物联网通信技术

第1章 物联网通信技术概述 1

1.1 物联网通信的起源及发展 1

1.1.1 物联网通信的产生 2

1.1.2 物联网通信的现状和未来 2

1.1.3 物联网的内涵 3

1.1.4 物联网的体系结构 3

1.2 物联网通信系统 5

1.2.1 物联网感知控制层通信

技术 5

1.2.2 物联网网络传输层通信

技术 6

1.3 物联网通信技术的发展前景 7

1.3.1 物联网通信的发展所面临

的问题 8

1.3.2 物联网通信技术的发展

方向 9

本章小结 10

习题 11

第2章 通信原理 13

2.1 通信的基本概念 13

2.1.1 通信的目的 14

2.1.2 实现通信的方式和手段 14

2.2 通信系统的组成 15

2.2.1 通信系统的一般模型 15

2.2.2 模拟信号 16

2.2.3 数字信号 16

2.2.4 模拟通信系统 17

2.2.5 数字通信系统 18

2.3 通信系统的分类 18

2.3.1 按通信业务分类 19

2.3.2 按调制方式分类 19

2.3.3 按信号特征分类 19

2.3.4 按传输媒介分类 19

2.3.5 按工作波段分类 19

2.3.6 按信号复用方式分类 20

2.4 通信方式 20

2.4.1 单工通信 20

2.4.2 半双工通信 20

2.4.3 全双工通信 21

2.4.4 并行传输 21

2.4.5 串行传输 22

2.5 信息及其度量 23

2.6 通信系统的主要性能指标 24

本章小结 26

习题 26

第3章 ZigBee通信技术 28

3.1 ZigBee技术概述 29

3.1.1 ZigBee技术的形成、发展 29

3.1.2 ZigBee技术的特点 30

3.1.3 ZigBee技术的应用 31

3.2 ZigBee协议栈 35

3.2.1 物理层 36

3.2.2 数据链路层 37

3.2.3 网络层 38

3.2.4 应用层 38

3.2.5 Z-Stack协议栈 39

3.2.6 ZigBee原语 40

3.3 ZigBee网络的拓扑结构 41

3.3.1 设备类型 41

3.3.2 节点类型 42

3.3.3 拓扑结构类型 44

3.4 ZigBee网络的路由协议 47

3.4.1 网络层地址分配机制 48

3.4.2 ZigBee网络路由的数据

结构 50

3.4.3 ZigBee网络的路由算法 51

3.4.4 ZigBee网络的路由机制 54

3.5 ZigBee网络的组建 56

3.5.1 ZigBee网络的初始化 56

3.5.2 设备节点加入ZigBee网络 57

3.5.3 智能家居系统的组建 60

本章小结 66

习题 66

第4章 蓝牙通信技术 72

4.1 蓝牙技术的概论 73

4.1.1 蓝牙技术的发展 74

4.1.2 蓝牙技术的特点 75

4.1.3 蓝牙技术的版本 76

4.2 蓝牙技术协议体系结构 77

4.2.1 底层硬件模块 79

4.2.2 中间协议层 83

4.2.3 高端应用层 85

4.3 蓝牙网络连接 86

4.3.1 微微网和散射网 87

4.3.2 蓝牙网络的状态 88

4.4 蓝牙通信 90

4.5 蓝牙的应用领域 97

4.5.1 蓝牙耳机 97

4.5.2 蓝牙手机 97

4.5.3 蓝牙PC卡 98

4.5.4 蓝牙USB适配器 98

4.5.5 蓝牙网络接入点 98

4.5.6 蓝牙打印机 99

4.5.7 蓝牙PDA 99

本章小结 100

习题 100

第5章 RFID技术 102

5.1 RFID简介 102

5.1.1 RFID的基本概念 103

5.1.2 RFID发展历程 104

5.1.3 RFID系统与物联网 104

5.2 RFID系统组成与工作原理 105

5.2.1 RFID系统组成 105

5.2.2 RFID工作原理 113

5.2.3 RFID网络框架结构 119

5.3 RFID技术标准与关键技术 121

5.3.1 RFID技术标准 121

5.3.2 RFID关键技术 125

5.4 RFID技术应用 126

5.4.1 RFID主要应用领域与

频段 126

5.4.2 RFID典型应用及案例 128

本章小结 132

习题 132

第6章 Wi-Fi通信技术 136

6.1 Wi-Fi技术简介 136

6.1.1 Wi-Fi技术的基本概念 137

6.1.2 无线局域网简介 138

6.1.3 WLAN架构 141

6.1.4 Wi-Fi的主要协议 142

6.2 WLAN的物理层 143

6.2.1 物理层传输概述 143

6.2.2 直序列扩频技术 144

6.2.3 跳频扩频技术 146

6.2.4 正交频分复用技术 146

6.3 WLAN的媒体访问控制层 149

6.3.1 MAC层主要功能 149

6.3.2 MAC帧主体框架结构 150

6.3.3 MAC管理信息帧结构 154

6.3.4 MAC控制信息帧结构 155

6.3.5 MAC数据帧结构 158

6.4 Wi-Fi组网及应用 160

6.4.1 无线局域网的组成 160

6.4.2 无线局域网的拓扑结构 163

6.4.3 家庭Wi-Fi组网实例 169

本章小结 175

习题 176

第7章 移动通信技术 178

7.1 移动通信技术概述 178

7.1.1 移动通信的发展 179

7.1.2 移动通信系统的组成 180

7.1.3 移动通信的组网覆盖 180

7.1.4 多址方式和双工方式 183

7.2 第二代移动通信技术 185

7.2.1 2G网络通信技术概述及

发展历史 185

7.2.2 GSM系统网络结构及

接口 185

7.2.3 GSM系统的号码 187

7.2.4 GSM 2.5G数据传输

技术 190

7.3 第三代移动通信技术 190

7.3.1 3G网络技术概述 190

7.3.2 3G网络关键技术 192

7.4 第四代移动通信技术 193

7.4.1 4G网络技术概述 193

7.4.2 4G网络的关键技术 195

7.5 第五代移动通信技术展望 196

本章小结 197

习题 198

第8章 物联网通信技术的综合

应用 200

8.1 M2M技术 200

8.1.1 M2M系统架构 202

8.1.2 M2M系统结构的特点 203

8.1.3 M2M技术组成 204

8.1.4 M2M应用实例 205

8.2 WSN技术 208

8.2.1 WSN核心功能 208

8.2.2 WSN的应用特点 210

8.2.3 WSN的应用 211

8.3 智能家居 213

8.3.1 家庭自动化 214

8.3.2 家庭网络 214

8.3.3 网络家电 215

8.3.4 信息家电 215

8.4 智慧城市 215

8.4.1 智慧城市概念 216

8.4.2 智慧城市设计的重点

应用 217

本章小结 221

习题 221

参考文献 225