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第1章 概述 1

1.1物联网系统的特点 1

1.2物联网体系结构 2

1.2.1物联网三维体系结构 2

1.2.2三类功能部件的关系 4

1.3物联网业务分类及系统架构 5

1.3.1业务分类 5

1.3.2系统架构 6

1.4物联网相关标准 9

1.4.1物联网相关的国际标准组织 10

1.4.2中国标准 11

1.4.3 NB-IoT标准 12

1.4.4 LTE-V标准 13

1.5物联网应用领域 13

1.6物联网产业分析 15

1.7中国物联网产业链发展趋势 17

1.8物联网应用实例 17

1.8.1智能家居概述 17

1.8.2智能家居产业发展阶段 18

1.8.3智能家居的组成 18

1.9物联网系统设计和开发过程 22

1.10小结 24

第2章 物联网系统需求分析 25

2.1需求分析概述 25

2.1.1需求分析的特点 25

2.1.2需求分析的重要性 25

2.1.3需求是创新的源泉 26

2.1.4需求分析的任务 27

2.2需求分析的过程 27

2.2.1获取用户需求 27

2.2.2分析用户需求 28

2.2.3编写需求文档 28

2.2.4需求分析评审 29

2.3需求分析内容 29

2.3.1市场需求分析 29

2.3.2技术需求分析 30

2.3.3安全需求分析 31

2.4需求分析方法 31

2.4.1原型化方法 31

2.4.2面向过程的结构化方法 32

2.4.3面向对象方法 32

2.4.4用例建模 33

2.5需求分析过程中需要注意的问题 34

2.6需求规格说明书 35

2.6.1高质量需求叙述的特性 35

2.6.2高质量需求说明书的特征 36

2.7需求分析实例 36

2.7.1智能家居系统结构 36

2.7.2业务需求 38

2.7.3用户需求 38

2.7.4功能需求 45

2.7.5非功能需求 46

2.8小结 47

第3章 物联网系统概要设计 48

3.1概要设计概述 48

3.1.1基本概念 48

3.1.2设计任务 49

3.1.3设计原则 49

3.1.4图形工具 51

3.1.5设计方法 52

3.2接口设计 55

3.3数据库设计 56

3.3.1设计原则 56

3.3.2设计方法 57

3.3.3设计步骤 57

3.3.4数据库设计组成 58

3.4概要设计与详细设计的衔接 59

3.5物联网系统总体设计 59

3.5.1概述 59

3.5.2系统架构 61

3.5.3设计基本要求 62

3.5.4设计实现方案 63

3.5.5子层结构图 63

3.5.6相关硬件知识 65

3.6基于实例的概要设计 69

3.6.1系统功能模块设计 69

3.6.2软件模块结构设计 72

3.6.3数据库设计 76

3.7小结 78

第4章 物联网系统详细设计 79

4.1详细设计概述 79

4.1.1设计任务 79

4.1.2表示工具 79

4.1.3设计方法 88

4.2面向对象设计 89

4.2.1概述 89

4.2.2 UML 90

4.2.3对象模型 95

4.2.4动态模型 97

4.2.5功能模型 98

4.2.6设计原则 98

4.2.7对象设计 99

4.2.8设计模式 100

4.3用户界面设计 109

4.3.1概述 109

4.3.2工作流程 110

4.3.3用户界面设计规范 111

4.4基于实例的详细设计 113

4.4.1数据结构设计 113

4.4.2用户功能详细设计 116

4.5小结 122

第5章 物联网系统网络层设计 123

5.1物联网通信网络 123

5.1.1内部网络 123

5.1.2外部网络 131

5.2网络层的拓扑结构 136

5.2.1拓扑结构类型 137

5.2.2拓扑结构的控制 138

5.3基于网关的网络层设计 140

5.3.1网络层分层设计 140

5.3.2网关的设计 142

5.3.3网络层的寻址和路由 143

5.4基于IPv6的网络层设计 144

5.4.1网络互连方式 145

5.4.2引入6LoWPAN的原因 146

5.4.3 6LoWPAN协议栈 146

5.4.4 LoWPAN适配层协议 148

5.5基于实例的网络层设计 156

5.5.1智能网关 156

5.5.2基于6LoWPAN组网 162

5.6小结 170

第6章 物联网系统设备选型 171

6.1设备选型概述 171

6.2传感器的选择 172

6.2.1传感器的组成 172

6.2.2传感器的分类 172

6.2.3传感器的选型原则 173

6.3射频标签的选择 175

6.3.1工作原理和通信频率 175

6.3.2标签供电方式 176

6.3.3标签材质及封装 177

6.3.4阅读器的技术参数 177

6.3.5阅读器安装使用方式 178

6.4中间件的选择 178

6.4.1中间件选择原则 178

6.4.2 RFID中间件 180

6.5无线传感器网络的选择 181

6.5.1 PHY/MAC层标准 181

6.5.2其他无线个域网标准 183

6.5.3路由及高层标准 185

6.6小结 187

第7章 物联网系统集成 188

7.1物联网产业链结构 188

7.2系统集成 190

7.2.1系统集成技术的演变历程 191

7.2.2系统集成的特点 192

7.2.3系统集成的分类 192

7.3系统集成方案选型 193

7.3.1数据集成方案 193

7.3.2业务流集成方案 195

7.3.3 Web Service集成方案 196

7.4小结 197

第8章 物联网系统测试 198

8.1系统测试概述 198

8.2软件测试 199

8.2.1软件测试分类 199

8.2.2软件测试过程 201

8.2.3软件测试的原则 202

8.2.4静态测试和动态测试 203

8.2.5测试用例设计 205

8.3硬件测试和软件测试的区别 208

8.4系统集成测试 209

8.4.1集成测试概述 209

8.4.2集成测试实例 210

8.5无线传感器网络测试 211

8.5.1无线传感器网络故障类型 211

8.5.2无线传感器网络故障诊断的特点 213

8.5.3无线传感器网络故障检测与诊断方式 213

8.6小结 216

附录A家庭智能照明系统需求分析报告 217

附录B家庭智能照明系统概要设计报告 227

附录C家庭智能照明系统详细设计报告 236

附录D家庭智能照明系统测试报告 254

附录E家庭智能照明系统课程设计总结报告 259

参考文献 282