物联网技术导论

　　第1章  物联网概述 1
　　1.1  物联网的概念 2
　　1.1.1  物联网的定义 2
　　1.1.2  物联网的发展过程 4
　　1.1.3  物联网的特征 6
　　1.1.4  深入理解物联网时应注意的问题 6
　　1.2  物联网的系统结构 7
　　1.2.1  感知层 8
　　1.2.2  传输层 9
　　1.2.3  支撑层 9
　　1.2.4  应用层 9
　　1.3  物联网的应用 10
　　1.3.1  物联网的应用模式 11
　　1.3.2  物联网的典型应用 11
　　1.4  物联网的关键技术 20
　　1.4.1  感知技术 20
　　1.4.2  传输技术 22
　　1.4.3  支撑技术 23
　　1.4.4  应用技术 24
　　1.5  物联网的发展前景 25
　　思考与练习 27
　　参考文献 27
　　第2章  传感器及其应用 29
　　2.1  传感器概述 30
　　2.2  传感器分类 31
　　2.2.1  按传感器的工作原理分类 31
　　2.2.2  按传感器用途分类 31
　　2.2.3  按传感器输出信号分类 33
　　2.3  传感器的应用 34
　　2.3.1  一线总线接口传感器应用 34
　　2.3.2  I2C接口[22,23]传感温湿度传感器SHT10 38
　　2.3.3  SPI总线接口传感器温度传感器TC77[24] 38
　　2.3.4  RS系列接口传感器应用 40
　　2.3.5  RJ-45接口传感器应用 42
　　2.3.6  红外热释电传感器原理与应用 42
　　2.3.7  气体传感器的原理与应用 45
　　2.3.8  可见光光照度传感器原理与应用 47
　　2.3.9  红外对射传感器原理与应用 49
　　2.4  传感器的发展趋势 50
　　2.4.1  改善传感器性能的技术途径 50
　　2.4.2  传感器的发展方向 52
　　2.5  本章小结 56
　　思考与练习 56
　　参考文献 56
　　第3章  近距离无线通信技术 59
　　3.1  无线通信系统概述 60
　　3.2  无线与移动通信的概念 60
　　3.2.1  无线与移动通信的发展历程 61
　　3.2.2  宽带无线接入技术 63
　　3.3  射频通信 63
　　3.3.1  射频的概念 63
　　3.3.2  频谱的划分 64
　　3.3.3  RFID使用的频段 67
　　3.4  微波通信 69
　　3.5  近距离无线通信技术概览 70
　　3.5.1  蓝牙 71
　　3.5.2  Wibree 75
　　3.5.3  Wi-Fi 75
　　3.5.4  WiGig (60 GHz) 76
　　3.5.5  IrDA 77
　　3.5.6  ZigBee 78
　　3.5.7  NFC 79
　　3.5.8  UWB 80
　　3.5.9  Z-Wave 82
　　3.5.10  小结 82
　　3.6  近场通信（NFC） 83
　　3.6.1  NFC发展概述 83
　　3.6.2  NFC的工作原理 85
　　3.6.3  NFC技术标准 86
　　3.6.4  NFC技术的特点 86
　　3.6.5  NFC技术的应用 88
　　3.7  本章小结 90
　　思考与练习 90
　　参考文献 91
　　第4章  射频识别技术 93
　　4.1  自动识别技术概述 94
　　4.1.1  自动识别技术的基本概念 94
　　4.1.2  自动识别技术的种类与特征比较 95
　　4.1.3  常见的自动识别技术及特征比较 96
　　4.2  RFID的基本原理 99
　　4.2.1  RFID的工作原理 99
　　4.2.2  RFID技术的特点 102
　　4.2.3  RFID技术标准 103
　　4.3  RFID技术的应用 104
　　4.3.1  RFID技术应用背景 104
　　4.3.2  RFID技术的重要参数 105
　　4.3.3  RFID技术的典型应用 106
　　4.3.4  RFID技术的应用前景 107
　　4.4  RFID技术的研究方向 109
　　4.5  本章小结 111
　　思考与练习 111
　　参考文献 112
　　第5章  无线传感器网络 115
　　5.1  无线传感器网络概述 116
　　5.1.1  WSN对物联网的支撑作用 116
　　5.1.2  WSN的概念 117
　　5.1.3  WSN的发展历史 118
　　5.1.4  WSN的特点和优点 120
　　5.1.5  WSN的发展趋势 121
　　5.2  无线传感器网络的系统结构 123
　　5.2.1  节点结构 123
　　5.2.2  软件结构 124
　　5.2.3  拓扑结构 126
　　5.2.4  协议结构 128
　　5.3  无线传感器网络的应用 131
　　5.3.1  军事领域 131
　　5.3.2  环境观测和预报领域 133
　　5.3.3  空间、海洋探索 134
　　5.3.4  工业领域 135
　　5.3.5  农业领域 136
　　5.3.6  医疗健康与监护领域 138
　　5.3.7  建筑领域 139
　　5.3.8  其他领域 140
　　5.4  无线传感器网络的研究方向 141
　　5.5  本章小结 142
　　思考与练习 143
　　参考文献 143
　　第6章  物联网定位技术 147
　　6.1  定位的概念与发展历史 148
　　6.1.1  定位的概念 148
　　6.1.2  定位技术发展简史 148
　　6.2  定位技术在物联网中的应用 150
　　6.2.1  定位技术在军事领域中的应用 150
　　6.2.2  定位技术在灾难救援中的应用 151
　　6.2.3  定位技术在智能交通中的应用 152
　　6.2.4  定位技术在智能物流中的应用 153
　　6.2.5  基于位置的服务 154
　　6.3  卫星导航系统 154
　　6.3.1  主要的几种卫星导航定位系统 154
　　6.3.2  GPS全球定位系统简介 155
　　6.3.3  北斗卫星导航系统简介 157
　　6.3.4  北斗定位系统与GPS定位系统的比较 159
　　6.4  蜂窝系统定位技术 159
　　6.4.1  蜂窝系统定位技术简介 159
　　6.4.2  蜂窝系统常用定位技术 160
　　6.5  RFID定位技术 164
　　6.5.1  基于RFID标签的定位技术 164
　　6.5.2  基于RFID读写器的定位技术 165
　　6.6  无线传感器网络定位技术 165
　　6.6.1  无线传感器网络定位技术的研究内容 166
　　6.6.2  典型无线传感器网络定位算法 167
　　6.7  定位技术的发展前景 168
　　6.8  本章小结 169
　　思考与练习 169
　　参考文献 169
　　第7章  物联网的计算技术 173
　　7.1  云计算 174
　　7.1.1  什么是云计算 174
　　7.1.2  云计算的服务模型 175
　　7.1.3  开放的云计算基础设施 177
　　7.1.4  融合云计算的物联网 181
　　7.2  嵌入式系统 183
　　7.2.1  嵌入式系统的基本概念 183
　　7.2.2  嵌入式系统的体系结构 186
　　7.2.3  嵌入式操作系统 187
　　7.2.4  嵌入式处理器 189
　　7.2.5  嵌入式系统与物联网 190
　　7.3  移动计算与物联网 191
　　7.3.1  移动计算的发展 191
　　7.3.2  移动计算在物联网中的应用 191
　　7.4  Web技术 193
　　7.4.1  Web技术的基础知识 193
　　7.4.2  Web基本技术 197
　　7.5  物联网中间件 200
　　7.5.1  物联网中间件的概念 200
　　7.5.2  物联网中间件的系统结构 202
　　7.5.3  物联网中间件的技术平台 202
　　7.6  本章小结 204
　　思考与练习 204
　　参考文献 205
　　第8章  物联网安全技术 207
　　8.1  物联网面临的安全问题 208
　　8.1.1  从信息处理过程看物联网安全 208
　　8.1.2  从安全性需求看物联网安全 213
　　8.2  RFID系统的安全问题 214
　　8.2.1  RFID的安全和隐私问题 214
　　8.2.2  RFID安全解决方案 220
　　8.3  WSN安全技术研究 223
　　8.3.1  WSN中的密钥管理 224
　　8.3.2  WSN中的安全路由协议[32] 228
　　8.4  本章小结 234
　　思考与练习 234
　　参考文献 234

　　本书是依托中南大学国家级特色专业（物联网工程）的建设，结合国内物联网工程专业的教学情况编写的。本书定位于技术导论，具有比较专业的内容和紧凑的结构，紧密联系了物联网工程专业的专业课程设置。全书共分为8章，包括物联网概述、传感器及其应用、近距离无线通信技术、射频识别技术、无线传感器网络、物联网定位技术、物联网的计算技术、物联网安全技术等内容，这些内容都是物联网的核心技术。