物联网概论(第2版)(本科教材)

前言
教学建议
第1章 物联网体系结构1
1.1 物联网的发展背景1
1.2 物联网的概念2
1.2.1 物联网的定义2
1.2.2 物联网与各种网络之间的关系4
1.3 物联网的体系结构7
1.3.1 物联网三层模型8
1.3.2 ITU-T参考模型8
1.3.3 物联网的域模型9
1.4 物联网各层功能及其相关技术9
1.4.1 感知层10
1.4.2 传输层11
1.4.3 处理层13
1.4.4 应用层14
1.5 物联网的关键技术15
1.5.1 自动识别技术17
1.5.2 传感技术17
1.5.3 网络技术18
1.5.4 数据处理技术19
1.6 物联网的发展趋势和组网结构20
习题21
第2章 物品信息编码22
2.1 物品的分类与编码22
2.1.1 物品分类22
2.1.2 物品代码23
2.1.3 物品编码的载体23
2.2 条码编码体系24
2.2.1 EAN.UCC编码体系24
2.2.2 全球数据同步网络25
2.3 产品电子代码EPC26
2.3.1 EPC的产生与发展27
2.3.2 EPC编码结构27
2.3.3 EPC编码转换28
2.3.4 EPC系统的组成29
2.4 EPC业务办理与EPCIS系统
开发30
2.4.1 业务办理流程30
2.4.2 EPCIS系统的开发实例32
习题33
第3章 自动识别技术34
3.1 自动识别技术概述34
3.1.1 自动识别技术的分类34
3.1.2 自动识别系统的构成35
3.2 条码识别36
3.2.1 条码的构成和种类36
3.2.2 条码阅读器37
3.3 二维码识别38
3.3.1 二维码的特点和分类38
3.3.2 二维码的符号结构39
3.3.3 二维码的编码过程40
3.4 RFID40
3.4.1 RFID的分类41
3.4.2 RFID系统的构成42
3.4.3 电子标签的结构44
3.4.4 读写器的结构45
3.4.5 RFID系统的能量传输47
3.4.6 RFID系统的数据传输48
3.4.7 RFID系统的防碰撞机制50
3.5 NFC50
3.5.1 NFC的技术特点51
3.5.2 NFC系统工作原理51
3.6 其他自动识别技术53
3.6.1 卡识别53
3.6.2 语音识别54
3.6.3 光学字符识别57
3.6.4 生物识别58
3.7 自动识别应用系统的开发60
3.7.1 二维码识别系统的开发60
3.7.2 RFID应用系统的开发61
3.7.3 声纹识别系统的开发63
习题64
第4章 嵌入式系统65
4.1 嵌入式系统的概念和发展65
4.1.1 嵌入式系统的定义65
4.1.2 嵌入式系统的特点65
4.1.3 嵌入式系统的发展阶段66
4.1.4 物联网中的嵌入式系统66
4.1.5 嵌入式系统的发展趋势68
4.2 嵌入式系统的结构68
4.2.1 硬件层68
4.2.2 硬件抽象层73
4.2.3 系统软件层74
4.2.4 应用软件层74
4.3 嵌入式处理器的分类75
4.3.1 嵌入式微控制器75
4.3.2 嵌入式数字信号处理器75
4.3.3 嵌入式微处理单元MPU75
4.3.4 片上系统SoC76
4.4 嵌入式操作系统77
4.4.1 μC/OS-Ⅱ77
4.4.2 TRON78
4.4.3 嵌入式Linux78
4.4.4 iOS78
4.4.5 Android79
4.5 嵌入式系统的开发80
4.5.1 单片机平台上的嵌入式系统
应用开发80
4.5.2 智能终端上的嵌入式系统
应用开发82
习题84
第5章 通信技术85
5.1 信号处理85
5.1.1 信号处理的概念85
5.1.2 数字信号处理86
5.1.3 数字信号处理应用实例88
5.2 信号传输89
5.2.1 通信方式90
5.2.2 信源编码90
5.2.3 信道编码91
5.2.4 信号编码92
5.2.5 信号调制93
5.2.6 多路复用93
5.3 无线通信94
5.3.1 无线传输系统94
5.3.2 无线通信的频段与传播方式95
5.3.3 无线传输的特征96
5.4 光通信97
5.4.1 光纤通信97
5.4.2 无线激光通信100
5.4.3 可见光通信102
5.5 新型通信技术103
5.5.1 量子通信103
5.5.2 深空通信105
5.5.3 绿色通信106
习题107
第6章 传感器109
6.1 传感器的基本概念109
6.1.1 传感器的定义109
6.1.2 传感器的构成109
6.1.3 传感器的特性110
6.2 传感器的种类112
6.2.1 阻抗型传感器112
6.2.2 电压型传感器114
6.2.3 磁敏型传感器115
6.3 传感器的应用116
6.3.1 光纤传感器116
6.3.2 湿敏传感器117
6.3.3 气体传感器117
6.3.4 生物传感器118
6.4 新型传感器119
6.4.1 多功能传感器119
6.4.2 MEMS传感器120
6.4.3 纳米传感器121
6.4.4 智能传感器121
习题123
第7章 传感器网络124
7.1 有线传感器网络124
7.1.1 现场总线124
7.1.2 CAN总线124
7.1.3 M-Bus总线125
7.2 无线传感器网络概述126
7.2.1 无线传感器网络的组成126
7.2.2 无线传感器网络的体系结构127
7.2.3 无线传感器网络面临的挑战和
发展趋势128
7.3 无线传感器网络的通信协议129
7.3.1 MAC协议129
7.3.2 路由协议132
7.3.3 传输协议135
7.4 无线传感器网络的组网技术135
7.4.1 ZigBee136
7.4.2 Z-WAVE139
7.4.3 EnOcean141
7.4.4 Thread143
7.5 无线传感器网络的核心支撑
技术146
7.5.1 拓扑控制146
7.5.2 时间同步147
7.5.3 数据融合148
7.6 无线传感器网络的应用开发150
7.6.1 无线传感器网络的硬件开发150
7.6.2 无线传感器网络操作系统的移植151
7.6.3 无线传感器网络的软件开发152
习题153
第8章 互联网154
8.1 互联网体系结构154
8.1.1 TCP/IP协议模