物联网技术及应用基础

　　本书根据教育部最新的职业教育教学改革要求，结合国家示范建设课程改革成果及企业职业岗位技能需求编写而成。全书以典型项目案例为主线，通过不同的任务要求，介绍物联网相关基础知识，内容共分7个单元，包括物联网的概念与关键技术、自动识别技术、物联网定位技术、传感器与无线传感器网络技术、物联网通信与网络技术、云计算、物联网安全技术。全书以案例形式阐述物联网的技术内容和典型应用，侧重于基本概念和基本技能的介绍，强化岗位实践能力的培养。本书图文并茂，具有较强的可读性和前沿性，书中加入大量的图表，便于阅读和理解，同时融入了最新的物联网研究成果和应用。本书提供免费的电子教学课件、相关动画和视频、习题参考答案，详见前言。

　　2004~至今，南京信息职业技术学院教师。工信行指委电子专指委秘书长，江苏省高职师培咨询委员。2013年江苏省教学成果二等奖，主持。2013年中国电子教育学会教学成果一等奖，“电子信息工程技术专业创新型人才模式研究与实践”，主持。

单元1 物联网的概念与关键技术 （1）知识分布网络 （1） 1.1 物联网的发展与特点 （2） 1.1.1 物联网的起源与发展现状 （2） 1.1.2 物联网的概念及特点 （6） 思考与问答1 （9） 训练任务1 畅想未来的物联网生活 （9） 1.2 物联网的结构及关键技术 （9） 1.2.1 物联网的网络架构 （9） 1.2.2 物联网感知层技术 （10） 1.2.3 物联网网络层技术 （13） 1.2.4 物联网应用层技术 （15） 1.3 典型物联网工程及发展面临的问题 （15） 1.3.1 智能交通 （16） 案例1-1 迪纳IOV车联网系统 （17） 1.3.2 智能家居 （18） 案例1-2 智能家居系统设计方案 （19） 1.3.3 智能工业 （22） 案例1-3 RFID生产线管理系统方案 （22） 1.3.4 智能物流 （23） 1.3.5 智能医疗 （23） 1.3.6 物联网在发展过程中面临的问题 （24） 思考与问答2 （25） 训练任务2 调研生活中的物联网 （26）内容小结 （26）单元2 自动识别技术 （27）知识分布网络 （27） 2.1 常见自动识别技术 （28） 案例2-1 微讯软件社保声纹认证解决方案 （28） 2.1.1 条码技术 （31） 2.1.2 光学字符识别技术 （36） 2.1.3 卡识别技术 （36） 2.1.4 生物识别技术 （38） 思考与问答3 （38） 训练任务3 个人信息二维码的制作 （39） 2.2 射频识别技术 （39） 案例2-2 通用停车场管理系统 （40） 2.2.1 RFID系统组成 （41） 案例2-3 RFID技术在图书馆的应用 （44） 案例2-4 无源RFID猪场溯源管理系统 （48） 案例2-5 基于RFID技术的仓库管理系统 （53） 2.2.2 射频识别工作原理 （56） 案例2-6 RFID在集装箱电子关锁中的应用 （58） 案例2-7 煤矿井下人员定位系统 （59） 思考与问答4 （63） 训练任务4 调研RFID系统的实际应用 （63）内容小结 （64）单元3 物联网定位技术 （65）知识分布网络 （65） 3.1 物联网定位技术的发展与应用 （66） 3.1.1 物联网定位技术的发展历史 （66） 3.1.2 物联网中定位技术的具体应用 （68） 案例3-1 “0”碰撞—车对车信息交换系统 （68） 案例3-2 中兴移动物流解决方案 （69） 案例3-3 智能医院人员定位系统 （71） 3.2 全球定位系统（GPS） （72） 案例3-4 海纳GPS车辆定位系统 （72） 3.2.1 GPS系统的架构 （73） 3.2.2 GPS关键技术 （75） 3.2.3 地理信息系统（GIS） （77） 案例3-5 基于GIS的大气污染扩散模拟系统 （79） 案例3-6 基于GIS的应急处理系统 （81） 案例3-7 施工扬尘电子防控联合执法平台 （82） 3.2.4 北斗卫星导航定位系统 （83） 思考与问答5 （85） 训练任务5 调研物联网定位技术的应用 （85） 训练任务6 体验Web GIS系统的实际应用 （85） 3.3 其他短距离定位技术 （86） 3.3.1 红外定位技术 （86） 3.3.2 超声波定位技术 （86） 3.3.3 RFID定位技术 （87） 案例3-8 火车站RFID人员定位系统 （87） 3.3.4 UWB（超宽带）定位技术 （88） 3.3.5 WiFi定位技术 （89） 3.3.6 蓝牙定位技术 （89） 3.3.7 ZigBee定位技术 （89） 案例3-9 基于ZigBee的监狱人员定位跟踪系统 （89） 3.3.8 移动通信网络定位技术 （91） 思考与问答6 （92） 训练任务7 老人室内定位识别系统设计 （92）内容小结 （92）单元4 传感器与无线传感器网络技术 （93）知识分布网络 （93） 4.1 传感器的分类与特点 （94） 案例4-1 机场周界防入侵系统 （94） 4.1.1 什么是传感器 （96） 4.1.2 传感器的分类 （98） 案例4-2 汽车上有多少传感器 （101） 4.1.3 传感器的特性 （102） 4.1.4 典型传感器 （103） 案例4-3 智能手机中的传感器 （109） 案例4-4 基于声信息的智能化鱼群自动给食系统 （110） 思考与问答7 （114） 训练任务8 传感器的分类与选型 （114） 4.2 无线传感器网络 （115） 案例4-5 无线传感器网络智能交通系统 （115） 4.2.1 无线传感器网络的体系结构 （117） 4.2.2 无线传感器网络的特点 （119） 4.2.3 传感器网络的结构 （122） 案例4-6 基于无线Mesh网络的农作物监测系统 （124） 案例4-7 文化遗址的无线传感器网络监测 （127） 案例4-8 医疗监护无线传感器网络 （129） 思考与问答8 （130） 训练任务9 智慧农业智能大棚系统设计 （130） 4.3 数据融合 （131） 4.3.1 数据融合的基本概念 （131） 4.3.2 数据融合的作用 （132） 4.3.3 数据融合的应用 （132） 案例4-9 卫星数据融合技术在环境遥感监测中的应用 （133） 案例4-10 雷达组网中的数据融合 （134） 思考与问答9 （135）内容小结 （135）单元5 物联网通信与网络技术 （136）知识分布网络 （136） 5.1 认识无线通信技术 （137） 案例5-1 基于GSM短消息的智能家居报警系统 （137） 5.1.1 通信技术的发展 （138） 5.1.2 通信系统结构 （139） 5.1.3 调制解调技术 （144） 5.1.4 多址技术 （148） 思考与问答10 （151） 训练任务10 调研无线通信系统的实际应用 （151） 5.2 蜂窝移动通信技术 （152） 案例5-2 基于3G通信技术的智能交通指挥系统 （152） 5.2.1 1G （153） 5.2.2 2G （153） 案例5-3 电子不停车收费系统网络架构 （155） 5.2.3 3G （155） 5.2.4 4G （159） 案例5-4 4G智慧医疗系统 （161） 思考与问答11 （162） 训练任务11 调研手机上网技术与速度 （162） 5.3 短距离无线通信技术 （163） 案例5-5 ZigBee智能家居解决方案 （163） 5.3.1 蓝牙 （165） 案例5-6 基于蓝牙的汽车物联 （166） 5.3.2 UWB （167） 5.3.3 ZigBee （167） 案例5-7 基于ZigBee技术的无线水文监测系统 （167） 案例5-8 ZigBee无线控制智能路灯管理系统 （170） 案例5-9 酒店室内无线覆盖解决方案 （171） 5.3.4 WiFi （172） 案例5-10 大型智慧社区WiFi定位系统 （175） 思考与问答12 （176） 训练任务12 讨论智能电网中的通信技术 （176）内容小结 （177）单元6 云计算 （178）知识分布网络 （178） 6.1 云计算的发展 （179） 案例6-1 华为桌面云高效办公平台 （180） 6.2 云计算的概念 （182） 案例6-2 IBM云计算解决案例iTricity IDC （183） 思考与问答13 （184） 6.3 云计算服务模式及关键技术 （185） 6.3.1 云计算服务模式 （185） 6.3.2 云计算的部署类型 （188） 6.3.3 云计算关键技术 （189） 案例6-3 中兴通讯增值业务云CoCloud （190） 6.4 云计算和大数据的关系 （191） 思考与问答14 （193） 训练任务13 调研云计算服务方案 （193）内容小结 （194）单元7 物联网安全技术 （195）知识分布网络 （195） 7.1 物联网面临的安全威胁 （196） 案例7-1 物联网安全事件 （196） 7.1.1 感知层安全 （198） 7.1.2 网络层安全 （204） 7.1.3 应用层安全 （206） 案例7-2 位置信息与个人隐私 （208） 7.2 物联网基础设施安全需求与现状 （209） 7.3 物联网系统安全体系架构 （210） 7.3.1 物联网不同于互联网的安全风险 （210） 7.3.2 物联网系统安全体系结构特点 （211） 7.4 物联网系统安全体系结构组成 （211） 7.4.1 感知层的安全架构 （211） 7.4.2 网络层的安全架构 （212） 7.4.3 应用层的安全架构 （212） 案例7-3 面向3G接入的物联网安全架构 （213） 7.5 物联网安全关键技术 （214） 7.5.1 密钥管理机制 （214） 7.5.2 入侵检测与容侵容错技术 （215） 7.5.3 决策与控制安全 （215） 思考与问答15 （215） 训练任务14 调研物联网安全威胁 （216）内容小结 （216）参考文献 （217）