物聯(lián)網(wǎng)作為當(dāng)今世界新一輪經(jīng)濟(jì)和科技發(fā)展的前沿，涉及了計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、通信技術(shù)等多門學(xué)科，已成為國內(nèi)外大力研究和發(fā)展的科技領(lǐng)域。大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)被列入國家“十三五”發(fā)展規(guī)劃。本書圍繞物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前沿的熱點(diǎn)問題，依據(jù)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)技術(shù)的新應(yīng)用，注重物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用性，全面、系統(tǒng)地介紹物聯(lián)網(wǎng)的理論和技術(shù)。
本書首先介紹了物聯(lián)網(wǎng)的背景、特點(diǎn)、架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)鏈等；其次闡述了物聯(lián)網(wǎng)傳輸層技術(shù)；然后介紹了感知層技術(shù)，包括傳感器技術(shù)、WSN技術(shù)、RFID與EPC技術(shù)等；接著介紹了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層技術(shù)，包括云計(jì)算、中間件技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)平臺(tái)等，以及M2M、CPS技術(shù)架構(gòu)；后介紹了基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息管理和工程應(yīng)用方法和案例等。
本書可作為物聯(lián)網(wǎng)與物流領(lǐng)域的高等院校師生的參考教材以及相關(guān)科研院所、企事業(yè)單位的培訓(xùn)教材，適合物聯(lián)網(wǎng)與物流領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員閱讀，也適合政府與企事業(yè)單位的物聯(lián)網(wǎng)與物流領(lǐng)域管理和技術(shù)人員閱讀。
適讀人群 ：可作為物聯(lián)網(wǎng)與物流領(lǐng)域的高等院校師生的參考教材以及相關(guān)科研院所、企事業(yè)單位的培訓(xùn)教材，適合物聯(lián)網(wǎng)與物流領(lǐng)域的研究人員和工程技術(shù)人員閱讀
本書結(jié)合多項(xiàng)專利及其行業(yè)應(yīng)用實(shí)踐，詳細(xì)地介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流管理和工程領(lǐng)域應(yīng)用的方案和過程。
本書內(nèi)容涵蓋RFID、傳感器、云計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)，以及應(yīng)用架構(gòu)和業(yè)務(wù)模式等內(nèi)容。有助于理解物聯(lián)網(wǎng)理念、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，有助于促進(jìn)物流產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
物聯(lián)網(wǎng)將無處不在的末端設(shè)備和設(shè)施，通過各種無線/有線的長距離/短距離通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)互通、應(yīng)用大集成以及基于云計(jì)算的運(yùn)營模式，提供安全可控乃至個(gè)性化的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測、定位追溯、報(bào)警聯(lián)動(dòng)、調(diào)度指揮、預(yù)案管理、遠(yuǎn)程控制、安全防范、遠(yuǎn)程維保、在線升級(jí)、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、決策支持、領(lǐng)導(dǎo)桌面等管理和服務(wù)功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)“萬物”的“高效、節(jié)能、安全、環(huán)�！钡摹肮�、控、營”一體化。物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)對(duì)人類未來的生活方式產(chǎn)生巨大影響。
本書全面、系統(tǒng)地描述了物聯(lián)網(wǎng)概念和技術(shù)，重點(diǎn)介紹了RFID、傳感器、云計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用架構(gòu)和業(yè)務(wù)模式等內(nèi)容。與第1版相比，更新了部分技術(shù)內(nèi)容，增加了物聯(lián)網(wǎng)中間件技術(shù)、大數(shù)據(jù)、CPS和基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息管理的介紹，闡述了物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用，結(jié)合專利技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)踐，詳細(xì)地介紹了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流管理和工程領(lǐng)域應(yīng)用的方案和過程。
本書主要章節(jié)安排如下：
第1章簡要介紹了物聯(lián)網(wǎng)的背景、特點(diǎn)、架構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)及產(chǎn)業(yè)鏈等。
第2章介紹了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)場總線、衛(wèi)星通信，對(duì)泛在網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行簡單的介紹，重點(diǎn)描述了現(xiàn)今主流的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和現(xiàn)代移動(dòng)通信技術(shù)。
第3章對(duì)WSN進(jìn)行介紹，描述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念、主要特點(diǎn)、性能指標(biāo)、體系結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)安全。
第4章重點(diǎn)介紹了RFID的結(jié)構(gòu)組成、工作原理和工作流程，EPC體系與應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)，并且對(duì)物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的RFID和EPC技術(shù)做了簡要介紹。
第5章對(duì)M2M進(jìn)行介紹，描述M2M的基本概念、標(biāo)準(zhǔn)、系統(tǒng)架構(gòu)、技術(shù)特征及 應(yīng)用。
第6章介紹了物聯(lián)網(wǎng)中間件的基本概念、分類、體系結(jié)構(gòu)、軟件平臺(tái)與關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行 介紹。
第7章介紹了云計(jì)算的基本概念、分類、實(shí)現(xiàn)技術(shù)、云安全和云存儲(chǔ)，以及大數(shù)據(jù)的基本概念，并分析了物聯(lián)網(wǎng)和云計(jì)算的關(guān)系。
第8章主要介紹了CPS的基本概念和技術(shù)特征，并分析了CPS的應(yīng)用發(fā)展趨勢。
第9章主要對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在智能電網(wǎng)、智能交通、智能醫(yī)療、智能環(huán)保、智能家居、智能農(nóng)業(yè)六個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行簡要介紹。
第10章主要對(duì)供應(yīng)鏈管理、物流信息系統(tǒng)等基本概念進(jìn)行闡述，介紹基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代物流業(yè)的相關(guān)信息技術(shù)和典型系統(tǒng)，結(jié)合專利技術(shù)及其應(yīng)用實(shí)踐，詳細(xì)地介紹物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流管理和工程領(lǐng)域應(yīng)用的方案和過程，并對(duì)物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用前景進(jìn)行展望。
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速，新思想、新觀點(diǎn)、新方法與新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。本書力求全面系統(tǒng)介紹物聯(lián)網(wǎng)的核心關(guān)鍵技術(shù)與最新研究與應(yīng)用成果，書中特別給出了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在物流行業(yè)的應(yīng)用案例，希望讀者通過案例分析能夠?qū)ξ锫?lián)網(wǎng)技術(shù)的認(rèn)識(shí)更為深入。
本書由劉軍統(tǒng)稿，閻芳、楊璽組織編寫。在編寫的過程中參考和引用了大量國內(nèi)外學(xué)者的研究成果，資料來源列于書末參考文獻(xiàn)。在此對(duì)這些作者表示敬意和感謝！
本書在編寫和出版過程中得到北京高校物流技術(shù)工程研究中心項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：BJLE2010）資助。
由于作者水平和經(jīng)驗(yàn)有限，書中難免有錯(cuò)漏之處，懇請讀者批評(píng)指正。
作 者
目 錄
前言
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的基本概念1
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義1
1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)+3
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的起源與發(fā)展5
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)的起源5
1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展6
1.3 物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)8
1.3.1 感知層8
1.3.2 網(wǎng)絡(luò)層9
1.3.3 應(yīng)用層10
1.4 物聯(lián)網(wǎng)的主要特征10
1.5 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)12
1.5.1 網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù)12
1.5.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）技術(shù)13
1.5.3 RFID技術(shù)14
1.5.4 M2M技術(shù)15
1.5.5 GPS技術(shù)16
1.5.6 云計(jì)算技術(shù)17
1.5.7 大數(shù)據(jù)系統(tǒng)18
1.6 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展19
1.6.1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀19
1.6.2 基于技術(shù)路線圖的物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)布局20
1.6.3 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的問題22
1.6.4 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展預(yù)測23
本章小結(jié)24
思考題24
第2章 網(wǎng)絡(luò)與通信25
2.1 傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)25
2.1.1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)概述25
2.1.2 以太網(wǎng)28
2.1.3 因特網(wǎng)30
2.1.4 IPv632
2.2 現(xiàn)場總線技術(shù)33
2.2.1 現(xiàn)場總線概述33
2.2.2 現(xiàn)場總線技術(shù)基礎(chǔ)34
2.2.3 現(xiàn)場總線的技術(shù)特點(diǎn)與體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)35
2.3 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)37
2.3.1 無線網(wǎng)絡(luò)概述37
2.3.2 藍(lán)牙技術(shù)39
2.3.3 ZigBee40
2.3.4 Thread42
2.3.5 6LoWPAN44
2.3.6 Wi-Fi45
2.3.7 WiMAX47
2.3.8 LPWAN技術(shù)49
2.4 衛(wèi)星通信50
2.4.1 衛(wèi)星通信概述50
2.4.2 移動(dòng)衛(wèi)星通信系統(tǒng)52
2.5 移動(dòng)通信技術(shù)53
2.5.1 2G技術(shù)53
2.5.2 3G技術(shù)54
2.5.3 4G技術(shù)55
2.6 泛在網(wǎng)絡(luò)56
2.6.1 泛在網(wǎng)絡(luò)概念56
2.6.2 泛在網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)57
2.6.3 泛在網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)57
本章小結(jié)59
思考題59
第3章 WSN60
3.1 WSN概述60
3.1.1 基本概念60
3.1.2 發(fā)展歷史61
3.1.3 應(yīng)用領(lǐng)域62
3.2 WSN的特點(diǎn)與性能指標(biāo)64
3.2.1 WSN的基本特點(diǎn)64
3.2.2 WSN的性能指標(biāo)65
3.3 WSN的體系結(jié)構(gòu)67
3.3.1 傳感器節(jié)點(diǎn)67
3.3.2 傳感器網(wǎng)絡(luò)68
3.4 常用傳感器72
3.4.1 傳感器的分類72
3.4.2 傳感器的特性與選型73
3.4.3 常見傳感器類型介紹75
3.5 WSN的關(guān)鍵技術(shù)77
3.5.1 拓?fù)淇刂?7
3.5.2 節(jié)點(diǎn)部署78
3.5.3 定位技術(shù)79
3.5.4 數(shù)據(jù)融合技術(shù)80
3.5.5 時(shí)間同步81
3.5.6 能耗管理83
3.5.7 安全機(jī)制84
3.6 WSN仿真平臺(tái)87
3.7 WSN技術(shù)在物流中的應(yīng)用案例88
本章小結(jié)92
思考題92
第4章 RFID與EPC93
4.1 RFID的概念93
4.1.1 RFID的產(chǎn)生與發(fā)展93
4.1.2 RFID的特點(diǎn)95
4.2 RFID系統(tǒng)組成與工作原理95
4.2.1 RFID系統(tǒng)組成95
4.2.2 工作原理96
4.2.3 工作流程97
4.3 RFID電子標(biāo)簽97
4.3.1 RFID電子標(biāo)簽的分類97
4.3.2 RFID電子標(biāo)簽與條形碼的區(qū)別99
4.4 EPC概述102
4.4.1 EPC的產(chǎn)生與發(fā)展102
4.4.2 EPC的特點(diǎn)104
4.5 EPC組成與結(jié)構(gòu)105
4.5.1 EPC系統(tǒng)組成105
4.5.2 EPC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)105
4.6 EPC網(wǎng)絡(luò)技術(shù)107
4.6.1 Savant系統(tǒng)107
4.6.2 EPC信息服務(wù)110
4.6.3 EPC網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型111
4.7 物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下的RFID和EPC技術(shù)113
本章小結(jié)116
思考題116
第5章 M2M117
5.1 M2M概述117
5.1.1 M2M的含義117
5.1.2 M2M發(fā)展?fàn)顩r118
5.2 M2M標(biāo)準(zhǔn)121
5.2.1 3GPP121
5.2.2 ETSI122
5.2.3 ITU123
5.3 M2M技術(shù)123
5.3.1 M2M產(chǎn)品構(gòu)成123
5.3.2 M2M技術(shù)組成124
5.3.3 M2M系統(tǒng)結(jié)構(gòu)125
5.3.4 M2M分層架構(gòu)127
5.3.5 M2M通信協(xié)議129
5.4 M2M業(yè)務(wù)131
5.4.1 M2M業(yè)務(wù)特征131
5.4.2 M2M業(yè)務(wù)需求132
5.4.3 M2M業(yè)務(wù)分類133
5.5 M2M的產(chǎn)業(yè)鏈分析134
本章小結(jié)136
思考題136
第6章 物聯(lián)網(wǎng)中間件137
6.1 中間件技術(shù)概述137
6.1.1 中間件的作用與意義137
6.1.2 物聯(lián)網(wǎng)中間件研究現(xiàn)狀138
6.1.3 物聯(lián)網(wǎng)中間件研究內(nèi)容139
6.1.4 物聯(lián)網(wǎng)中間件特性139
6.1.5 物聯(lián)網(wǎng)中間件分類141
6.2 中間件的體系結(jié)構(gòu)143
6.3 主流的中間件技術(shù)平臺(tái)150
6.3.1 OMG CORBA平臺(tái)150
6.3.2 Sun J2EE平臺(tái)151
6.3.3 Microsoft DNA 2000平臺(tái)151
6.3.4 主流平臺(tái)相關(guān)性分析152
6.4 物聯(lián)網(wǎng)中間件關(guān)鍵技術(shù)153
6.4.1 EPC中間件153
6.4.2 OPC中間件154
6.4.3 WSN中間件155
6.4.4 OSGi中間件157
6.4.5 CEP中間件157
6.4.6 其他相關(guān)中間件158
本章小結(jié)159
思考題159
第7章 云計(jì)算與大數(shù)據(jù)160
7.1 云計(jì)算概述160
7.1.1 云計(jì)算的起源與基本概念160
7.1.2 云計(jì)算的特點(diǎn)與類別162
7.1.3 云計(jì)算產(chǎn)業(yè)162
7.2 云計(jì)算的實(shí)現(xiàn)164
7.2.1 工作原理164
7.2.2 體系結(jié)構(gòu)165
7.2.3 關(guān)鍵技術(shù)167
7.3 云計(jì)算的層次170
7.3.1 基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)171
7.3.2 平臺(tái)即服務(wù)171
7.3.3 軟件即服務(wù)172
7.4 云安全與云存儲(chǔ)173
7.4.1 云安全173
7.4.2 云存儲(chǔ)175
7.5 大數(shù)據(jù)177
7.5.1 大數(shù)據(jù)的基本概念177
7.5.2 大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)177
7.5.3 大數(shù)據(jù)處理的技術(shù)體系179
7.6 云計(jì)算、大數(shù)據(jù)與物聯(lián)網(wǎng)180
本章小結(jié)182
思考題182
第8章 CPS183
8.1 CPS的概念183
8.2 CPS的技術(shù)特征184
8.2.1 CPS與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)185
8.2.2 CPS與嵌入式系統(tǒng)185
8.2.3 CPS與工業(yè)控制系統(tǒng)185
8.2.4 CPS與WSN186
8.2.5 CPS與物聯(lián)網(wǎng)186
8.2.6 CPS與網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)187
8.2.7 CPS與混雜系統(tǒng)187
8.3 CPS的體系結(jié)構(gòu)188
8.4 CPS的硬件要求190
8.5 CPS的軟件環(huán)境191
8.6 CPS應(yīng)用發(fā)展趨勢192
8.6.1 CPS的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀192
8.6.2 CPS的應(yīng)用前景193
8.6.3 CPS發(fā)展面臨的挑戰(zhàn)194
8.6.4 CPS設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展197
8.6.5 CPS設(shè)計(jì)中亟待解決的關(guān)鍵問題200
本章小結(jié)201
思考題201
第9章 物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用202
9.1 智能電網(wǎng)202
9.1.1 智能電網(wǎng)概述202
9.1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用203
9.1.3 自動(dòng)抄表系統(tǒng)205
9.2 智能交通206
9.2.1 智能交通概述206
9.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能交通中的應(yīng)用206
9.2.3 不停車收費(fèi)系統(tǒng)208
9.2.4 智能交通的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢209
9.3 智能醫(yī)療211
9.3.1 智能醫(yī)療概述211
9.3.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能醫(yī)療中的應(yīng)用211
9.3.3 智能醫(yī)療典型應(yīng)用212
9.3.4 智能醫(yī)療的發(fā)展214
9.4 智能環(huán)保214
9.4.1 智能環(huán)保概述214
9.4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能環(huán)保中的應(yīng)用214
9.4.3 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測模型215
9.4.4 智能環(huán)保的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢216
9.5 智能家居217
9.5.1 智能家居概述217
9.5.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能家居中的應(yīng)用217
9.5.3 智能家居系統(tǒng)解決方案218
9.5.4 智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢219
9.6 智能農(nóng)業(yè)220
9.6.1 智能農(nóng)業(yè)概述220
9.6.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智能農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用221
9.6.3 溫室大棚環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)222
9.6.4 智能農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢223
本章小結(jié)223
思考題223
第10章 基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息管理224
10.1 物流與供應(yīng)鏈概述224
10.1.1 物流管理224
10.1.2 供應(yīng)鏈管理225
10.1.3 供應(yīng)鏈物流管理226
10.1.4 現(xiàn)代物流管理的發(fā)展226
10.2 物流信息技術(shù)227
10.2.1 信息技術(shù)227
10.2.2 物流信息技術(shù)概述228
10.2.3 現(xiàn)代物流信息技術(shù)228
10.2.4 物流信息技術(shù)的發(fā)展趨勢233
10.3 物流信息管理系統(tǒng)233
10.3.1 物流管理信息系統(tǒng)概述233
10.3.2 物流管理信息系統(tǒng)分類234
10.3.3 基于物流管理的信息系統(tǒng)的發(fā)展階段236
10.4 基于物聯(lián)網(wǎng)的物流信息技術(shù)體系237
10.5 農(nóng)資物流監(jiān)控系統(tǒng)239
10.5.1 現(xiàn)代農(nóng)資物流管理239
10.5.2 物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)資物流領(lǐng)域的應(yīng)用實(shí)例——農(nóng)資物流監(jiān)控黑箱系統(tǒng)239
10.6 物品標(biāo)簽系統(tǒng)247
10.6.1 電子標(biāo)簽概述247
10.6.2 物品標(biāo)簽系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)例——高檔藝術(shù)品智能物流系統(tǒng)247
10.7 CPS實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)250
10.7.1 CPS實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)架構(gòu)250
10.7.2 CPS節(jié)點(diǎn)功能與內(nèi)部結(jié)構(gòu)251
10.7.3 CPS實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)253
10.7.4 CPS實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)255
10.8 物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用展望255
10.8.1 物聯(lián)網(wǎng)時(shí)代的智能物流255
10.8.2 物聯(lián)網(wǎng)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用展望258
本章小結(jié)263
思考題263
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