物联网导论（第2版）

书籍目录

第一篇 概　　述

第 1章　物联网概述 003

1.1 起源与发展 005

1.2 核心技术 006

1.3 主要特点 009

1.4 发展趋势 009

1.5 应用前景 011

第二篇 感 知 识 别

第 2 章　自动识别技术与 RFID 017

2.1 自动识别技术 018

2.1.1 光符号识别技术 018

2.1.2 语音识别技术 018

2.1.3 生物计量识别技术 018

2.1.4 IC卡技术 019

2.1.5 条形码技术 020

2.1.6 射频识别技术 024

2.2 RFID的历史和现状 026

2.2.1 历史 026

2.2.2 现状 028

2.3 RFID技术分析 029

2.3.1 阅读器 030

2.3.2 天线 031

2.3.3 标签 031

2.3.4 频率 033

2.4 RFID和物联网 034

第 3 章　无线传感网 036

3.1 发展历史 037

3.2 硬件平台 042

3.2.1 传感器 043

3.2.2 微处理器 043

x 物联网导论（第2版）

5.2.3 医疗设备 085

5.2.4 智能电视 087

5.3 智能设备运行平台 * 088

5.3.1 情境感知 089

5.3.2 任务迁移 090

5.3.3 智能协作 091

5.3.4 多通道交互 092

5.4 智能设备发展趋势 092

著名科学家访谈录之一 094

第三篇 网 络 构 建

第 6 章　无线宽带网络 099

6.1　无线网络简介 100

6.1.1 基本组成元素 100

6.1.2　无线网络的类别 101

6.1.3 无线宽带网络的难点 103

6.2 WiFi：无线局域网 105

6.2.1 IEEE 802.11协议发展简史 105

6.2.2 IEEE 802.11架构 106

6.2.3 IEEE 802.11介质访问控制

协议 108

6.3 WiMAX：无线城域网 110

6.3.1 WiMAX概述及架构 110

6.3.2 WiMAX介质访问控制原理

简介 112

6.4 无线物联世界 113

第 7 章　无线低速网络 115

7.1 低速网络协议概述 115

7.2 红外线通信 117

7.3 蓝牙 118

7.4 802.15.4/ZigBee 120

7.5 体域网 129

7.5.1 物理层 131

7.5.2 网络架构 132

7.5.3 传感器 133

7.5.4 体域网应用 134

7.6 容迟网络 136

7.6.1 网络体系结构 137

7.6.2 DTN网络应用 139

第 8 章　移动通信网络 142

8.1 移动通信发展历史 143

8.1.1　第一代移动通信：模拟语音 143

8.1.2　第二代移动通信：数字语音 145

8.1.3 第三代移动通信：数字语音

与数据 147

8.2 3G通信技术和标准 150

8.2.1 TD-SCDMA 150

8.2.2 W-CDMA 151

8.2.3 CDMA 2000 152

8.3 移动互联网 154

8.3.1 视频电话 154

8.3.2 手机电视 155

8.3.3 基于用户情境的服务 156

8.3.4 移动社交网络 157

8.3.5 其他应用 157

8.4 4G：下一代移动网络 158

著名科学家访谈录之二 161

第四篇 管 理 服 务

第 9 章　大数据与海量存储 165

9.1　从网络化存储到数据中心 166

9.2　数据中心建设 170

9.2.1　选址与布局 170

9.2.2　缆线系统 172

9.2.3　可靠性分级 173

9.2.4　能源系统 174

9.2.5　降温系统 175

9.3　数据中心技术 175

9.3.1　Google File System 176

9.3.2　MapReduce 177

9.3.3　BigTable 179

9.3.4　Hadoop 180

9.4　典型的数据中心 182

9.5　数据中心的研究热点 185

9.6　数据中心与云存储 187

目　　录

第一篇 概　　述

第 1章　物联网概述 003

1.1 起源与发展 005

1.2 核心技术 006

1.3 主要特点 009

1.4 发展趋势 009

1.5 应用前景 011

第二篇 感 知 识 别

第 2 章　自动识别技术与 RFID 017

2.1 自动识别技术 018

2.1.1 光符号识别技术 018

2.1.2 语音识别技术 018

2.1.3 生物计量识别技术 018

2.1.4 IC卡技术 019

2.1.5 条形码技术 020

2.1.6 射频识别技术 024

2.2 RFID的历史和现状 026

2.2.1 历史 026

2.2.2 现状 028

2.3 RFID技术分析 029

2.3.1 阅读器 030

2.3.2 天线 031

2.3.3 标签 031

2.3.4 频率 033

2.4 RFID和物联网 034

第 3 章　无线传感网 036

3.1 发展历史 037

3.2 硬件平台 042

3.2.1 传感器 043

3.2.2 微处理器 043

5.2.3 医疗设备 085

5.2.4 智能电视 087

5.3 智能设备运行平台 * 088

5.3.1 情境感知 089

5.3.2 任务迁移 090

5.3.3 智能协作 091

5.3.4 多通道交互 092

5.4 智能设备发展趋势 092

著名科学家访谈录之一 094

第三篇 网 络 构 建

第 6 章　无线宽带网络 099

6.1　无线网络简介 100

6.1.1 基本组成元素 100

6.1.2　无线网络的类别 101

6.1.3 无线宽带网络的难点 103

6.2 WiFi：无线局域网 105

6.2.1 IEEE 802.11协议发展简史 105

6.2.2 IEEE 802.11架构 106

6.2.3 IEEE 802.11介质访问控制协议 108

6.3 WiMAX：无线城域网 110

6.3.1 WiMAX概述及架构 110

6.3.2 WiMAX介质访问控制原理简介 112

6.4 无线物联世界 113

第 7 章　无线低速网络 115

7.1 低速网络协议概述 115

7.2 红外线通信 117

7.3 蓝牙 118

7.4 802.15.4/ZigBee 120

7.5 体域网 129

7.5.1 物理层 131

7.5.2 网络架构 132

7.5.3 传感器 133

7.5.4 体域网应用 134

7.6 容迟网络 136

7.6.1 网络体系结构 137

7.6.2 DTN网络应用 139

第 8 章　移动通信网络 142

8.1 移动通信发展历史 143

8.1.1　第一代移动通信：模拟语音 143

8.1.2　第二代移动通信：数字语音 145

8.1.3 第三代移动通信：数字语音与数据 147

8.2 3G通信技术和标准 150

8.2.1 TD-SCDMA 150

8.2.2 W-CDMA 151

8.2.3 CDMA 2000 152

8.3 移动互联网 154

8.3.1 视频电话 154

8.3.2 手机电视 155

8.3.3 基于用户情境的服务 156

8.3.4 移动社交网络 157

8.3.5 其他应用 157

8.4 4G：下一代移动网络 158

著名科学家访谈录之二 161

第四篇 管 理 服 务

第 9 章　大数据与海量存储 165

9.1　从网络化存储到数据中心 166

9.2　数据中心建设 170

9.2.1　选址与布局 170

9.2.2　缆线系统 172

9.2.3　可靠性分级 173

9.2.4　能源系统 174

9.2.5　降温系统 175

9.3　数据中心技术 175

9.3.1　Google File System 176

9.3.2　MapReduce 177

9.3.3　BigTable 179

9.3.4　Hadoop 180

9.4　典型的数据中心 182

9.5　数据中心的研究热点 185

9.6　数据中心与云存储 187

第 10章 数据库系统 189

10.1 数据库系统的起源与发展 189

10.1.1 早期的数据库系统 189

10.1.2 关系数据库系统及其基本

组成 190

10.1.3 新兴数据库简介 190

10.2 关系数据库 192

10.2.1 关系数据库模型 192

10.2.2 SQL查询语言 * 203

10.2.3 常见关系数据库系统 206

10.3 数据库与物联网 207

10.4 物联网数据的特点 208

10.4.1 数据存储 209

10.4.2 数据查询 211

10.4.3 数据融合 212

第 11章　 物联网中的信息安全与隐私保护 213

11.1　物联网的信息安全与隐私 214

11.1.1　信息安全 214

11.1.2　物联网与隐私 214

11.2　RFID 安全与隐私保护 215

11.2.1　RFID 的安全现状 215

11.2.2　主要安全和隐私隐患 216

11.2.3　RFID 安全和隐私保护机制 220

11.3　位置信息与个人隐私 227

11.3.1　位置隐私的重要性 228

11.3.2　位置隐私面临的威胁 229

11.3.3　保护位置隐私的手段 229

11.4　如何面对安全和隐私挑战 233

著名科学家访谈录之三 236

第五篇 综 合 应 用

第 12章 智能交通 241

12.1 智能交通概述 242

12.1.1 智能交通的发展历程 242

12.1.2 智能交通的架构 245

12.1.3 机遇和挑战 246

12.2 智能交通中的物联网技术 248

12.2.1 感知识别 248

12.2.2 无线通信 249

12.2.3　计算决策 250

12.2.4 定位技术 250

12.2.5　视频监测识别 251

12.2.6　探测车辆和设备 251

12.3 智能交通应用 252

12.3.1 交通监测与管理 252

12.3.2　电子收费系统 254

12.3.3 智能停车管理 256

12.3.4 辅助驾驶 256

12.3.5 智能行驶 258

12.3.6 其他应用 258

12.4 智能交通的发展与展望 259

第 13章　智能物流 261

13.1 物流的起源和发展 261

13.1.1　粗放型物流 262

13.1.2 系统化物流 262

13.2 电子化物流 263

13.2.1　条形码 263

13.2.2　EDI 264

13.2.3　电子化物流面临的问题 266

13.3 智能物流 268

13.3.1　智能物流的特点 268

13.3.2　智能物流的应用 269

13.3.3　智能物流的发展与展望 277

第 14章　智能建筑 278

14.1 智能建筑概述 279

14.2 智能建筑中的物联网技术 281

14.2.1 自动识别与 RFID 282

14.2.2 传感器 282

14.2.3 通信技术 283

14.2.4 室内定位技术 283

14.2.5 信息处理和智能决策 283

14.3 物联网时代的智能建筑应用 283

14.3.1 建筑结构健康监测 284

14.3.2 智能家居 284

14.3.3 智能安防和应急逃生 286

14.3.4 室内环境监控 287

14.3.5 智能建筑其他应用 288

14.4 智能建筑的发展与展望 288

第 15章　环境监测 290

15.1 环境监测起源与发展 290

15.2 无线传感网与环境监测 292

15.2.1 无线传感网优势 292

15.2.2 无线传感网系统和部署 293

15.3 无线传感网监测面临的挑战 295

15.4 应用案例——碳监测无线传感网 299

第六篇 物联网前沿专题

第 16章　无线自组织网络路由 305

16.1 摘要 305

16.2 新形势下的新特点 305

16.3 案例分析 308

16.3.1 CTP路由协议 309

16.3.2 数据分发协议 310

16.3.3 基于链路相关性的路由协议 311

16.4 总结 312

第 17章　无线传感网操作系统 313

17.1 摘要 313

17.2 发展历史及主流无线传感网操作系统 314

17.2.1 发展历史 314

17.2.2 主流无线传感网操作系统 314

17.3 组成分类 316

17.3.1 组成 316

17.3.2 分类 318

17.4 挑战和设计方法 319

17.4.1 挑战 319

17.4.2 方法 320

17.5 结论和发展趋势 322

第 18章　物联网管理：调试与诊断 323

18.1 摘要 323

18.2 由网吧说开去 323

18.2.1 Ping 命令和 Traceroute 命令 324

18.2.2 简单网络管理协议SNMP 325

18.3 新的挑战 326

18.4 物联网时代的管理技术 327

18.4.1 物联网系统调试技术 327

18.4.2 推理的力量 328

18.4.3 数据挖掘在网络管理中的应用 328

18.4.4 轻量高效：从主动故障发现到被动诊断技术 330

18.4.5 化整为零：从基站诊断到物联网节点自诊断 330

18.4.6 无线充电与无线远程重编程 331

18.4.7 TinyD2：大规模物联网管理诊断平台 331

18.5 结语 333

第 19章　认知无线电 334

19.1 频谱资源困境 334

19.2 软件无线电 335

19.3 认知无线电技术 336

19.4 物联网时代的认知无线电技术展望 339

第 20章　 移动计算中的群智感知 341

20.1 群智感知简介 341

20.2 群智感知的概念 341

20.3 感知任务的分发与收集利用 342

20.3.1 SETI@home 足不出户寻找外星人 343

20.3.2 reCAPTCHA 利用全球智慧

数字化古籍 344

20.4 案例分析 346

20.4.1 公交车到站时间预测 346

20.4.2 室内定位与室内地图构建 349

20.5 总结 352

参考文献 354

作者简介

物联网是一个基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能够被独立寻址的普通物理对象实现互联互通的网络。它具有普通对象设备化、自治终端互联化和普适服务智能化三个重要特征。

《物联网工程专业系列教材：物联网导论（第2版）》从物联网的感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层这四层分别进行阐述，深入浅出地为读者拨开萦绕于物联网这个概念的重重迷雾，引领求知者渐渐步入物联网世界，帮助探索者把握第三次IT科技浪潮的方向。

《物联网工程专业系列教材：物联网导论（第2版）》适合高等院校物联网工程专业作为专业教材使用，也适合其他各专业作为选修课教材使用，还适合对物联网感兴趣的各类读者参考阅读。

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