目 錄

第1章 物聯(lián)網(wǎng)概述 1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用與結(jié)構(gòu)體系 2
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用 2
1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的結(jié)構(gòu)體系 3
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 4
1.2.1 射頻識(shí)別技術(shù) 4
1.2.2 傳感技術(shù) 5
1.2.3 網(wǎng)絡(luò)與通信技術(shù) 6
1.2.4 數(shù)據(jù)挖掘與融合 6
1.3 物聯(lián)網(wǎng)與自動(dòng)識(shí)別技術(shù) 7
1.3.1 IC卡識(shí)別技術(shù) 7
1.3.2 條碼識(shí)別技術(shù) 12
1.3.3 光學(xué)字符識(shí)別技術(shù) 22
1.3.4 生物特征識(shí)別技術(shù) 25
1.3.5 常見(jiàn)的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)比較 30
1.4 物聯(lián)網(wǎng)與云技術(shù) 30
1.4.1 云計(jì)算技術(shù) 31
1.4.2 云計(jì)算與大數(shù)據(jù) 36
1.4.3 云服務(wù) 37
1.5 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái) 40
1.5.1 中國(guó)移動(dòng)OneNET平臺(tái) 40
1.5.2 百度天工智能物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái) 42
1.5.3 阿里L(fēng)ink物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái) 43
1.5.4 騰訊QQ物聯(lián)智能硬件開(kāi)放平臺(tái) 44
1.5.5 中國(guó)電信NB-IoT 45
1.6 延伸閱讀：物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在中國(guó)的發(fā)展及展望 45
1.6.1 “十四五”重點(diǎn)規(guī)劃產(chǎn)業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè) 45
1.6.2 中國(guó)和世界物聯(lián)網(wǎng)大會(huì) 46
第2章 RFID技術(shù)概述 47
2.1 RFID工作原理 48
2.1.1 RFID識(shí)別過(guò)程 48
2.1.2 RFID技術(shù)的特征 49
2.1.3 RFID技術(shù)發(fā)展 50
2.1.4 國(guó)內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀 52
2.2 RFID系統(tǒng)構(gòu)成 53
2.2.1 應(yīng)答器 54
2.2.2 閱讀器 60
2.2.3 應(yīng)用軟件 64
2.3 RFID中間件 68
2.3.1 RFID扮演的角色 69
2.3.2 RFID中間件的架構(gòu) 69
2.3.3 中間件發(fā)展方向 70
2.3.4 RFID中間件的應(yīng)用舉例 71
2.4 RFID與EPC 73
2.4.1 EPC技術(shù) 73
2.4.2 EPC系統(tǒng)構(gòu)成 75
2.5 RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 80
2.5.1 ISO/IEC18000系列國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的構(gòu)成 81
2.5.2 EPC Global 81
2.5.3 UID 84
2.5.4 中國(guó)RFID標(biāo)準(zhǔn)推行現(xiàn)狀 84
2.6 延伸閱讀：RFID技術(shù)的發(fā)展前景 85
2.6.1 RFID在中國(guó) 85
2.6.2 RFID全球化發(fā)展的制約 86
第3章 RFID與無(wú)線(xiàn)通信技術(shù) 87
3.1 電磁波技術(shù) 88
3.1.1 無(wú)線(xiàn)電波的主要傳播方式 89
3.1.2 與RFID有關(guān)的無(wú)線(xiàn)電波頻率 90
3.1.3 RFID相關(guān)的空中接口標(biāo)準(zhǔn) 91
3.2 天線(xiàn)技術(shù) 102
3.2.1 天線(xiàn)的基礎(chǔ)知識(shí) 102
3.2.2 RFID天線(xiàn)的特性 108
3.2.3 RFID天線(xiàn)的制作工藝 109
3.2.4 微波RFID天線(xiàn)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 111
3.3 RFID的射頻前端 114
3.3.1 電感耦合 114
3.3.2 反向散射耦合 122
3.3.3 功率放大器 123
3.3.4 RFID中常見(jiàn)的電感設(shè)計(jì) 124
3.4 RFID與電磁兼容性 125
3.4.1 EMC 126
3.4.2 EMC檢測(cè)項(xiàng)目 128
3.4.3 RFID與EMC的關(guān)系 128
3.5 RFID中的調(diào)制技術(shù) 129
3.5.1 脈沖調(diào)制 129
3.5.2 副載波與負(fù)載調(diào)制 131
3.6 延伸閱讀 135
3.6.1 天線(xiàn)的發(fā)展史 135
3.6.2 最大的陣列天線(xiàn)—中國(guó)天眼 137
第4章 RFID與數(shù)據(jù)通信技術(shù) 139
4.1 信道和編碼 140
4.1.1 編碼與解碼 141
4.1.2 調(diào)制與解調(diào) 142
4.1.3 數(shù)據(jù)編碼 142
4.1.4 信道編碼技術(shù) 145
4.2 RFID中的編碼 147
4.2.1 曼徹斯特碼 148
4.2.2 密勒碼 152
4.2.3 RFID中的其他編碼 156
4.3 RFID中的數(shù)據(jù)校驗(yàn) 157
4.3.1 數(shù)據(jù)校驗(yàn)技術(shù) 158
4.3.2 基于單片機(jī)的奇偶校驗(yàn)的程序設(shè)計(jì) 162
4.3.3 基于單片機(jī)的8位CRC的程序設(shè)計(jì) 164
4.3.4 基于單片機(jī)的16位CRC的程序設(shè)計(jì) 168
4.4 RFID中的數(shù)據(jù)安全技術(shù) 172
4.4.1 密碼學(xué)基礎(chǔ) 172
4.4.2 數(shù)據(jù)加密 173
4.4.3 密碼體制 173
4.4.4 FRID中的密鑰管理 179
4.4.5 RFID中的三次相互認(rèn)證技術(shù) 180
4.5 RFID中的防碰撞 183
4.5.1 多標(biāo)簽的碰撞和防碰撞 183
4.5.2 防碰撞算法 184
4.5.3 多路存取技術(shù) 187
4.5.4 應(yīng)用Aloha算法解決防碰撞問(wèn)題 189
4.6 延伸閱讀：傳奇的DES和3DES加密技術(shù) 191
第5章 RFID讀寫(xiě)器程序設(shè)計(jì) 193
5.1 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的研制步驟和方法 194
5.1.1 總體設(shè)計(jì) 195
5.1.2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 196
5.1.3 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì) 197
5.2 單片機(jī)的開(kāi)發(fā)平臺(tái) 197
5.2.1 單片機(jī)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境組成 197
5.2.2 典型的單片機(jī)開(kāi)發(fā)平臺(tái) 199
5.2.3 單片機(jī)程序的編程方法 203
5.3 RFID讀寫(xiě)器程序設(shè)計(jì)要求 204
5.3.1 常用的MCU類(lèi)型 204
5.3.2 RFID讀寫(xiě)器程序設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 205
5.4 常用射頻模塊接口及通信協(xié)議 206
5.4.1 單總線(xiàn)通信接口 206
5.4.2 串行通信接口 207
5.4.3 并行總線(xiàn)通信接口 214
5.5 讀寫(xiě)器程序設(shè)計(jì)實(shí)例 215
5.5.1 基于51系列單片機(jī)的LF頻段讀寫(xiě)器程序設(shè)計(jì) 215
5.5.2 基于51系列單片機(jī)的ISO/IEC 14443協(xié)議射頻讀寫(xiě)器程序設(shè)計(jì) 220
5.5.3 基于STM32單片機(jī)的ISO/IEC 14443協(xié)議射頻讀寫(xiě)器程序設(shè)計(jì) 228
5.6 延伸閱讀：主要的MCU公司及其產(chǎn)品簡(jiǎn)介 234
5.6.1 MCU的類(lèi)型 234
5.6.2 主要的MCU公司 235
第6章 讀寫(xiě)器的應(yīng)用與二次開(kāi)發(fā) 237
6.1 與二次開(kāi)發(fā)的相關(guān)技術(shù) 238
6.1.1 高級(jí)語(yǔ)言技術(shù) 238
6.1.2 數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù) 243
6.1.3 動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)技術(shù) 246
6.2 設(shè)備的通信接口 249
6.2.1 USB接口 251
6.2.2 UART串口 252
6.2.3 PS/2接口 255
6.3 UART通信協(xié)議的設(shè)計(jì) 258
6.3.1 UART通信的參數(shù)要求 259
6.3.2 數(shù)據(jù)包的設(shè)計(jì)原則 259
6.3.3 通信協(xié)議的一般格式 260
6.3.4 ISO 14443協(xié)議RFID讀寫(xiě)器應(yīng)用系統(tǒng)的通信協(xié)議設(shè)計(jì)示例 260
6.4 基于ISO/IEC 15693協(xié)議的動(dòng)態(tài)庫(kù)程序設(shè)計(jì) 266
6.4.1 ISO/IEC 15693協(xié)議的應(yīng)答器基本信息 267
6.4.2 動(dòng)態(tài)庫(kù)的協(xié)議設(shè)計(jì) 268
6.4.3 動(dòng)態(tài)庫(kù)的程序設(shè)計(jì) 271
6.5 RFID讀寫(xiě)器應(yīng)用系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)實(shí)例 281
6.5.1 基于動(dòng)態(tài)庫(kù)的ISO/IEC 15693協(xié)議讀寫(xiě)器的二次開(kāi)發(fā) 281
6.5.2 基于通信協(xié)議的RFID讀寫(xiě)器通用系統(tǒng)設(shè)計(jì) 290
6.6 延伸閱讀：程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的新寵—Python 295
6.6.1 Python的由來(lái)與發(fā)展歷程 295
6.6.2 Python概述 296
第7章 物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用案例 298
7.1 基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的智慧校園 300
7.1.1 校園出入管理系統(tǒng) 301
7.1.2 宿舍管理系統(tǒng) 302
7.1.3 餐飲消費(fèi)管理系統(tǒng) 303
7.1.4 電子班牌管理系統(tǒng) 303
7.1.5 智能預(yù)約管理系統(tǒng) 306
7.2 基于RFID技術(shù)的資產(chǎn)管理系統(tǒng) 307
7.2.1 系統(tǒng)構(gòu)成 308
7.2.2 系統(tǒng)功能 308
7.2.3 主要設(shè)備 310
7.3 基于RFID技術(shù)的智慧園區(qū)巡檢系統(tǒng) 310
7.3.1 系統(tǒng)構(gòu)成 310
7.3.2 系統(tǒng)功能 310
7.3.3 主要設(shè)備 311
7.4 基于RFID技術(shù)的校園一卡通消費(fèi)管理系統(tǒng) 312
7.4.1 系統(tǒng)構(gòu)成 312
7.4.2 系統(tǒng)功能及特點(diǎn) 313
7.4.3 主要設(shè)備 313
7.5 基于RFID技術(shù)的水控、電控管理系統(tǒng) 314
7.5.1 需求分析 314
7.5.2 水控管理系統(tǒng) 314
7.5.3 電控管理系統(tǒng) 315
7.6 汽車(chē)RFID智慧物聯(lián)整車(chē)物流平臺(tái) 316
7.7 適合教學(xué)和科研的AIoT物聯(lián)網(wǎng)解決方案 318
7.7.1 AIoT功能模塊 319
7.7.2 應(yīng)用模式及系統(tǒng)構(gòu)成 319
7.7.3 開(kāi)發(fā)案例 320
7.8 延伸閱讀：開(kāi)啟萬(wàn)物互聯(lián)的新時(shí)代 324
7.8.1 5G落地將推動(dòng)社會(huì)進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)時(shí)代 324
7.8.2 預(yù)見(jiàn)2021：2021年中國(guó)NB-IoT產(chǎn)業(yè)全景圖譜 325
附錄A 常用縮略語(yǔ)及術(shù)語(yǔ) 327
A1 常用縮略語(yǔ)、全稱(chēng)及應(yīng)用 327
A2 常用術(shù)語(yǔ)及含義 330
附錄B ISO/IEC 15693協(xié)議動(dòng)態(tài)庫(kù)命令詳解 331
附錄C 單片機(jī)常見(jiàn)編譯錯(cuò)誤及警告解析 336
C1 Keil C51開(kāi)發(fā)環(huán)境 336
C1.1 Keil C51編譯時(shí)的語(yǔ)法類(lèi)錯(cuò)誤 336
C1.2 Keil C51編譯時(shí)的連接錯(cuò)誤及警告 338
C2 Keil MDK開(kāi)發(fā)環(huán)境 342
C2.1 Keil MDK編譯器警告詳解 342
C2.2 Keil MDK編譯器錯(cuò)誤詳解 343
參考文獻(xiàn) 345