《物联网技术导论》 - 郭文书刘小洋王立娟 - Meg Book Store

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『簡體書』物联网技术导论

書城自編碼： 3771019
分類：簡體書→大陸圖書→教材→研究生/本科/专科教材
作者：郭文书刘小洋王立娟
國際書號(ISBN)： 9787568028608
出版社：华中科技大学出版社
出版日期： 2022-07-01

頁數/字數： /
書度/開本： 16开釘裝：平装

售價：HK$ 46.7

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編輯推薦：

“物联网技术导论”是物联网工程专业的专业基础课程，开设目的在于帮助学生在学习专业课程之前能够从整体上对物联网工程体系结构、关键技术以及主要应用领域有个初步认知，为后续的专业课程学习打下良好的基础。

內容簡介：

本书定位于物联网工程的“物联网技术导论”这一专业课教材。全书分五篇，共十二章，全面地讲述了物联网的框架体系、知识体系、相关技术以及行业实际应用案例。从构成物联网的“感知、网络和应用”三个层面，详细介绍了条码、RFID、传感器、蓝牙、WiFi、ZigBee、6LoWPAN、WiMAX、线定位、M2M、数据挖掘、中间件、云计算、嵌入式系统开发、物联网安全等关键技术。
本书图文并茂，在写作构思和结构编排上力图为读者提供全面、系统的讲述，使读者不仅对物联网有一个较为清晰的了解和认识，还能进一步理解物联网相关理论和关键技术。
本书可作为物联网工程专业、计算机科学与技术专业、计算机网络工程等相关专业的高职、本科及研究生教学的专业教材，企业营销管理及物流管理等专业的选修课教材；也可作为需要了解物联网知识的企业管理者、科研人员、高等院校教师等的参考书。

關於作者：

郭文书（1967.6- ）：汉族，男，吉林扶余人。就职于大连科技学院，博士，副教授。主要研究方向：计算机网络、物联网工程。长期从事计算机专业相关课程的教学和科研工作，有着丰富的教学和科研经验。现在负责信息科技学院物联网等新专业的建设工作。

愿景（）
篇物联网概述
第1章物联网概述（）
1.1物联网定义（）
1.2物联网与传统网络的区别（）
1.3物联网的体系结构（）
1.4物联网技术体系和标准化（）
1.4.1感知、网络通信和应用关键技术（）
1.4.2支撑技术（）
1.4.3共性技术（）
1.4.4标准化（）
1.5物联网亟待解决的关键问题（）
1.5.1国家安全问题（）
1.5.2标准体系问题（）
1.5.3信息安全问题（）
1.5.4商业模式完善问题（）
1.6物联网的发展现状、前景与应用领域（）
1.6.1物联网发展现状与前景（）
1.6.2物联网主要应用领域（）
第二篇感知篇
第2章物联网感知技术——条码技术（）
2.1条码技术概述（）
2.1.1条码发展历程（）
2.1.2条码标准组织（）
2.1.3条码识别原理（）
2.2二维码（）
2.2.1二维码概述（）
2.2.2常见的二维码（）
2.3条码/二维码发展趋势（）
2.4二维码应用实例（）
第3章物联网感知技术——射频识别技术（）
3.1射频识别技术发展历程和标准现状（）
3.2射频识别技术系统组成及工作原理（）
3.2.1系统组成（）
3.2.2工作原理（）
3.3射频识别技术分类（）
3.4射频识别技术的应用（）
3.5RFID技术应用实例（）
3.5.1系统组成（）
3.5.2ETC工作流程（）
目录
第4章物联网感知技术——传感器技术（）
4.1传感器的定义与组成（）
4.2传感器分类（）
4.3传感器的特性指标（）
4.4几种常用的传感器简介（）
4.5传感器技术的发展趋势（）
4.6传感器与物联网（）
4.7传感器技术应用实例——油田油井远程监控系统（）
第5章物联网感知技术——模式识别技术（）
5.1模式识别概述（）
5.2模式识别的系统组成与方法（）
5.3模式识别的发展与应用（）
5.4模式识别技术应用实例（）
5.4.1智能车牌识别系统（）
5.4.2人脸识别系统应用（）
第三篇网络篇
第6章线传感器网络（）
6.1线传感器网络概述（）
6.1.1线传感器网络的体系结构（）
6.1.2线传感器网络的特点（）
6.1.3线传感器网络（WSN）的发展历程及应用（）
6.2线传感器网络组网技术（）
6.2.1蓝牙技术（）
6.2.2WiFi技术（）
6.2.3ZigBee技术（）
6.2.46LoWPAN技术（）
6.2.5WiMAX技术（）
6.2.6WiMAX技术应用实例（）
第7章物联网定位技术（）
7.1线定位技术概述（）
7.1.1线定位技术的发展历程及现状（）
7.1.2线定位技术主要的性能指标（）
7.2线定位技术分类（）
7.2.1按工作模式分类（）
7.2.2按定位的空间范围分类（）
7.2.3按定位方式分类（）
7.2.4按定位算法分类（）
7.3物联网常用定位技术（）
7.3.1全球卫星定位系统（）
7.3.2蜂窝移动通信定位系统（）
7.3.3实时定位（RTLS）技术（）
7.4定位技术应用实例（）
第四篇应用篇
第8章应用层的关键技术（）
8.1M2M 技术（）
8.1.1M2M技术概述（）
8.1.2M2M的构成（）
8.1.3M2M标准与进展（）
8.2数据挖掘（data mining）技术（）
8.2.1数据挖掘技术概述（）
8.2.2数据挖掘的常用算法（）
8.2.3数据挖掘与物联网（）
8.3中间件技术（）
8.3.1中间件技术概述（）
8.3.2中间件发展历程及趋势（）
8.3.3主流中间件技术平台（）
8.3.4中间件与物联网（）
8.4云计算（）
8.4.1云计算概述（）
8.4.2云计算系统组成（）
8.4.3主要的云计算系统（）
8.4.4云计算与物联网（）
8.5嵌入式技术（）
8.5.1嵌入式系统概述（）
8.5.2嵌入式系统组成（）
8.5.3嵌入式系统分类（）
8.5.4嵌入式系统核心技术（）
8.5.5嵌入式系统与物联网（）
第五篇安全篇
第9章物联网安全概述（）
9.1计算机互联网安全的启示（）
9.1.1计算机互联网络面临的安全威胁（）
9.1.2主要网络安全技术（）
9.2物联网安全面临的特殊威胁（）
9.2.1感知节点威胁（）
9.2.2网络传输威胁（）
9.2.3信息处理威胁（）
9.2.4隐私威胁（）
9.3物联网的安全目标（）
9.4物联网安全的关键技术（）
第10章物联网感知层安全（）
10.1感知层的安全特征（）
10.2感知层面临的攻击方式（）
10.3两种感知技术的安全（）
10.3.1RFID安全（）
10.3.2线传感网节点安全（）
第11章物联网网络层安全（）
11.1网络层安全需求（）
11.1.1物联网网络层的安全要素（）
11.1.2物联网网络层安全技术需求（）
11.1.3物联网网络层安全框架（）
11.2物联网核心网安全（）
11.3移动通信接入安全（）
11.3.1移动通信面临的威胁（）
11.3.2移动通信接入系统安全（）
11.3.3移动通信终端安全（）
11.4线接入安全技术（）
11.4.1线局域网的安全威胁（）
11.4.2线局域网安全技术（）
第12章物联网应用层安全（）
12.1应用层安全概述（）
12.1.1物联网应用层面安全层次（）
12.1.2应用服务层的攻击（）
12.2应用服务层的安全技术（）
12.2.1中间件安全架构（）
12.2.2数据安全（）
12.2.3云计算安全（）
参考文献（）

內容試閱：

20世纪50年代，晶体管的发明尤其是小规模集成电路的出现，推动了计算机的快速发展。人们在大量数据运算以及数据信息的分析处理方面的能力得到了空前的提升，标志着人类社会迈入信息革命的第yi步——信息处理革命。
20世纪60年代，美国国防部下属的高级研究计划局（DARPA）于1969年创建了第yi个由4台计算机组成的分组数据交换网ARPAnet。至1983年，为了解决计算机网络之间互联的问题，TCP/IP协议成为网际网的标准协议，ARPAnet分解成两个网络，一个是进行试验研究用的科研网络ARPAnet，另一个是军用的计算机网络MILnet。1986年，美国国家科学基金会（NSF）围绕六个大型计算机中心建设计算机网络NSFnet，代替ARPAnet成为Internet的主干网络。1991年，NSF和美国政府支持地方网络接入。至1992年，Internet概念成型，人类社会进入商业化的全球互联网时代。这标志着人类社会迈入信息革命的第二步——信息传输革命。
在人类社会前两次信息革命中，计算机解决了数据运算与信息处理问题，互联网解决了数据与信息的传输问题。但不管是计算机还是互联网，信息大都需要人工的操作录入到计算机中或传输到互联网上，也就是说，信息的起点和终点都是人。这对于人类改造物质世界的能力与效率的要求来说，显然还不够。能否让物质世界中的各个物品自动将人类所需的信息采集并传输到互联网络中进行处理，处理后的信息能否自动作用于万物？这正是物联网要解决的问题——信息获取与应用革命。
物联网概念自2005年11月17日，在突尼斯举行的信息社会世界高峰会议（WSIS）上国际电信联盟（ITU）发布的《ITU互联网报告2005：物联网》报告中提出以来，受到了全世界各国的高度重视。2009年8月7日在锡视察中科院物联网技术研发中心时指出， “要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术”，“建设感知中国中心，要大力发展传感网、物联网”。3个月之后，在《让科技引领中国持续发展》讲话中，再次明确物联网为五大重点扶持的新型科技领域之一。在我国的“十二五”发展规划中，物联网产业已被列入国家战略性新兴产业写入了政府工作报告。各个省市自治区相继建设了以物联网为主的产业基地。
为了推动物联网产业的发展，提供其所需的专业技术人才，中华人民共和国人力资源和社会保障部颁发了《国家中长期人才发展规划纲要（2010—2020年）》和《专业技术人才知识更新工程实施方案》，要求加强人才队伍建设，不断更新专业技术知识，提高专业技术人员的学习能力和应用能力；国家工信部颁布的《物联网“十二五”发展规划》中，明确提出要加大力度培养各类物联网人才，建立健全激励机制，造就一批领军人才和技术带头人。为此，我国*于2010年初下发高校设置物联网工程专业申报通知，正式接受国内各高校的物联网工程专业的申报工作。2012年9月，物联网工程正式列入我国普通高等学校本科专业目录（专业代码：080905），成为国内理工类院校设立新专业的热点。
“物联网技术导论”是物联网工程专业的专业基础课程，开设目的在于帮助学生在学习专业课程之前能够从整体上对物联网工程体系结构、关键技术以及主要应用领域有个初步认知，为后续的专业课程学习打下良好的基础。同时，本书也可以作为信息大类专业技术人员、公务人员以及相关工程师认知物联网的参考用书。
本书由大连科技学院郭文书、文华学院刘小洋、大连科技学院王立娟任主编，由武汉华夏理工学院熊薇薇和苏明霞、南宁学院李雁星、武汉设计工程学院董句、江门职业技术学院郑士基、南宁学院钟林杰和李敏任副主编。其中，郭文书编写了第1章，刘小洋编写了第2章，王立娟编写了第3章，苏明霞编写了第4章，李雁星编写了第5章，熊薇薇编写了第6章和第7章，董句编写了第8章，钟林杰和李敏编写了第9章，郑士基编写了第10章、第11章和第12章，后由郭文书审核并统稿了全书。
本书在编写过程中，引用了大量科研机构、公司和个人的文献资料，相关信息列在参考文献中，若有遗漏或其他要求请及时联系编者。在此表示衷心的感谢。

编者
2017年2月

第3章
物联网感知技术——射频识别技术

射频识别（radio frequency identification，RFID）技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术。它利用射频信号和空间耦合（电感或电磁耦合）或雷达反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。
射频识别技术与互联网、通信等技术相结合，可实现全球范围内的物品跟踪与信息共享。该技术应用于物流、制造、公共信息服务等行业，可大幅提高管理与运作效率，降低成本。随着相关技术的不断完善和成熟，RFID 产业将成为一个新兴的高技术产业群，成为国民经济新的增长点。

3.1射频识别技术发展历程和标准现状
射频识别技术（RFID技术）最早的应用可追溯到第二次世界大战中飞机的敌我目标识别，但是由于技术和成本原因，一直没有得到广泛应用。近年来，随着大规模集成电路、网络通信、信息安全等技术的发展，RFID 技术进入商业化应用阶段。由于具有高速移动物体识别、多目标识别和非接触识别等特点，RFID 技术显示出巨大的发展潜力与应用空间。
1.发展历程
RFID技术的发展历程大致可分为以下4个阶段。
1941—1945年：第二次世界大战期间，雷达技术得到了广泛的应用，虽然雷达能判定敌方飞机的方位与距离，但并不能识别是己方还是他方的飞机，为了能够准确区分，英国方面在飞机上安装了射频信号发射装置用以识别己方飞机，该发射装置算是射频识别技术的雏形。
1945—1980年：在这30多年里，随着通信技术的发展，已经开始对RFID技术进行初步探索和应用尝试。1948年哈利·斯托克曼发表了《利用反射功率的通信》一文，从理论上为该项技术的发展奠定了基础。到了20世纪70年代末期，美国政府透过Los Alamos科学实验室将RFID技术转移到民间。RFID技术最先在商业上的应用是在牲畜身上。美国与欧洲的公司开始着手生产RFID相关产品。
1981—2000年：RFID技术及产品进入商业应用阶段。从门禁管制、牲畜管理，到物流管理，RFID技术已经被广泛应用于各个领域。
2001年至今：标准化问题日趋为人们所重视，RFID产品种类更加丰富，有源电子标签、
源电子标签及半源电子标签均得到发展，电子标签成本不断降低，规模应用行业扩大。尤其是近年来随着物联网概念的兴起，RFID技术已经成为 21世纪最有发展前途的信息技术之一。
2.技术标准
目前，RFID技术还未形成统一的全球化标准，市场呈现多种标准并存的局面，但随着全球物流行业RFID大规模应用的开始，RFID标准的统一已经得到业界的广泛认同。
RFID系统主要由数据采集和后台数据库网络应用系统两大部分组成，目前已经发布或正在制定中的标准主要是与数据采集相关的，其中包括电子标签与读写器之间的接口、读写器与计算机之间的数据交换协议、RFID标签与读写器的性能和一致性测试规范以及RFID标签的数据内容编码标准等。后台数据库网络应用系统目前并没有形成正式的国际标准，只有少数产业联盟制定了一些规范，现阶段还在不断变化中。
RFID标准一直是各国争夺的焦点，除了ISO、EPC Global等欧美的标准化组织外，中国、日本、韩国也在积极研究制定相关的RFID标准。中国负责RFID标准制定的主要组织是电子标签国家标准工作组，日本则主要是UID Center，韩国则主要是采用国际标准作为本国的标准。RFID标准争夺的核心主要在RFID标签的数据内容编码标准这一领域，比较而言，EPC Global由于综合了美国和欧洲厂商，实力相对占上风。
1）ISO RFID标准
ISO/IEC标准体系可以分为四大类：技术标准、数据内容与编码标准、性能与一致性标准和应用标准。ISO/IEC技术标准包括ISO/IEC 18000系列标准(空中接口参数)、ISO/IEC 10536系列标准(密耦合非接触集成电路卡)、ISO/IEC 15693系列标准(疏耦合非接触集成电路卡)和ISO/IEC 14443系列标准(近耦合非接触集成电路卡)。技术标准主要规定了IC卡的有关技术特性、技术参数和技术规范等，是专门针对IC卡制定的技术标准。
ISO/IEC数据结构标准主要包括ISO/IEC 15424(数据载体/特征标识符)、ISO/IEC 15418(EAN/UCC应用标识符)、ISO/IEC 15961(数据协议/应用接口)、ISO/IEC 15962(数据编码规则和逻辑存储功能协议)和ISO/IEC 15963(射频标签的标识)等标准。由于RFID技术的产生、发展和应用是建立在现代电子及信息技术基础之上的，因此数据结构标准的基础来自现代电子技术和信息技术的国际标准。
ISO/IEC性能与一致性标准包括ISO/IEC 10373(IC卡的测试方法)、ISO/IEC 18046(RFID设备性能测试方法)和ISO/IEC 18047(RFID设备一致性测试方法)。性能与一致性标准规定了RFID设备的性能指标和整机设备测试的指标，有利于RFID技术的成熟与推广。
ISO/IEC应用标准主要包括RFID在动物识别、集装箱运输、交通和项目管理领域的相关标准，其作用是使RFID技术在某一领域应用时遵守及符合该领域的特点。
2）EPC Global RFID标准
EPC Global是由代码一体化委员会（uniform code council，UCC）和欧洲物品编码组织（european article number，EAN）联合发起并成立的非营利性机构。其由IBM公司、Microsoft公司和麻省理工学院AutoID实验室等进行技术研究支持。除了发布工业标准外，EPC Global还负责EPC Global号码注册管理。全球最大的零售商沃尔玛集团和英国乐购等100多家欧美流通企业都是EPC Global的成员。EPC系统涵盖了供应链的各个节点、各个环节和各个方面，是一个全球性的大系统，具有开放性的结构体系、独立的平台、高度的互动性和灵活的可持续发展的体系等特点。在EPC系统中，涉及的标准包括：标签数据标准、第二代空中接口标准、读写器管理、读写器协议、数据传输协议、EPCIS(电子产品代码信息服务)协议、应用水平事件功能与控制、应用程序接口(API)、安全规范和事件注册等。同时，EPC Global还提出了供应链各方面信息共享的“物联网系列标准”，包括EPC中间件规范、对象名解析服务ONS、物理标记语言PML(physical markup language)等。
3）中国RFID标准
我国RFID技术与应用的标准化工作起步较晚，2003年国家标准化管理委员会颁布强制标准GB 18937—2003《全国产品与服务统一标识代码编制规则》，为我国实施产品的电子标签化管理打下了基础，并首先在药品、烟草等防伪和政府采购项目中得以实施。
2004年，我国成立“电子标签国家标准工作组”，下设7个工作组，包括总体组、标签与读写器组、频率与通信组、数据格式组、应用组、信息安全组、知识产权组，负责起草制定我国有关RFID国家标准。
2005年，由中国物品编码中心和信息产业部电子工业标准化研究所一起负责完成将ISO/IEC 18000转换为国家标准。此外，中国在食品安全追溯方面正在研究相关标准，包括：食品安全追溯方法及一般原则、食品安全追溯系统数据规范、食品安全追溯系统管理与维护规范。
2011年12月29日，首个由我国牵头制定的物联网国际标准——《ISO18186：2011集装箱RFID货运标签系统》在日内瓦正式颁布，这是物流、物联网领域第yi个由中国专家发起、起草和主导的国际标准，也是我国交通运输系统首次领衔制定的国际标准。

3.2射频识别技术系统组成及工作原理
3.2.1系统组成
基本的RFID 系统由RFID 标签、RFID 读写器及应用支撑软件等几部分组成，如图31所示。

RFID标签由芯片与天线组成，每个标签具有的电子编码。标签附着在物体上以标识目标对象。
RFID标签分为被动标签和主动标签两种（见图32）。主动标签自身带有电池供电，读/写距离较远，体积较大，与被动标签相比成本更高，也称为有源电子标签。主动标签一般具有较远的阅读距离，不足之处是电池不能长久使用，能量耗尽后需更换电池。被动标签也称源电子标签。其在接收到读写器（读出装置）发出的微波信号后，将部分微波能量转化为直流电供自己工作，一般可做到免维护，成本很低并具有很长的使用寿命，比主动标签更小也更轻，读写距离则较近。

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