物联网引论

第1章　物联网的发展历程……………………………………………………………………… 1

1．1　RFID与EPC(电子产品代码)物联网………………………………………………… 1

1．1．1　自动识别技术……………………………………………………………………… 1

1．1．2　物联网概念的提出与EPCglobal ………………………………………………… 4

1．2　国际电信联盟物联网报告……………………………………………………………… 5

1．2．1　ITU 互联网报告2005:物联网…………………………………………………… 5

1．2．2　普适计算…………………………………………………………………………… 6

1．2．3　无线传感器网络技术简介………………………………………………………… 7

1．3　智慧地球、智慧城市与物联网…………………………………………………………… 9

1．4　物联网在全球的发展…………………………………………………………………… 10

1．4．1　高德纳技术成熟度曲线上的物联网……………………………………………… 10

1．4．2　美　国……………………………………………………………………………… 12

1．4．3　欧　洲……………………………………………………………………………… 13

1．4．4　亚　洲……………………………………………………………………………… 14

1．5　我国的物联网进程……………………………………………………………………… 17

1．6　小　结…………………………………………………………………………………… 19

第2章　无线射频识别技术…………………………………………………………………… 20

2．1　无线射频识别技术简介………………………………………………………………… 20

2．2　RFID技术基本工作原理……………………………………………………………… 21

2．2．1　RFID技术发展历史……………………………………………………………… 21

2．2．2　RFID的分类……………………………………………………………………… 22

2．2．3　RFID系统构成…………………………………………………………………… 23

2．2．4　RFID系统工作原理……………………………………………………………… 25

2．3　RFID标准体系与频率标准…………………………………………………………… 31

2．4　多目标识别与系统防冲突原理………………………………………………………… 34

2．4．1　多目标识别工作原理与冲突问题………………………………………………… 34

2．4．2　防冲突技术基本原理……………………………………………………………… 35

2．4．3　典型标签防冲突方法……………………………………………………………… 38

2．4．4　典型读写器防冲突方法…………………………………………………………… 51

2．5　RFID应用与案例……………………………………………………………………… 54

2．5．1　RFID应用框架…………………………………………………………………… 56

2．5．2　在图书馆系统中的应用…………………………………………………………… 57

2．5．3　园区应用———会展管理系统……………………………………………………… 58

2．5．4　在机场行李分拣系统中的应用…………………………………………………… 60

2．6　RFID与普适计算……………………………………………………………………… 63

2．6．1　RFID在普适计算中的作用……………………………………………………… 63

2．6．2　RFID与智能空间………………………………………………………………… 66

2．7　小　结…………………………………………………………………………………… 70

第3章　供应链管理与EPC物联网…………………………………………………………… 71

3．1　物流、供应链管理与RFID …………………………………………………………… 71

3．1．1　供应链管理、物流与配送………………………………………………………… 71

3．1．2　RFID在供应链管理中的应用…………………………………………………… 72

3．2　EPC物联网…………………………………………………………………………… 74

3．2．1　EPC系统与标准定义…………………………………………………………… 74

3．2．2　EPC编码………………………………………………………………………… 76

3．2．3　EPC射频识别系统……………………………………………………………… 79

3．2．4　EPC信息网络系统……………………………………………………………… 81

3．3　小　结…………………………………………………………………………………… 89

第4章　移动自组织网络与无线传感器网络………………………………………………… 90

4．1　移动自组织网络技术概述……………………………………………………………… 90

4．1．1　移动自组网的发展………………………………………………………………… 91

4．1．2　移动自组网的特点………………………………………………………………… 92

4．1．3　移动自组网的应用………………………………………………………………… 93

4．2　无线传感器网络技术概述……………………………………………………………… 94

4．2．1　无线传感器网络的组成与特点…………………………………………………… 95

4．2．2　无线传感器网络技术的发展……………………………………………………… 99

4．2．3　无线传感器网络的关键技术与挑战…………………………………………… 101

4．2．4　无线传感器网络的路由协议…………………………………………………… 103

4．2．5　无线传感器网络的MAC层协议……………………………………………… 120

4．2．6　无线传感器网络的拓扑控制技术……………………………………………… 129

4．2．7　无线传感器网络节点定位技术………………………………………………… 143

4．3　车载网技术概述……………………………………………………………………… 148

4．3．1　车载网的定义…………………………………………………………………… 148

4．3．2　车载网的发展…………………………………………………………………… 149

4．3．3　车载网的特点…………………………………………………………………… 150

4．3．4　车载网的应用…………………………………………………………………… 151

4．3．5　国内外研究进展………………………………………………………………… 152

4．4　小　结………………………………………………………………………………… 154

第5章　物联网的体系架构与关键技术……………………………………………………… 155

5．1　物联网的体系架构与参考模型……………………………………………………… 155

5．1．1　IBM 提出的物联网开放架构…………………………………………………… 155

5．1．2　欧盟第七框架物联网体系结构………………………………………………… 156

5．1．3　感知层、网络层、应用层三层架构……………………………………………… 158

5．2　感知层………………………………………………………………………………… 159

5．2．1　环境感知………………………………………………………………………… 159

5．2．2　位置感知………………………………………………………………………… 161

5．3　网络层………………………………………………………………………………… 174

5．3．1　感知数据无线接入方式………………………………………………………… 174

5．3．2　感知数据有线接入方式………………………………………………………… 188

5．3．3　远距离移动通信………………………………………………………………… 190

5．4　应用层之支撑服务子层……………………………………………………………… 199

5．4．1　云计算…………………………………………………………………………… 199

5．4．2　大数据…………………………………………………………………………… 200

5．4．3　地理信息服务…………………………………………………………………… 202

5．5　小　结………………………………………………………………………………… 203

第6章　物联网数据标识……………………………………………………………………… 204

6．1　物联网数据标识体系………………………………………………………………… 204

6．1．1　对象标识………………………………………………………………………… 205

6．1．2　通信标识………………………………………………………………………… 206

6．1．3　应用标识………………………………………………………………………… 206

6．2　我国物联网标识发展现状…………………………………………………………… 207

6．2．1　物联网标识命名技术…………………………………………………………… 207

6．2．2　物联网标识寻址技术…………………………………………………………… 209

6．2．3　物联网标识发现技术…………………………………………………………… 210

6．3　物联网数据标识服务………………………………………………………………… 211

6．4　小　结………………………………………………………………………………… 213

第7章　物联网信息安全……………………………………………………………………… 214

7．1　物联网面临的信息安全问题………………………………………………………… 214

7．1．1　感知层…………………………………………………………………………… 214

7．1．2　网络层…………………………………………………………………………… 216

7．1．3　应用层…………………………………………………………………………… 217

7．2　实现物联网信息安全的方法………………………………………………………… 217

7．2．1　编码与密码学方法……………………………………………………………… 217

7．2．2　信息隐藏方法…………………………………………………………………… 228

7．2．3　数字图像取证方法……………………………………………………………… 234

7．3　小　结………………………………………………………………………………… 235

第8章　物联网典型应用……………………………………………………………………… 236

8．1　交通应用……………………………………………………………………………… 236

8．1．1　各国ITS发展历程……………………………………………………………… 236

8．1．2　智能交通系统的研究范围……………………………………………………… 239

8．1．3　道路交通信息通信系统………………………………………………………… 240

8．1．4　不停车收费系统………………………………………………………………… 243

8．1．5　电子警察系统…………………………………………………………………… 244

8．2　家居应用……………………………………………………………………………… 245

8．3　医疗应用……………………………………………………………………………… 247

8．4　农业应用……………………………………………………………………………… 249

8．5　小　结………………………………………………………………………………… 251

参考文献………………………………………………………………………………………… 252