物联网技术及应用开发

第1章物联网概论1

1.1物联网概述1

1.2国内外发展现状2

1.2.1国外物联网现状2

1.2.2国内物联网现状4

1.2.3物联网现存在问题6

1.3物联网的产业链7

1.3.1物联网产业链7

1.3.2基于RFID的物联网产业8

1.3.3基于MEMS传感器的物联网产业9

1.3.4物联网产业主导9

1.4物联网的应用10

1.4.1物联网的应用领域10

1.4.2物联网应用实例展示10

1.5物联网的发展趋势13

练习题15

第2章物联网体系架构17

2.1物联网体系架构概述17

2.1.1物联网的自主体系结构17

2.1.2物联网的EPC体系结构18

2.1.3物联网的UID技术体系20

2.1.4构建物联网体系结构的原则20

2.1.5实用的层次性物联网体系架构21

2.2感知层22

2.2.1感知层功能22

2.2.2感知层的关键技术23

2.3网络层27〖1〗〖1〗物联网技术及应用开发目录〖3〗〖3〗2.3.1网络层功能27

2.3.2网络层关键技术28

2.4应用层30

2.4.1应用层功能30

2.4.2应用层关键技术30

2.5物联网的关键技术33

练习题33

第3章物联网开发环境的构建36

3.1IAR集成开发环境36

3.1.1IAR的安装37

3.1.2IAR的使用39

3.2Android开发环境51

3.2.1Android开发环境构建51

3.2.2Android应用程序开发58

3.3物联网教学系统Linux开发环境66

3.3.1UPCUPIOT6410Ⅱ型物联网平台简介66

3.3.2嵌入式Linux开发环境的建立68

第4章传感器及检测技术77

4.1传感器77

4.1.1传感器的概述77

4.1.2传感器的分类77

4.1.3传感器的性能技标79

4.1.4传感器的组成和结构80

4.1.5传感器在物联网中的应用81

4.2检测技术基础81

4.2.1检测系统概述81

4.2.2检测技术分类83

4.2.3检测系统组成84

4.3典型传感器简介85

4.3.1磁检测传感器85

4.3.2光照传感器86

4.3.3红外对射传感器87

4.3.4红外反射传感器88

4.3.5结露传感器88

4.3.6酒精传感器90

4.3.7人体检测传感器91

4.3.8振动检测传感器93

4.3.9声响检测传感器93

4.3.10温湿度传感器95

4.3.11烟雾传感器101

4.4智能检测系统102

4.4.1智能检测系统的组成及类型103

4.4.2智能检测系统的设计104

4.4.3智能传感器技术104

4.5物联网中传感器应用实践106

4.5.1实践一：热释红外传感器应用实践106

4.5.2实践二：温湿度传感器应用实践112

4.5.3实践三：接近开关/红外反射传感器应用实践114

练习题118

第5章射频识别技术120

5.1射频识别技术概述120

5.1.1射频识别120

5.1.2RFID技术分类122

5.1.3RFID技术标准125

5.2RFID系统的组成126

5.2.1RFID的工作原理及系统组成126

5.2.2RFID系统中的软件组件128

5.3几种常见的RFID系统129

5.3.1电感耦合RFID系统129

5.3.2反向散射耦合RFID系统131

5.4RFID中间件技术133

5.4.1RFID中间件的组成及功能特点133

5.4.2RFID中间件体系结构135

5.5RFID典型模块应用及实训136

5.5.1RFID的TX125系列射频读卡模块136

5.5.2RFID读卡示例实训141

练习题144

第6章物联网通信与网络技术147

6.1无线通信技术概述147

6.2蓝牙技术148

6.2.1蓝牙技术的概述148

6.2.2蓝牙协议栈体系结构149

6.2.3蓝牙网关153

6.2.4蓝牙系统的结构及组成154

6.3GPRS技术156

6.4ZigBee技术158

6.4.1ZigBee技术的概述158

6.4.2ZigBee协议栈159

6.4.3ZigBee的网络系统159

6.5WiFi技术161

6.5.1WiFi技术的概念161

6.5.2WiFi网络结构和原理162

6.6无线局域网164

6.6.1IEEE802.11协议简述164

6.6.2几种无线通信标准比较165

6.6.3无线局域网的组成及工作原理166

6.7无线城域网168

6.7.1IEEE802.16x标准和机制168

6.7.2WiMAX网络构建170

6.8物联网无线通信网关综合应用实践177

6.8.1实践一：基于ZigBee的烟雾传感器应用177

6.8.2实践二：GPRS无线通信189

6.8.3实践三：Bluetooth模块传感器传输综合195

练习题202

第7章无线传感器网络技术204

7.1无线传感器网络简介204

7.2无线传感器网络体系结构及协议系统结构205

7.2.1无线传感器网络体系结构205

7.2.2无线传感器网络的通信协议栈208

7.3无线传感器网MAC协议209

7.3.1基于竞争的无线传感器网络MAC协议210

7.3.2基于时分复用的无线传感器网络MAC协议212

7.3.3混合型的无线传感器网络MAC协议213

7.4无线传感器网络路由协议215

7.4.1广播式路由协议216

7.4.2坐标式路由协议217

7.4.3分簇式路由协议218

7.5无线传感器网络的关键技术218

7.6传感器网络系统设计与开发220

7.6.1无线传感器网络系统设计基本要求220

7.6.2无线传感器网络的实现方法222

7.6.3车载无线传感器网络监测系统227

7.7物联网无线通信应用实践230

7.7.1实践一：点对点无线通信230

7.7.2实践二：基于Zstack的无线组网235

7.7.3实践三：基于Zstack的无线数据(温湿度)传输240

练习题250

第8章物联网安全技术252

8.1信息安全基础252

8.1.1信息安全概述252

8.1.2信息安全的基本属性255

8.2物联网的安全256

8.2.1物联网安全特点256

8.2.2物联网安全机制257

8.2.3物联网的安全层次模型及体系结构258

8.3RFID系统的安全261

8.3.1RFID系统面临的安全攻击262

8.3.2RFID系统的安全风险分类263

8.3.3RFID系统的安全缺陷263

8.4传感器网络的安全264

8.4.1传感器网络安全分析264

8.4.2传感器网络的安全性目标265

8.4.3传感器网络安全策略269

练习题270

第9章物联网数据融合技术272

9.1数据融合概述272

9.1.1数据融合概述272

9.1.2物联网中的数据融合273

9.2数据融合的原理274

9.2.1数据融合的基本原理274

9.2.2物联网中数据融合的层次结构278

9.3数据融合技术与算法279

9.3.1传感器网络数据传输及融合技术279

9.3.2多传感器数据融合算法284

9.3.3传感器网络数据融合路由算法286

9.4物联网数据管理技术289

9.4.1传感网数据管理系统289

9.4.2数据模型、存储及查询292

9.4.3数据融合及管理技术研究与发展294

练习题294

第10章云计算295

10.1云计算概述295

10.1.1云计算的定义295

10.1.2云计算的类型296

10.1.3云计算与物联网297

10.2云计算系统组成及其技术299

10.2.1云计算系统组成299

10.2.2云计算系统的服务层次300

10.2.3云计算关键技术302

10.3典型云计算系统简介303

10.3.1Amazon云计算基础架构平台303

10.3.2Google云计算应用平台305

10.3.3Microsoft云计算服务308

10.3.4IBM蓝云计算平台311

练习题314

第11章物联网应用系统设计316

11.1基于物联网的智能泊车系统设计316

11.1.1智能泊车系统概述316

11.1.2系统的结构设计317

11.1.3系统接口321

11.1.4页面定义325

11.1.5软件设计326

11.2基于物联网的智能家居控制系统设计354

11.2.1智能家居系统体系结构354

11.2.2系统主要模块设计355

11.2.3系统部分软件设计359

11.3基于RFID的超市物联网系统的设计360

11.3.1概述360

11.3.2RFID超市物联网系统设计361

11.4基于GPRS的物联网终端的污水处理厂网络控制系统364

11.4.1概述364

11.4.2污水处理网络控制系统设计366

参考文献370

2100433B

本书详细介绍了物联网的概念、实现技术和典型应用。全书共11章，即物联网概述、物联网体系架构、物联网开发环境的构建、传感器及检测技术、射频识别技术、物联网通信与网络技术、无线传感器网络技术、物联网安全技术、物联网数据融合技术、云计算和物联网应用系统设计。本书是物联网技术及应用的一本实用指导书，通过案例详细介绍了物联网应用系统设计与开发。

本书主要讲述物联网的基本理论与应用技术。首先介绍物联网的基本概念和知识、物联网技术的研究现状与发展趋势；然后重点介绍物联网领域的关键性技术问题，主要包括物联网传感技术、控制技术、通信网络及通信技术、物联网信息安全技术等；最后通过典型工程应用案例，介绍物联网技术的应用领域与特点。

《物联网技术与应用》是国家出版基金项目、“十二五”国家重点图书出版规划项目“先进制造技术与应用前沿”之一。

本书共包括9章，内容由两大部分组成。前五章主要介绍物联网的关键技术，对物联网各种技术的特点、性能加以归纳，具体内容有物联网感知技术、物联网传输技术、物联网定位技术和物联网之云计算。后四章主要通过实例介绍物联网技术在制造业中的应用，具体内容有射频识别技术、传感器及机器视觉技术、数据传输技术和实时定位系统在制造业中的应用。

本书对于学习物联网技术的读者和相关专业的大学生，具有较高的理论和实践参考价值；对于那些正在钻研、开发各种技术在制造业中应用的技术人员，亦有借鉴意义。