物聯(lián)網(wǎng)基礎與應用

第1章物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展1
1.1.1智慧地球1
1.1.2國際物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2
1.1.3我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展3
1.2物聯(lián)網(wǎng)原理4
1.2.1物聯(lián)網(wǎng)的定義5
1.2.2物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關系5
1.2.3物聯(lián)網(wǎng)與蜂窩網(wǎng)絡的關系7
1.2.4物聯(lián)網(wǎng)與WiFi的關系8
1.3物聯(lián)網(wǎng)技術特征9
1.3.1物聯(lián)網(wǎng)技術體系9
1.3.2物理網(wǎng)技術挑戰(zhàn)11
1.4物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及應用前景12
1.4.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈12
1.4.2物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點14
1.4.3物聯(lián)網(wǎng)應用領域16
1.5物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展16
1.5.1“互聯(lián)網(wǎng) ”與物聯(lián)網(wǎng)16
1.5.2邊緣計算與霧計算17
1.5.3人工智能與第三次智能工業(yè)革命18
1.5.4物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)18
本章習題19
第2章物聯(lián)網(wǎng)感知層21
2.1感知層的基本概念21
2.1.1感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的作用21
2.1.2感知節(jié)點的特點23
2.2RFID與自動識別技術的發(fā)展24
2.2.1自動識別技術的發(fā)展24
2.2.2條碼、磁卡與IC卡26
2.2.3RFID標簽29
2.2.4RFID應用系統(tǒng)的結構與組成34
2.2.5RFID標簽編碼標準36
2.3傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡37
2.3.1傳感器的基本概念37
2.3.2智能傳感器的發(fā)展42
2.3.3無線傳感器的發(fā)展44
2.3.4無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展45
2.4位置信息感知技術47
2.4.1位置信息與位置信息感知的基本概念47
2.4.2GPS與定位技術49
2.5智能信息感知設備與嵌入式技術52
2.5.1智能信息感知設備的發(fā)展52
2.5.2RFID應用系統(tǒng)與智能感知設備的設計方法55
2.5.3無線傳感器網(wǎng)絡與智能感知節(jié)點的設計方法57
本章習題60

第3章物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層技術62
3.1網(wǎng)絡層概述62
3.1.1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的基本功能62
3.1.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的特點63
3.2移動互聯(lián)網(wǎng)65
3.2.1從計算機網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)65
3.2.2計算機網(wǎng)絡的基本概念66
3.2.3互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展67
3.2.4IP網(wǎng)絡：從IPv4到IPv668
3.2.5接入技術與物聯(lián)網(wǎng)70
3.3蜂窩移動通信72
3.3.1移動通信技術的發(fā)展歷程72
3.3.2移動通信系統(tǒng)的結構與原理74
3.3.3蜂窩移動通信的基本原理75
3.3.44G技術與應用77
3.3.55G及其后5G技術及應用78
3.4空間信息網(wǎng)絡78
3.4.1衛(wèi)星通信系統(tǒng)78
3.4.2近地通信系統(tǒng)80
3.4.3軌通異構通信系統(tǒng)82
3.4.4空間信息物聯(lián)網(wǎng)83
本章習題85
第4章物聯(lián)網(wǎng)應用層技術87
4.1應用層原理87
4.1.1物聯(lián)網(wǎng)應用層的特點87
4.1.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點88
4.1.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的關鍵技術90
4.2海量數(shù)據(jù)存儲與云計算技術92
4.2.1物聯(lián)網(wǎng)對海量數(shù)據(jù)存儲的需求92
4.2.2互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的基本概念93
4.2.3云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應用95
4.3大數(shù)據(jù)挖掘技術97
4.3.1數(shù)據(jù)、信息與知識98
4.3.2數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)99
4.3.3物聯(lián)網(wǎng)與智能決策、智能控制102
4.4機器學習技術105
4.4.1機器學習的背景105
4.4.2機器學習的主要方法107
4.4.3機器學習應用舉例111
4.5霧計算與物聯(lián)網(wǎng)113
4.5.1霧計算原理與發(fā)展歷史113
4.5.2霧計算特征114
4.5.3霧計算架構116
本章習題120
第5章物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術123
5.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個重要關系問題123
5.1.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全與現(xiàn)實社會的關系123
5.1.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全與互聯(lián)網(wǎng)信息安全的關系124
5.1.3物聯(lián)網(wǎng)信息安全與密碼學的關系125
5.1.4物聯(lián)網(wǎng)安全與國家信息安全戰(zhàn)略的關系126
5.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術127
5.2.1信息安全需求127
5.2.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術內(nèi)容及分類128
5.2.3物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡防攻擊技術129
5.2.4物聯(lián)網(wǎng)安全防護技術131
5.2.5密碼學及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用139
5.2.6網(wǎng)絡安全協(xié)議142
5.3蜂窩網(wǎng)絡安全與隱私保護145
5.3.1蜂窩網(wǎng)絡面臨的攻擊146
5.3.2GSM系統(tǒng)的信息安全與隱私保護146
5.3.33G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護149
5.3.4B3G與4G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護151
5.3.55G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護153
5.4RFID安全與隱私保護155
5.4.1RFID安全機制介紹155
5.4.2RFID安全性問題157
5.4.3RFID安全解決方案159
5.4.4RFID隱私保護162
本章習題165
第6章物聯(lián)網(wǎng)應用168
6.1物聯(lián)網(wǎng)應用概述168
6.2智能交通169
6.2.1智能交通的基本概念170
6.2.2物聯(lián)網(wǎng)技術與智能交通170
6.2.3車聯(lián)網(wǎng)技術的研究171
6.2.4物聯(lián)網(wǎng)技術在民航領域的應用173
6.3智慧醫(yī)療175
6.3.1智慧醫(yī)療的基本概念175
6.3.2智慧醫(yī)療環(huán)境中的醫(yī)院信息系統(tǒng)176
6.3.3物聯(lián)網(wǎng)技術在健康監(jiān)控中的應用177
6.4智慧農(nóng)業(yè)179
6.4.1智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景179
6.4.2物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧農(nóng)業(yè)中的應用180
6.4.3物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)產(chǎn)品質量安全溯源中的應用181
6.5智能家居182
6.5.1智能家居與物聯(lián)網(wǎng)技術182
6.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術在智能家居中的應用183
6.6智能物流185
6.6.1智能物流與物聯(lián)網(wǎng)186
6.6.2RFID技術在智能物流中的應用186
6.6.3物聯(lián)網(wǎng)技術與未來商店188
6.6.4智能物流系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構189
6.7物聯(lián)網(wǎng)軍事應用189
6.7.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代戰(zhàn)爭190
6.7.2物聯(lián)網(wǎng)在陸地戰(zhàn)場的應用191
6.7.3物聯(lián)網(wǎng)在空中戰(zhàn)場的應用193
6.7.4物聯(lián)網(wǎng)在太空的應用194
6.7.5物聯(lián)網(wǎng)在水下和水面的應用196
6.7.6物聯(lián)網(wǎng)在地下的應用197
本章習題198
第7章5G與物聯(lián)網(wǎng)200
7.15G概述200
7.1.15G愿景與需求200
7.1.25G典型應用場景202
7.1.35G網(wǎng)絡架構特征203
7.1.45G關鍵技術205
7.25G物聯(lián)網(wǎng)應用206
7.2.1智慧城市與物聯(lián)網(wǎng)206
7.2.2智慧海洋與物聯(lián)網(wǎng)207
7.2.3智慧交通與物聯(lián)網(wǎng)208
7.2.4智能制造與物聯(lián)網(wǎng)209
7.2.5智能家居與物聯(lián)網(wǎng)210
7.35G多址接入技術211
7.3.1多址接入技術概述211
7.3.2非正交多址接入212
7.3.3多用戶共享接入213
7.3.4圖樣分割多址接入214
7.3.5稀疏碼分多址接入215
7.45G物聯(lián)網(wǎng)切片技術216
7.4.1網(wǎng)絡切片的概念與特征216
7.4.2軟件定義網(wǎng)絡與網(wǎng)絡功能虛擬化217
7.4.35G物聯(lián)網(wǎng)切片編排方法220
7.55G節(jié)能關鍵技術221
7.5.15G網(wǎng)絡架構與節(jié)能221
7.5.25G網(wǎng)絡規(guī)劃與節(jié)能223
7.5.35G資源管理節(jié)能技術225
7.5.45G物理層節(jié)能技術227
本章習題229
第8章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)231
8.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述231
8.1.1歷史背景231
8.1.2發(fā)展現(xiàn)狀232
8.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義233
8.2.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質234
8.2.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特征235
8.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構236
8.3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡體系238
8.3.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)體系238
8.3.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全體系240
8.3.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺標準體系241
8.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與CPS245
8.4.1信息物理系統(tǒng)概述245
8.4.2信息物理系統(tǒng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關系247
8.4.3信息物理系統(tǒng)的關鍵技術248
8.4.4信息物理系統(tǒng)的應用場景250
8.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來展望253
8.5.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的標準化253
8.5.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn)254
本章習題256
第9章移動車聯(lián)網(wǎng)258
9.1車聯(lián)網(wǎng)原理258
9.1.1車聯(lián)網(wǎng)特點259
9.1.2車聯(lián)網(wǎng)通信類型260
9.1.3國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進程262
9.2車聯(lián)網(wǎng)架構262
9.3車聯(lián)網(wǎng)標準263
9.3.1IEEE 802.11p標準263
9.3.2IEEE 1609標準264
9.3.3LTEV2X265
9.4車聯(lián)網(wǎng)關鍵技術266
9.4.1智能感知技術266
9.4.2異構無線網(wǎng)絡融合技術267
9.4.3智能化信息處理技術269
9.4.4通信協(xié)議270
9.4.5安全性技術274
9.5車聯(lián)網(wǎng)應用275
9.5.1緊急救援系統(tǒng)275
9.5.2協(xié)助駕駛276
9.5.3智能交通管理276
9.5.4車載社交網(wǎng)絡277
本章習題278
參考文獻279



第1章物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展1
1.1.1智慧地球1
1.1.2國際物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2
1.1.3我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展3
1.2物聯(lián)網(wǎng)原理4
1.2.1物聯(lián)網(wǎng)的定義5
1.2.2物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關系5
1.2.3物聯(lián)網(wǎng)與蜂窩網(wǎng)絡的關系7
1.2.4物聯(lián)網(wǎng)與WiFi的關系8
1.3物聯(lián)網(wǎng)技術特征9
1.3.1物聯(lián)網(wǎng)技術體系9
1.3.2物理網(wǎng)技術挑戰(zhàn)11
1.4物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及應用前景12
1.4.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈12
1.4.2物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點14
1.4.3物聯(lián)網(wǎng)應用領域16
1.5物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展16
1.5.1“互聯(lián)網(wǎng) ”與物聯(lián)網(wǎng)16
1.5.2邊緣計算與霧計算17
1.5.3人工智能與第三次智能工業(yè)革命18
1.5.4物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)18
本章習題19
第2章物聯(lián)網(wǎng)感知層21
2.1感知層的基本概念21
2.1.1感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的作用21
2.1.2感知節(jié)點的特點23
2.2RFID與自動識別技術的發(fā)展24
2.2.1自動識別技術的發(fā)展24
2.2.2條碼、磁卡與IC卡26
2.2.3RFID標簽29
2.2.4RFID應用系統(tǒng)的結構與組成34
2.2.5RFID標簽編碼標準36
2.3傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡37
2.3.1傳感器的基本概念37
2.3.2智能傳感器的發(fā)展42
2.3.3無線傳感器的發(fā)展44
2.3.4無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展45
2.4位置信息感知技術47
2.4.1位置信息與位置信息感知的基本概念47
2.4.2GPS與定位技術49
2.5智能信息感知設備與嵌入式技術52
2.5.1智能信息感知設備的發(fā)展52
2.5.2RFID應用系統(tǒng)與智能感知設備的設計方法55
2.5.3無線傳感器網(wǎng)絡與智能感知節(jié)點的設計方法57
本章習題60

第3章物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層技術62
3.1網(wǎng)絡層概述62
3.1.1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的基本功能62
3.1.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的特點63
3.2移動互聯(lián)網(wǎng)65
3.2.1從計算機網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)65
3.2.2計算機網(wǎng)絡的基本概念66
3.2.3互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展67
3.2.4IP網(wǎng)絡：從IPv4到IPv668
3.2.5接入技術與物聯(lián)網(wǎng)70
3.3蜂窩移動通信72
3.3.1移動通信技術的發(fā)展歷程72
3.3.2移動通信系統(tǒng)的結構與原理74
3.3.3蜂窩移動通信的基本原理75
3.3.44G技術與應用77
3.3.55G及其后5G技術及應用78
3.4空間信息網(wǎng)絡78
3.4.1衛(wèi)星通信系統(tǒng)78
3.4.2近地通信系統(tǒng)80
3.4.3軌通異構通信系統(tǒng)82
3.4.4空間信息物聯(lián)網(wǎng)83
本章習題85
第4章物聯(lián)網(wǎng)應用層技術87
4.1應用層原理87
4.1.1物聯(lián)網(wǎng)應用層的特點87
4.1.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點88
4.1.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的關鍵技術90
4.2海量數(shù)據(jù)存儲與云計算技術92
4.2.1物聯(lián)網(wǎng)對海量數(shù)據(jù)存儲的需求92
4.2.2互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的基本概念93
4.2.3云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應用95
4.3大數(shù)據(jù)挖掘技術97
4.3.1數(shù)據(jù)、信息與知識98
4.3.2數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)99
4.3.3物聯(lián)網(wǎng)與智能決策、智能控制102
4.4機器學習技術105
4.4.1機器學習的背景105
4.4.2機器學習的主要方法107
4.4.3機器學習應用舉例111
4.5霧計算與物聯(lián)網(wǎng)113
4.5.1霧計算原理與發(fā)展歷史113
4.5.2霧計算特征114
4.5.3霧計算架構116
本章習題120
第5章物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術123
5.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個重要關系問題123
5.1.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全與現(xiàn)實社會的關系123
5.1.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全與互聯(lián)網(wǎng)信息安全的關系124
5.1.3物聯(lián)網(wǎng)信息安全與密碼學的關系125
5.1.4物聯(lián)網(wǎng)安全與國家信息安全戰(zhàn)略的關系126
5.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術127
5.2.1信息安全需求127
5.2.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術內(nèi)容及分類128
5.2.3物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡防攻擊技術129
5.2.4物聯(lián)網(wǎng)安全防護技術131
5.2.5密碼學及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用139
5.2.6網(wǎng)絡安全協(xié)議142
5.3蜂窩網(wǎng)絡安全與隱私保護145
5.3.1蜂窩網(wǎng)絡面臨的攻擊146
5.3.2GSM系統(tǒng)的信息安全與隱私保護146
5.3.33G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護149
5.3.4B3G與4G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護151
5.3.55G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護153
5.4RFID安全與隱私保護155
5.4.1RFID安全機制介紹155
5.4.2RFID安全性問題157
5.4.3RFID安全解決方案159
5.4.4RFID隱私保護162
本章習題165
第6章物聯(lián)網(wǎng)應用168
6.1物聯(lián)網(wǎng)應用概述168
6.2智能交通169
6.2.1智能交通的基本概念170
6.2.2物聯(lián)網(wǎng)技術與智能交通170
6.2.3車聯(lián)網(wǎng)技術的研究171
6.2.4物聯(lián)網(wǎng)技術在民航領域的應用173
6.3智慧醫(yī)療175
6.3.1智慧醫(yī)療的基本概念175
6.3.2智慧醫(yī)療環(huán)境中的醫(yī)院信息系統(tǒng)176
6.3.3物聯(lián)網(wǎng)技術在健康監(jiān)控中的應用177
6.4智慧農(nóng)業(yè)179
6.4.1智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景179
6.4.2物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧農(nóng)業(yè)中的應用180
6.4.3物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)產(chǎn)品質量安全溯源中的應用181
6.5智能家居182
6.5.1智能家居與物聯(lián)網(wǎng)技術182
6.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術在智能家居中的應用183
6.6智能物流185
6.6.1智能物流與物聯(lián)網(wǎng)186
6.6.2RFID技術在智能物流中的應用186
6.6.3物聯(lián)網(wǎng)技術與未來商店188
6.6.4智能物流系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構189
6.7物聯(lián)網(wǎng)軍事應用189
6.7.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代戰(zhàn)爭190
6.7.2物聯(lián)網(wǎng)在陸地戰(zhàn)場的應用191
6.7.3物聯(lián)網(wǎng)在空中戰(zhàn)場的應用193
6.7.4物聯(lián)網(wǎng)在太空的應用194
6.7.5物聯(lián)網(wǎng)在水下和水面的應用196
6.7.6物聯(lián)網(wǎng)在地下的應用197
本章習題198
第7章5G與物聯(lián)網(wǎng)200
7.15G概述200
7.1.15G愿景與需求200
7.1.25G典型應用場景202
7.1.35G網(wǎng)絡架構特征203
7.1.45G關鍵技術205
7.25G物聯(lián)網(wǎng)應用206
7.2.1智慧城市與物聯(lián)網(wǎng)206
7.2.2智慧海洋與物聯(lián)網(wǎng)207
7.2.3智慧交通與物聯(lián)網(wǎng)208
7.2.4智能制造與物聯(lián)網(wǎng)209
7.2.5智能家居與物聯(lián)網(wǎng)210
7.35G多址接入技術211
7.3.1多址接入技術概述211
7.3.2非正交多址接入212
7.3.3多用戶共享接入213
7.3.4圖樣分割多址接入214
7.3.5稀疏碼分多址接入215
7.45G物聯(lián)網(wǎng)切片技術216
7.4.1網(wǎng)絡切片的概念與特征216
7.4.2軟件定義網(wǎng)絡與網(wǎng)絡功能虛擬化217
7.4.35G物聯(lián)網(wǎng)切片編排方法220
7.55G節(jié)能關鍵技術221
7.5.15G網(wǎng)絡架構與節(jié)能221
7.5.25G網(wǎng)絡規(guī)劃與節(jié)能223
7.5.35G資源管理節(jié)能技術225
7.5.45G物理層節(jié)能技術227
本章習題229
第8章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)231
8.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述231
8.1.1歷史背景231
8.1.2發(fā)展現(xiàn)狀232
8.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義233
8.2.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質234
8.2.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特征235
8.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構236
8.3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡體系238
8.3.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)體系238
8.3.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全體系240
8.3.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺標準體系241
8.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與CPS245
8.4.1信息物理系統(tǒng)概述245
8.4.2信息物理系統(tǒng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關系247
8.4.3信息物理系統(tǒng)的關鍵技術248
8.4.4信息物理系統(tǒng)的應用場景250
8.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來展望253
8.5.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的標準化253
8.5.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn)254
本章習題256
第9章移動車聯(lián)網(wǎng)258
9.1車聯(lián)網(wǎng)原理258
9.1.1車聯(lián)網(wǎng)特點259
9.1.2車聯(lián)網(wǎng)通信類型260
9.1.3國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進程262
9.2車聯(lián)網(wǎng)架構262
9.3車聯(lián)網(wǎng)標準263
9.3.1IEEE 802.11p標準263
9.3.2IEEE 1609標準264
9.3.3LTEV2X265
9.4車聯(lián)網(wǎng)關鍵技術266
9.4.1智能感知技術266
9.4.2異構無線網(wǎng)絡融合技術267
9.4.3智能化信息處理技術269
9.4.4通信協(xié)議270
9.4.5安全性技術274
9.5車聯(lián)網(wǎng)應用275
9.5.1緊急救援系統(tǒng)275
9.5.2協(xié)助駕駛276
9.5.3智能交通管理276
9.5.4車載社交網(wǎng)絡277
本章習題278
參考文獻279



第1章物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展1
1.1.1智慧地球1
1.1.2國際物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展2
1.1.3我國物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展3
1.2物聯(lián)網(wǎng)原理4
1.2.1物聯(lián)網(wǎng)的定義5
1.2.2物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的關系5
1.2.3物聯(lián)網(wǎng)與蜂窩網(wǎng)絡的關系7
1.2.4物聯(lián)網(wǎng)與WiFi的關系8
1.3物聯(lián)網(wǎng)技術特征9
1.3.1物聯(lián)網(wǎng)技術體系9
1.3.2物理網(wǎng)技術挑戰(zhàn)11
1.4物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)及應用前景12
1.4.1物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈12
1.4.2物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點14
1.4.3物聯(lián)網(wǎng)應用領域16
1.5物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展16
1.5.1“互聯(lián)網(wǎng) ”與物聯(lián)網(wǎng)16
1.5.2邊緣計算與霧計算17
1.5.3人工智能與第三次智能工業(yè)革命18
1.5.4物聯(lián)網(wǎng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)18
本章習題19
第2章物聯(lián)網(wǎng)感知層21
2.1感知層的基本概念21
2.1.1感知層在物聯(lián)網(wǎng)中的作用21
2.1.2感知節(jié)點的特點23
2.2RFID與自動識別技術的發(fā)展24
2.2.1自動識別技術的發(fā)展24
2.2.2條碼、磁卡與IC卡26
2.2.3RFID標簽29
2.2.4RFID應用系統(tǒng)的結構與組成34
2.2.5RFID標簽編碼標準36
2.3傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡37
2.3.1傳感器的基本概念37
2.3.2智能傳感器的發(fā)展42
2.3.3無線傳感器的發(fā)展44
2.3.4無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展45
2.4位置信息感知技術47
2.4.1位置信息與位置信息感知的基本概念47
2.4.2GPS與定位技術49
2.5智能信息感知設備與嵌入式技術52
2.5.1智能信息感知設備的發(fā)展52
2.5.2RFID應用系統(tǒng)與智能感知設備的設計方法55
2.5.3無線傳感器網(wǎng)絡與智能感知節(jié)點的設計方法57
本章習題60

第3章物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層技術62
3.1網(wǎng)絡層概述62
3.1.1物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的基本功能62
3.1.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的特點63
3.2移動互聯(lián)網(wǎng)65
3.2.1從計算機網(wǎng)絡、互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)65
3.2.2計算機網(wǎng)絡的基本概念66
3.2.3互聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)的形成與發(fā)展67
3.2.4IP網(wǎng)絡：從IPv4到IPv668
3.2.5接入技術與物聯(lián)網(wǎng)70
3.3蜂窩移動通信72
3.3.1移動通信技術的發(fā)展歷程72
3.3.2移動通信系統(tǒng)的結構與原理74
3.3.3蜂窩移動通信的基本原理75
3.3.44G技術與應用77
3.3.55G及其后5G技術及應用78
3.4空間信息網(wǎng)絡78
3.4.1衛(wèi)星通信系統(tǒng)78
3.4.2近地通信系統(tǒng)80
3.4.3軌通異構通信系統(tǒng)82
3.4.4空間信息物聯(lián)網(wǎng)83
本章習題85
第4章物聯(lián)網(wǎng)應用層技術87
4.1應用層原理87
4.1.1物聯(lián)網(wǎng)應用層的特點87
4.1.2物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點88
4.1.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的關鍵技術90
4.2海量數(shù)據(jù)存儲與云計算技術92
4.2.1物聯(lián)網(wǎng)對海量數(shù)據(jù)存儲的需求92
4.2.2互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)中心的基本概念93
4.2.3云計算在物聯(lián)網(wǎng)中的應用95
4.3大數(shù)據(jù)挖掘技術97
4.3.1數(shù)據(jù)、信息與知識98
4.3.2數(shù)據(jù)挖掘與知識發(fā)現(xiàn)99
4.3.3物聯(lián)網(wǎng)與智能決策、智能控制102
4.4機器學習技術105
4.4.1機器學習的背景105
4.4.2機器學習的主要方法107
4.4.3機器學習應用舉例111
4.5霧計算與物聯(lián)網(wǎng)113
4.5.1霧計算原理與發(fā)展歷史113
4.5.2霧計算特征114
4.5.3霧計算架構116
本章習題120
第5章物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術123
5.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全中的四個重要關系問題123
5.1.1物聯(lián)網(wǎng)信息安全與現(xiàn)實社會的關系123
5.1.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全與互聯(lián)網(wǎng)信息安全的關系124
5.1.3物聯(lián)網(wǎng)信息安全與密碼學的關系125
5.1.4物聯(lián)網(wǎng)安全與國家信息安全戰(zhàn)略的關系126
5.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術127
5.2.1信息安全需求127
5.2.2物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術內(nèi)容及分類128
5.2.3物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡防攻擊技術129
5.2.4物聯(lián)網(wǎng)安全防護技術131
5.2.5密碼學及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用139
5.2.6網(wǎng)絡安全協(xié)議142
5.3蜂窩網(wǎng)絡安全與隱私保護145
5.3.1蜂窩網(wǎng)絡面臨的攻擊146
5.3.2GSM系統(tǒng)的信息安全與隱私保護146
5.3.33G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護149
5.3.4B3G與4G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護151
5.3.55G系統(tǒng)的信息安全與隱私保護153
5.4RFID安全與隱私保護155
5.4.1RFID安全機制介紹155
5.4.2RFID安全性問題157
5.4.3RFID安全解決方案159
5.4.4RFID隱私保護162
本章習題165
第6章物聯(lián)網(wǎng)應用168
6.1物聯(lián)網(wǎng)應用概述168
6.2智能交通169
6.2.1智能交通的基本概念170
6.2.2物聯(lián)網(wǎng)技術與智能交通170
6.2.3車聯(lián)網(wǎng)技術的研究171
6.2.4物聯(lián)網(wǎng)技術在民航領域的應用173
6.3智慧醫(yī)療175
6.3.1智慧醫(yī)療的基本概念175
6.3.2智慧醫(yī)療環(huán)境中的醫(yī)院信息系統(tǒng)176
6.3.3物聯(lián)網(wǎng)技術在健康監(jiān)控中的應用177
6.4智慧農(nóng)業(yè)179
6.4.1智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景179
6.4.2物聯(lián)網(wǎng)技術在智慧農(nóng)業(yè)中的應用180
6.4.3物聯(lián)網(wǎng)技術在農(nóng)產(chǎn)品質量安全溯源中的應用181
6.5智能家居182
6.5.1智能家居與物聯(lián)網(wǎng)技術182
6.5.2物聯(lián)網(wǎng)技術在智能家居中的應用183
6.6智能物流185
6.6.1智能物流與物聯(lián)網(wǎng)186
6.6.2RFID技術在智能物流中的應用186
6.6.3物聯(lián)網(wǎng)技術與未來商店188
6.6.4智能物流系統(tǒng)網(wǎng)絡體系結構189
6.7物聯(lián)網(wǎng)軍事應用189
6.7.1物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代戰(zhàn)爭190
6.7.2物聯(lián)網(wǎng)在陸地戰(zhàn)場的應用191
6.7.3物聯(lián)網(wǎng)在空中戰(zhàn)場的應用193
6.7.4物聯(lián)網(wǎng)在太空的應用194
6.7.5物聯(lián)網(wǎng)在水下和水面的應用196
6.7.6物聯(lián)網(wǎng)在地下的應用197
本章習題198
第7章5G與物聯(lián)網(wǎng)200
7.15G概述200
7.1.15G愿景與需求200
7.1.25G典型應用場景202
7.1.35G網(wǎng)絡架構特征203
7.1.45G關鍵技術205
7.25G物聯(lián)網(wǎng)應用206
7.2.1智慧城市與物聯(lián)網(wǎng)206
7.2.2智慧海洋與物聯(lián)網(wǎng)207
7.2.3智慧交通與物聯(lián)網(wǎng)208
7.2.4智能制造與物聯(lián)網(wǎng)209
7.2.5智能家居與物聯(lián)網(wǎng)210
7.35G多址接入技術211
7.3.1多址接入技術概述211
7.3.2非正交多址接入212
7.3.3多用戶共享接入213
7.3.4圖樣分割多址接入214
7.3.5稀疏碼分多址接入215
7.45G物聯(lián)網(wǎng)切片技術216
7.4.1網(wǎng)絡切片的概念與特征216
7.4.2軟件定義網(wǎng)絡與網(wǎng)絡功能虛擬化217
7.4.35G物聯(lián)網(wǎng)切片編排方法220
7.55G節(jié)能關鍵技術221
7.5.15G網(wǎng)絡架構與節(jié)能221
7.5.25G網(wǎng)絡規(guī)劃與節(jié)能223
7.5.35G資源管理節(jié)能技術225
7.5.45G物理層節(jié)能技術227
本章習題229
第8章工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)231
8.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)概述231
8.1.1歷史背景231
8.1.2發(fā)展現(xiàn)狀232
8.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)定義233
8.2.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)本質234
8.2.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)特征235
8.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構236
8.3.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡體系238
8.3.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)體系238
8.3.3工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的安全體系240
8.3.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺標準體系241
8.4工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與CPS245
8.4.1信息物理系統(tǒng)概述245
8.4.2信息物理系統(tǒng)與工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的關系247
8.4.3信息物理系統(tǒng)的關鍵技術248
8.4.4信息物理系統(tǒng)的應用場景250
8.5工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)未來展望253
8.5.1工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺的標準化253
8.5.2工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)面臨的安全挑戰(zhàn)254
本章習題256
第9章移動車聯(lián)網(wǎng)258
9.1車聯(lián)網(wǎng)原理258
9.1.1車聯(lián)網(wǎng)特點259
9.1.2車聯(lián)網(wǎng)通信類型260
9.1.3國內(nèi)外車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展進程262
9.2車聯(lián)網(wǎng)架構262
9.3車聯(lián)網(wǎng)標準263
9.3.1IEEE 802.11p標準263
9.3.2IEEE 1609標準264
9.3.3LTEV2X265
9.4車聯(lián)網(wǎng)關鍵技術266
9.4.1智能感知技術266
9.4.2異構無線網(wǎng)絡融合技術267
9.4.3智能化信息處理技術269
9.4.4通信協(xié)議270
9.4.5安全性技術274
9.5車聯(lián)網(wǎng)應用275
9.5.1緊急救援系統(tǒng)275
9.5.2協(xié)助駕駛276
9.5.3智能交通管理276
9.5.4車載社交網(wǎng)絡277
本章習題278
參考文獻279