物联网工程概论

本教材主要围绕物联网三层结构的关键技术，结合了智慧图书馆、智能交通、智慧农业和智能家居等物联网应用，将物联网领域目前的研究状况、物联网概念定义、发展历程、体系架构、技术标准、关键技术和主要难点等方面进行阐述，详细介绍了EPC和RFID、传感器技术、物联网控制、通信网络、云计算及物联网安全等技术，并根据目前物联网标准发展情况，结合具体的应用实例，以达到物联网工程及相关专业的学生学习、研究的目的。教材配套全套的多媒体教学资料，方便教师教学和学生学习。

第1章绪论
1.1物联网的定义
1.2发展概况
1.2.1物联网的起源
1.2.2国外物联网现状
1.2.3国内物联网应用情况
1.2.4全球物联网应用情况
1.3物联网的体系结构
1.3.1概念模型
1.3.2物联网应用系统参考体系结构
1.4物联网关键技术和应用难点
本章小结
习题与思考题
第2章射频识别技术
2.1自动识别技术简介
2.2.1条形码技术
2.2.2磁卡与IC卡技术
2.2RFID的概念与系统组成
2.3RFID的基本工作原理
2.3.1RFID标签
2.3.2RFID读写器
2.3.3RFID天线
2.4RFID系统典型应用
2.4.1.RFID典型的应用领域
2.4.2RFID应用案例
2.5RFID的发展与标准
2.6基于EPC标准的RFID体系结构
2.6.1.EPC概念
2.6.2.EPC编码
2.6.3.EPC系统工作原理
习题与思考题
第3章传感技术与无线传感器网络
3.1传感器与传感技术
3.1.1传感器的由来及发展历史
3.1.2传感器的定义和组成
3.1.3传感器的分类
3.2常用的传感器介绍
3.2.1物理传感器
3.2.2化学传感器
3.2.3生物传感器
3.2.4传感器的性能指标
3.3智能传感器
3.3.1基本概念
3.3.2智能传感器的特点
3.3.3智能传感器的实现与应用
3.4微机电系统
3.4.1微机电系统的基本概念
3.4.2MEMS技术的发展历史
3.4.3MEMS微传感器
3.5无线传感器网络
3.5.1无线传感器的概念
3.5.2无线传感器网络
3.5.3无线传感器网络的通信技术
3.5.4无线传感器网络的定位技术
3.5.5无线传感器网络的应用领域
3.5.6无线传感器网络所面临的挑战和发展趋势
本章小结
习题与思考题
第4章物联网网络技术
4.1概述
4.2近场通信
4.2.1蓝牙通信技术
4.2.2红外通信技术
4.3近程通信
4.3.1串行通信技术
4.3.2以太网技术
4.3.3WLAN技术
4.4远程通信
4.4.12G移动通信系统
4.4.23G移动通信系统
4.4.34G移动通信系统
4.4.4光纤通信
4.5物联网网络结构
4.5.1设备互连
4.5.2设备互通
本章小结
习题与思考题
第5章嵌入式技术及智能设备
5.1微电子技术和产业发展的重要性
5.2微电子技术的发展
5.2.1微电子技术的历史
5.2.2微电子技术的发展趋势
5.3集成电路的发展
5.3.1集成电路的发展历程
5.3.2我国集成电路发展历史
5.3.3集成电路的特点
5.3.4集成电路的分类
5.4嵌入式技术概述及发展
5.4.1嵌入式技术与智能化
5.4.2嵌入式技术概述
5.4.3嵌入式系统的特点
5.4.4嵌入式系统的发展
5.4.5嵌入式技术的应用
5.4.6嵌入式技术的前景
5.5可穿戴计算技术研究及其在物联网中的应用
5.5.1可穿戴计算概念产生的背景
5.5.2可穿戴计算的定义和应用
5.6智能机器人研究及其在物联网中的应用
5.6.1智能机器人的概念
5.6.2智能机器人的研究与应用
本章小结
习题与思考题
第6章物联网支撑技术-云计算与M2M
6.1云计算概述
6.1.1云计算的发展历程
6.1.2云计算的定义及特点
6.2云计算平台
6.2.1云计算的服务模式
6.2.2云计算的部署模型
6.2.3云计算的关键技术
6.3云计算应用
6.3.1云存储
6.3.2云安全
6.3.3大数据与云计算
6.4云计算发展趋势
6.5M2M技术
6.5.1M2M概述
6.5.2M2M技术组成
6.5.3M2M业务模式及应用
本章小结
习题与思考题
第7章物联网安全技术
7.1物联网安全性概述
7.2感知层安全问题及对策
7.2.1感知层中的安全问题
7.3传输层安全问题及对策
7.3.1传输层中的安全问题
7.3.2传输层安全威胁对策
7.4应用层安全问题及对策
7.4.1应用层安全问题
7.4.2应用层安全威胁对策
7.5物联网几种安全技术
7.5.1物联网加密技术
7.5.2物联网中的消息认证和数字签名
7.5.3物联网身份识别技术
7.5.4数字水印
本章小结
习题与思考题
第8章物联网技术的应用
8.1智能家居
8.1.1智能家居简介
8.1.2智能家居体系结构
8.1.3智能家居特点
8.1.4智能家居面临的技术难题
8.2智能医疗
8.2.1实时定位系统在医院中的应用
8.2.2RFID在患者健康管理中的应用
8.2.3智能医疗的体系结构
8.2.4智能医疗的特点
8.2.4智能医疗的发展趋势
8.3智能超市
8.3.1智能超市的组成
8.3.2智能超市的体系结构
8.4其他方面的应用
8.4.1智慧农业中的应用
8.4.2智慧工业中的应用
8.4.3智慧通信中的应用
8.4.4智能交通中的应用
本章小结
习题与思考题
附录A智能图书馆——RFID实验
一、智能图书馆实训系统介绍
1.智能图书馆实训系统（ITS-RFIDLIB）总体架构
2.系统主要功能
二、智能图书馆实训系统搭建与实施
附录B智能家居——传感器实验
一、智能家居实训系统介绍
1、智能家居简介
2、智能家居系统组成部分
二、实验实施
附录C智慧农业——Zigbee传感网实验
一、智慧农业系统介绍
1、行业背景
2、系统主要功能
二、实验实施
参考文献

物联网自从其诞生以来，已经引起巨大关注，被认为是继计算机、互联网、移动通信网之后的又一次信息产业浪潮。物联网(Internet of Things)将人类生存的物理世界网络化、信息化，将分离的物理世界和信息空间有效互连，代表了未来网络的发展趋势与方向，是现代信息技术发展到一定阶段后出现的一种聚合性应用与技术提升。 物联网是一次技术革命，代表未来计算机和通信的走向，其发展依赖于在诸多领域内活跃的技术创新。物联网的技术则融合了RFID（射频识别）技术、WSN（无线传感器网络）技术、传感器技术、服务支撑技术、网络传输技术等多种技术。RFID 是一种非接触式自动识别技术，可以快速读写、长期跟踪管理，在智能识别领域有着非常看好的发展前景；短距低功耗为特点的传输网络的出现使得搭建无处不在的网络变为可能；以 MEMS为代表的传感器技术拉近了人与自然世界的距离；服务支撑技术则为发展物联网的应用提供了服务内容。 本书是为了配合物联网相关专业的专业前导课程“物联网工程概论”而编写的。作为一门专业前导性的课程，本书主要从物联网的层次、技术、服务、知识体系以及如何做一名合格的物联网工程师的角度，阐述了该课程包括的主要内容。本书试图通过大量的应用案例，帮助学生理解物联网的概念和应用，启发读者的学习兴趣，培养读者创新思维能力。本书既可以作为应用型本科物联网工程相关专业的课程教材，也可以作为高职高专物联网应用技术相关专业的课程教材。 全书共分8章内容，涉及物联网绪论、物联网感知层技术、物联网网络层技术、物联网支撑技术、物联网安全技术及物联网技术应用。此外，考虑到高职学生特点，本书还以附录的形式提供了3个认知实验，以期学生对相关关键技术有感性的认识。无锡物联网研究院在三层架构的体系结构上，提出了“六域”的物联网国际标准，并于2014年获得通过。“六域”由用户域、目标对象域、感知控制域、服务提供域、运维管控域和资源交换域组成，本教材融入了这些物联网的最新成果。 本书由无锡职业技术学院刘全胜教授担任主编，并负责组稿。参加本书编写工作的有刘全胜（第1章、第2.5~2.6节、第8章），吴孔培（第2.1~2.4，第6.5节），王荣（第3章），吴伟（第4章），王波（第5章），平毅（第6.1~6.4节），曹建峰（第7章）；无锡物联网产业研究院副院长沈杰及团队成员刘马飞、陈慧为本书的编写提供了部分材料，在此向他们表示感谢。同时，本书的出版得到了机械工业出版社的大力支持，在此对他们一并表示感谢。 本书在编写过程中参考了大量的书刊和网上有关资料，在书中未注明处，在此向原著作者表示感谢。由于作者水平有限，书中难免有疏误之处，希望得到读者的批评指正。