物联网：现在与未来

前言

第1章 绪论1

1.1 经济危机催生科技信息革命1

1.2 政策战略引导4

1.2.1 戈尔：数字地球4

1.2.2 奥巴马：智慧地球6

1.2.3 温家宝：感知中国8

1.2.4 两会关注9

1.2.5 工业和信息化部四措施推物联网产业发展10

1.3 信息科技发展的必然趋势11

参考文献18

第2章 物联网概述20

2.1 物联网的定义20

2.2 物联网的基本框架22

2.3 物联网的相关机构24

2.4 物联网的应用领域25

2.5 物联网国内外发展状况37

2.5.1 物联网国外发展状况37

2.5.2 物联网国内发展状况39

参考文献41

第3章 物联网支撑技术43

3.1 RFID技术43

3.1.1 RFID简介44

3.1.2 RFID的特征45

3.1.3 RFID的工作原理46

3.1.4 RFID技术分类48

3.1.5 RFID技术标准49

3.1.6 RFID应用及发展趋势51

3.1.7 RFID面临的问题52

3.2 ZigBee技术53

3.2.1 什么是ZigBee54

3.2.2 ZigBee无线数据传输网络描述55

3.2.3 ZigBee采用的自组织网通信方式58

3.2.4 ZigBee的频带59

3.2.5 ZigBee性能分析60

3.2.6 ZigBee自身的技术优势61

3.2.7 ZigBee应用领域62

3.2.8 ZigBee技术的下一步发展64

3.3 常见的组网技术65

3.3.1 现场总线技术65

3.3.2 WiFi技术69

3.3.3 蓝牙技术72

3.3.4 GPS技术77

3.3.5 PLC技术80

3.4 MEMS技术86

3.4.1 MEMS技术简介87

3.4.2 MEMS技术发展历史88

3.4.3 微传感器研究现状与发展方向89

3.5 智能技术96

3.5.1 嵌入式智能平台技术97

3.5.2 智能空间技术99

参考文献103

第4章 协议与标准106

4.1 物联网的标准体系及存在问题106

4.1.1 物联网与RFID、传感器网络和泛在网的关系107

4.1.2 物联网的标准体系109

4.1.3 物联网标准制定中存在的问题111

4.2 IEEE802.1 5.4 标准114

4.2.1 IEEE802.1 5.4 概述115

4.2.2 网络拓扑结构116

4.2.3 MAC层帧结构117

4.3 ZigBee协议规范120

4.3.1 ZigBee协议栈体系结构120

4.3.2 ZigBee应用的基本概念122

4.3.3 ZigBee协议栈各层帧结构之间的关系126

4.3.4 ZigBee原语的概念126

参考文献128

第5章 物联网的科学问题129

5.1 网络科学理论129

5.1.1 网络科学理论的发展129

5.1.2 研究网络科学的工具和方法132

5.1.3 网络建模需顾及的6个特征133

5.2 Cyber模型134

5.2.1 复杂网络135

5.2.2 无尺度网络和BarabasiAlbert模型136

5.3 Physical模型139

5.3.1 物理学的发展139

5.3.2 表征复杂物理世界的方法140

5.4 CPS的科学问题143

5.4.1 CPS——物联网的技术内涵143

5.4.2 CPS发展的科学技术瓶颈144

5.4.3 未来的CPS-构建人、机、物三元世界147

5.4.4 人工心理与物联网148

参考文献150

第6章 物联网应用:从技术到产业151

6.1 物联网应用案例1——太湖流域水环境监测151

6.1.1 太湖流域水环境简介151

6.1.2 物联网在太湖流域水污染治理中的应用152

6.2 物联网应用案例2——安全防范自动化系统157

6.2.1 安全防范自动化157

6.2.2 门禁管理子系统解决方案159

6.2.3 上海浦东国际机场防入侵物联网系统162

6.3 物联网应用案例3——通信应用164

6.3.1 移动支付165

6.3.2 基于短信的网上购物移动支付解决方案166

6.3.3 世博“手机票”168

6.4 物联网应用案例4——智能交通系统170

6.4.1 不停车收费系统171

6.4.2 基于RFID的不停车收费系统解决方案171

6.5 物联网应用案例5——智能电网174

6.5.1 智能电网175

6.5.2 智能电网在线监测及故障定位系统解决方案177

6.5.3 中国国家电网公司“坚强智能电网”建设179

6.6 物联网应用案例6——智能家居183

6.6.1 智能家居183

6.6.2 智能家居系统解决方案184

参考文献190

第7章 未来与挑战192

7.1 掀起第三次信息产业化浪潮192

7.2 阶段式分步发展194

7.3 未来趋势和关键挑战195

7.4 结束语197

参考文献197

附录缩略语199 2100433B

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