 285 5.2.3 物联网网格与工业 4.0 287 5.2.4 水平和垂直方向的网格 290 5.3 可穿戴计算 292 5.3.1 可穿戴计算的前生今世 292 5.3.2 可穿戴计算的定义 296 5.3.3 可穿戴计算与物联网 298 5.3.4 人体传感网络 BSN 303 5.4 云计算 305 5.4.1 云计算的主要特点 305 5.4.2 云计算的类型 306 5.4.3 云计算在物联网中的结合模式 307 5.5 雾计算 309 5.5.1 雾计算的来头 309 5.5.2 “物”的雾计算需求 312 5.5.3 雾的进一步探讨 315 5.6 车联网 317 5.6.1 车联网的起源 317 5.6.2 车联网技术 319 5.6.3 LBS安全中间件探讨 328 5.7 数字孪生 329 5.7.1 数字孪生概述 329 5.7.2 数字孪生的特点 331 5.7.3 数字孪生的应用 332 5.7.4 本节小结 335第6章 物联网的综合应用技术体系 337 6.1 医 337 6.2 食 341 6.3 住 345 6.4 行 349 6.5 物流 351 6.6 能源 354 6.7 城市 362 6.8 农业 368小结 371参考文献 372第7章 物联网安全 374 7.1 物联网安全的基石 377 7.1.1 物联网安全理念 377 7.1.2 物联网安全的内涵和外延 380 7.1.3 物联网安全的分层模型 382 7.2 物联网感知安全 383 7.2.1 感知安全技术 384 7.2.2 感知安全策略 387 7.3 物联网网络安全 391 7.3.1 网络安全技术 391 7.3.2 网络安全策略 393 7.4 物联网应用安全 399 7.4.1 物联网云安全技术 399 7.4.2 场景安全的策略 407 7.5 物联网安全的可持续性 418小结 420附录 值得关注的网站 422后记 424