本書(shū)分為7篇,共16章,較為全面地介紹了物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念、體系架構(gòu)、傳感檢測(cè)技術(shù)、視頻技術(shù)、定位技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)、無(wú)線通信技術(shù)、網(wǎng)關(guān)技術(shù)、運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)、開(kāi)放平臺(tái)、通信協(xié)議、系統(tǒng)安全、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、大數(shù)據(jù),以及典型應(yīng)用。
本書(shū)內(nèi)容新穎,深入淺出,適合作為高校物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)算機(jī)和通信等相關(guān)專業(yè)的教材,也適合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)研究、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)人員參考閱讀和自學(xué)使用。
1.理實(shí)一體、產(chǎn)教融合。由華為提供行業(yè)實(shí)際案例和實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目,教師根據(jù)院校的實(shí)際教學(xué)情況安排知識(shí)內(nèi)容。
2.課證融通,對(duì)接崗位。和華為認(rèn)證緊密結(jié)合,解決學(xué)生“不知道認(rèn)證”“對(duì)通過(guò)認(rèn)證沒(méi)有信心”的兩大難題。
3.資源豐富,易教利學(xué)。華為協(xié)助建設(shè)教學(xué)資源,幫助學(xué)校更好地進(jìn)行課程建設(shè)。
丁飛,南京郵電大學(xué)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)院智慧物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新中心主任,副教授、博士、博士后,碩士生導(dǎo)師。入選江蘇省“六大人才高峰”高層次人才培養(yǎng)計(jì)劃、江蘇省“333工程”人才計(jì)劃,擔(dān)任江蘇省通信學(xué)會(huì)物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)委員會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)。一直從事物聯(lián)網(wǎng)、信息系統(tǒng)和信息技術(shù)相關(guān)領(lǐng)域的科研與產(chǎn)業(yè)化工作,主持新一代寬帶無(wú)線移動(dòng)通信網(wǎng)重大專項(xiàng)課題、智慧江蘇建設(shè)重點(diǎn)示范工程、江蘇省信息化試點(diǎn)工程、江蘇省物聯(lián)網(wǎng)環(huán)保和智能家居應(yīng)用示范工程課題和江蘇省科技支撐計(jì)劃課題、教育部-中國(guó)移動(dòng)科研基金、工業(yè)和信息化科研項(xiàng)目和江蘇省“六大人才高峰”高層次人才資助等科技和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目10多項(xiàng),作為負(fù)責(zé)人完成企業(yè)項(xiàng)目10多項(xiàng)。累計(jì)發(fā)表錄用論文40多篇、申請(qǐng)發(fā)明專利40項(xiàng)(已授權(quán)14項(xiàng))、授權(quán)軟件著作多項(xiàng)。出版物聯(lián)網(wǎng)專著1部、Book Chapter ‘Advances in Sensors: Reviews’和‘Intelligent Systems and Applications’各1項(xiàng)。負(fù)責(zé)或參與完成ITU提案1項(xiàng)和企業(yè)技術(shù)規(guī)范共13項(xiàng)。項(xiàng)目成果獲得省部級(jí)、市廳級(jí)等各類科技獎(jiǎng)項(xiàng)10多項(xiàng)。
概述篇
第 1章 物聯(lián)網(wǎng)概述 3
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念 4
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用場(chǎng)景 4
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的場(chǎng)景模型 5
1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)特征 7
1.3 物聯(lián)網(wǎng)與相關(guān)概念 8
1.3.1 物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng) 8
1.3.2 物聯(lián)網(wǎng)與傳感器網(wǎng)絡(luò)、泛在
網(wǎng)絡(luò) 9
1.3.3 物聯(lián)網(wǎng)與M2M及CPS的
關(guān)系 11
1.4 全球物聯(lián)網(wǎng)政策戰(zhàn)略導(dǎo)向 12
1.4.1 美國(guó)的“智慧的地球”設(shè)想 12
1.4.2 歐洲的“物聯(lián)網(wǎng)行動(dòng)”計(jì)劃 14
1.4.3 日本的“超智能社會(huì)”戰(zhàn)略 15
1.4.4 韓國(guó)“U-Korea”戰(zhàn)略 17
1.4.5 新加坡的“智慧國(guó)”計(jì)劃 18
1.5 我國(guó)“感知中國(guó)”戰(zhàn)略 19
1.5.1 物聯(lián)網(wǎng)政策歷程 19
1.5.2 基地成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的
重要支撐 20
體系篇
第 2章 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 23
2.1 常見(jiàn)的物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu) 24
2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)三層體系架構(gòu) 24
2.1.2 物聯(lián)網(wǎng)“云-管-端”體系
架構(gòu) 25
2.2 感知層 26
2.2.1 RFID技術(shù) 27
2.2.2 WSN 28
2.2.3 視頻服務(wù) 30
2.2.4 操作系統(tǒng) 32
2.3 網(wǎng)絡(luò)層 34
2.3.1 ZigBee技術(shù) 34
2.3.2 LoRa技術(shù) 34
2.3.3 蜂窩移動(dòng)網(wǎng)絡(luò) 35
2.3.4 空間衛(wèi)星通信網(wǎng)絡(luò) 35
2.4 應(yīng)用層 36
2.4.1 通信協(xié)議 36
2.4.2 中間件技術(shù) 37
2.4.3 云計(jì)算技術(shù) 39
2.4.4 大數(shù)據(jù)技術(shù) 42
感知篇
第3章 傳感檢測(cè)技術(shù) 47
3.1 傳感器發(fā)展歷程 48
3.2 傳感器的定義、原理和分類 49
3.2.1 傳感器的定義 49
3.2.2 傳感器的原理 49
3.2.3 傳感器的分類 50
3.3 光檢測(cè)傳感器 50
3.3.1 光電式傳感器 50
3.3.2 光纖傳感器 53
3.3.3 激光傳感器 54
3.4 掃描識(shí)別傳感器 56
3.4.1 光學(xué)字符識(shí)別技術(shù) 56
3.4.2 圖像識(shí)別技術(shù) 56
3.4.3 機(jī)器視覺(jué)技術(shù) 57
3.5 感應(yīng)接近傳感器 58
3.5.1 接近傳感器 58
3.5.2 渦電流傳感器 60
3.6 接觸式位移傳感器 61
3.6.1 刻度尺法 61
3.6.2 差動(dòng)變壓器法 61
3.7 超聲波傳感器 62
3.8 衛(wèi)星遙感 63
第4章 視頻技術(shù) 65
4.1 視頻技術(shù)的發(fā)展歷程 66
4.2 數(shù)字視頻技術(shù)基礎(chǔ) 66
4.2.1 視頻信號(hào)的數(shù)字化 66
4.2.2 數(shù)字視頻壓縮技術(shù) 68
4.3 智能視頻技術(shù) 69
4.3.1 智能視頻系統(tǒng)概述 70
4.3.2 智能視頻系統(tǒng)功能分析 70
4.3.3 智能視頻典型應(yīng)用 71
第5章 物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù) 75
5.1 室外定位技術(shù) 76
5.1.1 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)定位 76
5.1.2 基站定位 78
5.2 室內(nèi)定位技術(shù) 80
5.2.1 定位原理及測(cè)量方法 81
5.2.2 藍(lán)牙定位 84
5.2.3 Wi-Fi定位 85
5.2.4 超寬帶定位 87
5.2.5 ZigBee定位 87
5.2.6 超聲波定位 87
5.2.7 地磁定位 88
5.2.8 慣性導(dǎo)航定位 89
5.2.9 視覺(jué)定位 90
第6章 嵌入式系統(tǒng) 92
6.1 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷程 93
6.2 嵌入式系統(tǒng)的組成 93
6.2.1 嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 94
6.2.2 嵌入式處理器 96
6.2.3 嵌入式外圍接口及設(shè)備 97
6.3 嵌入式操作系統(tǒng) 99
6.3.1 嵌入式操作系統(tǒng)分類 99
6.3.2 嵌入式操作系統(tǒng)性能指標(biāo) 100
6.4 嵌入式系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì) 102
網(wǎng)絡(luò)篇
第7章 無(wú)線通信技術(shù) 107
7.1 短距離無(wú)線通信技術(shù) 108
7.1.1 Wi-Fi技術(shù) 108
7.1.2 藍(lán)牙技術(shù) 109
7.1.3 IrDA技術(shù) 109
7.1.4 ZigBee技術(shù) 110
7.1.5 技術(shù)對(duì)比 114
7.2 蜂窩移動(dòng)通信技術(shù) 114
7.2.1 4G技術(shù) 114
7.2.2 5G技術(shù) 116
7.3 低功耗廣域網(wǎng)技術(shù) 118
7.3.1 LoRa技術(shù) 118
7.3.2 NB-IoT技術(shù) 120
第8章 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)技術(shù) 122
8.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用架構(gòu) 123
8.2 基于網(wǎng)關(guān)的物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)應(yīng)用 124
8.2.1 應(yīng)用場(chǎng)景 124
8.2.2 組網(wǎng)架構(gòu)與方法 125
8.3 基于網(wǎng)關(guān)的家庭應(yīng)用 126
8.3.1 應(yīng)用場(chǎng)景 126
8.3.2 組網(wǎng)架構(gòu)與接口 127
8.4 基于網(wǎng)關(guān)的傳感網(wǎng)應(yīng)用 128
8.4.1 應(yīng)用場(chǎng)景 128
8.4.2 節(jié)點(diǎn)工作模式 129
第9章 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng) 130
9.1 物聯(lián)網(wǎng)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 131
9.1.1 系統(tǒng)架構(gòu) 131
9.1.2 業(yè)務(wù)管理平臺(tái) 132
9.2 SIM卡發(fā)展歷程 133
9.3 物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器卡 134
9.3.1 業(yè)務(wù)定義 134
9.3.2 業(yè)務(wù)功能 134
9.4 物聯(lián)網(wǎng)通信模組 134
9.4.1 業(yè)務(wù)定義 134
9.4.2 業(yè)務(wù)功能 135
9.5 eSIM技術(shù) 136
9.5.1 eSIM概述 136
9.5.2 eSIM發(fā)展歷程 137
9.5.3 物聯(lián)網(wǎng)eSIM技術(shù)方案 137
平臺(tái)篇
第 10章 物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái) 141
10.1 生態(tài)平臺(tái)發(fā)展啟示 142
10.2 開(kāi)放平臺(tái)的商業(yè)服務(wù)與商業(yè)
價(jià)值 143
10.3 OceanConnect平臺(tái) 144
10.4 OneNET平臺(tái) 146
第 11章 物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議 148
11.1 TCP/IP體系 149
11.2 物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 153
11.3 CoAP 154
11.3.1 CoAP概述 154
11.3.2 CoAP工作機(jī)制 155
第 12章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)安全 157
12.1 物聯(lián)網(wǎng)安全挑戰(zhàn) 158
12.2 物聯(lián)網(wǎng)總體安全威脅 158
12.3 物聯(lián)網(wǎng)安全場(chǎng)景 164
12.4 物聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)發(fā)展趨勢(shì) 173
管理篇
第 13章 物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算 177
13.1 物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算的關(guān)系 178
13.1.1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)架構(gòu) 178
13.1.2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品合作流程 178
13.1.3 云計(jì)算產(chǎn)業(yè)體系 179
13.2 云計(jì)算的技術(shù)架構(gòu) 180
13.2.1 云計(jì)算總體架構(gòu) 180
13.2.2 云計(jì)算的服務(wù)類型 181
13.3 云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施關(guān)鍵技術(shù) 182
13.3.1 服務(wù)器相關(guān)技術(shù) 182
13.3.2 云計(jì)算相關(guān)技術(shù) 183
13.3.3 數(shù)據(jù)中心相關(guān)技術(shù) 184
13.4 云計(jì)算操作系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù) 185
13.4.1 “資源池”管理技術(shù) 185
13.4.2 分布式任務(wù)及數(shù)據(jù)管理
技術(shù) 185
13.4.3 國(guó)產(chǎn)操作系統(tǒng)發(fā)展 186
13.5 智能云加速數(shù)字化轉(zhuǎn)型 188
第 14章 物聯(lián)網(wǎng)與邊緣計(jì)算 191
14.1 物聯(lián)網(wǎng)泛在智能發(fā)展趨勢(shì) 192
14.1.1 物聯(lián)網(wǎng)+邊緣計(jì)算的發(fā)展
態(tài)勢(shì) 192
14.1.2 物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下泛在智能的
發(fā)展需求 193
14.2 邊緣計(jì)算協(xié)同系統(tǒng)架構(gòu) 194
14.2.1 “端-邊-云”協(xié)同智能系統(tǒng)
架構(gòu) 194
14.2.2 物聯(lián)網(wǎng)場(chǎng)景下的云邊計(jì)算
協(xié)同處理模式 195
14.3 機(jī)器智能技術(shù) 196
14.3.1 AI專用芯片的發(fā)展 197
14.3.2 端側(cè)推理框架 197
14.4 邊緣智能技術(shù) 199
14.4.1 行為數(shù)據(jù)融合分析 199
14.4.2 多源數(shù)據(jù)融合分析 199
14.5 云端智能技術(shù) 200
14.6 邊緣計(jì)算典型服務(wù)模式 201
第 15章 物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù) 203
15.1 物聯(lián)網(wǎng)體系中信息中心的
位置 204
15.2 物聯(lián)網(wǎng)信息中心發(fā)展需求與
趨勢(shì) 204
15.2.1 傳感器采集數(shù)據(jù)的特點(diǎn)和優(yōu)化
需求 204
15.2.2 數(shù)據(jù)匯聚演進(jìn)的發(fā)展趨勢(shì) 205
15.3 物聯(lián)網(wǎng)信息中心案例 206
15.3.1 太湖藍(lán)藻專項(xiàng)系統(tǒng)架構(gòu) 206
15.3.2 太湖藍(lán)藻功能框架和業(yè)務(wù)
流程 208
15.3.3 太湖藍(lán)藻暴發(fā)監(jiān)測(cè)
大數(shù)據(jù) 209
服務(wù)篇
第 16章 物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用 213
16.1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的分層價(jià)值 214
16.2 智慧排水系統(tǒng) 214
16.2.1 智慧排水系統(tǒng)的問(wèn)題和
挑戰(zhàn) 214
16.2.2 智慧排水系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì) 215
16.2.3 智慧排水系統(tǒng)的總體
架構(gòu) 215
16.2.4 智慧排水系統(tǒng)的價(jià)值 216
16.2.5 智慧排水系統(tǒng)實(shí)踐 217
16.3 城市級(jí)智慧停車系統(tǒng) 218
16.3.1 城市級(jí)智慧停車系統(tǒng)的
問(wèn)題和挑戰(zhàn) 218
16.3.2 城市級(jí)智慧停車系統(tǒng)的
優(yōu)勢(shì) 219
16.3.3 城市級(jí)智慧停車系統(tǒng)的總體
架構(gòu) 219
16.3.4 城市級(jí)智慧停車系統(tǒng)的
價(jià)值 222
16.3.5 城市級(jí)智慧停車實(shí)踐 223
16.4 車聯(lián)網(wǎng)與智能交通系統(tǒng) 223
16.4.1 智能駕駛汽車分級(jí) 223
16.4.2 5G車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展方向 224
16.4.3 車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與交通
智能體 225
參考文獻(xiàn) 229