物联网系统架构设计与边缘计算（原书第2版）
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作者[美]佩里·利（PerryLea）著,中国移动设计院北京分院
出版社机械工业出版社
ISBN9787111684732
出版时间2021-07
装帧平装
开本16开
定价149元
货号31195994
上书时间2024-06-29
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目录
推荐序<br/>译者序<br/>前言<br/>关于作者<br/>关于审校者<br/>第1章 物联网和边缘计算的定义及用例 …… 1<br/>1.1 物联网的历史 …… 3<br/>1.2 物联网的潜力 …… 5<br/>1.3 物联网的定义 …… 7<br/>1.3.1 工业和制造业 …… 8<br/>1.3.2 消费者 …… 10<br/>1.3.3 零售、金融和营销 …… 10<br/>1.3.4 医疗保健 …… 11<br/>1.3.5 运输业和物流业 …… 11<br/>1.3.6 农业和环境 …… 12<br/>1.3.7 能源产业 …… 13<br/>1.3.8 智慧城市 …… 13<br/>1.3.9 军事和政府 …… 14<br/>1.4 使用案例和部署示意 …… 14<br/>1.4.1 案例研究——远程和缓医疗 …… 15<br/>1.4.2 用例回顾 …… 22<br/>1.5 小结 …… 23<br/>第2章 物联网架构和核心物联网模块 …… 24<br/>2.1 相连的生态系统 …… 24<br/>2.1.1 物联网、机器对机器与SCADA …… 26<br/>2.1.2 网络的价值、梅特卡夫定律和贝克斯特伦定律 …… 27<br/>2.1.3 物联网和边缘架构 …… 29<br/>2.1.4 架构师的作用 …… 30<br/>2.2 第一部分——传感和电源 …… 31<br/>2.3 第二部分——数据通信 …… 31<br/>2.4 第三部分——边缘计算 …… 32<br/>2.5 第四部分——计算、分析和机器学习 …… 33<br/>2.6 第五部分——物联网中的威胁与安全 …… 34<br/>2.7 小结 …… 34<br/>第3章 传感器、终端和电力系统 …… 35<br/>3.1 传感设备 …… 35<br/>3.1.1 热电偶和温度传感器 …… 35<br/>3.1.2 霍尔效应传感器和电流传感器 …… 38<br/>3.1.3 光电传感器 …… 38<br/>3.1.4 PIR传感器 …… 39<br/>3.1.5 激光雷达和主动传感系统 …… 40<br/>3.1.6 MEMS传感器 …… 41<br/>3.2 高性能物联网终端 …… 44<br/>3.2.1 视觉系统 …… 45<br/>3.2.2 传感器融合 …… 47<br/>3.2.3 输出设备 …… 47<br/>3.3 功能示例（整合在一起） …… 48<br/>3.3.1 功能示例——TI SensorTag CC2650 …… 48<br/>3.3.2 传感器到控制器 …… 49<br/>3.4 能源和电源管理 …… 51<br/>3.4.1 电源管理 …… 51<br/>3.4.2 能量收集 …… 52<br/>3.4.3 储能 …… 56<br/>3.5 小结 …… 60<br/>第4章 通信和信息论 …… 61<br/>4.1 通信理论 …… 62<br/>4.1.1 射频能量和理论范围 …… 62<br/>4.1.2 射频干扰 …… 65<br/>4.2 信息论 …… 66<br/>4.2.1 比特率限制和香农-哈特利定理 …… 66<br/>4.2.2 误码率 …… 70<br/>4.2.3 窄带通信与宽带通信 …… 71<br/>4.3 无线电频谱 …… 74<br/>4.4 小结 …… 77<br/>第5章 基于WPAN的非IP协议 …… 78<br/>5.1 802.15标准 …… 79<br/>5.2 蓝牙 …… 80<br/>5.2.1 蓝牙的历史 …… 80<br/>5.2.2 蓝牙5通信进程和拓扑 …… 81<br/>5.2.3 蓝牙5栈 …… 82<br/>5.2.4 BR/EDR操作 …… 87<br/>5.2.5 低功耗蓝牙技术角色 …… 89<br/>5.2.6 BLE运算 …… 90<br/>5.2.7 蓝牙配置文件 …… 91<br/>5.2.8 BR/EDR安全 …… 94<br/>5.2.9 信标 …… 95<br/>5.2.10 蓝牙5的范围和速度增强 …… 100<br/>5.2.11 蓝牙网状网 …… 101<br/>5.2.12 蓝牙5.1技术 …… 107<br/>5.3 IEEE 802.15.4 …… 115<br/>5.3.1 IEEE 802.15.4架构 …… 115<br/>5.3.2 IEEE 802.15.4 拓扑结构 …… 119<br/>5.3.3 IEEE 802.15.4 地址模式和数据包结构 …… 120<br/>5.3.4 IEEE 802.15.4 启动序列 …… 120<br/>5.3.5 IEEE 802.15.4 安全性 …… 121<br/>5.4 Zigbee …… 122<br/>5.4.1 Zigbee的历史 …… 122<br/>5.4.2 Zigbee概述 …… 122<br/>5.4.3 Zigbee PHY和MAC（与IEEE 802.15.4的区别） …… 124<br/>5.4.4 Zigbee 协议栈 …… 124<br/>5.4.5 Zigbee寻址和数据包结构 …… 125<br/>5.4.6 Zigbee网状路由 …… 126<br/>5.4.7 Zigbee安全性 …… 127<br/>5.5 Z-Wave …… 128<br/>5.5.1 Z-Wave概述 …… 129<br/>5.5.2 Z-Wave协议栈 …… 130<br/>5.5.3 Z-Wave寻址 …… 131<br/>5.5.4 Z-Wave拓扑和路由 …… 132<br/>5.6 小结 …… 133<br/>第6章 基于IP的WPAN和WLAN …… 134<br/>6.1 TCP/IP …… 134<br/>6.2 具有IP的WPAN—— 6LoWPAN …… 136<br/>6.3 IEEE 802.11协议和WLAN …… 136<br/>6.3.1 IEEE 802.11 协议集及比较 …… 137<br/>6.3.2 IEEE 802.11架构 …… 138<br/>6.3.3 IEEE 802.11频谱分配 …… 140<br/>6.3.4 IEEE 802.11调制和编码技术 …… 141<br/>6.3.5 IEEE 802.11 MIMO …… 145<br/>6.3.6 IEEE 802.11数据包结构 …… 147<br/>6.3.7 IEEE 802.11操作 …… 149<br/>6.3.8 IEEE 802.11安全性 …… 150<br/>6.3.9 IEEE 802.11ac …… 151<br/>6.3.10 IEEE 802.11p车联网 …… 152<br/>6.3.11 IEEE 802.11ah …… 155<br/>6.3.12 6LoWPAN拓扑 …… 158<br/>6.3.13 6LoWPAN协议栈 …… 160<br/>6.3.14 网状网寻址和路由 …… 161<br/>6.3.15 报头压缩和分段 …… 163<br/>6.3.16 邻居发现 …… 165<br/>6.3.17 6LoWPAN安全性 …… 166<br/>6.4 具有IP的WPAN——Thread …… 166<br/>6.4.1 Thread架构及拓扑 …… 167<br/>6.4.2 Thread协议栈 …… 168<br/>6.4.3 Thread路由 …… 168<br/>6.4.4 Thread寻址 …… 169<br/>6.4.5 邻居发现 …… 169<br/>6.5 小结 …… 170<br/>第7章 远程通信系统和协议 …… 171<br/>7.1 蜂窝连接 …… 171<br/>7.1.1 管理模式和标准 …… 172<br/>7.1.2 蜂窝接入技术 …… 174<br/>7.1.3 3GPP用户设备类别 …… 175<br/>7.1.4 4G LTE频谱分配和频段 …… 176<br/>7.1.5 4G LTE拓扑和架构 …… 181<br/>7.1.6 4G LTE E-UTRAN协议栈 …… 185<br/>7.1.7 4G LTE地理区域、数据流和切换过程 …… 186<br/>7.1.8 4G LTE数据包结构 …… 188<br/>7.1.9 Cat-0、Cat-1、Cat-M1和NB-IoT …… 189<br/>7.1.10 Multefire、CBRS和蜂窝网络频谱共享 …… 194<br/>7.1.11 5G …… 196<br/>7.2 LoRa和LoRaWAN …… 210<br/>7.2.1 LoRa物理层 …… 210<br/>7.2.2 LoRaWAN MAC层 …… 212<br/>7.2.3 LoRaWAN拓扑结构 …… 213<br/>7.2.4 LoRaWAN总结 …… 214<br/>7.3 Sigfox …… 215<br/>7.3.1 Sigfox物理层 …… 215<br/>7.3.2 Sigfox MAC层 …… 217<br/>7.3.3 Sigfox协议栈 …… 217<br/>7.3.4 Sigfox拓扑结构 …… 218<br/>7.4 小结 …… 219<br/>第8章 边缘计算 …… 221<br/>8.1 边缘的用途和定义 …… 221<br/>8.2 边缘用例 …… 223<br/>8.3 边缘硬件架构 …… 225<br/>8.3.1 处理器 …… 226<br/>8.3.2 动态随机存取内存和易失性内存 …… 234<br/>8.3.3 存储和非易失性内存 …… 235<br/>8.3.4 低速I/O …… 240<br/>8.3.5 高速I/O …… 241<br/>8.3.6 硬件辅助和协同处理 …… 242<br/>8.3.7 引导和安全模块 …… 243<br/>8.3.8 边缘计算硬件示例 …… 243<br/>8.3.9 防护等级 …… 244<br/>8.4 操作系统 …… 245<br/>8.4.1 操作系统选择要点 …… 246<br/>8.4.2 典型引导过程 …… 246<br/>8.4.3 操作系统调优 …… 247<br/>8.5 边缘平台 …… 248<br/>8.5.1 虚拟化 …… 248<br/>8.5.2 容器 …… 249<br/>8.6 边缘计算用例 …… 254<br/>8.6.1 环境计算 …… 254<br/>8.6.2 合成传感 …… 255<br/>8.7 小结 …… 256<br/>第9章 边缘路由和网络 …… 257<br/>9.1 边缘的TCP/IP网络功能 …… 257<br/>9.1.1 路由功能 …… 257<br/>9.1.2 PAN到WAN的桥接 …… 261<br/>9.1.3 故障切换和带外管理 …… 264<br/>9.2 边缘级的网络安全 …… 265<br/>9.2.1 VLAN …… 266<br/>9.2.2 VPN …… 267<br/>9.2.3 流量整形和QoS …… 268<br/>9.2.4 安全功能 …… 270<br/>9.2.5 指标和分析 …… 271<br/>9.3 软件定义网络 …… 271<br/>9.3.1 SDN架构 …… 272<br/>9.3.2 传统的网络连接 …… 273<br/>9.3.3 SDN的好处 …… 274<br/>9.4 小结 …… 275<br/>第10章 边缘–云协议 …… 276<br/>10.1 协议 …… 276<br/>10.2 MQTT …… 278<br/>10.2.1 MQTT发布–订阅 …… 279<br/>10.2.2 MQTT架构细节 …… 282<br/>10.2.3 MQTT状态转换 …… 284<br/>10.2.4 MQTT数据包结构 …… 285<br/>10.2.5 MQTT数据类型 …… 287<br/>10.2.6 MQTT通信格式 …… 288<br/>10.2.7 MQTT 3.1.1工作示例 …… 291<br/>10.3 MQTT-SN …… 293<br/>10.3.1 MQTT-SN架构和拓扑结构 …… 294<br/>10.3.2 透明网关和聚合网关 …… 294<br/>10.3.3 网关广播和发现 …… 295<br/>10.3.4 MQTT和MQTT-SN的区别 …… 295<br/>10.3.5 选择MQTT代理 …… 296<br/>10.4 约束应用协议 …… 297<br/>10.4.1 CoAP架构细节 …… 297<br/>10.4.2 CoAP消息格式 …… 300<br/>10.4.3 CoAP使用示例 …… 303<br/>10.5 其他协议 …… 305<br/>10.5.1 STOMP …… 305<br/>10.5.2 AMQP …… 305<br/>10.6 协议总结与比较 …… 308<br/>10.7 小结 …… 308<br/>第11章 云和雾拓扑 …… 309<br/>11.1 云服务模型 …… 309<br/>11.1.1 NaaS …… 310<br/>11.1.2 SaaS …… 311<br/>11.1.3 PaaS …… 311<br/>11.1.4 IaaS …… 311<br/>11.2 公有云、私有云和混合云 …… 311<br/>11.2.1 私有云 …… 312<br/>11.2.2 公有云 …… 312<br/>11.2.3 混合云 …… 312<br/>11.3 OpenStack云架构 …… 313<br/>11.3.1 Keystone：身份和服务管理 …… 313<br/>11.3.2 Glance：镜像服务 …… 313<br/>11.3.3 Nova计算 …… 315<br/>11.3.4 Swift：对象存储 …… 317<br/>11.3.5 Neutron：网络服务 …… 317<br/>11.3.6 Cinder：块存储 …… 317<br/>11.3.7 Horizon …… 317<br/>11.3.8 Heat：编排（选读） …… 318<br/>11.3.9 Ceilometer：计量监控（选读） …… 318<br/>11.4 物联网云架构的限制 …… 318<br/>11.5 雾计算 …… 321<br/>11.5.1 用于雾计算的Hadoop原理 …… 321<br/>11.5.2 雾、边缘、云和薄雾计算比较 …… 322<br/>11.5.3 OpenFog参考架构 …… 323<br/>11.5.4 EdgeX …… 327<br/>11.5.5 Amazon Greengrass和Lambda …… 329<br/>11.5.6 雾拓扑 …… 331<br/>11.6 小结 …… 334<br/>第12章 云和边缘中的数据分析与机器学习 …… 335<br/>12.1 物联网基础数据分析 …… 335<br/>12.1.1 顶层云管道 …… 337<br/>12.1.2 则引擎 …… 339<br/>12.1.3 数据获取—流、处理和数据湖 …… 341<br/>12.1.4 复杂事件处理 …… 344<br/>12.1.5 Lambda架构 …… 345<br/>12.1.6 行业用例 …… 345<br/>12.2 物联网中的机器学习 …… 347<br/>12.2.1 人工智能和机器学习里程碑简史 …… 347<br/>12.2.2 机器学习模型 …… 349<br/>12.2.3 分类 …… 350<br/>12.2.4 回归 …… 352<br/>12.2.5 随机森林 …… 353<br/>12.2.6 贝叶斯模型 …… 355<br/>12.2.7 卷积神经网络 …… 357<br/>12.2.8 循环神经网络 …… 365<br/>12.2.9 物联网的训练与推理 …… 370<br/>12.3 物联网数据分析和机器学习比较与评估 …… 371<br/>12.4 小结 …… 372<br/>第13章 物联网与边缘网络安全 …… 373<br/>13.1 网络安全术语 …… 373<br/>13.1.1 攻击和威胁术语 …… 373<br/>13.1.2 防范术语 …… 375<br/>13.2 物联网网络攻击分析 …… 377<br/>13.2.1 Mirai …… 377<br/>13.2.2 震网病毒 …… 379<br/>13.2.3 连锁反应 …… 379<br/>13.3 物理及硬件安全 …… 381<br/>13.3.1 RoT …… 381<br/>13.3.2 密钥管理和可信平台模块 …… 382<br/>13.3.3 处理器和内存空间 …… 382<br/>13.3.4 存储安全 …… 383<br/>13.3.5 物理安全 …… 384<br/>13.4 shell安全性 …… 385<br/>13.5 密码使用 …… 385<br/>13.5.1 对称加密 …… 387&
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