深入理解物联网

　　本书以AIoT为主线，由浅入深、循序渐进地剖析AIoT概念、技术与应用，力求构建脉络清晰的AIoT知识体系，为进一步学习AIoT技术打下基础。本书由9章组成，系统地介绍了从IoT到AIoT的发展过程，讨论了AIoT智能硬件、智能人机交互，以及可穿戴计算设备、智能机器人在AIoT中的应用，介绍了AIoT接入技术与接入网分类，讨论了5G移动边缘计算的概念、技术与应用，探讨了6G与AIoT相关的研究与发展愿景，讨论了AIoT核心交换网结构特点，以及AIoT隐私保护与区块链在AIoT安全中的应用等。本书可供物联网技术研究与产品研发人员、技术管理人员阅读，也可作为物联网工程专业、计算机与信息技术相关专业的教材或参考书。

　　吴功宜　南开大学计算机学院教授，曾任南开大学计算机系主任、研究生院副院长、信息技术科学学院院长。长期从事计算机网络、互联网、移动互联网、物联网与网络安全方向的教学与研究工作。出版教材、专著、译著30余部，多部教材入选精品教材、“十二五”规划教材、“十二五”重点图书出版规划等。2000年获南开大学优秀教师特等奖，2003年获天津市“十五”立功奖章，2018年获教学成果一等奖一项，享受国务院政府特殊津贴。吴英　南开大学计算机学院副教授，博士，硕士生导师。主要研究方向为物联网、车联网与网络安全。主持与参加科研项目8项，发表学术论文20余篇。参与出版教材、译著共10部。多年来一直从事计算机网络、物联网导论与软件编程教学工作，获天津市教学成果一等奖一项。

目　录
序
前言
第1章　AIoT概论 /　1
1.1　IoT的形成 /　1
1.1.1　IoT形成的社会背景 /　1
1.1.2　IoT形成的技术背景 /　3
1.1.3　IoT与Internet的主要区别 /　9
1.1.4　我国IoT技术与产业发展 /　14
1.2　AIoT的发展 /　15
1.2.1　AIoT发展的社会背景 /　15
1.2.2　AIoT发展的技术背景 /　16
1.3　AIoT技术特征 /　22
1.3.1　AIoT“物”的特征 /　22
1.3.2　AIoT“网”的特征 /　24
1.3.3　AIoT“智”的特征 /　29
1.4　AIoT体系结构研究 /　31
1.4.1　AIoT体系结构研究的重要性 /　31
1.4.2　AIoT 技术架构 /　32
1.4.3　AIoT层次结构模型 /　36
1.4.4　术语“网”与“管”的辨析 /　36
1.5　用计算机系统观去分析AIoT体系结构 /　38
1.5.1　从计算机体系结构角度认识AIoT
硬件组成与结构 /　38
1.5.2　从计算机操作系统角度认识AIoT
软件组成与结构 /　41
1.5.3　从计算机网络角度认识AIoT网络
体系结构 /　42
参考文献 /　46
第2章　AIoT感知层 /　48
2.1　AIoT感知层的基本概念 /　48
2.1.1　感知、传感器与感知层 /　48
2.1.2　AIoT终端设备的基本概念 /　50
2.1.3　AIoT接入设备数量与类型的发展
趋势 /　53
2.2　传感器的分类与特点 /　53
2.2.1　常用传感器 /　53
2.2.2　传感器的主要技术指标 /　55
2.2.3　传感器在AIoT中的应用 /　55
2.2.4　传感器技术的发展趋势 /　57
2.2.5　智能传感器的研究与发展 /　58
2.3　RFID与自动识别技术 /　61
2.3.1　自动识别技术的发展过程 /　61
2.3.2　RFID标签的基本概念 /　63
2.3.3　RFID标签编码标准 /　67
2.3.4　EPC信息网络系统 /　70
2.3.5　ONS服务器体系 /　72
2.3.6　RFID标签读写器 /　74
2.4　位置感知技术 /　76
2.4.1　位置信息与位置感知的基本
概念 /　76
2.4.2　北斗卫星定位系统 /　78
2.4.3　蜂窝移动通信定位技术 /　85
2.4.4　Wi-Fi位置指纹定位技术 /　87
2.4.5　高精度地图的研究与应用 /　90
2.5　AIoT智能硬件 /　91
2.5.1　AIoT智能硬件的基本概念 /　91
2.5.2　嵌入式技术的基本概念 /　92
2.5.3　AIoT操作系统 /　96
2.5.4　AIoT智能人机交互技术 /　98
2.5.5　可穿戴计算设备及其在AIoT中的
应用 /　104
2.5.6　智能机器人及其在AIoT中的
应用 /　106
参考文献 /　110
第3章　AIoT接入层 /　112
3.1　AIoT接入层的基本概念 /　112
3.1.1　AIoT设备接入方式 /　112
3.1.2　受限节点与受限网络 /　114
3.1.3　接入技术与接入网的分类 /　116
3.1.4　接入层结构特点 /　117
3.2　有线接入技术 /　118
3.2.1　局域网接入 /　118
3.2.2　电话交换网与ADSL接入 /　119
3.2.3　有线电视网与HFC接入 /　120
3.2.4　电力线接入 /　121
3.2.5　光纤与光纤传感网接入 /　122
3.3　近距离无线接入技术 /　124
3.3.1　蓝牙技术与标准 /　124
3.3.2　ZigBee技术与标准 /　126
3.3.3　6LoWPAN与IEEE 802.15.4标准 /　127
3.3.4　WBAN与IEEE 802.15.6标准 /　129
3.3.5　NFC技术与标准 /　131
3.3.6　UWB技术与标准 /　133
3.4　Wi-Fi接入技术 /　135
3.4.1　Wi-Fi研究的背景 /　135
3.4.2　IEEE 802.11协议标准 /　136
3.4.3　空中Wi-Fi与无人机网 /　138
3.5　NB-IoT接入技术 /　140
3.5.1　NB-IoT的发展过程 /　140
3.5.2　NB-IoT的技术特点 /　140
3.5.3　NB-IoT的应用领域 /　141
3.6　无线传感网接入技术 /　143
3.6.1　无线传感网的基本概念 /　143
3.6.2　无线传感网的研究与发展 /　146
3.7　现场总线、工业以太网与工业无线网
接入技术 /　157
3.7.1　工业物联网接入技术的基本概念 /　157
3.7.2　现场总线技术 /　158
3.7.3　工业以太网技术 /　160
3.7.4　工业无线网技术 /　165
参考文献 /　168
第4章　AIoT边缘计算层 /　169
4.1　边缘计算的基本概念 /　169
4.1.1　从云计算到移动云计算 /　169
4.1.2　从移动云计算到移动边缘计算 /　172
4.1.3　移动边缘计算的基本概念 /　176
4.1.4　移动边缘计算的特征 /　177
4.1.5　边缘云与核心云的关系 /　178
4.1.6　移动边缘计算的实现方法 /　180
4.2　5G与移动边缘计算 /　182
4.2.1　AIoT实时性应用的需求 /　182
4.2.2　5G移动边缘计算的基本概念 /　183
4.2.3　5G移动边缘计算的优点 /　184
4.2.4　移动边缘计算的研究与标准化 /　185
4.3　移动边缘计算架构 /　185
4.3.1　ETSI MEC参考模型 /　185
4.3.2　MEC平台逻辑结构 /　186
4.4　移