物联网基础

目录

第1章物联网概述1

1.1物联网的概念1

1.1.1物联网的定义1

1.1.2物联网的背景1

1.1.3物联网的起源2

1.1.4物联网的特点3

1.2物联网的基本架构3

1.2.1感知层3

1.2.2网络层6

1.2.3应用层6

1.3物联网技术7

1.4物联网标准9

1.5物联网产业链11

1.6物联网的应用13

1.7物联网的发展现状18

1.7.1国外物联网的发展现状19

1.7.2国内物联网的发展现状21

1.8物联网新进展24

1.8.1物联网技术24

1.8.2物联网产业25

1.9物联网发展面临的挑战25

1.9.1安全问题25

1.9.2技术标准与关键技术26

1.9.3商业模式与支撑平台26

第2章感知层技术28

2.1资源寻址与EPC技术28

2.1.1EPC技术发展背景28

2.1.2EPC编码282.2自动识别技术29

2.2.1自动识别技术概述29

2.2.2光学字符识别技术29

2.2.3生物识别技术30

2.2.4磁卡识别技术32

2.2.5IC卡识别技术33

2.3条形码技术34

2.4射频识别技术35

2.4.1RFID技术概述35

2.4.2RFID系统的分类35

2.4.3RFID系统的组成36

2.4.4RFID的工作原理36

2.5传感器技术37

2.5.1传感器技术概述37

2.5.2常用传感器定义39

2.5.3智能传感器40

2.5.4MEMS传感器43

2.6定位技术44

2.6.1卫星定位系统45

2.6.2蜂窝定位技术47

2.6.3室内无线定位技术47

2.6.4传感器网络节点定位技术49

2.7无线传感器网络技术50

2.7.1无线传感器网络的组成50

2.7.2无线传感器网络的通信协议52

2.7.3无线传感器网络的特点52

2.7.4无线传感器网络的应用53

第3章传输层——汇聚网技术54

3.1ZigBee54

3.1.1ZigBee概述54

3.1.2ZigBee网络拓扑结构57

3.1.3ZigBee的协议族58

3.1.4ZigBee在物联网中的应用前景62

3.2蓝牙63

3.2.1蓝牙的概念63

3.2.2蓝牙的架构及研究现状64

3.2.3蓝牙功能模块68

3.3UWB69

3.3.1UWB的概念69

3.3.2UWB的架构及研究现状70

第4章传输层——网络接入技术73

4.16LoWPAN73

4.1.1无线嵌入式设备网络对网络协议的挑战73

4.1.26LoWPAN的技术优势74

4.1.36LoWPAN的历史和标准75

4.1.46LoWPAN架构76

4.1.56LoWPAN协议族77

4.1.66LoWPAN适配层79

4.2M2M接入方法80

4.2.1概述80

4.2.2M2M对蜂窝系统的优化需求81

4.2.3M2M模型及系统架构82

4.2.4核心网针对M2M的优化84

4.2.5WMMP概述86

4.2.6M2M技术的发展趋势87

4.2.7M2M的应用前景88

4.3全IP融合与IPv6以及IPv988

第5章传输层——承载网技术90

5.1物联网的承载发展阶段91

5.2物联网的混同承载91

5.2.1物联网业务对承载网的要求91

5.2.2WLAN与物联网92

5.2.3LTE与物联网93

5.3物联网的区别承载96

5.3.1NBIoT为物联网发展加速96

5.3.2LTEA与物联网97

5.4物联网与光接入技术102

5.4.1宽带光接入技术概述102

5.4.2EPON技术111

5.4.3GPON技术114

5.5物联网与TCP/IP网络技术118

5.5.1初识OSI参考模型119

5.5.2TCP/IP协议族探究125

第6章近距离无线通信技术136

6.1无线通信系统概述136

6.1.1无线通信与移动通信的概念137

6.1.2无线通信与移动通信的发展历程138

6.1.3宽带无线接入技术139

6.2射频通信140

6.2.1射频的概念141

6.2.2频谱的划分141

6.2.3RFID使用的频段142

6.3微波通信144

6.4近距离无线通信技术概览145

6.5近场通信146

6.5.1NFC发展概述147

6.5.2NFC工作原理147

6.5.3NFC技术标准148

6.5.4NFC技术特点148

6.5.5NFC技术应用149

第7章视频监控物联网150

7.1视频监控与物联网150

7.1.1视频监控的重要作用152

7.1.2基于物联网的智能安防应用152

7.2视频监控关键技术153

7.2.1视频信号压缩编码技术153

7.2.2智能视频行为分析技术155

7.2.3多摄像机协同工作技术157

7.2.4高速DSP嵌入式处理技术158

7.2.5视频流的自适应流化和传输技术159

7.3视频监控技术发展现状与趋势分析160

7.3.1当前亟待解决的问题160

7.3.2视频监控技术的发展趋势161

第8章智能传感器162

8.1智能传感器概述162

8.2智能传感器的构成、功能与特点162

8.2.1智能传感器的结构163

8.2.2智能传感器的功能164

8.3智能传感器的实现途径167

8.3.1集成化168

8.3.2软件化170

8.3.3网络化185

8.4典型智能传感器简介189

第9章安全与管理192

9.1物联网的安全体系结构192

9.2感知层安全需求和安全策略193

9.2.1感知层的安全挑战和安全需求193

9.2.2感知层的安全策略194

9.3网络层的安全需求和安全策略196

9.3.1网络层的安全挑战和安全需求196

9.3.2网络层的安全策略198

9.4应用层的安全需求和安全策略199

9.4.1应用层的安全挑战和安全需求199

9.4.2应用层的安全策略202

9.4.3应用层安全问题举例——云计算安全问题203

第10章物联网数据处理技术208

10.1物联网大数据208

10.1.1大数据的概念208

10.1.2物联网大数据的分类210

10.1.3物联网大数据的特点和面临的技术挑战211

10.1.4物联网大数据的存储和处理需求213

10.1.5物联网大数据的应对策略213

10.2物联网大数据处理的核心技术214

10.2.1物联网大数据与云计算的关系214

10.2.2物联网大数据处理的研究现状215

10.2.3阿里云计算技术215

10.2.4Hadoop大数据处理技术218

10.2.5Spark内存计算技术219

10.2.6Storm实时流数据处理技术220

10.3物联网大数据挖掘224

10.3.1数据挖掘的概念和功能224

10.3.2物联网大数据挖掘主要技术及面临的挑战225

10.3.3基于云计算的物联网数据挖掘平台226

10.3.4大数据挖掘算法227

10.4物联网多传感器数据融合231

10.4.1数据融合概述231

10.4.2数据融合算法235

10.4.3多传感器信息融合新进展247

第11章物联网典型行业应用248

11.1物联网行业背景248

11.2物联网的典型行业应用250

11.2.1物联网在智能交通中的应用250

11.2.2物联网在医疗保健中的应用258

11.2.3物联网在智能电网中的应用260

11.2.4物联网在智能家居中的应用263

11.2.5物联网在物流配送中的应用265

第12章物联网的综合应用新视野268

12.1人体感知网268

12.2智能家居269

12.3智能物流272

12.4智能医疗275

12.5智慧教育276

12.6智慧农业278

12.7智慧工业282

12.8智慧城市285

参考文献289