定 價:39 元
叢書名:“十二五”國家重點圖書出版規(guī)劃物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)規(guī)劃教材華章教育
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- 作者:吳功宜 吳英
- 出版時間:2018/6/1
- ISBN:9787111599494
- 出 版 社:機械工業(yè)出版社
- 中圖法分類:TP393.409
- 頁碼:
- 紙張:膠版紙
- 版次:
- 開本:16開
本書從物聯(lián)網(wǎng)基本概念出發(fā),系統(tǒng)討論物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡層、應用層與網(wǎng)絡安全的關鍵技術,并選取物聯(lián)網(wǎng)中的十個重點應用領域,介紹我國與世界各國物聯(lián)網(wǎng)應用成功的案例與一些重要的物聯(lián)網(wǎng)研究問題。本書適合高校物聯(lián)網(wǎng)及相關專業(yè)作為專業(yè)導論課程的教材。
前 言物聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)預示著“世上萬物凡存在,皆互聯(lián);凡互聯(lián),皆計算;凡計算,皆智能”的發(fā)展前景。作者認為,物聯(lián)網(wǎng)是一個協(xié)同創(chuàng)新的平臺,它一方面支撐著大數(shù)據(jù)、云計算、智能、移動計算、下一代網(wǎng)絡等新技術,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)的應用。目前發(fā)展迅速的云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、深度學習、虛擬現(xiàn)實與增強現(xiàn)實、可穿戴計算、智能機器人技術都在物聯(lián)網(wǎng)應用中展現(xiàn)出了迷人的魅力。物聯(lián)網(wǎng)為多學科、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遇。
近年來,經(jīng)過科研、產(chǎn)業(yè)與教育界的共同努力,已對過去在物聯(lián)網(wǎng)技術領域的一些認識模糊的問題形成了共識,這些共識主要表現(xiàn)在:
1)物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)之間的關系日漸明晰。
2)支撐物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的關鍵技術日漸明晰。
3)物聯(lián)網(wǎng)應用對社會發(fā)展的影響日漸明晰。
4)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展對計算機教育的影響日漸明晰。
物聯(lián)網(wǎng)是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上發(fā)展起來的,但它不是互聯(lián)網(wǎng)應用簡單的功能延伸和接入規(guī)模的擴展。物聯(lián)網(wǎng)融入了普適計算與信息物理融合系統(tǒng)(CPS)的“人-機-物”融合與“環(huán)境智能”的理念,將催生大量具有“計算、通信、控制、協(xié)同與自治”特征的智能設備與智能系統(tǒng),推動社會經(jīng)濟發(fā)展模式的轉變,促進產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。
在修訂、出版了“十二五”普通高等院校本科國家級規(guī)劃教材、“十二五”國家重點圖書出版規(guī)劃、物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)規(guī)劃教材《物聯(lián)網(wǎng)工程導論(第2版)》,初步完成物聯(lián)網(wǎng)工程導論MOOC課程之后,作者一直在思考如何在新的技術形勢下修訂《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用》一書。編寫《物聯(lián)網(wǎng)技術與應用(第2版)》的指導思想是:保留第1版的結構,在內容上貼近物聯(lián)網(wǎng)技術與應用發(fā)展的前沿,調整每一章節(jié)的內容,增加教材的科學性、趣味性與可讀性。在第6章中,作者選取了10個物聯(lián)網(wǎng)的重要應用領域,每個領域涵蓋物聯(lián)網(wǎng)不同類型、不同層次的問題,挑選具有代表性的案例,介紹我國與世界各國物聯(lián)網(wǎng)應用的成功案例與當前一些重要的研究動向,以幫助讀者開闊學術視野,通過實際問題加深對物聯(lián)網(wǎng)概念與技術的理解,啟發(fā)學習興趣。我們希望做到無論是理工科的學生,還是文、經(jīng)、管、法、醫(yī)、農(nóng)以及軍事學科的學生,只要具備信息技術的基礎知識,就有興趣并能夠讀懂教材的內容。
物聯(lián)網(wǎng)技術具有典型的交叉學科特點,因此本書內容涉及多個學科,作者在準備和寫作的過程中認真閱讀了很多書籍和文獻,請教了很多老師,這本書的內容實際上凝聚了很多智者的心血。作者利用互聯(lián)網(wǎng)搜索引擎和專業(yè)網(wǎng)站挑選和編輯了相關插圖,希望能以圖文并茂的方式幫助讀者理解知識。在選擇圖片時,作者考慮了圖片的新聞性、正面引用、教學使用與不涉及個人肖像權等問題。本書的第1~3章由吳功宜執(zhí)筆完成,第4~6章由吳英執(zhí)筆完成。
本書可以作為高等院校物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè),以及計算機類與工科類專業(yè)的教材或參考書,可供文、經(jīng)、管、法、醫(yī)、農(nóng)等專業(yè)作為選修課教材,也可供物聯(lián)網(wǎng)技術研究與產(chǎn)品研發(fā)人員、技術管理人員閱讀。
感謝教育部高等學校計算機類專業(yè)教學指導委員會王志英教授、傅育熙教授、李曉明教授、蔣宗禮教授,感謝物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)研究專家組上海交通大學王東教授、武漢大學黃傳河教授、華中科技大學秦磊華教授、西北工業(yè)大學李士寧教授、國防科技大學方糧教授、西安交通大學桂小林教授、吉林大學胡成全教授、四川大學朱敏教授,在與各位教授交流、討論的過程中,作者學到了很多知識,受到很多啟發(fā)。感謝在本書第1版使用過程中所有提出意見和建議的老師。感謝機械工業(yè)出版社華章公司的溫莉芳副總經(jīng)理、朱劼編輯,她們經(jīng)常將搜集到的意見與建議反饋給作者,向作者提供一些反映技術發(fā)展動態(tài)的資料和新出版的圖書,并與作者商討教材的編寫方法和思路,給了作者很多學習的機會與啟示。
限于作者的學識與經(jīng)歷,對物聯(lián)網(wǎng)的認識難免有片面之處,這本教材只能起到拋磚引玉的作用。若書中對某一方面技術的理解有錯誤或不準確,以及總結中出現(xiàn)掛一漏萬的問題,敬請讀者不吝賜教。
吳功宜 吳英于南開大學信息技術科學學院計算機系wgy@nankai.edu.cn2018年5月
目 錄
前言
教學建議
第1章 物聯(lián)網(wǎng)概論 / 1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的社會背景 / 1
1.1.1 比爾·蓋茨與《未來之路》 / 1
1.1.2 Auto-ID實驗室、RFID標簽與物聯(lián)網(wǎng)的概念 / 2
1.1.3 ITU與物聯(lián)網(wǎng)研究報告 / 3
1.1.4 智慧地球與物聯(lián)網(wǎng) / 5
1.1.5 各國政府發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的規(guī)劃 / 7
1.1.6 我國發(fā)展物聯(lián)網(wǎng)的戰(zhàn)略規(guī)劃 / 8
1.2 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的技術背景 / 9
1.2.1 普適計算與物聯(lián)網(wǎng) / 9
1.2.2 CPS與物聯(lián)網(wǎng) / 11
1.3 物聯(lián)網(wǎng)的定義和技術特征 / 15
1.3.1 物聯(lián)網(wǎng)的定義 / 15
1.3.2 從信息技術發(fā)展的角度認識物聯(lián)網(wǎng)的技術特征 / 16
1.3.3 從物聯(lián)網(wǎng)功能的角度認識物聯(lián)網(wǎng)的結構特征 / 18
1.3.4 從物聯(lián)網(wǎng)覆蓋范圍的角度認識物聯(lián)網(wǎng)的應用特征 / 21
1.3.5 從物聯(lián)網(wǎng)工作方式認識物聯(lián)網(wǎng)的運行特征 / 21
1.4 物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的異同點 / 22
1.4.1 物聯(lián)網(wǎng)提供行業(yè)性、專業(yè)性與區(qū)域性的服務 / 23
1.4.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)主要是通過自動方式生成的 / 23
1.4.3 物聯(lián)網(wǎng)是可反饋、可控制的閉環(huán)系統(tǒng) / 23
1.5 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點與產(chǎn)業(yè)鏈 / 25
1.5.1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的特點 / 25
1.5.2 物聯(lián)網(wǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈結構 / 26
1.5.3 物聯(lián)網(wǎng)與“互聯(lián)網(wǎng)+”的關系 / 27
本章小結 / 28
習題 / 29
第2章 物聯(lián)網(wǎng)感知層技術 / 31
2.1 RFID與自動識別技術 / 31
2.1.1 自動識別技術 / 31
2.1.2 條碼技術 / 31
2.1.3 RFID標簽的概念 / 34
2.1.4 RFID標簽的分類 / 37
2.1.5 RFID標簽的編碼標準 / 42
2.2 傳感器與無線傳感器網(wǎng)絡 / 43
2.2.1 感知的基本概念 / 43
2.2.2 無線傳感器與智能傳感器 / 50
2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡 / 51
2.3 位置感知技術 / 57
2.3.1 位置信息與位置感知的概念 / 57
2.3.2 定位系統(tǒng)與定位技術 / 59
2.4 智能感知設備與嵌入式技術 / 66
2.4.1 嵌入式技術的基本概念 / 66
2.4.2 物聯(lián)網(wǎng)智能硬件 / 69
2.4.3 可穿戴計算及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用 / 77
2.4.4 智能機器人及其在物聯(lián)網(wǎng)中的應用 / 83
本章小結 / 89
習題 / 89
第3章 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層技術 / 93
3.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡層的基本功能 / 93
3.2 計算機網(wǎng)絡技術 / 95
3.2.1 互聯(lián)網(wǎng)的研究與發(fā)展 / 95
3.2.2 計算機網(wǎng)絡的分類與特點 / 99
3.3 移動通信網(wǎng)技術 / 101
3.3.1 蜂窩系統(tǒng)的基本概念 / 101
3.3.2 移動通信技術與標準的發(fā)展 / 106
3.3.3 5G與物聯(lián)網(wǎng) / 107
3.3.4 NB-IoT與物聯(lián)網(wǎng) / 109
本章小結 / 111
習題 / 111
第4章 物聯(lián)網(wǎng)應用層技術 / 113
4.1 物聯(lián)網(wǎng)應用層的基本概念 / 113
4.1.1 管理服務層 / 113
4.1.2 行業(yè)應用層 / 114
4.2 物聯(lián)網(wǎng)與云計算 / 115
4.2.1 云計算產(chǎn)生的背景 / 115
4.2.2 云計算的分類 / 117
4.2.3 云計算的主要技術特征 / 118
4.2.4 云計算應用與物聯(lián)網(wǎng) / 118
4.3 物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù) / 119
4.3.1 數(shù)據(jù)挖掘 / 119
4.3.2 大數(shù)據(jù) / 121
4.3.3 大數(shù)據(jù)對物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的影響 / 124
4.3.4 物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)及應用 / 126
本章小結 / 130
習題 / 131
第5章 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全技術 / 132
5.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全的概念 / 132
5.1.1 網(wǎng)絡空間安全的概念 / 132
5.1.2 OSI安全體系結構 / 133
5.2 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全研究的主要內容 / 137
5.2.1 物聯(lián)網(wǎng)中可能存在的網(wǎng)絡攻擊方式 / 137
5.2.2 RFID安全與隱私保護研究 / 141
5.3 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡安全的發(fā)展 / 145
5.3.1 計算機病毒已經(jīng)成為攻擊物聯(lián)網(wǎng)的工具 / 146
5.3.2 物聯(lián)網(wǎng)工業(yè)控制系統(tǒng)成為新的攻擊重點 / 146
5.3.3 網(wǎng)絡信息搜索功能將演變成攻擊物聯(lián)網(wǎng)的工具 / 147
5.3.4 僵尸物聯(lián)網(wǎng)成為網(wǎng)絡攻擊的新方式 / 148
本章小結 / 149
習題 / 149
第6章 物聯(lián)網(wǎng)應用 / 151
6.1 智能工業(yè) / 151
6.1.1 智能工業(yè)的基本概念 / 151
6.1.2 工業(yè)4.0涵蓋的基本內容 / 153
6.1.3 中國制造2025 / 156
6.2 智能農(nóng)業(yè) / 157
6.2.1 智能農(nóng)業(yè)的基本概念 / 157
6.2.2 智能農(nóng)業(yè)應用示例 / 157
6.3 智能交通 / 160
6.3.1 物聯(lián)網(wǎng)智能交通與傳統(tǒng)智能交通的區(qū)別 / 160
6.3.2 無人駕駛技術 / 161
6.4 智能電網(wǎng) / 163
6.4.1 智能電網(wǎng)的基本概念 / 163
6.4.2 智能電網(wǎng)應用示例 / 164
6.5 智能環(huán)保 / 167
6.5.1 智能環(huán)保的基本概念 / 167
6.5.2 智能環(huán)保應用示例 / 168
6.6 智能醫(yī)療 / 172
6.6.1 智能醫(yī)療的基本概念 / 172
6.6.2 智能醫(yī)療應用示例 / 173
6.7 智能安防 / 178
6.7.1 智能安防的基本概念 / 178
6.7.2 智能安防應用示例 / 178
6.8 智能家居 / 183
6.8.1 智能家居的基本概念 / 183
6.8.2 智能家居應用示例 / 185
6.9 智能物流 / 187
6.9.1 智能物流的基本概念 / 187
6.9.2 智能物流與物聯(lián)網(wǎng)的關系 / 187
6.9.3 未來商店與物聯(lián)網(wǎng) / 188
6.10 物聯(lián)網(wǎng)在軍事領域的應用 / 192
6.10.1 物聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)代戰(zhàn)爭 / 192
6.10.2 物聯(lián)網(wǎng)軍事應用研究的主要內容 / 194
本章小結 / 203
參考文獻 / 205