物联网概论9787302498117
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作者崔艳荣，周贤善主编
出版社清华大学出版社
ISBN9787302498117
出版时间2016-10
装帧平装
开本16开
定价49.8元
货号9305545
上书时间2024-12-14
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目录
第1章绪论
1.1物联网的概念
1.2物联网的三大特色
1.2.1智能感知
1.2.2互通互联
1.2.3智能处理
1.3物联网的发展概况
1.3.1物联网的起源
1.3.2物联网国外发展概况
1.3.3物联网国内发展概况
1.4物联网的核心技术
1.4.1无线射频识别技术
1.4.2无线传感器网络
1.4.3泛在网络
1.5互联网与物联网
1.5.1互联网的概念
1.5.2互联网与物联网的关系
1.5.3H2H与T2T的发展路线
1.5.4网络的泛化
小结
习题
第2章物联网的体系结构
2.1物联网的基本组成
2.2感知识别层
2.2.1感知识别层功能
2.2.2感知识别层关键技术
2.3网络传输层
2.3.1网络传输层功能
2.3.2网络传输层关键技术
2.4应用支撑层
2.4.1应用支撑层功能
2.4.2应用支撑层关键技术
2.5应用接口层
2.5.1应用接口层功能
2.5.2应用接口层关键技术
2.6物联网发展面临的挑战
2.6.1感知识别层面临的挑战
2.6.2网络传输层面临的挑战
2.6.3应用支撑层面临的挑战
2.6.4应用接口层面临的挑战
2.6.5其他挑战
2.7物联网应用前景展望
小结
习题
第3章感知识别层
3.1传感器技术
3.1.1传感器简介
3.1.2传感器的作用和分类
3.1.3传感器的特性参数
3.1.4智能传感器
3.2自动识别技术
3.2.1自动识别技术概述
3.2.2生物识别技术
3.2.3磁卡和IC卡识别技术
3.2.4光学字符技术
3.3RFID技术
3.3.1RFID技术的概念与特点
3.3.2RFID技术的原理和分类
3.3.3RFID关键技术
3.4条形码技术
3.4.1条形码概述
3.4.2条形码的识别原理
3.4.3条形码技术的优点
3.4.4条形码的结构
小结
习题
第4章网络传输层
4.1无线个人区域网
4.1.1ZigBee简介
4.1.2ZigBee协议体系
4.1.3ZigBee网络系统
4.1.4ZigBee技术的应用
4.1.5蓝牙技术
4.1.6超宽带技术
4.2无线局域网
4.2.1无线局域网的分类
4.2.2IEEE 802.11局域网的物理层
4.2.3IEEE 802.11局域网的CSMA/CA基本工作原理
4.2.4WiFi技术
4.3无线城域网
4.4无线传感器网络
4.4.1传感器网络体系结构
4.4.2传感器网络的特征
4.4.3传感器网络的应用
4.4.4传感器网络的研究进展
4.5无线移动通信网络
4.5.1无线移动通信简介
4.5.23G通信技术标准
小结
习题
第5章应用支撑层
5.1数据库系统
5.1.1数据库技术发展史
5.1.2数据管理和后键盘时代
5.1.3物联网中数据的特点
5.1.4物联网中主要数据管理问题
5.2海量信息存储技术
5.2.1存储系统的发展概况
5.2.2海量数字资源管理
5.2.3海量存储的技术措施
5.2.4物联网与云计算
5.2.5谷歌数据中心
5.3搜索引擎技术
5.3.1搜索引擎概述
5.3.2搜索引擎的系统架构
5.3.3搜索引擎面临的挑战
5.3.4搜索引擎应对方略
5.4大数据挖掘
5.4.1大数据产生背景
5.4.2大数据的关键问题
5.4.3大数据处理技术
5.4.4复杂数据智能分析技术
5.4.5数据质量基础理论与关键技术
5.4.6数据挖掘的进展及挑战
小结
习题
第6章应用接口层
6.1物联网的业务分类
6.2物联网业务系统构架
6.3行业运营平台
6.3.1业务平台的需求分析
6.3.2业务平台体系结构
小结
习题
第7章物联网综合应用
7.1物联网应用发展现状
7.1.1国外物联网应用发展现状
7.1.2我国物联网应用发展现状
7.2智能家居
7.2.1智能家居概述
7.2.2基于物联网的智能家居系统
7.3智慧农业
7.3.1智慧农业概述
7.3.2基于物联网的智能大棚系统
7.3.3基于RFID的棉花质量溯源系统
7.4智慧交通
7.4.1智慧交通概述
7.4.2基于物联网的ETC智能停车场管理系统
7.4.3采用物联网技术的数字化航道系统
7.5物联网在其他领域的应用
7.5.1智能电网
7.5.2智慧医疗
7.5.3智慧物流
7.5.4智慧环保
小结
习题
第8章物联网安全
8.1物联网安全概述
8.1.1物联网的安全技术分析
8.1.2物联网面临的安全隐患
8.1.3物联网安全的内容
8.1.4两类密码体制
8.2物联网安全之传感器网络安全问题
8.2.1无线传感器网络的安全需求
8.2.2无线传感器网络面临的安全挑战
8.2.3无线传感器网络可能受到的攻击和防御
8.2.4传感器网络安全框架协议SPINS
8.3物联网安全之RFID安全问题
8.3.1RFID系统的安全需求
8.3.2RFID面临的安全攻击
8.3.3RFID安全机制
8.3.4RFID安全服务
8.4物联网安全的3G技术安全问题
8.4.13G面临的安全威胁
8.4.23G的安全特性要求
8.4.33G的安全机制
8.4.43G认证与密钥协商
小结
习题
第9章物联网的标准化
9.1物联网标准的研究现状
9.1.1国际标准化组织
9.1.2国外物联网标准的发展
9.1.3国内物联网标准的现状
9.2物联网标准的主要分类
9.2.1物联网体系结构标准
9.2.2物联网标识标准
9.2.3物联网协同信息处理标准
9.2.4物联网应用标准
9.3物联网标准化所需要做的工作
9.4物联网标准的发展趋势
9.4.1物联网涉及标准组织众多
9.4.2物联网标准体系框架
9.4.3物联网基础类标准亟待统一
9.4.4物联网感知类标准亟须突破
9.4.5物联网网络传输类标准相对完善
9.4.6物联网服务支撑类标准尚待探索
9.4.7物联网业务应用类标准严重缺失
9.4.8物联网共性技术类标准亟须完善
9.4.9我国物联网标准工作取得较快发展
9.4.10国际标准竞争力和影响力有待提升
小结
习题
参考文献
内容摘要
物联网与传统网络的区别在于，前者扩大了传统网络的通信范围，不局限于人和人之间的通信，更能够进行人和物、物和物之间的通信。在物联网的具体实现中，人们如何完成对物的全面感知是急需解决的重要问题之一。本章将针对全面感知问题，对感知识别层及其相关技术展开阐述。
物联网的感知识别层相当于人类的脸面和五官，人通过视觉、听觉、嗅觉、触觉去感知外部世界，而感知识别层通过传感器、数码相机等感应设备采集外部物理世界信息，再通过RFID、条形码、蓝牙等短距离传输技术传递数据。感知识别层由数据采集子层、短距离通信技术和协同信息处理子层组成。数据采集子层通过各种类型的传感器获取物理世界中发生的物理事件和数据信息。物联网的数据主要通过传感器、RFID标签、多媒体信息采集、条形码和实时定位等技术进行采集。短距离通信技术和协同信息处理子层将采集到的数据在局部范围内进行协同处理，以提高信息的精度，降低信息冗余度，并通过具有自组织能力的短距离传感网接入广域承载网络。
感知层常见的关键技术包括检测技术和短距离无线通信技术，主要有传感器技术、RFID技术、条形码技术等。
3.1传感器技术
3.1.1传感器简介
传感器(Sensor／Transducer)技术是应用在自动检测和控制系统中，并对系统运行的各项指标和功能起到重要作用的一门技术。系统的自动化程度越高，对传感器的依赖性就越强。传感器技术所要解决的问题是如何准确可靠地获取控制系统中的各类信息，并结合通信技术和计算机技术完成对信息的传输和处理，最终对系统实现控制。传感器技术、通信技术和计算机技术是现代信息技术的三大基础学科，它们分别构成了自动检测控制系统的“感觉器官”“中枢神经”和“大脑”。
传感器技术是研究信息技术各门学科的基础。无论哪一门学科、哪一种技术、哪一个被控制对象，没有科学地对原始数据进行检测，无论是信息转换、信息处理，还是数据显示，乃至于最终对被控制对象的控制，都将是一句空话。同样地，传感器技术也是物联网的基础技术之一，它与信息科学息息相关，在信息科学领域里，传感器被认为是生物体“五官”的工程模拟物，是自动检测和自动转换技术的总称。
如何看待传感器在信息科学中的地位呢？我们可以用人的五官和皮肤做比喻，人通过感觉器官接收外界信号，将这些信号传送给大脑，大脑把这些信号分析处理后传递给肌体。如果用机器完成这一过程，计算机相当于人的大脑，执行机构相当于人的肌体，传感器相当于人的五官和皮肤。图31显示出了传感器与人类五官的对比关系。
图31智能机器与人的大脑对比
一般地，可以定义传感器是一种能把特定的被测信号按一定规律转换成某种“可用信号”输出的器件或装置，以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求。这里“可用信号”是指便于处理、传输的信号，一般为电信号，如电压、电流、电阻、电容、频率等。在我们每个人的生活里都在使用着各种各样的传感器，如电视机、音响、VCD、空调遥控器等所使用的红外线传感器，电冰箱、微波炉、空调机温控所使用的温度传感器，家庭使用的煤气灶、燃气热水器报警所使用的气体传感器，家用摄像机、数码照相机、上网聊天视频所使用的光电传感器； 汽车所使用的传感器就更多，如速度、压力、油量、角度线性位移传感器等。这些传感器的共同特点是利用各种物理、化学、生物效应等，实现对被测信号的测量。
我国国家标准(GB 7665—1987)对传感器(Sensor／Transducer)的定义是： “能够感受规定的被测量，并按照一定规律转换成可用输出信号的器件和装置。”
以上定义表明传感器有这样三层含义： ①传感器是测量装置，能完成检测任务； ②它的输入量是某一被测量，可能是物理量，也可能是化学量、生物量等； ③它的输出量是某种物理量，这种量要便于传输、转换、处理、显示等，这种量可以是气、光、电量，但主要是电量； ④输出和输入有对应关系，且应有一定的精确程度。
需要指出的是，国外在传感器和敏感元件的概念上也不完全统一，能完成信号感受和变换功能的器件名称较多。我国也曾出现过多种名称，如变换器、转换器、检测器、敏感元件、换能器等，这些不同的称谓是根据同一类型的器件在不同领域中的应用而得来的，它们的内涵相同或相似，所以近来已逐渐趋向统一，大都使用传感器这一名称了。
近年来，由于信息科学和半导体微电子技术的不断发展，使传感器与微处理器、微机有机地结合，传感器的概念又得到了进一步的扩充。如智能传感器，它是集信息检测和信息处理于一体的多功能传感器。与此同时，在半导体材料的基础上，运用微电子加工技术发展起各种门类的敏感元件，有固态敏感元件，如光敏元件、力敏元件、热敏元件、磁敏元件、压敏元件、气敏元件、物敏元件等。随着光通信技术的发展，近年来利用光纤的传输特性已研究开发出不少光纤传感器。
下面来看看传感器的组成结构。传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成，组成框图见图32。敏感元件是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。转换元件以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。上述电路参数接入转换电路，便可转换成电量输出。
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