物联网之智：智能硬件开发与智慧城市建设

　　本书为“物联网工程实战丛书”的第6卷。书中从物联网工程的实际需求出发，阐述了物联网智能硬件开发及智慧城市建设的相关知识和理念，告诉读者物联网的发展方向和实际应用。本书共9章，第1章为智能硬件概述；第2章介绍了智能硬件的理论基础；第3章介绍了智能硬件开发之物联网网关的设计；第4章介绍了智能硬件开发之医疗设备研发；第5章介绍了智能硬件开发之机器人研发；第6章介绍了智慧校园的相关知识；第7章介绍了智慧工厂的相关内容；第8章介绍了智慧农业的相关内容；第9章介绍了智慧城市建设的相关内容。本书适合作为高等院校物联网工程、通信工程、网络工程、电子信息工程、微电子和集成电路等相关专业的教材，也适物联网协议的研究者和物联网操作系统的研发人员阅读。另外，本书还适合作为智慧城市建设等政府管理部门相关人员的参考读物。

　　曾凡太，山东大学信息科学与工程学院高级工程师。已经出版“EDA工程丛书”（共5卷，清华大学出版社出版）、《现代电子设计教程》（高等教育出版社出版）、《PCI总线与多媒体计算机》（电子工业出版社出版）等书，发表论文数十篇，申请发明专利4项。刘美丽，毕业于中国石油大学（北京）自动化研究所，获工学硕士学位。现为山东交通学院副教授、高级技师，从事智能控制、物联网和嵌入式领域的研究工作。已出版专著4册，独立发表科技核心论文7篇，以作者发表EI论文2篇，主持省部级科研和教改项目3项，获省部级奖励5项。陶翠霞，毕业于山东师范大学，获工学硕士学位。现为山东劳动职业技术学院副教授，从事计算机、物联网和智能控制等领域的教学与科研工作。主持省级教科研项目5项，出版教材7部，发表论文8篇，获省级教科研成果一等奖1项、二等奖3项。

丛书序
序言
第1章 智能硬件概述1
11 智能硬件定义1
12 物联网的市场空间3
13 智能硬件创业机遇与挑战并存4
14 智能硬件发展趋势6
141 智能硬件产品问题分析7
142 智能硬件行业分析9
143 智能硬件的未来13
15 智能硬件创业策略14
151 寻找客户痛点14
152 智能硬件研发选择15
16 本章小结16
17 本章习题16
第2章 智能硬件理论基础17
21 人工智能起源17
22 人工智能发展18
221 人工智能发展趋势18
222 我国人工智能发展20
23 大数据智能理论23
24 跨媒体感知计算理论24
25 混合增强智能理论26
26 群体智能理论29
27 自主协同控制与优化决策理论33
28 高级机器学习理论37
281 高级机器学习介绍37
282 机器学习的研究范畴38
283 机器学习的一些常见算法39
284 物联网、人工智能与机器学习42
29 类脑智能计算理论45
291 类脑计划48
292 类脑科学49
293 类脑计算50
294 类脑智能51
295 类脑智能发展方向53
210 量子计算与人工智能55
211 人工智能关键共性技术57
2111 知识计算引擎与知识服务技术57
2112 跨媒体分析推理技术59
2113 群体智能关键技术61
2114 其他人工智能关键技术62
212 人工智能产业63
213 本章小结65
214 本章习题66
第3章 智能硬件之物联网网关设计67
31 物联网网关概述67
311 物联网网关的功能需求67
312 智能物联网网关的发展72
32 物联网通信协议75
321 HTTP协议75
322 CoAP协议76
323 MQTT协议（低带宽）77
324 DDS协议77
325 AMQP协议78
326 XMPP协议78
327 JMS协议79
33 物联网协议转换80
331 协议转换方法80
332 硬件设计案例81
333 协议转换案例82
34 物联网网关设计85
341 设计方法86
342 硬件设计87
343 软件设计88
344 层次结构89
345 交互流程91
346 系统实现92
35 物联网网关应用96
351 应用方向96
352 应用实例97
36 物联网网关参考设计99
361 家用网关参考设计99
362 能源网关参考设计101
363 NXP网关参考设计102
364 英特尔网关参考设计103
37 本章小结106
38 本章习题106
第4章 智能硬件之医疗设备研发107
41 概述107
411 医疗仪器研发产业链108
412 医疗器械智能化趋势108
42 人工智能+医疗110
421 人工智能+医疗发展简史111
422 人工智能+医疗市场分析111
423 人工智能+医疗发展约束115
43 医用传感器117
431 医用传感器的特征117
432 医用传感器的用途119
433 医用传感器的选择122
434 医用传感器的研发125
435 微型心率传感器125
436 PET/CT图像传感器127
437 MRI图像传感器130
438 B超图像传感器131
439 医用传感器发展趋势132
44 智慧医疗134
441 智慧医疗简介134
442 健康管理135
443 康复工程136
444 无线监护远程医疗137
45 可穿戴心率监护仪142
451 可穿戴心电血压监护仪142
452 健康监测智能手表142
453 心率电导传感器143
454 心率光敏传感器144
455 心率测量干扰消除146
456 可穿戴设备的功耗约束148
46 健康监测智能手环149
461 智能手环的制作149
462 如何实现计步150
463 硬件电路设计150
464 MPU6050驱动设计153
465 研发流程155
466 客户端软件模块设计157
467 手环系统设计164
47 其他智能医疗设备166
48 智能医疗设备发展趋势168
49 本章小结171
410 本章习题171
第5章 智能硬件之机器人研发172
51 概述172
511 机器人系统组成173
512 机器人是如何工作的175
513 家庭自制机器人178
514 人工智能机器人180
515 经典机器人基础181
52 智能机器人设计183
521 机器人设计原则183
522 机器人设计阶段184
523 机器人手腕设计186
524 机器人设计研究发展191
53 智能机器人技术192
54 智能机器人控制195
541 机器人控制概述196
542 工业机器人控制技术197
543 驱动控制一体化198
55 机器人传感器203
551 运动传感器203
552 机器人听觉204
553 机器人触觉208
554 机器人视觉211
56 工业机器人设计213
561 工业机器人基础知识213
562 工业机器人的控制器214
563 工业机器人的伺服系统214
564 工业机器人的减速器214
57 家用机器人设计218
58 建筑机器人设计219
581 建筑机器人的关键技术219
582 建筑机器人产业发展的基本策略222
59 智能机器人223
591 智能机器人分类223
592 智能机器人关键技术225
593 智能机器人发展趋势227
594 更具智慧的工业机器人227
510 机器人研究前沿228
5101 机器人设计方法与共性技术228
5102 机器人认知与行为控制229
5103 机器人人机交互与和谐共存230
5104 机器人及机电一体化系统集成231
511 本章小结23