物聯網技術及應用

目    錄

第1章  物聯網體系架構設計 1

1.1  物聯網概述 2

1.1.1  國外物聯網的發展現狀 2

1.1.2  國內物聯網的發展現狀 4

1.1.3  物聯網的應用 5

1.2  物聯網體系架構 8

1.2.1  物聯網的RFID體系結構 8

1.2.2  物聯網的EPC體系結構 9

1.2.3  物聯網的UID技術體系

結構 12

1.2.4  構建物聯網體系結構的

原則 14

1.2.5  實用的層次性物聯網體系

架構 15

1.3  物聯網體系架構詳解 15

1.3.1  感知層 15

1.3.2  網絡層 18

1.3.3  應用層 19

練習題 20

第2章  物聯網的戰略意義與現狀

分析 23

2.1  物聯網的戰略意義 24

2.1.1  物聯網應用實例與效益 27

2.1.2  物聯網的社會價值 32

2.1.3  國家安全 34

2.1.4  物聯網爭議問題 36

2.2  物聯網現狀分析 37

2.2.1  物聯網戰略規劃現狀 40

2.2.2  物聯網技術應用現狀及產業

發展的應對措施 42

2.3  物聯網的關鍵技術、難點問題及解決

方案與需要的新思維 44

練習題 48

第3章  傳感器與檢測的實現 49

3.1  傳感器的基礎知識 50

3.1.1  傳感器概述 50

3.1.2  傳感器的分類 52

3.1.3  傳感器的性能指標 56

3.1.4  傳感器的組成和結構 57

3.2  檢測技術基礎 58

3.2.1  檢測系統概述 58

3.2.2  檢測技術分類 59

3.2.3  檢測系統組成 62

3.3  典型傳感器的選擇 65

3.3.1  磁檢測傳感器 66

3.3.2  光照度傳感器 68

3.3.3  紅外對射傳感器 69

3.3.4  人體接近傳感器 70

3.3.5  溫濕度傳感器 71

3.3.6  紅外感應火焰傳感器 72

3.3.7  聲音傳感器 73

3.3.8  煙霧傳感器 74

3.3.9  結露傳感器 75

3.3.10  酒精檢測傳感器 76

3.4  物聯網中傳感器的應用案例 76

3.4.1  案例一：溫濕度傳感器的

應用 77

3.4.2  案例二：光敏傳感器的應用 78

練習題 80

第4章  射頻識別技術應用的開發 81

4.1  射頻識別技術基礎知識 82

4.1.1  RFID簡介 82

4.1.2  RFID技術分類 83

4.1.3  RFID技術標準 86

4.2  RFID系統的組成 90

4.2.1  RFID的工作原理及系統

組成 90

4.2.2  RFID系統中的標簽類別 91

4.3  幾種常見的RFID系統 92

4.3.1  電感耦合RFID系統 93

4.3.2  電磁反向散射耦合RFID

系統 93

4.4  RFID中間件技術 94

4.4.1  RFID中間件技術及功能

特點 94

4.4.2  RFID中間件的功能和作用 96

4.5  RFID典型模塊應用案例 98

4.5.1  高頻(HF)讀卡模塊 98

4.5.2  MIFARE 1卡通信測試實訓 101

練習題 102

第5章  物聯網通信技術應用的開發 105

5.1  藍牙技術應用與案例 106

5.1.1  藍牙技術的背景知識 106

5.1.2  藍牙網關 110

5.1.3  藍牙系統的結構及組成 111

5.1.4  案例一：藍牙模塊的應用

案例 115

5.1.5  案例二：基於藍牙的傳感器

網絡案例 116

5.2  GPRS技術應用開發 119

5.2.1  GPRS技術基礎知識 119

5.2.2  GPRS無線通信案例 123

5.3  ZigBee技術應用開發 124

5.3.1  ZigBee技術基礎知識 124

5.3.2  ZigBee協議棧 130

5.3.3  構建ZigBee的網絡系統 133

5.4  Wi-Fi技術 139

5.4.1  Wi-Fi技術基礎知識 139

5.4.2  Wi-Fi設備的應用 148

5.5  無線網的綜合案例 149

5.5.1  案例一：ZigBee無線組網

和點對點通信 149

5.5.2  案例二：3G無線通信的應用

案例 152

練習題 152

第6章  無線傳感器網絡技術應用

與案例 155

6.1  無線傳感器網絡基礎知識 156

6.1.1  無線傳感器網絡背景知識 156

6.1.2  無線傳感器網絡的特點 157

6.2  無線傳感器網絡體系結構及協議

系統結構 157

6.2.1  無線傳感器網絡體系結構 158

6.2.2  無線傳感器網絡的協議系統

結構 159

6.3  構建無線傳感器的協議 160

6.3.1  無線傳感器網MAC協議 161

6.3.2  無線傳感網路由協議 165

6.4  無線傳感器網絡感知節點技術的基本

概況 166

6.4.1  感知節點硬件技術 170

6.4.2  感知節點軟件技術 183

6.4.3  常用微處理器 194

6.4.4  操作系統 208

6.5  傳感網系統的設計與開發 213

6.5.1  無線傳感器網絡系統設計基本

要求 213

6.5.2  無線傳感器網絡的實現

方法 214

6.6  無線傳感器網絡的應用案例 217

6.6.1  案例一：基於Z-Stack協議棧的

無線傳感器網絡組網 217

6.6.2  案例二：基於Z-Stack的無線

數據(溫濕度)傳輸 218

6.6.3  家庭自動化系統設計實例 220

6.6.4  樓宇自控系統設計實例 225

6.6.5  無線抄表系統設計實例 228

6.6.6  建築能源管理系統應用設計

實例 230

練習題 236

第7章  基於物聯網的公交車收費

系統設計 237

7.1  系統需求 238

7.2  公交車收費流程 238

7.3  系統硬件 239

7.4  軟件設計 239

實踐題 243

第8章  基於物聯網的環境監測報警

系統設計 245

8.1  需求分析 246

8.2  系統硬件 246

8.3  系統整體設計 246

8.4  智能環境監測系統結構設計 247

案例題 248

第9章  基於物聯網的智能泊車系統

設計 249

9.1  智能泊車系統簡述 250

9.2  智能泊車系統的結構設計 250

9.3  智能泊車系統的模塊接口設計 253

9.4  智能泊車系統的界面設計 254

9.5  智能泊車系統的軟件設計 255

練習題 265

第10章  應用層及其應用 267

10.1  物聯網與雲計算技術 268

10.1.1  認識雲計算 268

10.1.2  雲計算基本架構 272

10.1.3  雲計算基礎架構融合 273

10.1.4  雲應用 274

10.2  物聯網與大數據 276

10.2.1  大數據的定義 277

10.2.2  大數據的相關技術 278

10.2.3  大數據的應用 281

10.3  物聯網對大數據的促進作用 283

10.3.1  認識物聯網M2M 284

10.3.2  M2M應用實例 287

10.3.3  構建大數據分析 288

10.3.4  物聯網的數據安全問題 294

練習題 297

習題答案 298

參考文獻 304