物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概論

目　錄

第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的背景1
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念1
1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的定義2
1.1.3 物聯(lián)網(wǎng)的主要特點(diǎn)3
1.1.4 物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)3
1.1.5 物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)5
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展6
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程6
1.2.2 全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和態(tài)勢(shì)7
1.2.3 我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀8
1.2.4 我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)10
小結(jié)11
習(xí)題11
第2章 物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)12
2.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)12
2.1.1 感知層12
2.1.2 網(wǎng)絡(luò)層13
2.1.3 應(yīng)用層13
2.2 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化14
2.2.1 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系14
2.2.2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系15
2.2.3 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定16
2.3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用19
2.3.1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)模型19
2.3.2 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域20
小結(jié)22
習(xí)題22
第3章 傳感技術(shù)概述23
3.1 傳感器技術(shù)23
3.1.1 傳感器的概念23
3.1.2 傳感器的組成24
3.1.3 傳感器的分類24
3.1.4 常用傳感器27
3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)29
3.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定義29
3.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)30
3.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)30
3.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征31
3.2.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧32
3.2.6 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)33
3.2.7 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用35
小結(jié)36
習(xí)題37
第4章 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)38
4.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)概述38
4.2 磁卡技術(shù)39
4.3 IC卡技術(shù)40
4.4 RFID技術(shù)概述40
4.4.1 RFID技術(shù)簡(jiǎn)介40
4.4.2 RFID的發(fā)展41
4.4.3 RFID技術(shù)原理及系統(tǒng)組成42
4.4.4 RFID應(yīng)用實(shí)例44
小結(jié)45
習(xí)題45
第5章 短距離無線通信技術(shù)46
5.1 短距離無線通信技術(shù)概述46
5.1.1 短距離無線通信技術(shù)的基本概念46
5.1.2 短距離無線通信技術(shù)的特點(diǎn)46
5.1.3 短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用47
5.2 Wi-Fi技術(shù)47
5.2.1 Wi-Fi的概念47
5.2.2 Wi-Fi的發(fā)展48
5.2.3 IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)48
5.2.4 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作原理48
5.3 ZigBee技術(shù)52
5.3.1 ZigBee技術(shù)概述52
5.3.2 ZigBee協(xié)議棧52
5.3.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)53
5.3.4 ZigBee技術(shù)的應(yīng)用53
5.4 藍(lán)牙技術(shù)55
5.4.1 藍(lán)牙的概念55
5.4.2 藍(lán)牙的發(fā)展歷程55
5.4.3 藍(lán)牙系統(tǒng)及原理56
5.5 超寬帶（UWB）技術(shù)57
5.5.1 UWB技術(shù)概述57
5.5.2 UWB無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)58
5.5.3 UWB技術(shù)的應(yīng)用59
小結(jié)60
習(xí)題60
第6章 物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)概述61
6.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)61
6.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述61
6.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)61
6.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類64
6.2 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、通信標(biāo)準(zhǔn)
和協(xié)議概述66
6.2.1 標(biāo)準(zhǔn)化組織66
6.2.2 開放系統(tǒng)和開放系統(tǒng)互連模型67
6.3 TCP/IP協(xié)議70
6.4 局域網(wǎng)概述73
6.4.1 局域網(wǎng)的定義73
6.4.2 以太網(wǎng)74
6.4.3 局域網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)例——校園網(wǎng)74
6.5 物聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系77
小結(jié)78
習(xí)題78
第7章 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)80
7.1 云計(jì)算概述80
7.1.1 云計(jì)算簡(jiǎn)介80
7.1.2 云計(jì)算技術(shù)分類81
7.1.3 云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)82
7.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)概述83
7.2.1 大數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介83
7.2.2 主要的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)85
7.2.3 大數(shù)據(jù)處理的基本流程86
7.2.4 數(shù)據(jù)中心86
7.3 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的發(fā)展89
7.3.1 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的發(fā)展歷程89
7.3.2 為云計(jì)算與大數(shù)據(jù)發(fā)展作出
貢獻(xiàn)的科學(xué)家91
7.3.3 中國(guó)云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀91
7.4 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)92
7.5 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)
發(fā)展的助推器93
小結(jié)95
習(xí)題95
第8章 物聯(lián)網(wǎng)的安全96
8.1 信息安全96
8.1.1 信息安全的內(nèi)涵96
8.1.2 信息安全體系結(jié)構(gòu)97
8.1.3 物聯(lián)網(wǎng)信息安全的分類97
8.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全98
8.2.1 WSN可能受到的攻擊分類98
8.2.2 WSN物理攻擊的防護(hù)方法99
8.2.3 WSN實(shí)現(xiàn)機(jī)密性的方法99
8.3 RFID的安全99
8.4 云計(jì)算面臨的安全挑戰(zhàn)100
8.4.1 云計(jì)算存在的安全威脅101
8.4.2 云計(jì)算安全的目標(biāo)和策略101
8.4.3 云計(jì)算的安全標(biāo)準(zhǔn)101
8.5 物聯(lián)網(wǎng)的安全體系103
8.5.1 感知層安全104
8.5.2 網(wǎng)絡(luò)層安全104
8.5.3 應(yīng)用/中間件層安全104
小結(jié)105
習(xí)題105
第9章 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用106
9.1 智能電網(wǎng)106
9.1.1 智能電網(wǎng)的定義106
9.1.2 智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)107
9.1.3 智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)108
9.2 智能交通108
9.2.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通
系統(tǒng)的研究109
9.2.2 目前智能交通系統(tǒng)建設(shè)中的
常見問題110
9.2.3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通
系統(tǒng)建設(shè)111
9.3 智能家居117
9.3.1 智能家居概述118
9.3.2 智能家居系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)118
小結(jié)119
習(xí)題119
第10章 車聯(lián)網(wǎng)建模與仿真研究120
10.1 網(wǎng)絡(luò)通信仿真軟件
OPNET Modeler120
10.1.1 OPNET Modeler軟件的特點(diǎn)120
10.1.2 OPNET Modeler軟件網(wǎng)絡(luò)
通信機(jī)制121
10.1.3 OPNET Modeler的IEEE
802.11標(biāo)準(zhǔn)122
10.2 車聯(lián)網(wǎng)的車輛移動(dòng)建模理論124
10.2.1 交通系統(tǒng)仿真124
10.2.2 車輛移動(dòng)建模的分類125
10.2.3 車輛移動(dòng)模型125
10.2.4 實(shí)際車輛移動(dòng)模型的設(shè)計(jì)127
10.2.5 車流模型129
10.2.6 構(gòu)建車輛移動(dòng)模型131
10.3 車聯(lián)網(wǎng)V2I單車道單向運(yùn)行
場(chǎng)景建模134
10.4 車聯(lián)網(wǎng)V2I雙車道雙向運(yùn)行
場(chǎng)景建模140
10.5 車聯(lián)網(wǎng)V2V運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景的建模144
10.6 車聯(lián)網(wǎng)V2I具有冗余系統(tǒng)的
場(chǎng)景建模149
小結(jié)157
習(xí)題157
參考文獻(xiàn)158
目　錄

第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的背景1
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念1
1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的定義2
1.1.3 物聯(lián)網(wǎng)的主要特點(diǎn)3
1.1.4 物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)3
1.1.5 物聯(lián)網(wǎng)與其他網(wǎng)絡(luò)5
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展6
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展歷程6
1.2.2 全球物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀和態(tài)勢(shì)7
1.2.3 我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)狀8
1.2.4 我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)10
小結(jié)11
習(xí)題11
第2章 物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)12
2.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本架構(gòu)12
2.1.1 感知層12
2.1.2 網(wǎng)絡(luò)層13
2.1.3 應(yīng)用層13
2.2 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化14
2.2.1 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化體系14
2.2.2 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)體系15
2.2.3 物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)制定16
2.3 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用19
2.3.1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)模型19
2.3.2 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域20
小結(jié)22
習(xí)題22
第3章 傳感技術(shù)概述23
3.1 傳感器技術(shù)23
3.1.1 傳感器的概念23
3.1.2 傳感器的組成24
3.1.3 傳感器的分類24
3.1.4 常用傳感器27
3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)29
3.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定義29
3.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)30
3.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)30
3.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征31
3.2.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧32
3.2.6 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)33
3.2.7 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用35
小結(jié)36
習(xí)題37
第4章 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)38
4.1 自動(dòng)識(shí)別技術(shù)概述38
4.2 磁卡技術(shù)39
4.3 IC卡技術(shù)40
4.4 RFID技術(shù)概述40
4.4.1 RFID技術(shù)簡(jiǎn)介40
4.4.2 RFID的發(fā)展41
4.4.3 RFID技術(shù)原理及系統(tǒng)組成42
4.4.4 RFID應(yīng)用實(shí)例44
小結(jié)45
習(xí)題45
第5章 短距離無線通信技術(shù)46
5.1 短距離無線通信技術(shù)概述46
5.1.1 短距離無線通信技術(shù)的基本概念46
5.1.2 短距離無線通信技術(shù)的特點(diǎn)46
5.1.3 短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用47
5.2 Wi-Fi技術(shù)47
5.2.1 Wi-Fi的概念47
5.2.2 Wi-Fi的發(fā)展48
5.2.3 IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)48
5.2.4 Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和工作原理48
5.3 ZigBee技術(shù)52
5.3.1 ZigBee技術(shù)概述52
5.3.2 ZigBee協(xié)議棧52
5.3.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)53
5.3.4 ZigBee技術(shù)的應(yīng)用53
5.4 藍(lán)牙技術(shù)55
5.4.1 藍(lán)牙的概念55
5.4.2 藍(lán)牙的發(fā)展歷程55
5.4.3 藍(lán)牙系統(tǒng)及原理56
5.5 超寬帶（UWB）技術(shù)57
5.5.1 UWB技術(shù)概述57
5.5.2 UWB無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)58
5.5.3 UWB技術(shù)的應(yīng)用59
小結(jié)60
習(xí)題60
第6章 物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)概述61
6.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)61
6.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述61
6.1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)61
6.1.3 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類64
6.2 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、通信標(biāo)準(zhǔn)
和協(xié)議概述66
6.2.1 標(biāo)準(zhǔn)化組織66
6.2.2 開放系統(tǒng)和開放系統(tǒng)互連模型67
6.3 TCP/IP協(xié)議70
6.4 局域網(wǎng)概述73
6.4.1 局域網(wǎng)的定義73
6.4.2 以太網(wǎng)74
6.4.3 局域網(wǎng)的應(yīng)用實(shí)例——校園網(wǎng)74
6.5 物聯(lián)網(wǎng)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系77
小結(jié)78
習(xí)題78
第7章 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)80
7.1 云計(jì)算概述80
7.1.1 云計(jì)算簡(jiǎn)介80
7.1.2 云計(jì)算技術(shù)分類81
7.1.3 云計(jì)算是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的基礎(chǔ)82
7.2 大數(shù)據(jù)技術(shù)概述83
7.2.1 大數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介83
7.2.2 主要的大數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)85
7.2.3 大數(shù)據(jù)處理的基本流程86
7.2.4 數(shù)據(jù)中心86
7.3 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的發(fā)展89
7.3.1 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的發(fā)展歷程89
7.3.2 為云計(jì)算與大數(shù)據(jù)發(fā)展作出
貢獻(xiàn)的科學(xué)家91
7.3.3 中國(guó)云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的發(fā)展現(xiàn)狀91
7.4 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)的相關(guān)技術(shù)92
7.5 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)是物聯(lián)網(wǎng)
發(fā)展的助推器93
小結(jié)95
習(xí)題95
第8章 物聯(lián)網(wǎng)的安全96
8.1 信息安全96
8.1.1 信息安全的內(nèi)涵96
8.1.2 信息安全體系結(jié)構(gòu)97
8.1.3 物聯(lián)網(wǎng)信息安全的分類97
8.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全98
8.2.1 WSN可能受到的攻擊分類98
8.2.2 WSN物理攻擊的防護(hù)方法99
8.2.3 WSN實(shí)現(xiàn)機(jī)密性的方法99
8.3 RFID的安全99
8.4 云計(jì)算面臨的安全挑戰(zhàn)100
8.4.1 云計(jì)算存在的安全威脅101
8.4.2 云計(jì)算安全的目標(biāo)和策略101
8.4.3 云計(jì)算的安全標(biāo)準(zhǔn)101
8.5 物聯(lián)網(wǎng)的安全體系103
8.5.1 感知層安全104
8.5.2 網(wǎng)絡(luò)層安全104
8.5.3 應(yīng)用/中間件層安全104
小結(jié)105
習(xí)題105
第9章 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用106
9.1 智能電網(wǎng)106
9.1.1 智能電網(wǎng)的定義106
9.1.2 智能電網(wǎng)相關(guān)技術(shù)107
9.1.3 智能電網(wǎng)信息管理系統(tǒng)108
9.2 智能交通108
9.2.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通
系統(tǒng)的研究109
9.2.2 目前智能交通系統(tǒng)建設(shè)中的
常見問題110
9.2.3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智能交通
系統(tǒng)建設(shè)111
9.3 智能家居117
9.3.1 智能家居概述118
9.3.2 智能家居系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)118
小結(jié)119
習(xí)題119
第10章 車聯(lián)網(wǎng)建模與仿真研究120
10.1 網(wǎng)絡(luò)通信仿真軟件
OPNET Modeler120
10.1.1 OPNET Modeler軟件的特點(diǎn)120
10.1.2 OPNET Modeler軟件網(wǎng)絡(luò)
通信機(jī)制121
10.1.3 OPNET Modeler的IEEE
802.11標(biāo)準(zhǔn)122
10.2 車聯(lián)網(wǎng)的車輛移動(dòng)建模理論124
10.2.1 交通系統(tǒng)仿真124
10.2.2 車輛移動(dòng)建模的分類125
10.2.3 車輛移動(dòng)模型125
10.2.4 實(shí)際車輛移動(dòng)模型的設(shè)計(jì)127
10.2.5 車流模型129
10.2.6 構(gòu)建車輛移動(dòng)模型131
10.3 車聯(lián)網(wǎng)V2I單車道單向運(yùn)行
場(chǎng)景建模134
10.4 車聯(lián)網(wǎng)V2I雙車道雙向運(yùn)行
場(chǎng)景建模140
10.5 車聯(lián)網(wǎng)V2V運(yùn)動(dòng)場(chǎng)景的建模144
10.6 車聯(lián)網(wǎng)V2I具有冗余系統(tǒng)的
場(chǎng)景建模149
小結(jié)157
習(xí)題157
參考文獻(xiàn)158