物联网应用技术系列教材:物联网应用基础

第1章 物联网核心技术和知识体系

1.1 物联网的定义

1.2 物联网的体系结构

1.3 物联网的历史和现状

1.4 物联网的知识体系

1.5 物联网的应用

1.6 物联网的技术与趋势

1.6.1 物联网的节点

1.6.2 物联网的覆盖范围

1.6.3 物联网的微控制器

1.6.4 物联网的协议栈

1.7 物联网综述

思考题

第2章 无线通信系统

2.1 无线通信系统组成

2.2 无线通信系统技术

2.2.1 多路访问技术

2.2.2 频分多址FDMA访问技术

2.2.3 时分多址TDMA访问技术

2.2.4 载波侦听CSMA访问技术

2.2.5 跳频通信FHSS访问技术

思考题

第3章 通信接口技术

3.1 标准接口

3.2 串行接口

3.2.1 RS-232-C

3 2.2 RS-422

3.2.3 RS-485

3.2.4 USB

3.3 SPI接口

3.4 I2C接口

3.5 I2C、SPI、Rs-232间的区别

思考题

第4章 微控制器

4.1 微控制器的概述

4.1.1 单片机简介

4.1.2 单片机的发展历史

4.1.3 典型8位和32位单片机

4.1.4 单片机的发展趋势

4.1.5 单片机的应用

4.2 微控制器的结构

4.2.1 微处理器

4.2.2 存储器

4.2.3 输入/输出接口电路

4.2.4 总线

4.3 微控制器的编程基础

4.3.1 标识符与关键字

4.3.2 基本语法

4.3.3 函数

4.3.4 数组

4.3.5 指针

4.3.6 结构

4.4 嵌入式智能传感器概述

4.4.1 嵌入武智能传感器基础

4.4.2 嵌入武智能传感器一般结构

4.5 嵌入式系统

思考题

第5章 无线传感器网络技术

5.1 无线传感器网络概述

5.1.1 无线传感器网络体系结构

5.1.2 无线传感器网络的特征

5.1.3 无线传感器网络应用领域

5.2 无线传感器网络的路由技术

5.2.1 路由协议的分类

5.2.2 能量感知路由协议

5.2.3 基于查询路由

5.2.4 地理位置路由

5.2.5 基于Q0s的路由

5.3 无线传感器网络的链路层技术

5.3.1 无线传感器网络MA(:协议

5.3.2 错误控制

5.4 定位技术

5.4.1 定位技术概述

5.4.2 节点位置计算的常见方法

5.4.3 定位算法分类

5.4.4 基于距离的定位

5.4.5 与距离无关定位算法

思考题

第6章 短距离无线通信技术

6.1 短距离无线通信及无线局域网技术

6.1.1 短距离无线通信技术概述

6.1.2 无线局域网(WLAN)与IEEE802.1 1标准族

6.2 蓝牙技术

6.2.1 蓝牙技术的工作原理

6.2.2 蓝牙网络基本结构

6.2.3 蓝牙的协议栈

6.2.4 蓝牙的特点

6.2.5 蓝牙技术的应用

6.3 Wi-Fi技术

6.3.1 Wi-Fi技术的概念

6.3.2 wi-Fi网络结构和原理

6.3.3 wi-Fi技术的应用

6.4 ZigBee技术

6.4.1 ZigBee技术的概述

6.4.2 ZigBee物理层(PHY)

6.4.3 ZigBee数据链路层

6.4.4 ZigBee网络层

6.4.5 ZigBee应用层

6.4.6 ZigBee技术的特点

6.5 超宽带(UWB)技术

6.5.1 UWB技术的概念

6.5.2 UWB无线通信系统的关键技术

6.5.3 UWB技术的特点

6.5.4 UWB技术的应用

思考题

第7章 远程通信技术

7.1 远程通信概述

7.1.1 美国电话电报(AT&T)公司

7.1.2 公共远程通信网络内容

7.1.3 同步传输与异步传输

7.1.4 数据网络连接方式

7.2 远程发送信号

7.3 用于调制和解调的调制解调器硬件

7.3.1 租用模拟数据线路

7.3.2 光学、无线和拨号调制解调器

7.4 载波频率和多路复用

7.4.1 基带和宽带技术

7.4.2 波分多路复用与分布频谱

7.4.3 时分多路复用

7.5 典型通信系统介绍

7.5.1 GSM数字蜂窝移动通信系统

7.5.2 码分多址((:DMA)蜂窝移动通信系统

7.5.3 3G无线远程通信

7.5.4 卫星通信系统

思考题

第8章 射频标签(RFID)读卡器系统

8.1 基本概念

8.2 工作原理

8.3 RFID国际标准

8.4 超高频RFID工作原理

8.5 有源标签读卡器系统

8.6 RFID应用系统

8.6.1 车辆自动识别

8.6.2 高速公路收费及智能交通

8.6.3 货物的管理及监控

8.6.4 射频卡的应用

8.6.5 生产线的自动化及过程控制

8.6.6 动物的跟踪及管理

第9章 信息安全技术

9.1 信息安全基础

9.1.1 公钥密码

9.1.2 分组密码

9.1.3 序列密码

9.1.4 认证码

9.1.5 数字签名

9.1.6 Hash函数

9.1.7 身份识别

9.1.8 密钥管理

9.1.9 PKI和VPN

9.1.10 信息隐藏

9.1.11 量子密码

9.1.12 基于生物特征的识别理论与技术

9.2 无线传感器的网络安全问题

9.2.1 无线传感器网络中的安全问题

9.2.2 无线传感器网络中的威胁分析与对策

9.2.3 无线传感器网络的入侵检测技术

9.3 RFID的安全问题

9.3.1 RFID技术存在的安全隐患

9.3.2 RFID安全问题解决方案

思考题

第10章 物联网技术的应用

10.1 多网络互连路由

10.2 网络协调器

10.3 物联网技术在智能家居中的应用

lO.4 物联网在超市购物中的应用

10.5 物联网技术在农林业中的应用

10.5.1 物联网在农业精准灌溉中的应用

10.5.2 物联网技术在现代农业信息化中的应用研究

10.6 物联网技术在医疗中的应用

10.6.1 物联网在患者健康管理中的应用

10.6.2 物联网在生命状态监测系统中的应用

lO.7 物联网技术在工业生产中的应用

10.8 物联网技术在通信网络中的应用

10.8.1 中国电信

lO.8.2 中国移动

lO.8.3 中国联通

10.9 物联网技术在智能交通中的应用

参考文献

《物联网应用技术系列教材:物联网应用基础》由彭力编著，全书内容围绕10多个物联网核心知识点，分10章展开叙述。本书主要内容包括:无线通信的基础;传感器技术;网络基础涉及简单网络、无线网络微功耗技术、网络拓扑算法等;无线网络技术;物联网网络层技术;物联网应用层技术等。

《物联网应用基础》作为物联网概论性教材，适合于大学本科物联网专业基础课或大学公共课教学使用，也可以作为高职高专的教学及物联网工程技术人员的培训用书，同时还可供物联网开发、物流运输、自动化及通信等领域的技术从业人员参考使用。

第1章 物联网在世界各国的快速发展

1.1 物联网的基本概念与主要特征

1.1.1 物联网定义和内涵的不断扩展

1.1.2 物联网应用的主要特征

1.1.3 发展物联网必须弄清的几个关系

1.2 物联网在欧美各国的快速发展

1.2.1 《布莱德宣言》和《欧盟物联网行动计划》

1.2.2 德国:物联网应用全面开花

1.2.3 法国:物联网应用独具特色

1.2.4 美国:物联网的快速发展

1.3 物联网在亚洲各国的快速发展

1.3.1 物联网在日本的迅速发展

1.3.2 物联网在韩国的迅速发展

1.4 中国物联网的快速发展的特点和态势

1.4.1 中国物联网快速发展的特点

1.4.2 中国物联网快速发展的态势

1.4.3 建立物联网产业联盟，组建智囊团队

第2章 物联网的技术特征

2.1 物联网系统概述

2.1.1 物联网系统的技术框架

2.1.2 物联网系统的构成

2.1.3 物联网系统的工作流程

2.1.4 物联网系统的主要特点

2.2 射频识别技术的诞生和发展

2.2.1 射频识别技术的含义

2.2.2 RFID的基本原理

2.2.3 RFID的快速发展

2.3 物联网编码

2.3.1 国际物品编码协会(GS1)介绍

2.3.2 常用物联网编码规则及转换

2.3.3 民航应用中的RFID编码规则

2.3.4 邮政系统应用中的RFID编码规则

2.4 识别和防碰撞

2.4.1 多标签防碰撞

2.4.2 多读写器防碰撞

2.5 物联网名称解析服务

2.5.1 ONS简述

2.5.2 ONS系统架构

2.5.3 ONS工作过程

2.5.4 特殊要求

2.6 实物标记语言

2.6.1 PML概念及组成

2.6.2 PML设计策略

2.7 EPC信息服务

2.7.1 EPC信息服务的主要任务

2.7.2 EPCIS在EPC网络中的位置

2.7.3 EPCIS框架

第3章 物联网传感器和电子标签

3.1 传感器的不同类型和作用

3.1.1 35种不同类型的传感器

3.1.2 国内外特殊传感器和新功能传感器

3.1.3 传感器的作用

3.1.4 传感器命名和标注需注意的问题

3.2 电子标签的11种类型

3.2.1 按照标签的供电形式分类

3.2.2 按照读取标签数据的技术实现手段分类

3.2.3 按照标签的工作频率分类

3.2.4 按照标签与读写器天线之间的耦合方式分类

3.2.5 按照标签内保存的信息注入方式分类

3.2.6 按照系统的特征分类

3.2.7 按照识别材质的特征分类

3.2.8 按照识别标签的工作方式分类

3.2.9 按照可否编程写入数据分类

3.2.1 0按照识别的功能分类

3.2.1 1按照电子标签的特异功能分类

3.3 电子标签的主要作用及与条形码的区别

3.3.1 电子标签的主要作用

3.3.2 电子标签与条形码的区别

第4章 物联网中间件

4.1 物联网中间件的特点和分类

4.1.1 什么是物联网中间件

4.1.2 物联网中间件的特点

4.1.3 物联网中间件的分类

4.2 RFID中间件的组成及关键技术

4.2.1 RFID中间件的组成

4.2.2 物联网中间件的关键技术

4.3 RFID中间件的作用

4.4 物联网中间件的最新发展趋势

4.4.1 物联网中间件的微型化

4.4.2 物联网远传中间件的"异感报警"

4.4.3 物联网远传中间件的发展和作用

第5章 物联网的安全问题

5.1 物联网安全问题特点

5.1.1 物联网安全的复杂性:安全威胁的四大扩展

5.1.2 物联网安全的严重性:形成了四大交互性安全威胁

5.1.3 物联网安全的急迫性:对严重的安全威胁缺乏认知和防范

5.2 物联网安全问题的6种表现

5.2.1 病毒威胁和常规恶意入侵的安全问题

5.2.2 黑客截取节点数据引发的安全问题

5.2.3 黑客截取通信链路数据的安全问题

5.2.4 阅读器接口存在的安全风险

5.2.5 个人私密信息被盗引发的隐私威胁

5.2.6 "非恶意信息伤害"形成的安全问题

5.3 传感器辐射引发的安全问题

5.3.1 生物无线传感器网络通信辐射对人体的影响

5.3.2 电子标签对回收和再处理产品的影响

5.3.3 电子标签回收再处理的路径选择

5.4 RFID攻击方式与形态

5.5 物联网安全问题的应对和防范

5.5.1 主动提升电子标签安全性能

5.5.2 采用物联网通用安全防范技术

5.5.3 采用物联网创新安全防范技术--和址认证技术

5.5.4 防范信息被截获的四种方法

5.5.5 要加快物联网立法进度

第6章 物联网标准的体系化建设

6.1 物联网标准建设的重要性

6.1.1 物联网标准的重要性

6.1.2 物联网标准建设的共享性

6.1.3 物联网标准建设的层次性

6.2 物联网标准体系的分类

6.2.1 物联网标准体系的内涵

6.2.2 物联网标准体系的分类

6.2.3 当前主要的物联网标准化国际机构和组织

6.3 中国物联网标准体系建设的进展

6.3.1 中国物联网标准化建设的前期情况

6.3.2 中国物联网标准化建设的主要原则

6.3.3 当前中国物联网标准化建设的重点

第7章 物联网与IPV6网络

7.1 丰富的码址资源是物联网发展的基础资源

7.1.1 IP地址的概念和作用

7.1.2 IPv4地址耗尽面临向IPv6过渡趋势

7.1.3 IPv6和RFID的关系

7.2 国际上IPV6发展的情况和态势

7.2.1 IPv6的特点

7.2.2 欧盟IPv6发展的情况

7.2.3 美国IPv6近年来的快速发展

7.2.4 亚洲和非洲IPv6地址近两年快速增长

7.2.5 15年前就提出了IPv6为什么迟迟没有商用

7.3 中国IPV4向IPV6过渡的战略选择

7.3.1 IPv4向IPv6过渡的关键技术

7.3.2 IPv4向IPv6过渡的路径选择

7.3.3 中国IPv4向IPv6过渡的网络建设布局

7.3.4 中国IPv4向IPv6过渡的试点应用

7.4 物联网连接IPV6必须考虑的五个安全问题

7.4.1 选择稳定适宜的过渡技术

7.4.2 安全工具需要升级

7.4.3 现有的设备需要额外设置

7.4.4 隧道协议也会产生新的风险

7.4.5 IPv6自动设置可造成寻址的复杂性

第8章 基于十进制网络的"DPC-物联网"

8.1 码址资源是物联网发展的基础性战略资源

8.1.1 发展物联网急需的IP地址资源面临枯竭

8.1.2 开启网址新库源中国处在什么态势

8.1.3 IPv4应用中欧盟的觉醒

8.2 美国关于新一代互联网的研究和进展

8.2.1 美国关于新一代互联网的研究

8.2.2 产品电子代码物联网概念的提出

8.2.3 EPCRFID物品识别模型的技术实现

8.2.4 EPC在世界各国的快速发展

8.3 中国十进制网络的创新研究及重大进展

8.3.1 中国十进制网络的创新发展进程

8.3.2 中国十进制网络的技术构成

8.3.3 中国十进制网络的独特优势

8.3.4 中国十进制网络的产业化前景

8.4 基于十进制"DPC-物联网"的创新发展

8.4.1 什么是基于十进制网络的"DPC-物联网"

8.4.2 十进制网络"DPC-物联网"的特点和优势

8.4.3 基于十进制"DPC-物联网"的成功应用

第9章 物联网在八大工业领域的应用

9.1 RFID和条码整合标识技术在离散制造上的应用

9.2 物联网在装备制造业供应链管理上的应用

9.2.1 推动上下游协作实现物流与制造联动

9.2.2 自动监测和跟踪货物装卸过程

9.3 物联网在汽车生产管理上的应用

9.3.1 RFID在汽车工业的应用

9.3.2 用RFID技术进行生产和营销中的调车管理

9.3.3 中国汽车物联网的出现

9.4 物联网在电力调度管理上的应用

9.4.1 在智能电网上的应用

9.4.2 进行电力安全监控

9.4.3 在智能电表生产和管理中的应用

9.5 物联网在石化设备智能管控上的应用

9.5.1 利用RFID标签跟踪石油管道

9.5.2 利用RFID技术确保钻井工人安全

9.5.3 利用RFID监视有害物质的存储

9.5.4 采用RFID进行智能巡检

9.5.5 利用RFID进行石化设备等重资产管理

9.6 物联网在地源热泵调控管理上的应用

9.6.1 世界各国地源热泵发展的简况

9.6.2 RFID将推进中国地源热泵的快速发展

9.6.3 南宁地源热泵应用初见成效

9.7 物联网在服装行业上的应用

9.7.1 RFID在世界各国服装行业应用的简况

9.7.2 RFID在服装行业的应用的主要领域

9.7.3 RFID在中国服装行业的应用和发展

9.8 物联网在食品工业上的应用

9.8.1 物联网在食品安全追溯管理上的应用

9.8.2 物联网在食品和宠物标识管理上的应用

9.8.3 改变消费观念的"碳足迹RFID食品标签"

第10章 物联网在农业上的八大应用

10.1 物联网在畜牧业上的应用

10.2 物联网在滴灌农业上的应用

10.3 物联网在生态农业上的应用

10.4 韩国越南等用RFID监控"珍稀海产品养殖"

10.5 西班牙用RFID监控跨国物流中的草莓温度

10.6 荷兰用RFID进行自动化温室花卉栽培管理

10.7 中国台湾用RFID管理蝴蝶兰生产

10.8 物联网在白蚁治理上的应用

第11章 物联网在城市管理中的应用

11.1 物联网在智能交通上的应用

11.1.1 智能交通在国外的发展

11.1.2 中国智能交通发展的特点和进展

11.2 物联网在智能家居上的应用

11.2.1 什么是智能家居

11.2.2 智能家居的主要内涵

11.3 物联网在医药卫生管理上的应用

11.3.1 用RFID进行婴儿防盗管理

11.3.2 RFID在手术治疗中的应用

11.3.3 RFID在心脏手术器械管理上的应用

11.3.4 RFID在血液管理中的应用

11.3.5 RFID用于医院大幅降低洗衣成本

11.4 物联网在体育比赛中的应用

11.4.1 RFID在门票管理中的应用

11.4.2 RFID技术在足球比赛中的应用

11.4.3 RFID在田径比赛成绩测定中的应用

11.4.4 RFID在马拉松比赛中的应用

11.4.5 RFID在山地自行车比赛中的应用

11.4.6 RFID在信鸽比赛中的应用

11.5 物联网在产品防伪打假上的应用

11.5.1 中美名酒推出防伪"智能酒瓶"

11.5.2 RFID在酒桶管理上的应用

11.5.3 物联网在玉器饰品防伪上的应用

11.6 物联网公共图书馆自动借阅管理上的应用

11.6.1 世界上第一个RFID自动借阅管理的公共图书馆

11.6.2 RFID在美国自动借阅图书馆的应用

11.6.3 世界数字图书馆

11.6.4 中国RFID自动借阅图书馆的发展

11.6.5 国际图书标准书号和出版物编码原则

11.7 物联网在市政设施管理上的应用

11.7.1 物联网在城市道路井盖防盗管理中的应用

11.7.2 物联网在路灯智能控制上的应用

11.8 物联网在应急联动管理上的应用

11.8.1 物联网应急联动系统的优势和特点

11.8.2 物联网在应急联动系统上的应用

第12章 物联网在公安消防及军事上的应用

12.1 物联网在电子围栏上的应用

12.2 物联网在燃气热力等管线安全管理中的应用

12.2.1 RFID在地上管线安全管理中的应用

12.2.2 RFID在地下管线安全管理中的应用

12.3 物联网在危险品运输管理中的应用

12.4 物联网在消防防火中的应用

12.5 物联网在危险气瓶管理中的应用

12.6 物联网在监狱安保管理中的应用

12.7 物联网在汽车防盗中的应用

12.8 物联网在军事上的应用

第13章 物联网在民生及家庭中的应用

13.1 物联网在智能家电上的应用

13.2 物联网在煤气泄漏管理中的应用

13.3 物联网在人员和财产定位上的应用

13.4 物联网在家庭防盗管理中的应用

13.5 物联网如何给老年人带来科技关怀

13.6 物联网在个人健康上的应用

13.7 神奇的物联网智能花盆和咖啡壶

13.8 物联网"宝宝在线"应用平台

13.9 动感音乐的钥匙和RFID"故事商店"

13.1 0用"家居智能感应器"管理家电和设施

第14章 物联网在外贸出口中的应用

14.1 RFID电子封条

14.2 RFID在出口蔬菜管理中的应用

14.3 RFID在集装箱运输中的应用

14.4 RFID在海关物流监控中的应用

14.5 RFID在快件快速通关中的应用

14.6 RFID在检验检疫中的应用

14.7 RFID在海关监管中的应用

14.8 应用电子封条的两岸快速通关系统

第15章 物联网发展的前景与趋势

15.1 物联网发展中亟待处理好的三个关系

15.2 物联网发展中亟待解决的五大问题

15.3 物联网发展的前景与趋势

15.3.1 世界物联网发展的态势

15.3.2 中国物联网发展前景喜人商机无限

15.3.3 物联网发展的主要趋势

附录1物联网基础知识认证考试的100道试题

附录2《商务领域射频识别标签数据格式》

附录3欧盟的《布莱德宣言》(BledDeclaration)

附录4中国射频识别(RFID)技术政策白皮书