物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論 第2版
定 價(jià):49 元
叢書(shū)名:物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)規(guī)劃教材
- 作者:吳功宜 吳英
- 出版時(shí)間:2018/1/1
- ISBN:9787111582946
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP393.4;TP18
- 頁(yè)碼:319
- 紙張:膠版紙
- 版次:2
- 開(kāi)本:16開(kāi)
本書(shū)在介紹物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展背景與技術(shù)特征的基礎(chǔ)上,對(duì)物聯(lián)網(wǎng)中的自動(dòng)識(shí)別與RFID應(yīng)用技術(shù),傳感器、傳感網(wǎng)與無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù),智能設(shè)備與嵌入式技術(shù),計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù),移動(dòng)通信技術(shù),位置信息、定位技術(shù)與位置服務(wù),物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理技術(shù),物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù),以及典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)的討論。
前言《物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》的第1版出版于2012年。當(dāng)時(shí),物聯(lián)網(wǎng)剛剛出現(xiàn),面臨很多爭(zhēng)議。我們?cè)诮邮芙逃扛叩葘W(xué)校計(jì)算機(jī)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)教學(xué)專家組邀請(qǐng),編寫(xiě)“物聯(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程教材時(shí),感到壓力很大。一方面,面對(duì)社會(huì)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)的質(zhì)疑,我們希望通過(guò)這本教材來(lái)詮釋物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)生的必然性;另一方面,在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系尚不明晰的情況下,教材要保證技術(shù)內(nèi)容的科學(xué)性、教學(xué)體系的系統(tǒng)性、教材用書(shū)的嚴(yán)謹(jǐn)性,的確非常困難。可以說(shuō),本書(shū)第1版的寫(xiě)作實(shí)際上是定位在“求生存”這個(gè)目標(biāo)上,因此注重內(nèi)容的全面和嚴(yán)謹(jǐn),避免出現(xiàn)遺漏和謬誤。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、應(yīng)用和研究的發(fā)展,物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)體系逐步明晰,世界各國(guó)都高度重視物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,著名的IT企業(yè)紛紛布局物聯(lián)網(wǎng),物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈逐步形成。隨著教學(xué)研究工作的深入,作者對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的理解也不斷深入。2012年我們只能講 “物聯(lián)網(wǎng)是大趨勢(shì)”,到了2017年我們可以說(shuō)“物聯(lián)網(wǎng)不是趨勢(shì),而是現(xiàn)實(shí)”。物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)預(yù)示著“世上萬(wàn)物凡存在,皆互聯(lián);凡互聯(lián),皆計(jì)算;凡計(jì)算,皆智能”的發(fā)展前景。
作者長(zhǎng)期從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相關(guān)課程的教學(xué)、科研工作,基于之前的工作積累,在準(zhǔn)備和編寫(xiě)本書(shū)的過(guò)程中,認(rèn)真地思考了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景與技術(shù)演變的過(guò)程,深刻地認(rèn)識(shí)到物聯(lián)網(wǎng)將會(huì)對(duì)社會(huì)發(fā)展產(chǎn)生重大影響。這種認(rèn)識(shí)可以總結(jié)為以下四個(gè)方面。
第一,物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,但是它不是簡(jiǎn)單的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用功能的延伸和接入規(guī)模的擴(kuò)展。物聯(lián)網(wǎng)融入了普適計(jì)算與信息物理融合系統(tǒng)(CPS)的“人-機(jī)-物”融合與環(huán)境智能的理念,將催生大量具有“計(jì)算、通信、控制、協(xié)同與自治”特征的智能設(shè)備與智能系統(tǒng),推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式的轉(zhuǎn)變,促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)出“你中有我,我中有你”“相互促進(jìn)”的共生狀態(tài)。
第二,鄔賀銓院士用“大智移云聯(lián)萬(wàn)物”來(lái)描述物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展,作者認(rèn)為是很有道理的。物聯(lián)網(wǎng)是一個(gè)協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái),它一方面支撐著大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、智能、移動(dòng)計(jì)算、下一代網(wǎng)絡(luò)等新技術(shù),另一方面支撐著智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能醫(yī)療、智能交通等各行各業(yè)的應(yīng)用。目前發(fā)展迅速的云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、深度學(xué)習(xí)、虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、可穿戴計(jì)算、智能機(jī)器人技術(shù),都在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中展現(xiàn)出迷人的魅力。物聯(lián)網(wǎng)為多學(xué)科、跨行業(yè)的科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了千載難逢的機(jī)遇和環(huán)境?梢灶A(yù)見(jiàn),在“數(shù)據(jù)為王”的時(shí)代,物聯(lián)網(wǎng)的重要性將會(huì)日益凸顯出來(lái)。
第三,從學(xué)科發(fā)展的角度看,物聯(lián)網(wǎng)是計(jì)算機(jī)、通信、電子、控制、數(shù)據(jù)與智能等多學(xué)科交叉融合的產(chǎn)物。物聯(lián)網(wǎng)將引發(fā)計(jì)算機(jī)科學(xué)與信息技術(shù)在更大范圍、更深層次的應(yīng)用,帶動(dòng)更為廣泛的行業(yè)和產(chǎn)業(yè)的融合,推動(dòng)交叉學(xué)科的發(fā)展,創(chuàng)造出更多新的交叉學(xué)科。這種發(fā)展趨勢(shì)必將直接影響我國(guó)高等院校學(xué)科的布局,以及相關(guān)專業(yè)的培養(yǎng)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容。例如,物聯(lián)網(wǎng)智能交通的發(fā)展正在推動(dòng)全球汽車產(chǎn)業(yè)重大的變化?枴け捡Y在發(fā)明汽車時(shí)絕沒(méi)有想到,作為機(jī)械工業(yè)巔峰之作的汽車,正在逐步轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨入姎饣、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的機(jī)電產(chǎn)品。為了適應(yīng)社會(huì)與產(chǎn)業(yè)對(duì)新型人才的需求,高校的汽車專業(yè)必然要從傳統(tǒng)的機(jī)械制造業(yè)人才培養(yǎng)的模式,向適應(yīng)汽車電氣化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化需求的復(fù)合型、交叉人才培養(yǎng)方向轉(zhuǎn)變。社會(huì)對(duì)新型人才需求變化的影響將出現(xiàn)在很多專業(yè),這也為“新工科”的發(fā)展提出了重要的課題。
第四,應(yīng)用創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的核心,用戶體驗(yàn)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的靈魂。物聯(lián)網(wǎng)研究需要很多奇思妙想的創(chuàng)意,需要用到智能人機(jī)交互、可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù),以及智能硬件與可穿戴計(jì)算、智能機(jī)器人技術(shù)。這正是物聯(lián)網(wǎng)的魅力所在,也是物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展日新月異的動(dòng)力和源泉。物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展已經(jīng)讓人目不暇接。
盡管以上提到的問(wèn)題都會(huì)不同程度地呈現(xiàn)在本教材中,但是面對(duì)這樣一個(gè)快速發(fā)展的領(lǐng)域,教材的內(nèi)容落后于技術(shù)與應(yīng)用的發(fā)展是必然的,教材只能起到拋磚引玉的作用。因此,我們?cè)诰帉?xiě)本教材的過(guò)程中,著重注意處理以下兩個(gè)問(wèn)題:第一,貼近技術(shù)發(fā)展前沿,保持導(dǎo)論教材的科學(xué)性與前瞻性;第二,貼近教師和學(xué)生,保持導(dǎo)論教材的系統(tǒng)性與趣味性。
在第2版的編寫(xiě)準(zhǔn)備過(guò)程中,機(jī)械工業(yè)出版社華章公司對(duì)部分高!拔锫(lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論”課程的授課老師進(jìn)行了調(diào)研。作者認(rèn)真研究了諸位老師的意見(jiàn),在章節(jié)結(jié)構(gòu)、內(nèi)容選取與習(xí)題等方面做了相應(yīng)的改進(jìn),表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
第一,第2版由9章組成,比第1版減少了1章。其中第5章“ 物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)”取代了第1版的第5章、第6章。第1版的第10章“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”只給出了4個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用,第2版的第9章“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用”列舉了物聯(lián)網(wǎng)在智能工業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、智能物流等9個(gè)重點(diǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用示例。
第二,結(jié)合技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展,第2版增加了一些新的內(nèi)容。根據(jù)授課老師的意見(jiàn),凡是有后續(xù)課程專門(mén)討論的技術(shù)內(nèi)容,第2版在保持教材體系完整性的前提下,盡量壓縮內(nèi)容和篇幅,為增加
目錄
前言
教學(xué)建議
第1章物聯(lián)網(wǎng)概論
1.1物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會(huì)背景
1.1.1物聯(lián)網(wǎng)概念的提出
1.1.2物聯(lián)網(wǎng)與智慧地球
1.1.3歐盟與各國(guó)政府關(guān)于物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展規(guī)劃
1.1.4物聯(lián)網(wǎng)與我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)
1.2物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)背景
1.2.1從人類對(duì)技術(shù)需求的角度認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然性
1.2.2從互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的角度認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然性
1.2.3從科學(xué)研究的角度認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的必然性
1.3物聯(lián)網(wǎng)的定義與主要技術(shù)特征
1.3.1物聯(lián)網(wǎng)的定義
1.3.2物聯(lián)網(wǎng)的主要技術(shù)特征
1.3.3物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的比較
1.3.4物聯(lián)網(wǎng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”的關(guān)系
1.4物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
1.4.1物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)的基本概念
1.4.2人處理物理世界問(wèn)題的基本方法
1.4.3物聯(lián)網(wǎng)感知層
1.4.4物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層
1.4.5物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層
1.5物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展
1.5.1物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
1.5.2物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)
1.5.3物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)與社會(huì)發(fā)展的影響
1.5.4我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境
本章小結(jié)
習(xí)題
第2章RFID與物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
2.1自動(dòng)識(shí)別技術(shù)
2.1.1自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展過(guò)程
2.1.2條碼技術(shù)
2.1.3磁卡、IC卡技術(shù)
2.2RFID標(biāo)簽與EPC編碼體系
2.2.1RFID標(biāo)簽的基本概念
2.2.2RFID標(biāo)簽的基本工作原理
2.2.3RFID標(biāo)簽的分類
2.2.4RFID標(biāo)簽的編碼標(biāo)準(zhǔn)
2.3RFID標(biāo)簽讀寫(xiě)器
2.3.1RFID標(biāo)簽讀寫(xiě)器的功能與分類
2.3.2RFID讀寫(xiě)器的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)方法
本章小結(jié)
習(xí)題
第3章傳感器與傳感網(wǎng)技術(shù)
3.1傳感器的概念
3.1.1感知能力與傳感器的發(fā)展
3.1.2傳感器的分類
3.1.3物理傳感器
3.1.4化學(xué)傳感器
3.1.5生物傳感器
3.1.6納米傳感器
3.1.7傳感器性能指標(biāo)
3.2智能傳感器與無(wú)線傳感器
3.2.1智能傳感器的研究與發(fā)展
3.2.2無(wú)線傳感器的研究與發(fā)展
3.3無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
3.3.1從無(wú)線分組網(wǎng)到無(wú)線自組網(wǎng)
3.3.2從無(wú)線自組網(wǎng)到無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
3.3.3無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)
3.3.4無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)原則
3.4無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究與發(fā)展
3.4.1無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)
3.4.2無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)
3.4.3水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
3.4.4地下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
3.4.5無(wú)線納米傳感器網(wǎng)絡(luò)
本章小結(jié)
習(xí)題
第4章物聯(lián)網(wǎng)智能硬件與嵌入式系統(tǒng)
4.1嵌入式系統(tǒng)概述
4.1.1嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程
4.1.2嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)
4.2物聯(lián)網(wǎng)智能硬件
4.2.1智能硬件的基本概念
4.2.2人工智能在物聯(lián)網(wǎng)智能硬件中的應(yīng)用
4.2.3人機(jī)交互
4.2.4物聯(lián)網(wǎng)智能硬件的人機(jī)交互技術(shù)
4.2.5柔性顯示與柔性電池技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)智能硬件中的應(yīng)用
4.2.6我國(guó)發(fā)展智能硬件的政策環(huán)境
4.3可穿戴計(jì)算及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
4.3.1可穿戴計(jì)算的基本概念
4.3.2可穿戴計(jì)算設(shè)備的分類與應(yīng)用
4.4智能機(jī)器人及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
4.4.1機(jī)器人的基本概念
4.4.2機(jī)器人的分類與應(yīng)用
4.4.3我國(guó)發(fā)展智能機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的政策環(huán)境
本章小結(jié)
習(xí)題
第5章物聯(lián)網(wǎng)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
5.1計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究與發(fā)展
5.1.1從信息技術(shù)的角度看通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展
5.1.2計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成與發(fā)展
5.1.3計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的分類與特點(diǎn)
5.1.4TCPIP協(xié)議的基本概念
5.1.5下一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究
5.2移動(dòng)通信網(wǎng)技術(shù)的研究與發(fā)展
5.2.1蜂窩系統(tǒng)的基本概念
5.2.2移動(dòng)通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展
5.2.35G與物聯(lián)網(wǎng)
5.2.4M2M、D2D技術(shù)及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
5.3物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)
5.3.1物聯(lián)網(wǎng)接入技術(shù)的基本概念
5.3.2有線接入技術(shù)
5.3.3無(wú)線接入技術(shù)
5.3.4軟件無(wú)線電、認(rèn)知無(wú)線電在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
本章小結(jié)
習(xí)題
第6章位置信息、定位技術(shù)與位置服務(wù)
6.1位置信息與位置服務(wù)
6.1.1位置信息——從互聯(lián)網(wǎng)到物聯(lián)網(wǎng)
6.1.2位置信息在物聯(lián)網(wǎng)中的作用
6.2定位系統(tǒng)
6.2.1航天航空遙感技術(shù)
6.2.2全球定位系統(tǒng)
6.2.3地理信息系統(tǒng)
6.2.4高精度地圖
*6.3定位技術(shù)
6.3.1移動(dòng)通信定位技術(shù)
6.3.2基于WiFi的定位技術(shù)
6.3.3基于RFID的定位技術(shù)
6.3.4無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)
6.4位置服務(wù)
6.4.1位置服務(wù)的基本概念
6.4.2位置服務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
本章小結(jié)
習(xí)題
第7章物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)
7.1物聯(lián)網(wǎng)智能數(shù)據(jù)處理技術(shù)的基本概念
7.1.1物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)
7.1.2物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)
7.1.3物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技術(shù)
7.2物聯(lián)網(wǎng)與云計(jì)算
7.2.1云計(jì)算產(chǎn)生的背景
7.2.2云計(jì)算的分類
7.2.3云計(jì)算的主要技術(shù)特征
7.2.4云計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用
7.3物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)
7.3.1數(shù)據(jù)挖掘的基本概念
7.3.2大數(shù)據(jù)的基本概念
7.3.3大數(shù)據(jù)的定義與特征
7.3.4物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)研究的特殊性
7.3.5物聯(lián)網(wǎng)與智能決策、智能控制
本章小結(jié)
習(xí)題
第8章物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全
8.1網(wǎng)絡(luò)空間安全與網(wǎng)絡(luò)安全的基本概念
8.1.1網(wǎng)絡(luò)空間安全概念的提出
8.1.2我國(guó)《國(guó)家網(wǎng)絡(luò)空間安全戰(zhàn)略》涵蓋的主要內(nèi)容
8.1.3網(wǎng)絡(luò)空間安全的理論體系
8.2OSI安全體系結(jié)構(gòu)
8.2.1OSI安全體系結(jié)構(gòu)的基本概念
8.2.2網(wǎng)絡(luò)安全模型與網(wǎng)絡(luò)安全訪問(wèn)模型
8.2.3用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全的需求
8.3物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全研究的主要內(nèi)容
8.3.1物聯(lián)網(wǎng)中可能存在的網(wǎng)絡(luò)攻擊方式
8.3.2物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全的新動(dòng)向
8.3.3RFID安全與隱私保護(hù)研究
本章小結(jié)
習(xí)題
第9章物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用
9.1智能工業(yè)
9.1.1工業(yè)4.0的基本概念
9.1.2工業(yè)4.0涵蓋的基本內(nèi)容
9.1.3《中國(guó)制造2025》發(fā)展規(guī)劃
9.2智能農(nóng)業(yè)
9.2.1智能農(nóng)業(yè)的基本概念
9.2.2智能農(nóng)業(yè)應(yīng)用示例
9.3智能交通
9.3.1物聯(lián)網(wǎng)智能交通與傳統(tǒng)智能交通的區(qū)別
9.3.2車聯(lián)網(wǎng)
9.3.3無(wú)人駕駛汽車及其研究進(jìn)展
9.4智能電網(wǎng)
9.4.1智能電網(wǎng)的基本概念
9.4.2智能電網(wǎng)應(yīng)用示例
9.5智能環(huán)保
9.5.1智能環(huán)保的基本概念
9.5.2智能環(huán)保應(yīng)用示例
9.6智能醫(yī)療
9.6.1智能醫(yī)療的基本概念
9.6.2智能醫(yī)療應(yīng)用示例
9.7智能安防
9.7.1智能安防的基本概念
9.7.2智能安防應(yīng)用示例
9.8智能家居
9.8.1智能家居的基本概念
9.8.2智能家居應(yīng)用示例
9.9智能物流
9.9.1智能物流的基本概念
9.9.2智能物流與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系
9.9.3未來(lái)商店與物聯(lián)網(wǎng)
9.9.4大型智能物流系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法
本章小結(jié)
思考題
參考文獻(xiàn)