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1.內容提要 本書作為物聯(lián)網的綜合性課程教材,依據(jù)教育部《高等學校物聯(lián)網工程專業(yè)實踐教學體系與規(guī)范(試行)》編寫,分為導論篇、技術支持篇和實踐應用篇3部分共19章。全書以物聯(lián)網總體架構為主線,將所涉及的理論與技術清晰地歸入對應層次,較全面地介紹了物聯(lián)網的基本概念、關鍵技術、系統(tǒng)架構,傳感器及智能設備、RFID與自動識別技術、無線傳感器網絡、接入網絡和室內外定位技術等的理論和技術,同時對物聯(lián)網在精致農業(yè)、食品安全、智能家居、社會治安、節(jié)能環(huán)保、感知城市、智能交通、旅游觀光、生產監(jiān)控、智能交通、物聯(lián)網商務、智慧醫(yī)療護理和可穿戴設備等眾多重點生產、生活與新興應用領域中的應用,結合相應技術進行論述,既開拓了讀者視野,又對物聯(lián)網在現(xiàn)代社會中不同行業(yè)與領域的多種新型進行介紹。 本書依據(jù)工信部《物聯(lián)網發(fā)展規(guī)劃(2016—2020)》對“關鍵技術”“重點應用”和“公共服務體系”等要求,廣泛采集各國各行業(yè)最新的應用撰寫為參考案例,介紹物聯(lián)網與行業(yè)領域的深度融合和在消費領域的應用創(chuàng)新。 本書兼顧理論與實際,既介紹了物聯(lián)網的基礎知識及國內外物聯(lián)網技術發(fā)展的最新成果,又列舉了大量的應用案例。各章均配有學習目標和思考題,既方便教師教學,又能啟發(fā)學習者運用基本知識和相關技術解決各類實際問題。 本書可作為高等院校物聯(lián)網專業(yè)和信息、通信、計算機、工程、管理及經濟等專業(yè)的教材,也可供職業(yè)院校及培訓機構使用。對各類企業(yè)事業(yè)單位、政府機構等從事物聯(lián)網開發(fā)、應用研究與管理的人員也有參考價值。 2.目錄 一、 導論篇 1物聯(lián)網概述(1) 1.1物聯(lián)網概念的形成(1) 1.2物聯(lián)網的定義及其相關概念(2) 1.2.1物聯(lián)網概念的提出(2) 1.2.2物聯(lián)網的定義(2) 1.2.3物聯(lián)網的特點(3) 1.2.4物聯(lián)網的相關概念(4) 1.3物聯(lián)網涉及的關鍵技術(7) 1.3.1物聯(lián)網發(fā)展的關鍵技術(7) 1.3.2物聯(lián)網發(fā)展的技術需求(9) 1.4物聯(lián)網的效益與面臨的問題(13) 1.4.1物聯(lián)網的效益(13) 1.4.2物聯(lián)網發(fā)展面臨的問題(15) 2物聯(lián)網系統(tǒng)架構(17) 2.1物聯(lián)網參考系統(tǒng)架構(17) 2.1.1物聯(lián)網參考系統(tǒng)架構概述(17) 2.1.2物聯(lián)網參考系統(tǒng)架構規(guī)范(17) 2.2常用物聯(lián)網參考系統(tǒng)架構(18) 2.2.1物聯(lián)網四層參考系統(tǒng)架構(18) 2.2.2傳感網參考架構(19) 2.2.3國際電信聯(lián)盟模型(22) 2.3物聯(lián)網的技術體系(22) 2.4物聯(lián)網的標準體系架構(24) 2.5物聯(lián)網測試體系架構(25) 2.6物聯(lián)網參考系統(tǒng)架構應具備的功能(26) 二、 技術支持篇 3傳感器及智能設備(28) 3.1傳感器及智能設備概述(28) 3.1.1傳感器的定義(28) 3.1.2傳感器的分類(29) 3.1.3傳感器的組成(30) 3.1.4傳感器節(jié)點(30) 3.1.5常用傳感器(31) 3.2智能傳感器(41) 3.2.1智能傳感器概述(41) 3.2.2智能傳感器的功能和技術優(yōu)勢(41) 3.2.3常用智能傳感器(42) 3.3微機電系統(tǒng)傳感器(43) 3.3.1微機電系統(tǒng)傳感器概述(43) 3.3.2MEMS智能傳感器的分類與應用(44) 3.3.3MEMS的發(fā)展前景和應用領域(47) 4自動識別技術(48) 4.1自動識別技術概述(48) 4.1.1自動識別技術的基本概念(48) 4.1.2自動識別技術分類(48) 4.2條形碼技術(49) 4.2.1一維條形碼(49) 4.2.2二維條形碼(52) 4.2.3二維碼適用領域(57) 4.2.4手機二維碼應用(58) 4.3RFID技術(59) 4.3.1RFID技術概述(59) 4.3.2RFID系統(tǒng)的構成(60) 4.3.3RFID系統(tǒng)的工作方式(63) 4.3.4RFID標簽通信協(xié)議(66) 4.3.5RFID技術應用舉例(66) 4.3.6RFID技術的應用領域(67) 4.4EPC體系(68) 4.4.1EPC概述(68) 4.4.2EPC的定義與特點(68) 4.4.3EPC系統(tǒng)(69) 4.4.4EPC編碼體系(73) 4.5智能卡技術(79) 4.5.1智能卡技術概述(79) 4.5.2藍牙智能卡(80) 4.6光學字符識別技術(81) 4.6.1OCR技術簡介(81) 4.6.2OCR識別系統(tǒng)處理流程(81) 4.7機器視覺識別技術(82) 4.7.1機器視覺識別技術概述(82) 4.7.2機器視覺系統(tǒng)的結構(83) 4.8生物識別技術(84) 4.8.1生物識別技術概述(84) 4.8.2指紋識別技術(85) 4.8.3面部識別技術(86) 4.8.4聲音識別技術(88) 4.8.5虹膜識別技術(90) 4.8.6手指靜脈識別(91) 5無線傳感器網絡(94) 5.1無線傳感器網絡概述(94) 5.2無線傳感器網絡的體系結構(95) 5.2.1無線傳感器網絡結構(95) 5.2.2無線傳感器網絡拓撲結構和部署(95) 5.2.3無線傳感器網絡協(xié)議架構(97) 5.2.4無線傳感器網絡的通信體系(99) 5.2.5無線傳感器網絡設備技術架構(100) 6無線網絡(103) 6.1接入網概述(103) 6.2無線網絡的特點(104) 6.3無線網絡的類型(104) 6.3.1無線網絡的分類(104) 6.3.2無線網絡常用設備(107) 6.3.3無線網絡的接入方式(108) 6.4無線網絡標準體系(108) 6.4.1IEEE 802.11協(xié)議簇(108) 6.4.2IEEE 802.15協(xié)議簇(111) 6.4.3IEEE 802.15.4協(xié)議棧結構(113) 6.5WiFi(115) 6.5.1WiFi 概述(115) 6.5.2WiFi 技術(115) 6.5.3WiFi 的優(yōu)勢與發(fā)展趨勢(117) 6.6近距離無線通信技術(NFC)(117) 6.6.1NFC概述(117) 6.6.2NFC技術(118) 6.6.3NFC發(fā)展前景(120) 6.7藍牙技術(121) 6.7.1藍牙概述(121) 6.7.2藍牙設備及其匹配(121) 6.7.3藍牙的應用場合(122) 6.7.4藍牙5.0標準(123) 6.8ZigBee技術(124) 6.8.1ZigBee概述(124) 6.8.2ZigBee技術(124) 6.8.3ZigBee協(xié)議棧體系(126) 6.8.4ZigBee的技術優(yōu)勢(129) 6.9紅外通信技術(130) 6.9.1紅外通信技術簡介(130) 6.9.2紅外通信技術的特點和標準(130) 6.9.3紅外通信系統(tǒng)工作模式(132) 6.10UWB技術(132) 6.10.1UWB技術概述(132) 6.10.2UWB技術的優(yōu)缺點(133) 6.10.3UWB技術的應用與發(fā)展(135) 7定位技術(137) 7.1定位服務概述(137) 7.1.1定位服務的概念及內容(137) 7.1.2定位服務技術分類(137) 7.1.3定位模式(138) 7.2定位服務的核心技術(138) 7.2.1GPS(138) 7.2.2基站定位(141) 7.2.3新型定位系統(tǒng)(144) 7.3室內定位技術(145) 7.3.1室內定位技術概述(145) 7.3.2室內GPS定位技術(146) 7.3.3紅外線室內定位技術(146) 7.3.4超聲波室內定位技術(147) 7.3.5藍牙室內定位技術(147) 7.3.6RFID室內定位方法(148) 7.3.7UWB室內定位技術(148) 7.3.8WiFi室內定位技術(149) 7.3.9ZigBee室內定位技術(150) 7.4室內外綜合定位技術(151) 三、 實踐應用篇 8物聯(lián)網在精致農業(yè)領域的應用(153) 8.1精致農業(yè)與物聯(lián)網(153) 8.1.1精準農業(yè)(153) 8.1.2從“精準農業(yè)”到“精致農業(yè)” (153) 8.1.3物聯(lián)網在精致農業(yè)中的基礎作用(154) 8.2物聯(lián)網在精致農業(yè)領域的應用案例(156) 8.2.1無線傳感網用于作物生長與環(huán)境監(jiān)測(156) 8.2.2ēko農作物遠程監(jiān)測系統(tǒng)架構(158) 8.2.3RFID在蝴蝶蘭溫室盤床管理上的應用(160) 8.2.4智能灌溉(161) 8.2.5物聯(lián)網技術用于高爾夫球場草皮養(yǎng)護(162) 8.2.6植物感測器及養(yǎng)護系統(tǒng)(163) 8.2.7物聯(lián)網打造虛擬農場(163) 8.2.8智能酒場感知系統(tǒng)(164) 9物聯(lián)網在食品管理領域的應用(166) 9.1食品監(jiān)管體系架構(166) 9.1.1食品監(jiān)管概述(166) 9.1.2食品監(jiān)管信息系統(tǒng)(166) 9.2食品產銷履歷(167) 9.3物聯(lián)網在食品安全與營養(yǎng)衛(wèi)生領域應用案例(169) 9.3.1iPhone 手機食品信息系統(tǒng)(169) 9.3.2RFID標簽用于食品防偽(170) 9.3.3有害產品自動阻隔系統(tǒng)(171) 9.3.4個人營養(yǎng)咨詢系統(tǒng)(172) 9.3.5智能銷售機幫助學生建立健康飲食習慣(172) 9.3.6雞蛋溯源管理系統(tǒng)(174) 9.3.7食品安全規(guī)程化管理(175) 10智能家居(177) 10.1智能家居概述(177) 10.1.1智能家居系統(tǒng)架構(177) 10.1.2智能家居系統(tǒng)的特點(178) 10.1.3智能家居系統(tǒng)組成(178) 10.2智能家居應用案例(181) 10.2.1Hallo智能玻璃系統(tǒng)(181) 10.2.2智能家居安防系統(tǒng)(181) 10.2.3智能語音控制系統(tǒng)(182) 10.2.4海爾U+智慧大腦與機器人(183) 10.2.5家庭環(huán)境監(jiān)測及氣象系統(tǒng)(184) 10.2.6智能水管探測器(184) 11物聯(lián)網在社會治安管理中的應用(186) 11.1監(jiān)護對象定位尋找應用(186) 11.1.1定位跟蹤鞋(186) 11.1.2學生行蹤管理系統(tǒng)(188) 11.1.3擦鞋雷達導航(189) 11.2交通與環(huán)境安全應用(190) 11.2.1交通安全保障應用(190) 11.2.2GPS與危險場所電子地圖結合技術(191) 11.2.3物聯(lián)網監(jiān)測險峻地區(qū)地況變化(191) 11.2.4實時環(huán)境監(jiān)控網絡(192) 11.2.5智能傳感視頻監(jiān)控系統(tǒng)(193) 11.2.6智能聽聲辨位系統(tǒng)(196) 11.3防盜、防詐騙應用(197) 11.3.1RFID防盜、提醒與報警應用(197) 11.3.2手機RFID安全門(198) 11.3.3詐騙電話過濾系統(tǒng)(198) 11.3.4基于LBS的防盜刷系統(tǒng)(198) 12物聯(lián)網在節(jié)能環(huán)保領域的應用(200) 12.1節(jié)能環(huán)保概述(200) 12.2物聯(lián)網在節(jié)能減排領域的應用(200) 12.2.1家庭能源管理(200) 12.2.2辦公室節(jié)能減排工具(203) 12.3環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)(204) 12.3.1環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)功能(204) 12.3.2環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)架構(205) 12.3.3環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)應用的技術(207) 12.4物聯(lián)網在環(huán)保領域的應用(208) 12.4.1南京秦淮河水系監(jiān)控系統(tǒng)(208) 12.4.2蘇州環(huán)境噪聲監(jiān)控系統(tǒng)(210) 13物聯(lián)網在旅游業(yè)的應用(212) 13.1物聯(lián)網與旅游服務 (212) 13.2物聯(lián)網在旅游業(yè)應用案例(213) 13.2.1東京泛在旅游服務(213) 13.2.2藝術藏品與觀賞者的互動(216) 13.2.3NFC解說系統(tǒng)(217) 13.2.4通過二維碼與RFID標簽來記憶城市(217) 13.2.5將歷史足跡編入電子地圖(218) 13.2.6數(shù)字典藏與在線博物館(219) 13.2.7短信與二維碼叫車服務系統(tǒng)(219) 13.2.8名城旅游景點行程規(guī)劃APP(219) 13.2.9物聯(lián)網技術在旅游營銷中的應用(220) 14物聯(lián)網在生產監(jiān)控中的應用(222) 14.1生產監(jiān)控概述(222) 14.2生產監(jiān)控應用系統(tǒng)(223) 14.3物聯(lián)網在生產監(jiān)控中的應用案例(226) 14.3.1煤礦安全生產監(jiān)控系統(tǒng)(226) 14.3.2智能維護系統(tǒng)(228) 14.3.3企業(yè)動力系統(tǒng)監(jiān)測與智能廠房維修系統(tǒng)(231) 14.3.4視覺傳感操控技術的應用(233) 14.3.5AR技術在工業(yè)設計領域的應用(233) 14.3.6工廠人員定位解決方案(235) 15感知城市——物聯(lián)網在城市綜合管理中的應用(238) 15.1感知城市概述(238) 15.2感知城市的基本內容(238) 15.3感知城市的實現(xiàn)(239) 15.3.1移動城市——“感知城市”的基礎(240) 15.3.2韓國泛在城市(UCity)計劃簡介(242) 15.3.3日本的智能城市試驗計劃(249) 15.3.4美國的感知城市研究(250) 15.3.5費城WCity規(guī)劃與實施(251) 15.3.6倫敦的智能垃圾桶(252) 16物聯(lián)網在智能交通領域的應用(254) 16.1智能交通概述(254) 16.2智能交通系統(tǒng)總體架構(254) 16.3車載信息服務系統(tǒng)(257) 16.4車輛信息化新技術(258) 16.5智能交通案例(261) 16.5.1V2V 汽車防碰撞預警系統(tǒng)(261) 16.5.2輔助駕駛安全系統(tǒng) (263) 16.5.3輔助駕駛培訓系統(tǒng)(264) 16.5.4汽車與交通標志的對話(264) 16.5.5停車位搜尋APP(265) 16.5.6自動車輛辨識系統(tǒng)(AVI)用于停車位管理(266) 16.5.7安吉星的Telematics 服務系統(tǒng)(266) 16.5.8行車事故自動記錄系統(tǒng)(267) 16.5.9韓國UStation服務(268) 16.5.10互動式公交車站——EyeShop系統(tǒng) (269) 16.5.11車輛自動駕駛輔助系統(tǒng) (269) 16.5.12不需衛(wèi)星定位的自動駕駛智能車 (270) 17物聯(lián)網商務應用(271) 17.1物聯(lián)網商務應用概述(271) 17.2物聯(lián)網商務應用領域(271) 17.3物聯(lián)網與移動商務(273) 17.3.1移動商務概述(273) 17.3.2零售店的智能購物車、電子貨架和智能收銀(275) 17.3.3手機支付與無線支付(276) 17.4物聯(lián)網商務應用案例(277) 17.4.1美國藥店研發(fā)物聯(lián)網裝置,增強購物體驗(277) 17.4.2Bloomingdale的虛擬化試衣間(278) 17.4.3Waitbot開發(fā)APP讓消費者等時間透明化(278) 17.4.4Adidas Neo 的視窗虛擬店(279) 17.4.5智能冰箱自動產生食品采買清單(279) 17.4.6North Face采用LBS廣告服務(280) 17.4.7沃爾瑪啟動《復仇者聯(lián)盟》虛擬現(xiàn)實的體驗(281) 17.4.8麥德隆未來商店,用物聯(lián)網技術打造體驗式購物環(huán)境(282) 17.4.9東芝推出生鮮食品外觀辨識掃描儀(282) 18物聯(lián)網在醫(yī)療保健領域的應用(284) 18.1物聯(lián)網醫(yī)療護理概述(284) 18.2物聯(lián)網在醫(yī)療保健領域應用案例(285) 18.2.1老年人看護與慢性病醫(yī)護領域的應用(285) 18.2.2能觀察健康狀態(tài)的鏡子(287) 18.2.3專用護理感測系統(tǒng)(288) 18.2.4眼壓感測隱形眼鏡(290) 18.2.5個人情緒感測系統(tǒng)(291) 18.2.6個人運動與體能管理系統(tǒng)(292) 18.2.7智能嬰兒監(jiān)護系統(tǒng)(295) 18.2.8微機電系統(tǒng)在身體檢查中的應用(296) 18.2.9個人在線健康管理工具(297) 18.2.10物聯(lián)網管理健身器材(298) 19可穿戴設備及其應用(300) 19.1可穿戴設備概述(300) 19.2個域網的概念與技術要求(300) 19.3可穿戴設備案例(302) 19.3.1智慧運動衣監(jiān)測心率(302) 19.3.2個人作息管理手環(huán)(303) 19.3.3智慧服裝反應人的情緒(303) 19.3.4具有聽覺的衣物(304) 19.3.5安卓穿戴平臺(Android Wear)(305) 19.3.6智能手表與手機的結合(305) 19.3.7具有傳感功能的襪子(305) 19.3.8時尚導航鞋與家用吸塵鞋(306) 19.3.9盲人觸覺導航鞋(307) 19.3.10移動裝置與LBS結合為失語者提供表達方式(307) 19.3.11智能感測應急頭盔(308) 19.3.12演藝服飾中的傳感元素(309) 19.3.13會講故事的智能睡衣(309) 19.3.14寵物的遠程健康管理系統(tǒng)(309) 19.3.15納米技術用于可穿戴設備(310) 參考文獻(312) |
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