物联网工程导论 pdf下载

　　本书在介绍物联网发展背景与技术特征的基础上，对物联网中的自动识别与RFID应用技术，传感器、传感网与无线传感器网络技术，智能设备与嵌入式技术，计算机网络与互联网技术，移动通信技术，位置信息、定位技术与位置服务，物联网数据处理技术，物联网信息安全技术等关键技术，以及典型的物联网应用进行了系统的讨论。

前言
教学建议
第1章物联网概论
1.1物联网发展的社会背景
1.1.1物联网概念的提出
1.1.2物联网与智慧地球
1.1.3欧盟与各国政府关于物联网的发展规划
1.1.4物联网与我国战略性新兴产业
1.2物联网发展的技术背景
1.2.1从人类对技术需求的角度认识物联网发展的必然性
1.2.2从互联网发展的角度认识物联网发展的必然性
1.2.3从科学研究的角度认识物联网发展的必然性
1.3物联网的定义与主要技术特征
1.3.1物联网的定义
1.3.2物联网的主要技术特征
1.3.3物联网与互联网的比较
1.3.4物联网与“互联网+”的关系
1.4物联网体系结构
1.4.1物联网体系结构的基本概念
1.4.2人处理物理世界问题的基本方法
1.4.3物联网感知层
1.4.4物联网网络层
1.4.5物联网应用层
1.5物联网的关键技术与产业发展
1.5.1物联网的关键技术
1.5.2物联网的产业链结构
1.5.3物联网产业对国民经济与社会发展的影响
1.5.4我国物联网产业发展的政策环境
本章小结
习题
第2章RFID与物联网应用
2.1自动识别技术
2.1.1自动识别技术的发展过程
2.1.2条码技术
2.1.3磁卡、IC卡技术
2.2RFID标签与EPC编码体系
2.2.1RFID标签的基本概念
2.2.2RFID标签的基本工作原理
2.2.3RFID标签的分类
2.2.4RFID标签的编码标准
2.3RFID标签读写器
2.3.1RFID标签读写器的功能与分类
2.3.2RFID读写器的结构与设计方法
本章小结
习题
第3章传感器与传感网技术
3.1传感器的概念
3.1.1感知能力与传感器的发展
3.1.2传感器的分类
3.1.3物理传感器
3.1.4化学传感器
3.1.5生物传感器
3.1.6纳米传感器
3.1.7传感器性能指标
3.2智能传感器与无线传感器
3.2.1智能传感器的研究与发展
3.2.2无线传感器的研究与发展
3.3无线传感器网络
3.3.1从无线分组网到无线自组网
3.3.2从无线自组网到无线传感器网络
3.3.3无线传感器网络的特点与结构
3.3.4无线传感器网络节点的结构与设计原则
3.4无线传感器网络技术的研究与发展
3.4.1无线传感器与执行器网络
3.4.2无线多媒体传感器网络
3.4.3水下无线传感器网络
3.4.4地下无线传感器网络
3.4.5无线纳米传感器网络
本章小结
习题
第4章物联网智能硬件与嵌入式系统
4.1嵌入式系统概述
4.1.1嵌入式系统的发展过程
4.1.2嵌入式系统的特点
4.2物联网智能硬件
4.2.1智能硬件的基本概念
4.2.2人工智能在物联网智能硬件中的应用
4.2.3人机交互
4.2.4物联网智能硬件的人机交互技术
4.2.5柔性显示与柔性电池技术在物联网智能硬件中的应用
4.2.6我国发展智能硬件的政策环境
4.3可穿戴计算及其在物联网中的应用
4.3.1可穿戴计算的基本概念
4.3.2可穿戴计算设备的分类与应用
4.4智能机器人及其在物联网中的应用
4.4.1机器人的基本概念
4.4.2机器人的分类与应用
4.4.3我国发展智能机器人产业的政策环境
本章小结
习题
第5章物联网通信与网络技术
5.1计算机网络技术的研究与发展
5.1.1从信息技术的角度看通信与网络技术的发展
5.1.2计算机网络的形成与发展
5.1.3计算机网络的分类与特点
5.1.4TCPIP协议的基本概念
5.1.5下一代网络体系结构与软件定义网络技术的研究
5.2移动通信网技术的研究与发展
5.2.1蜂窝系统的基本概念
5.2.2移动通信技术与标准的发展
5.2.35G与物联网
5.2.4M2M、D2D技术及其在物联网中的应用
5.3物联网接入技术
5.3.1物联网接入技术的基本概念
5.3.2有线接入技术
5.3.3无线接入技术
5.3.4软件无线电、认知无线电在物联网中的应用
本章小结
习题
第6章位置信息、定位技术与位置服务
6.1位置信息与位置服务
6.1.1位置信息——从互联网到物联网
6.1.2位置信息在物联网中的作用
6.2定位系统
6.2.1航天航空遥感技术
6.2.2全球定位系统
6.2.3地理信息系统
6.2.4高精度地图
*6.3定位技术
6.3.1移动通信定位技术
6.3.2基于WiFi的定位技术
6.3.3基于RFID的定位技术
6.3.4无线传感器网络定位技术
6.4位置服务
6.4.1位置服务的基本概念
6.4.2位置服务系统的设计方法
本章小结
习题
第7章物联网智能数据处理技术
7.1物联网智能数据处理技术的基本概念
7.1.1物联网数据的特点
7.1.2物联网中的数据、信息与知识
7.1.3物联网数据处理的关键技术
7.2物联网与云计算
7.2.1云计算产生的背景
7.2.2云计算的分类
7.2.3云计算的主要技术特征
7.2.4云计算在物联网中的应用
7.3物联网与大数据
7.3.1数据挖掘的基本概念
7.3.2大数据的基本概念
7.3.3大数据的定义与特征
7.3.4物联网大数据研究的特殊性
7.3.5物联网与智能决策、智能控制
本章小结
习题
第8章物联网网络安全
8.1网络空间安全与网络安全的基本概念
8.1.1网络空间安全概念的提出
8.1.2我国《国家网络空间安全战略》涵盖的主要内容
8.1.3网络空间安全的理论体系
8.2OSI安全体系结构
8.2.1OSI安全体系结构的基本概念
8.2.2网络安全模型与网络安全访问模型
8.2.3用户对网络安全的需求
8.3物联网网络安全研究的主要内容
8.3.1物联网中可能存在的网络攻击方式
8.3.2物联网网络安全的新动向
8.3.3RFID安全与隐私保护研究
本章小结
习题
第9章物联网应用
9.1智能工业
9.1.1工业4.0的基本概念
9.1.2工业4.0涵盖的基本内容
9.1.3《中国制造2025》发展规划
9.2智能农业
9.2.1智能农业的基本概念
9.2.2智能农业应用示例
9.3智能交通
9.3.1物联网智能交通与传统智能交通的区别
9.3.2车联网
9.3.3无人驾驶汽车及其研究进展
9.4智能电网
9.4.1智能电网的基本概念
9.4.2智能电网应用示例
9.5智能环保
9.5.1智能环保的基本概念
9.5.2智能环保应用示例
9.6智能医疗
9.6.1智能医疗的基本概念
9.6.2智能医疗应用示例
9.7智能安防
9.7.1智能安防的基本概念
9.7.2智能安防应用示例
9.8智能家居
9.8.1智能家居的基本概念
9.8.2智能家居应用示例
9.9智能物流
9.9.1智能物流的基本概念
9.9.2智能物流与物联网的关系
9.9.3未来商店与物联网
9.9.4大型智能物流系统的设计方法
本章小结
思考题
参考文献

　　前言
　　《物联网工程导论》的第1版出版于2012年。当时，物联网刚刚出现，面临很多争议。我们在接受教育部高等学校计算机类专业教学指导委员会物联网工程专业教学专家组邀请,编写“物联网工程导论”课程教材时，感到压力很大。一方面，面对社会对物联网的质疑，我们希望通过这本教材来诠释物联网产生的必然性；另一方面，在物联网技术体系尚不明晰的情况下，教材要保证技术内容的科学性、教学体系的系统性、教材用书的严谨性，的确非常困难。可以说，本书第1版的写作实际上是定位在“求生存”这个目标上，因此注重内容的全面和严谨，避免出现遗漏和谬误。随着物联网技术、应用和研究的发展，物联网的技术体系逐步明晰，世界各国都高度重视物联网的发展，著名的IT企业纷纷布局物联网，物联网产业链逐步形成。随着教学研究工作的深入，作者对物联网技术的理解也不断深入。2012年我们只能讲 “物联网是大趋势”，到了2017年我们可以说“物联网不是趋势，而是现实”。物联网的出现预示着“世上万物凡存在，皆互联；凡互联，皆计算；凡计算，皆智能”的发展前景。
　　作者长期从事计算机网络、互联网与物联网技术相关课程的教学、科研工作，基于之前的工作积累，在准备和编写本书的过程中，认真地思考了物联网的发展背景与技术演变的过程，深刻地认识到物联网将会对社会发展产生重大影响。这种认识可以总结为以下四个方面。
　　第一，物联网是在互联网基础上发展起来的，但是它不是简单的互联网应用功能的延伸和接入规模的扩展。物联网融入了普适计算与信息物理融合系统（CPS）的“人-机-物”融合与环境智能的理念，将催生大量具有“计算、通信、控制、协同与自治”特征的智能设备与智能系统，推动社会经济发展模式的转变，促进产业的快速发展。物联网与互联网、移动互联网将呈现出“你中有我，我中有你”“相互促进”的共生状态。
　　第二，邬贺铨院士用“大智移云联万物”来描述物联网的发展，作者认为是很有道理的。物联网是一个协同创新平台，它一方面支撑着大数据、云计算、智能、移动计算、下一代网络等新技术，另一方面支撑着智能工业、智能农业、智能医疗、智能交通等各行各业的应用。目前发展迅速的云计算、大数据、人工智能、深度学习、虚拟现实与增强现实、可穿戴计算、智能机器人技术，都在物联网应用中展现出迷人的魅力。物联网为多学科、跨行业的科技创新与产业发展提供了千载难逢的机遇和环境。可以预见，在“数据为王”的时代，物联网的重要性将会日益凸显出来。
　　第三，从学科发展的角度看，物联网是计算机、通信、电子、控制、数据与智能等多学科交叉融合的产物。物联网将引发计算机科学与信息技术在更大范围、更深层次的应用，带动更为广泛的行业和产业的融合，推动交叉学科的发展，创造出更多新的交叉学科。这种发展趋势必将直接影响我国高等院校学科的布局，以及相关专业的培养目标与教学内容。例如，物联网智能交通的发展正在推动全球汽车产业重大的变化。卡尔·奔驰在发明汽车时绝没有想到，作为机械工业巅峰之作的汽车，正在逐步转变为高度电气化、智能化和网络化的机电产品。为了适应社会与产业对新型人才的需求，高校的汽车专业必然要从传统的机械制造业人才培养的模式，向适应汽车电气化、智能化、网络化需求的复合型、交叉人才培养方向转变。社会对新型人才需求变化的影响将出现在很多专业，这也为“新工科”的发展提出了重要的课题。
　　第四，应用创新是物联网发展的核心，用户体验是物联网应用系统设计的灵魂。物联网研究需要很多奇思妙想的创意，需要用到智能人机交互、可视化、虚拟现实与增强现实技术，以及智能硬件与可穿戴计算、智能机器人技术。这正是物联网的魅力所在，也是物联网发展日新月异的动力和源泉。物联网的发展已经让人目不暇接。
　　尽管以上提到的问题都会不同程度地呈现在本教材中，但是面对这样一个快速发展的领域，教材的内容落后于技术与应用的发展是必然的，教材只能起到抛砖引玉的作用。因此，我们在编写本教材的过程中，着重注意处理以下两个问题：第一，贴近技术发展前沿，保持导论教材的科学性与前瞻性；第二，贴近教师和学生，保持导论教材的系统性与趣味性。
　　在第2版的编写准备过程中，机械工业出版社华章公司对部分高校“物联网工程导论”课程的授课老师进行了调研。作者认真研究了诸位老师的意见，在章节结构、内容选取与习题等方面做了相应的改进，表现在以下几个方面：
　　第一，第2版由9章组成，比第1版减少了1章。其中第5章“ 物联网通信与网络技术”取代了第1版的第5章、第6章。第1版的第10章“物联网应用”只给出了4个领域的应用，第2版的第9章“物联网应用”列举了物联网在智能工业、智能农业、智能物流等9个重点领域的应用示例。
　　第二，结合技术与产业发展，第2版增加了一些新的内容。根据授课老师的意见，凡是有后续课程专门讨论的技术内容，第2版在保持教材体系完整性的前提下，尽量压缩内容和篇幅。