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第1章 物联网概述 1

1.1 物联网的起源、发展及相关概念 1

1.1.1 物联网的起源和发展 1

1.1.2 物联网的相关概念 3

1.1.3 普适计算 6

1.1.4 物联网的特征 7

1.2 物联网的体系架构 7

1.2.1 感知层 8

1.2.2 网络层 10

1.2.3 应用层 10

1.2.4 物联网的技术体系 11

1.3 物联网标准化 12

1.3.1 物联网标准制定的意义 12

1.3.2 物联网标准体系框架 13

1.3.3 国际物联网标准制定现状 14

1.3.4 我国物联网标准制定现状 18

本章实验 19

本章小结 21

本章习题 21

第2章 RFID技术 24

2.1 RFID技术基础知识 24

2.1.1 RFID的基本概念和特点 24

2.1.2 RFID的分类 25

2.1.3 RFID技术的发展 29

2.2 RFID系统组成 31

2.2.1 RFID系统组成 31

2.2.2 RFID系统中的软件组件 33

2.2.3 RFID中间件技术 35

2.3 RFID系统原理 38

2.3.1 电感耦合RFID系统 38

2.3.2 电磁反向散射耦合RFID系统 40

本章实验 42

本章小结 45

本章习题 46

第3章 传感器技术 48

3.1 传感器概述 48

3.1.1 传感器的概念 48

3.1.2 传感器的组成 49

3.1.3 传感器的分类 49

3.1.4 传感器的性能指标 50

3.2 常用传感器 52

3.2.1 温度传感器及热敏元件 52

3.2.2 光电传感器及光敏元件 55

3.2.3 气敏传感器及气敏元件 60

3.2.4 力敏传感器及力敏元件 61

3.2.5 磁敏传感器及磁敏元件 62

3.2.6 超声波传感器 64

3.3 传感器与微控制器接口 66

3.3.1 RS-232C标准串行接口 66

3.3.2 USB总线技术 68

3.3.3 SPI接口 70

3.3.4 I2C接口 71

3.3.5 GPIB标准接口 72

本章实验 75

本章小结 76

本章习题 76

第4章 无线传感器网络技术 78

4.1 无线传感器网络概述 78

4.1.1 无线传感器网络的基本概念 78

4.1.2 无线传感器网络的体系结构 79

4.2 无线传感器网络的特点 80

4.3 无线传感器网络的通信协议 81

4.3.1 无线传感器网络的协议栈 81

4.3.2 无线传感器网络的MAC协议 83

4.3.3 无线传感器网络的路由协议 85

4.4 无线传感器网络的关键支撑技术 89

4.4.1 拓扑控制技术 89

4.4.2 数据融合技术 93

4.4.3 定位技术 95

4.4.4 时间同步技术 97

4.4.5 安全技术 99

4.5 无线传感器网络的应用领域及挑战 104

4.5.1 无线传感器网络的应用领域 104

4.5.2 无线传感器网络面临的挑战 107

本章实验 108

本章小结 112

本章习题 112

第5章 物联网通信技术 115

5.1 短距离无线通信技术概述 115

5.1.1 短距离无线通信技术的概念 115

5.1.2 短距离无线通信技术的特点 116

5.2 蓝牙技术 116

5.2.1 蓝牙技术概述 116

5.2.2 蓝牙系统组成及工作原理 120

5.2.3 蓝牙的协议栈 122

5.2.4 蓝牙技术的应用 125

5.3 ZigBee技术 127

5.3.1 ZigBee技术概述 127

5.3.2 ZigBee协议栈 128

5.3.3 ZigBee网络结构及组网技术 129

5.3.4 ZigBee技术的应用 131

5.4 Wi-Fi技术 132

5.4.1 Wi-Fi的概念和特点 132

5.4.2 Wi-Fi网络结构及工作原理 134

5.4.3 Wi-Fi技术的应用 137

5.5 超宽带（UWB）技术 138

5.5.1 超宽带技术概述 138

5.5.2 超宽带无线通信系统的关键技术 140

5.5.3 超宽带技术的应用 143

5.6 移动通信技术 144

5.6.1 移动通信技术概述 144

5.6.2 第一代移动通信（1G）：模拟语音 145

5.6.3 第二代移动通信（2G）：数字语音 147

5.6.4 第三代移动通信技术（3G） 153

5.6.5 第四代移动通信技术（4G） 156

5.6.6 第五代移动通信技术（5G） 159

本章实验 167

本章小结 169

本章习题 169

第6章 物联网智能化技术 172

6.1 云计算 172

6.1.1 云计算的定义和特点 172

6.1.2 云计算的架构 173

6.1.3 云计算的分类 176

6.1.4 云应用 181

6.1.5 云计算的发展 183

6.2 大数据 184

6.2.1 大数据的概念 184

6.2.2 大数据的结构 186

6.2.3 大数据处理流程及关键技术 187

6.2.4 我国大数据发展现状 189

6.3 人工智能 190

6.3.1 人工智能概述 190

6.3.2 人工智能的应用 191

6.3.3 人工智能的发展 194

本章实验 195

本章小结 195

本章习题 195

第7章 物联网安全 199

7.1 物联网安全概述 199

7.1.1 物联网安全的研究现状 200

7.1.2 物联网的安全需求 201

7.1.3 物联网的安全体系架构 203

7.1.4 物联网安全的关键技术 204

7.1.5 物联网安全的研究重点 208

7.2 RFID安全技术 211

7.2.1 RFID系统的安全问题及安全需求 211

7.2.2 RFID系统的安全解决方案 213

7.3 无线传感器网络安全 218

7.3.1 无线传感器网络的安全目标 218

7.3.2 无线传感器网络面临的攻击及防御机制 219

7.4 物联网面临的安全问题及安全机制 223

7.4.1 感知层安全 223

7.4.2 网络层安全 224

7.4.3 处理层安全 225

7.4.4 应用层安全 226

本章实验 227

本章小结 227

本章习题 227

第8章 物联网应用 230

8.1 物联网技术在智能农业中的应用 230

8.1.1 智能农业概述 230

8.1.2 智能农业系统架构 233

8.1.3 智能农业应用案例 235

8.2 物联网技术在智能交通中的应用 238

8.2.1 智能交通概述 238

8.2.2 车联网概述 241

8.2.3 智能交通应用案例 242

8.3 物联网技术在智能物流中的应用 244

8.3.1 智能物流概述 244

8.3.2 智能物流仓储管理系统 245

8.3.3 智能物流应用案例 247

8.4 物联网技术在智能家居中的应用 250

8.4.1 智能家居概述 250

8.4.2 智能家居系统体系结构 251

8.4.3 智能家居系统应用案例 254

8.5 物联网技术在智能电网中的应用 255

8.5.1 智能电网概述 256

8.5.2 智能电网整体架构 260

8.5.3 智能电网应用案例 263

8.6 物联网技术在其他方面的应用 265

8.6.1 物联网技术在共享单车中的应用 265

8.6.2 物联网技术在智能医疗中的应用 266

8.6.3 物联网技术在抗震救灾中的应用 269

本章实验 270

本章小结 270

本章习题 270

第9章 农业物联网系统平台设计 273

9.1 背景与目的 273

9.2 系统设计 274

9.2.1 系统概述 274

9.2.2 系统总体架构 274

9.2.3 系统主要功能 276

9.2.4 指令集及数据格式设计 280

9.3 详细设计 280

9.3.1 Qt用户界面设计 280

9.3.2 Qt摄像头类 287

9.3.3 传感器数据采集程序 290

9.3.4 基础控制型设备控制程序 292

本章实验 296

本章小结 297

本章习题 297

参考文献 298