本書面向新一代物聯(lián)網關鍵技術的創(chuàng)新發(fā)展與智能服務應用,將前沿理論與實踐案例緊密結合,并介紹了團隊在物聯(lián)網領域研究的新成果。
全書共9章,介紹了物聯(lián)網的基本知識、協(xié)議體系和發(fā)展現(xiàn)狀;討論了當前的主流物聯(lián)網平臺、接入方法以及終端協(xié)議創(chuàng)新發(fā)展情況;介紹了物聯(lián)網代表性應用場景和面臨的安 全問題以及解決方法;從數(shù)據(jù)特征、服務模型、體系結構等角度對物聯(lián)網的智能服務進行了闡述;討論了面向智能服務的物聯(lián)網協(xié)議設計方法;討論了物聯(lián)網發(fā)展存在的問題和未來的發(fā)展方向。
本書可作為高校研究生、政府工作人員、企業(yè)技術人員理解和學習物聯(lián)網技術及其應用的重要參考書。
前沿性:作者科研團隊長期從事物聯(lián)網架構創(chuàng)新、標識與協(xié)議體系設計、組網技術研究,以及與AI、邊緣計算等技術的交叉融合等研究,注重新理論新方法賦能物聯(lián)網技術創(chuàng)新。
系統(tǒng)性:本書重點關注物聯(lián)網傳輸技術和服務技術,系統(tǒng)介紹了物聯(lián)網數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議和智能服務能力,可使讀者對物聯(lián)網傳輸技術和服務技術有較為系統(tǒng)的認識。
任保全
軍事科學院系統(tǒng)工程研究院研究員,主要從事信息通信網絡架構設計與技術應用、物聯(lián)網協(xié)議與路由方法、網絡智能化技術等研究。
祝幸輝
西安電子科學大學準聘副教授,主要從事物聯(lián)網技術、網絡安 全、安 全計算等研究。
郭永安
南京郵電大學教授,主要從事智能通信網絡路由與協(xié)議設計、多模態(tài)智能信息處理方法、物聯(lián)網智能信息系統(tǒng)架構設計與技術應用等研究。
第 1章 物聯(lián)網概述 001
1.1 概念內涵 001
1.1.1 物聯(lián)網的組成 001
1.1.2 物聯(lián)網的特點 004
1.2 發(fā)展歷程與產業(yè)現(xiàn)狀 005
1.2.1 物聯(lián)網發(fā)展歷程 005
1.2.2 物聯(lián)網產業(yè)現(xiàn)狀 006
1.3 發(fā)展趨勢 008
1.3.1 物聯(lián)網技術發(fā)展面臨的挑戰(zhàn) 009
1.3.2 物聯(lián)網技術未來發(fā)展方向 011
1.3.3 未來物聯(lián)網特點 012
參考文獻 014
第 2章 物聯(lián)網協(xié)議體系 015
2.1 協(xié)議定義與分類 015
2.1.1 協(xié)議定義 015
2.1.2 協(xié)議分類 016
2.2 感知層協(xié)議 017
2.3 傳輸層協(xié)議 018
2.4 網絡層協(xié)議 029
2.5 數(shù)據(jù)層協(xié)議 031
2.6 應用層協(xié)議 032
參考文獻 034
第3章 物聯(lián)網接入技術 035
3.1 物聯(lián)網主流平臺 035
3.1.1 物聯(lián)網平臺的概念 035
3.1.2 物聯(lián)網平臺特點 036
3.1.3 當前主流云平臺 037
3.1.4 邊緣計算平臺 046
3.1.5 物聯(lián)網開源平臺 048
3.2 物聯(lián)網平臺接入方法 051
3.2.1 IPaaS體系結構 052
3.2.2 IPaaS接入流程 055
3.2.3 虛擬設備標準數(shù)據(jù)模型 058
3.3 異構協(xié)議解析技術與方法 062
3.3.1 異構協(xié)議解析概述 062
3.3.2 傳統(tǒng)解析方法 064
3.3.3 異構協(xié)議解析中的機器學習 065
3.3.4 異構協(xié)議解析中的深度學習 066
3.4 基于本體的物聯(lián)網數(shù)據(jù)接入方法 067
3.4.1 物聯(lián)網數(shù)據(jù)接入問題 067
3.4.2 數(shù)據(jù)接入結構設計 070
3.4.3 基于本體的資源描述模型 071
3.4.4 基于本體的數(shù)據(jù)接入流程設計 075
3.4.5 基于本體的物聯(lián)網資源服務化 078
3.5 未知通信協(xié)議和干擾信號檢測 079
3.5.1 未知工業(yè)協(xié)議檢測 080
3.5.2 干擾信號檢測 081
3.5.3 未知工業(yè)協(xié)議特征分析和報文預處理方法 083
3.5.4 已知工業(yè)協(xié)議報文和未知工業(yè)協(xié)議報文篩選方法 087
3.5.5 未知工業(yè)協(xié)議報文和存在干擾信號的報文識別方法 088
參考文獻 089
第4章 物聯(lián)網終端 091
4.1 物聯(lián)網終端類型 091
4.2 物聯(lián)網終端協(xié)議 093
4.3 邊緣智能技術與協(xié)議 094
4.3.1 邊緣智能技術與協(xié)議概述 094
4.3.2 邊緣智能與無人機技術 096
4.3.3 邊緣協(xié)同推理技術 097
4.4 機器學習與聯(lián)邦學習在邊緣智能中的應用 098
4.5 排隊論在邊緣智能技術中的應用 099
4.6 邊緣操作系統(tǒng) 100
參考文獻 101
第5章 物聯(lián)網協(xié)議安全 103
5.1 物聯(lián)網協(xié)議安全的需求 103
5.2 協(xié)議的機密性要求 105
5.2.1 數(shù)據(jù)隱私保護 105
5.2.2 身份認證和訪問控制 106
5.2.3 加密和解密機制 108
5.3 協(xié)議的完整性要求 110
5.3.1 數(shù)據(jù)完整性驗證 111
5.3.2 數(shù)字簽名 112
5.4 協(xié)議的可用性要求 114
5.4.1 分布式拒絕服務 115
5.4.2 容錯和恢復機制 117
5.4.3 時延和帶寬要求 119
5.5 協(xié)議安全設計方法 119
5.5.1 安全協(xié)議設計原則 120
5.5.2 安全性評估和測試 122
5.5.3 安全隔離 124
參考文獻 127
第6章 物聯(lián)網典型應用場景 129
6.1 工業(yè)物聯(lián)網 129
6.1.1 應用場景 129
6.1.2 發(fā)展需求 131
6.1.3 協(xié)議特征 132
6.2 農業(yè)物聯(lián)網 134
6.2.1 應用場景 134
6.2.2 發(fā)展需求 137
6.2.3 協(xié)議特征 139
6.3 能源物聯(lián)網 140
6.3.1 應用場景 140
6.3.2 發(fā)展需求 142
6.3.3 協(xié)議特征 143
6.4 交通物聯(lián)網 144
6.4.1 應用場景 144
6.4.2 發(fā)展需求 146
6.4.3 協(xié)議特征 147
6.5 醫(yī)療物聯(lián)網 149
6.5.1 應用場景 149
6.5.2 發(fā)展需求 152
6.5.3 協(xié)議特征 154
6.6 衛(wèi)星物聯(lián)網 155
6.6.1 應用場景 155
6.6.2 發(fā)展需求 157
6.6.3 協(xié)議特征 159
參考文獻 160
第7章 物聯(lián)網智能服務 163
7.1 物聯(lián)網數(shù)據(jù)特征與處理 163
7.1.1 數(shù)據(jù)特征 163
7.1.2 數(shù)據(jù)處理 164
7.2 物聯(lián)網智能服務模型與體系 166
7.2.1 傳統(tǒng)三層物聯(lián)網智能服務模型 166
7.2.2 標準四層物聯(lián)網智能服務模型 168
7.2.3 基于泛在傳感器網絡的五層智能服務模型 169
7.2.4 通用物聯(lián)網智能服務模型 171
7.2.5 云邊端協(xié)同AIoT智能服務模型 173
7.2.6 基于實體 數(shù)據(jù)的物聯(lián)網智能服務模型 175
7.3 物聯(lián)網智能服務編排與組合 176
7.3.1 智能服務編排 176
7.3.2 智能服務組合 178
7.4 物聯(lián)網智能服務安全 181
7.4.1 概述 181
7.4.2 物聯(lián)網智能服務結構總體設計 182
7.4.3 物聯(lián)網智能服務安全通信方法 184
參考文獻 186
第8章 面向智能服務的物聯(lián)網協(xié)議設計 188
8.1 物聯(lián)網協(xié)議智能能力 188
8.2 面向服務場景的協(xié)議功能 190
8.2.1 服務發(fā)現(xiàn)和描述機制 191
8.2.2 服務編排和組合機制 192
8.2.3 數(shù)據(jù)交互和共享機制 193
8.2.4 服務安全和隱私保護 194
8.2.5 服務質量保證 196
8.2.6 服務管理和治理機制 197
8.3 物聯(lián)網協(xié)議智能化評估 198
8.3.1 用戶行為分析 198
8.3.2 智能算法評估 199
8.3.3 仿真模擬實驗 200
8.3.4 大數(shù)據(jù)分析 202
8.3.5 智能仿真平臺構建 203
8.3.6 智能質量評估框架 205
第9章 展望 207
9.1 物聯(lián)網協(xié)議存在的問題 208
9.2 未來物聯(lián)網協(xié)議發(fā)展方向 209
9.2.1 標準化和互操作性 209
9.2.2 大數(shù)據(jù)處理和分析能力 210
9.2.3 邊緣計算和5G的結合 211
9.2.4 人工智能和機器學習的整合 212
9.2.5 安全性和隱私問題的解決 213
9.2.6 智慧城市和工業(yè)物聯(lián)網 214