《物聯(lián)網(wǎng)概論 第2版》以物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)流動為主線，介紹了物聯(lián)網(wǎng)的基本概念和體系結構，包括從物品信息編碼到自動識別、從傳感器到傳感器網(wǎng)絡、從局部網(wǎng)絡到互聯(lián)網(wǎng)、從終端設備到數(shù)據(jù)中心、從嵌入式系統(tǒng)到服務器集群、從數(shù)據(jù)融合到云計算，以及從設計思想到物聯(lián)網(wǎng)標準，以廣度為主，闡述了組建物聯(lián)網(wǎng)的各種集成技術和所涉及的概念。
《物聯(lián)網(wǎng)概論 第2版》提供教學視頻、教學大綱、教學建議、習題參考答案、3套試卷（附評分標準）和PPT課件。
本書可作為一般高等院校各專業(yè)物聯(lián)網(wǎng)課程的入門教材，重點面向物聯(lián)網(wǎng)工程、計算機、通信工程及電子信息專業(yè)的本科生和相關專業(yè)技術人員，也可作為其他專業(yè)了解物聯(lián)網(wǎng)整體概況和具體技術實現(xiàn)的參考書。
適讀人群：物聯(lián)網(wǎng)工程、計算機、通信工程及電子信息專業(yè)的本科生和相關專業(yè)技術人員
從各種物聯(lián)網(wǎng)應用的特點出發(fā)，選取不同的知識點，每章都有自己獨特的知識點和針對該知識點的實例。
專門章節(jié)介紹物聯(lián)網(wǎng)在各行業(yè)的應用，列出物聯(lián)網(wǎng)各層次的主要技術標準。
提供教學視頻、教學大綱、教學建議、習題參考答案、3套試卷（附評分標準）和PPT課件。
物聯(lián)網(wǎng)主要源自RFID、WSN和M2M這3種應用場合，近幾年，物聯(lián)網(wǎng)的各種關鍵技術處于升級換代的階段，新技術和熱點技術也層出不窮，如感知層的納米傳感器、ZigBee 3.0和Thread無線傳感器網(wǎng)絡；傳輸層的超密集網(wǎng)絡、綠色通信技術等；處理層的大數(shù)據(jù)分析和可視化呈現(xiàn)等；應用層的自動駕駛、“互聯(lián)網(wǎng)+”等。
從體系結構來看，各種物聯(lián)網(wǎng)應用的解決方案大同小異，但具體實施的技術又完全不同。本書從各種物聯(lián)網(wǎng)應用的特點出發(fā)，選取不同的知識點，每章都有自己獨特的知識點和針對該知識點的實例。
第1章“物聯(lián)網(wǎng)體系結構”，重點介紹了物聯(lián)網(wǎng)與其他通信網(wǎng)絡的關系和物聯(lián)網(wǎng)的體系結構。每種通信網(wǎng)絡都有其自己的體系結構，最著名是計算機網(wǎng)絡的ISO的OSI七層模型，該模型雖被淘汰，但其遺留下來的術語卻一直在被使用，并且是通信網(wǎng)絡新建體系結構的比較模型。其次是目前互聯(lián)網(wǎng)使用的TCP/IP協(xié)議模型，但它沒有一個標準的官方模型。本書采用的是ITU-T給出的物聯(lián)網(wǎng)4層體系結構，不過考慮到各種技術所用的基礎知識和習慣用法。本書沒有完全采用該模型的層次名稱，也沒有按照嚴格的層次結構來安排章節(jié)順序。感知層包括第2、3、4、6、7和12章，傳輸層包括第5、8、9章，處理層包括第10章，應用層包括第13章。第1章和第14章包含了所有層次，是對物聯(lián)網(wǎng)的概括和總結。
第2章“物品信息編碼”，單純介紹了物品的分類編碼，包括條碼和EPC，而把編碼的載體放在了第3章自動識別技術中。本章的重點是EPC及基于EPC的網(wǎng)絡信息系統(tǒng)的構成。離開了載體的物品信息編碼對初學者來說可能會感覺有些抽象，本章最后的業(yè)務流程和開發(fā)實例可以解決這些問題。
第3章“自動識別技術”的重點是RFID。物流系統(tǒng)中的物品信息編碼和RFID是物聯(lián)網(wǎng)的一個重要起源。RFID的電子標簽和閱讀器已經(jīng)在生活中隨處可見，隨著一些軟件開發(fā)工具的發(fā)展，其他一些自動識別技術也能被初學者開發(fā)展示出來，例如，利用MATLAB仿真工具就可以實現(xiàn)聲紋識別和語音識別。
第4章“嵌入式系統(tǒng)”，可以說是目前物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)開發(fā)有別于其他應用系統(tǒng)開發(fā)的標志性產(chǎn)物。盡管在智能手機等領域，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和通用計算機系統(tǒng)的開發(fā)幾乎沒有差別，但在資源受限環(huán)境下的開發(fā)還是有很大區(qū)別的。
第5章“通信技術”，介紹了信號傳輸?shù)脑碇R，是理解各種通信網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸和物聯(lián)網(wǎng)器件、設備選型的基礎。與物聯(lián)網(wǎng)其他關鍵技術不同，雖然通信技術是所有通信網(wǎng)絡的基礎，但在物聯(lián)網(wǎng)的建設中通常都采用集成技術，除了特定場合，如微弱信號處理等，很少直接涉及通信技術本身。不過，短距離無線通信技術、ICT技術的發(fā)展等都離不開通信技術的支持。
第6章“傳感器”和第7章“傳感器網(wǎng)絡”，介紹了物聯(lián)網(wǎng)的另一個起源，這次感知的不是物品信息而是環(huán)境信息。值得注意的是，傳感器網(wǎng)絡也從以前的環(huán)境檢測延伸到家用設備感控，從低功耗、低速延伸到常規(guī)功耗、高速的應用場合，如低功耗的IEEE 802.11ah和高速IEEE 802.11ad。傳感器網(wǎng)絡的IP化也是一個趨勢，ZigBee 3.0、6LoWPAN和Thread都提供了基于IP的協(xié)議棧。
第8章“互聯(lián)網(wǎng)”和第9章“物聯(lián)網(wǎng)的接入和承載”，介紹了物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層技術。對于傳輸層，在某些場合下，把傳輸層分為接入層和承載層兩個層次可能更好，這種劃分方式符合網(wǎng)絡運營商對通信網(wǎng)絡的劃分——把整個通信網(wǎng)分為接入網(wǎng)和核心網(wǎng)兩部分。隨著物聯(lián)網(wǎng)和承載網(wǎng)絡的IP化，感知層的局部網(wǎng)絡和傳輸層的承載網(wǎng)絡能夠直接無縫連接，傳感網(wǎng)、接入網(wǎng)和核心網(wǎng)的組網(wǎng)技術之間的界限將會變得越來越模糊。
第10章“物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理”，介紹了從數(shù)據(jù)存儲、組織、挖掘到呈現(xiàn)的各個方面。處理層是典型的中間件層，本章主要介紹了開發(fā)物聯(lián)網(wǎng)應用系統(tǒng)時常用的一些基礎知識和技術。
第11章“物聯(lián)網(wǎng)的安全與管理”，是物聯(lián)網(wǎng)各個層次和組成部分都會遇到的公共問題。物聯(lián)網(wǎng)的分散特性比較強，難以像電信網(wǎng)一樣采用集中式管理者—代理模型。物聯(lián)網(wǎng)不但涉及虛擬世界的信息安全，還涉及真實世界的眾多傳感設備甚至控制設備，其安全問題遠比其他通信網(wǎng)絡復雜。
第12章“定位技術”，是感知層的內容。之所以安排在本書后面進行講述有兩個原因，一是定位技術涉及很多網(wǎng)絡方面的知識，二是基于定位技術的位置服務屬于應用層的內容。
第13章“物聯(lián)網(wǎng)應用”，介紹了應用層典型的應用實例。在選取各種應用解決方案時，避免知識點的重復，重點介紹目前關注的熱點問題。
第14章“物聯(lián)網(wǎng)標準及發(fā)展”，是對物聯(lián)網(wǎng)各種技術的綜合和歸納，所選取的標準實例都沒有在前面的章節(jié)中詳述過，但也都是具有普遍性或極具特性的技術，是對物聯(lián)網(wǎng)視野的擴展。
本書提供教學視頻、教學大綱、教學建議、習題參考答案、3套試卷（附評分標準）和PPT課件，讀者可通過封底的二維碼下載后瀏覽。習題答案不是書中知識點的羅列，很多答案實際上是對書中內容的擴充，但同時也考慮了學生做題時的知識基礎。PPT課件包含了很多書中限于篇幅而未描述的技術細節(jié)和圖片，可根據(jù)授課情況進行適當裁剪。
本書由韓毅剛、馮飛、楊仁宇、張?zhí)扃⑷蝸嗭w、章帆編寫，全書由韓毅剛統(tǒng)稿。感謝南開大學電光學院的趙風海副教授、北京
前言
教學建議
第1章 物聯(lián)網(wǎng)體系結構1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景1
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的概念2
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義2
1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)與各種網(wǎng)絡之間的關系4
1.3 物聯(lián)網(wǎng)的體系結構7
1.3.1 物聯(lián)網(wǎng)三層模型8
1.3.2 ITU-T參考模型8
1.3.3 物聯(lián)網(wǎng)的域模型9
1.4 物聯(lián)網(wǎng)各層功能及其相關技術9
1.4.1 感知層10
1.4.2 傳輸層11
1.4.3 處理層13
1.4.4 應用層14
1.5 物聯(lián)網(wǎng)的關鍵技術15
1.5.1 自動識別技術17
1.5.2 傳感技術17
1.5.3 網(wǎng)絡技術18
1.5.4 數(shù)據(jù)處理技術19
1.6 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢和組網(wǎng)結構20
習題21
第2章 物品信息編碼22
2.1 物品的分類與編碼22
2.1.1 物品分類22
2.1.2 物品代碼23
2.1.3 物品編碼的載體23
2.2 條碼編碼體系24
2.2.1 EAN.UCC編碼體系24
2.2.2 全球數(shù)據(jù)同步網(wǎng)絡25
2.3 產(chǎn)品電子代碼EPC26
2.3.1 EPC的產(chǎn)生與發(fā)展27
2.3.2 EPC編碼結構27
2.3.3 EPC編碼轉換28
2.3.4 EPC系統(tǒng)的組成29
2.4 EPC業(yè)務辦理與EPCIS系統(tǒng)
開發(fā)30
2.4.1 業(yè)務辦理流程30
2.4.2 EPCIS系統(tǒng)的開發(fā)實例32
習題33
第3章 自動識別技術34
3.1 自動識別技術概述34
3.1.1 自動識別技術的分類34
3.1.2 自動識別系統(tǒng)的構成35
3.2 條碼識別36
3.2.1 條碼的構成和種類36
3.2.2 條碼閱讀器37
3.3 二維碼識別38
3.3.1 二維碼的特點和分類38
3.3.2 二維碼的符號結構39
3.3.3 二維碼的編碼過程40
3.4 RFID40
3.4.1 RFID的分類41
3.4.2 RFID系統(tǒng)的構成42
3.4.3 電子標簽的結構44
3.4.4 讀寫器的結構45
3.4.5 RFID系統(tǒng)的能量傳輸47
3.4.6 RFID系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸48
3.4.7 RFID系統(tǒng)的防碰撞機制50
3.5 NFC50
3.5.1 NFC的技術特點51
3.5.2 NFC系統(tǒng)工作原理51
3.6 其他自動識別技術53
3.6.1 卡識別53
3.6.2 語音識別54
3.6.3 光學字符識別57
3.6.4 生物識別58
3.7 自動識別應用系統(tǒng)的開發(fā)60
3.7.1 二維碼識別系統(tǒng)的開發(fā)60
3.7.2 RFID應用系統(tǒng)的開發(fā)61
3.7.3 聲紋識別系統(tǒng)的開發(fā)63
習題64
第4章 嵌入式系統(tǒng)65
4.1 嵌入式系統(tǒng)的概念和發(fā)展65
4.1.1 嵌入式系統(tǒng)的定義65
4.1.2 嵌入式系統(tǒng)的特點65
4.1.3 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展階段66
4.1.4 物聯(lián)網(wǎng)中的嵌入式系統(tǒng)66
4.1.5 嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展趨勢68
4.2 嵌入式系統(tǒng)的結構68
4.2.1 硬件層68
4.2.2 硬件抽象層73
4.2.3 系統(tǒng)軟件層74
4.2.4 應用軟件層74
4.3 嵌入式處理器的分類75
4.3.1 嵌入式微控制器75
4.3.2 嵌入式數(shù)字信號處理器75
4.3.3 嵌入式微處理單元MPU75
4.3.4 片上系統(tǒng)SoC76
4.4 嵌入式操作系統(tǒng)77
4.4.1 μC/OS-Ⅱ77
4.4.2 TRON78
4.4.3 嵌入式Linux78
4.4.4 iOS78
4.4.5 Android79
4.5 嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)80
4.5.1 單片機平臺上的嵌入式系統(tǒng)
應用開發(fā)80
4.5.2 智能終端上的嵌入式系統(tǒng)
應用開發(fā)82
習題84
第5章 通信技術85
5.1 信號處理85
5.1.1 信號處理的概念85
5.1.2 數(shù)字信號處理86
5.1.3 數(shù)字信號處理應用實例88
5.2 信號傳輸89
5.2.1 通信方式90
5.2.2 信源編碼90
5.2.3 信道編碼91
5.2.4 信號編碼92
5.2.5 信號調制93
5.2.6 多路復用93
5.3 無線通信94
5.3.1 無線傳輸系統(tǒng)94
5.3.2 無線通信的頻段與傳播方式95
5.3.3 無線傳輸?shù)奶卣?6
5.4 光通信97
5.4.1 光纖通信97
5.4.2 無線激光通信100
5.4.3 可見光通信102
5.5 新型通信技術103
5.5.1 量子通信103
5.5.2 深空通信105
5.5.3 綠色通信106
習題107
第6章 傳感器109
6.1 傳感器的基本概念109
6.1.1 傳感器的定義109
6.1.2 傳感器的構成109
6.1.3 傳感器的特性110
6.2 傳感器的種類112
6.2.1 阻抗型傳感器112
6.2.2 電壓型傳感器114
6.2.3 磁敏型傳感器115
6.3 傳感器的應用116
6.3.1 光纖傳感器116
6.3.2 濕敏傳感器117
6.3.3 氣體傳感器117
6.3.4 生物傳感器118
6.4 新型傳感器119
6.4.1 多功能傳感器119
6.4.2 MEMS傳感器120
6.4.3 納米傳感器121
6.4.4 智能傳感器121
習題123
第7章 傳感器網(wǎng)絡124
7.1 有線傳感器網(wǎng)絡124
7.1.1 現(xiàn)場總線124
7.1.2 CAN總線124
7.1.3 M-Bus總線125
7.2 無線傳感器網(wǎng)絡概述126
7.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡的組成126
7.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡的體系結構127
7.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡面臨的挑戰(zhàn)和
發(fā)展趨勢128
7.3 無線傳感器網(wǎng)絡的通信協(xié)議129
7.3.1 MAC協(xié)議129
7.3.2 路由協(xié)議132
7.3.3 傳輸協(xié)議135
7.4 無線傳感器網(wǎng)絡的組網(wǎng)技術135
7.4.1 ZigBee136
7.4.2 Z-WAVE139
7.4.3 EnOcean141
7.4.4 Thread143
7.5 無線傳感器網(wǎng)絡的核心支撐
技術146
7.5.1 拓撲控制146
7.5.2 時間同步147
7.5.3 數(shù)據(jù)融合148
7.6 無線傳感器網(wǎng)絡的應用開發(fā)150
7.6.1 無線傳感器網(wǎng)絡的硬件開發(fā)150
7.6.2 無線傳感器網(wǎng)絡操作系統(tǒng)的移植151
7.6.3 無線傳感器網(wǎng)絡的軟件開發(fā)152
習題153
第8章 互聯(lián)網(wǎng)154
8.1 互聯(lián)網(wǎng)體系結構154
8.1.1 TCP/IP協(xié)議模
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