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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