物联网工程应用技术

近年来，物联网、移动互联网、大数据和云计算的迅猛发展，逐步改变了社会的生产方式，大大提高了生产效率和社会生产力。工业和信息化部发布的《信息通信行业发展规划物联网分册（2016—2020年）》总结了“十二五”规划中物联网发展所获得的成就，并分析了“十三五”期间面临的形势，明确了物联网的发展思路和目标，提出了物联网发展的6大任务，分别是强化产业生态布局、完善技术创新体系、推动物联网规模应用、构建完善标准体系、完善公共服务体系、提升安全保障能力；提出了4大关键技术、6大重点领域应用示范工程；指出要健全多层次、多类型的物联网人才培养和服务体系，支持高校、科研院所加强跨学科交叉整合，加强物联网学科建设，培养物联网复合型专业人才。该发展规划为物联网发展指出了一条鲜明的道路，同时也表明了我国在推动物联网应用方面的坚定决心，相信物联网的规模会越来越大。
本书详细介绍物联网工程应用技术，旨在大力推动物联网领域人才的培养。
本书基于智慧家居系统工程和智慧城市系统工程介绍物联网工程应用技术，主要内容包括物联网工程的应用设计、功能模块设计以及项目测试与总结。全书分为三篇：
第1篇是物联网工程应用基础，是入门篇，目的是引导读者初步了解物联网工程。本篇共1章（即第1章，物联网工程设计概述），主要包括物联网工程简介、物联网工程设计原则与设计阶段、物联网工程的开发平台、物联网系统的数据通信协议、云平台应用开发接口、物联网工程的常用调试工具。
第2篇是智慧家居系统工程，共3章：
第2章是智慧家居系统工程应用设计，共4个模块：智慧家居系统工程项目分析、项目开发计划、项目需求规格分析与设计，以及系统概要设计。
第3章是智慧家居系统工程功能模块设计，共4个模块：智慧家居门禁系统设计、智慧家居电器系统设计、智慧家居安防系统设计，以及智慧家居环境监测系统设计。
第4章是智慧家居系统工程测试与总结，共4个模块：系统集成与部署、系统综合测试、项目运行与维护，以及项目总结与汇报。
第3篇是智慧城市系统工程，共3章： 
第5章是智慧城市系统工程应用设计，共4个模块：智慧城市系统工程项目分析、项目开发计划、项目需求规格分析与设计，以及系统概要设计。
第6章是智慧城市系统工程功能模块设计，共4个模块：智慧城市工地系统设计、智慧城市抄表系统设计、智慧城市洪涝系统设计，以及智慧城市路灯系统设计。
第7章是智慧城市系统工程测试与总结，共4个模块：系统集成与部署、系统综合测试、项目运行与维护，以及项目总结与汇报。
本书通过具体的实例将理论知识和实践开发结合起来，读者可以边学习理论知识边进行实践开发，从而快速掌握物联网工程应用技术。本书既可作为高等学校相关专业的教材或教学参考书，也可供相关领域的工程技术人员参考。对于物联网工程开发和嵌入式系统工程开发的爱好者来说，本书也是一本贴近实际应用的技术读物。
本书由廖建尚负责总体内容的规划和定稿，廖建尚编写了第3章的3.2节、3.3节和3.4节，第4章，第5章，以及第6章的6.1节、6.2节和6.3节；苏咏梅编写了第1章、第2章和第3章的3.1节；桑世庆编写了第6章的6.4节和第7章。
本书在编写过程中，借鉴和参考了国内外专家、学者、技术人员的相关研究成果，我们尽可能按学术规范予以说明，但难免会有疏漏之处，在此谨向有关作者表示深深的敬意和谢意，如有疏漏，请及时通过出版社与作者联系。
感谢中智讯（武汉）科技有限公司在本书编写的过程中提供的帮助，特别感谢电子工业出版社在本书出版过程中给予的大力支持。
由于物联网工程应用技术涉及的知识面比较广泛，以及作者的水平和经验有限，疏漏之处在所难免，恳请广大专家和读者批评指正。

作  者  
2020年11月

本书基于智慧家居系统工程和智慧城市系统工程介绍物联网工程应用技术，主要内容包括物联网工程的应用设计、功能模块设计以及项目测试与总结。本书通过具体的实例将理论知识和实践开发结合起来，每个实例均给出了详细的开发代码，读者可以在开发代码的基础上快速地进行二次开发。

廖建尚，任职广东交通职业技术学院，教授，博士。研究方向:高光谱图像处理、物联网系统。主持省自然基金等省级以上项目6项；发表论文20多篇，其中SCI收录4篇，EI收录5篇，中文核心期刊5篇，公开出版教材著作11部，授权专利10余项，授权软件著作15项。

第1篇 物联网工程应用基础 
第1章 物联网工程设计概述 3 
1.1 物联网工程简介 3 
1.1.1 物联网的概念与特征 3 
1.1.2 物联网工程概念 3 
1.1.3 物联网架构 4 
1.1.4 物联网工程的内容 5 
1.1.5 物联网工程的组织 5 
1.2 物联网工程的设计原则与设计阶段 6 
1.2.1 物联网工程的设计原则 6 
1.2.2 物联网工程的设计阶段 7 
1.3 物联网工程的开发平台 8 
1.3.1 物联网工程中的常用硬件 8 
1.3.2 物联网工程开发平台的功能 8 
1.3.3 物联网工程开发平台中的传感器 8 
1.4 物联网系统的数据通信协议 9 
1.4.1 ZXBee数据通信协议 9 
1.4.2 ZXBee数据通信协议参数定义 11 
1.5 云平台应用开发接口 11 
1.6 物联网工程的常用调试工具 14 
1.6.1 xLabTools 14 
1.6.2 ZCloudTools 15 
第2篇 智慧家居系统工程 
第2章 智慧家居系统工程应用设计 19 
2.1 智慧家居系统工程项目分析 19 
2.1.1 智慧家居概述 19 
2.1.2 智慧家居的关键技术 20 
2.2 项目开发计划 23 
2.2.1 项目开发流程 23 
2.2.2 项目计划 24 
2.2.3 人力资源和技能需求 25 
2.3 项目需求规格分析与设计 25 
2.3.1 项目概述 25 
2.3.2 功能需求 26 
2.3.3 性能需求 26 
2.3.4 安全需求 26 
2.4 系统概要设计 27 
2.4.1 系统概述 27 
2.4.2 总体架构设计 27 
2.4.3 功能模块划分 29 
2.4.4 界面设计分析 29 
2.4.5 开发框架分析 31 
2.4.6 Web图表分析 33 
第3章 智慧家居系统工程功能模块设计 37 
3.1 智慧家居门禁系统设计 37 
3.1.1 系统分析 37 
3.1.2 系统设计 39 
3.1.3 系统界面实现 43 
3.1.4 系统功能实现 54 
3.1.5 系统部署与测试 65 
3.2 智慧家居电器系统设计 77 
3.2.1 系统分析 77 
3.2.2 系统设计 78 
3.2.3 系统界面实现 82 
3.2.4 系统功能实现 87 
3.2.5 系统部署与测试 93 
3.3 智慧家居安防系统设计 104 
3.3.1 系统分析 104 
3.3.2 系统设计 105 
3.3.3 系统界面实现 108 
3.3.4 系统软件功能实现 113 
3.3.5 系统部署与测试 118 
3.4 智慧家居环境监测系统设计 128 
3.4.1 系统分析 128 
3.4.2 系统设计 129 
3.4.3 系统界面实现 132 
3.4.4 系统功能实现 139 
3.4.5 系统部署与测试 143 
第4章 智慧家居系统工程测试与总结 151 
4.1 系统集成与部署 151 
4.1.1 硬件连线与设置 151 
4.1.2 硬件网络设置与部署 154 
4.1.3 智慧家居系统的软硬件部署 155 
4.2 系统综合测试 157 
4.2.1 系统综合组网测试 157 
4.2.2 系统综合功能测试 157 
4.3 项目运行与维护 170 
4.3.1 运行与维护的基本任务 170 
4.3.2 运行与维护的基本制度 170 
4.4 项目总结与汇报 171 
4.4.1 项目总结与汇报概述 171 
4.4.2 项目开发总结报告 172 
4.4.3 项目汇报 174 
第3篇 智慧城市系统工程 
第5章 智慧城市系统工程应用设计 179 
5.1 智慧城市系统工程项目分析 179 
5.1.1 智慧城市概述 179 
5.1.2 智慧城市的关键技术 180 
5.2 项目开发计划 181 
5.3 项目需求规格分析与设计 182 
5.3.1 项目概述 182 
5.3.2 功能需求 182 
5.4 系统概要设计 182 
5.4.1 系统概述 182 
5.4.2 总体架构设计 183 
5.4.3 功能模块划分 184 
第6章 智慧城市系统工程功能模块设计 185 
6.1 智慧城市工地系统设计 185 
6.1.1 系统分析 185 
6.1.2 系统设计 187 
6.1.3 系统界面实现 191 
6.1.4 系统功能实现 203 
6.1.5 系统部署与测试 208 
6.2 智慧城市抄表系统设计 218 
6.2.1 系统分析 218 
6.2.2 系统设计 220 
6.2.3 系统界面实现 223 
6.2.4 系统功能实现 232 
6.2.5 系统部署与测试 240 
6.3 智慧城市洪涝系统设计 248 
6.3.1 系统分析 248 
6.3.2 系统设计 249 
6.3.3 系统界面实现 252 
6.3.4 系统功能实现 261 
6.3.5 系统部署与测试 266 
6.4 智慧城市路灯系统设计 273 
6.4.1 系统分析 273 
6.4.2 系统设计 274 
6.4.3 系统界面实现 278 
6.4.4 系统功能实现 288 
6.4.5 系统部署与测试 295 
第7章 智慧城市系统工程测试与总结 305 
7.1 系统集成与部署 305 
7.1.1 硬件连线与设置 305 
7.1.2 硬件网络设置与部署 308 
7.1.3 智慧城市系统的软硬件部署 308 
7.2 系统综合测试 310 
7.2.1 系统综合组网测试 310 
7.2.2 系统综合功能测试 311 
7.3 项目运行与维护 323 
7.4 项目总结与汇报 323 
7.4.1 项目开发总结报告 323 
7.4.2 项目汇报 324 
参考文献 327

本书基于智慧家居系统工程和智慧城市系统工程介绍物联网工程应用技术，主要内容包括物联网工程的应用设计、功能模块设计以及项目测试与总结。本书通过具体的实例将理论知识和实践开发结合起来，每个实例均给出了详细的开发代码，读者可以在开发代码的基础上快速地进行二次开发。

廖建尚，任职广东交通职业技术学院，教授，博士。研究方向:高光谱图像处理、物联网系统。主持省自然基金等省级以上项目6项；发表论文20多篇，其中SCI收录4篇，EI收录5篇，中文核心期刊5篇，公开出版教材著作11部，授权专利10余项，授权软件著作15项。