物聯(lián)網與傳感網工程實踐

第1章 物聯(lián)網應用技術概論 1
1.1 物聯(lián)網、傳感網與互聯(lián)網基本概述 1
1.1.1 物聯(lián)網 2
1.1.2 傳感網 3
1.1.3 互聯(lián)網、傳感網與物聯(lián)網 5
1.1.4 網絡接入與管理 5
1.2 物聯(lián)網與相關技術標準 7
1.2.1 ITU-T物聯(lián)網標準 8
1.2.2 ETSI物聯(lián)網標準 10
1.2.3 3GPP/3GPP2物聯(lián)網標準 10
1.2.4 IEEE物聯(lián)網標準 11
1.2.5 中國物聯(lián)網標準 12
1.3 應用技術系統(tǒng)與物聯(lián)網技術構架 13
1.4 物體的標識與定位 15
1.5 物體狀態(tài)與特性的識別 16
1.5.1 物聯(lián)網中的信息獲取與管理 16
1.5.2 傳感器 17
1.5.3 性能評價與選用原則 19
1.6 智能傳感器與嵌入式系統(tǒng) 22
1.6.1 智能傳感器 22
1.6.2 嵌入式系統(tǒng) 24
1.7 微傳感器及MEMS技術 25
1.8 并行處理與云計算 29
第2章 物聯(lián)網中物體的標識、定位與時間同步 31
2.1 條碼技術 31
2.1.1 一維條碼技術 31
2.1.2 二維條碼技術 34
2.2 RFID技術 37
2.2.1 RFID的原理及特性 37
2.2.2 RFID的組成 40
2.2.3 RFID工作頻率與分類 47
2.2.4 RFID中間件 49
2.2.5 RFID與條碼的比較 55
2.2.6 RFID系統(tǒng)設計中的注意事項 57
2.2.7 射頻技術典型應用 59
2.2.8 RFID遇到的挑戰(zhàn) 60
2.3 中間件 61
2.3.1 中間件分類 61
2.3.2 中間件基本結構 64
2.3.3 中間件的設計原則 68
2.3.4 中間件設計目標與功能實現 71
2.3.5 設計平臺 75
2.4 無線測距定位技術 77
2.4.1 結點間測距的基本方法 78
2.4.2 計算結點位置的基本方法 79
2.4.3 定位算法的分類 82
2.4.4 定位算法的性能評價 84
2.5 其他無線測距定位技術 85
2.6 典型衛(wèi)星定位系統(tǒng) 87
2.7 物體間時間同步機制與方法 89
2.8 時間同步協(xié)議 95
2.8.1 基于Receiver-Receiver（接收方—接收方）機制的時間同步協(xié)議 95
2.8.2 基于成對機制的時間同步協(xié)議 96
2.8.3 基于Sender-Receiver（發(fā)送—接收方）機制的時間同步協(xié)議 99
2.8.4 典型時間同步協(xié)議的比較 100
第3章 物體信息傳輸網絡與要素控制 101
3.1 有線與無線網絡的選擇 101
3.1.1 無線網絡的基本概念 101
3.1.2 無線局域網與協(xié)議 102
3.2 網絡頻率分配 106
3.2.1 頻率分配的核心內容 106
3.2.2 頻率分配的數學模型 109
3.3 網絡中的信道分配 110
3.4 結點的功率與功耗分配 111
3.4.1 功率分配的作用 111
3.4.2 功率分配對系統(tǒng)的影響 112
3.4.3 典型的功率控制協(xié)議與算法 114
3.5 接口技術與標準 115
3.5.1 SCSI小型計算機系統(tǒng)接口 115
3.5.2 USB 118
3.5.3 SATA接口 122
3.5.4 IDE電子集成驅動器 123
3.6 結構與散熱設計 123
3.6.1 電子產品結構設計的一般要求與原則 123
3.6.2 電子產品的結構設計過程 124
3.6.3 散熱設計 125
第4章 物體特征數據的傳輸與路由 127
4.1 數據中心式路由 127
4.1.1 數據中心式路由協(xié)議 127
4.1.2 以數據為中心的路由機制缺陷分析 131
4.2 集群結構式的路由 133
4.2.1 集群技術的組織形式 133
4.2.2 集群技術的交換結構 134
4.2.3 集群路由器 135
4.2.4 集群路由器分類 136
4.2.5 集群路由器的優(yōu)點 139
4.3 位置信息路由 140
4.3.1 位置服務協(xié)議 141
4.3.2 幾種典型的位置路由算法 145
4.4 無線傳輸路由與常用協(xié)議 151
4.4.1 表驅動路由協(xié)議 151
4.4.2 源發(fā)起按需路由 154
4.5 ZigBee、Wi-Fi與藍牙技術 157
4.5.1 ZigBee 157
4.5.2 Wi-Fi 172
4.5.3 藍牙技術 186
第5章 物聯(lián)網與傳感網中故障診斷、容錯、修復與安全 195
5.1 物聯(lián)網與傳感網常見故障類別 195
5.1.1 傳感器網絡故障原因 195
5.1.2 傳感器網絡故障分類 196
5.2 物聯(lián)網與傳感網常見故障診斷 197
5.2.1 故障診斷目的及性能標準 197
5.2.2 故障診斷技術 199
5.2.3 傳感器故障診斷技術 199
5.2.4 傳感器網絡故障診斷技術 201
5.2.5 無線傳感器網絡與傳統(tǒng)IP網絡故障診斷區(qū)別 201
5.3 物聯(lián)網與傳感網常見糾錯與修復 202
5.3.1 物聯(lián)網與傳感網故障修復的特點 202
5.3.2 幾種常見的威脅分析與對策 203
5.4 結點與組件安全 205
5.4.1 物聯(lián)網和傳感網的特點 205
5.4.2 WSN網絡結點安全 205
5.4.3 密鑰管理機制 206
5.4.4 網絡結點的能耗問題和節(jié)能技術 207
5.5 無線傳感網安全 207
5.5.1 無線傳感器網絡安全問題分析 207
5.5.2 無線傳感網安全要求 208
5.5.3 無線傳感網安全問題 208
5.6 加密技術 212
5.6.1 密鑰 212
5.6.2 數據加密的實現 216
5.6.3 加密技術的應用 217
第6章 無線傳感網的設計與測評 219
6.1 WSN協(xié)議框架設計 219
6.2 WSN路由設計 228
6.2.1 WSN路由協(xié)議的特點 228
6.2.2 無線傳感器網絡路由協(xié)議的要求 230
6.2.3 無線傳感器網絡路由協(xié)議的分類 231
6.3 WSN協(xié)議測評 232
6.4 WSN協(xié)議試運行與驗收 238
6.5 典型系統(tǒng)應用案例 243
第7章 傳感網與物聯(lián)網的服務、管理與應用 246
7.1 傳感網服務質量與評價原則 246
7.1.1 服務質量 246
7.1.2 無線傳感網的服務質量 251
7.1.3 服務質量保障 253
7.2 傳感網管理 257
7.3 傳感網常用的操作系統(tǒng) 261
7.3.1 無線傳感器網絡特點及其對操作系統(tǒng)的特殊需求 261
7.3.2 TinyOS開放源代碼操作系統(tǒng) 262
7.4 傳感網系統(tǒng)設計與分析 264
7.5 典型系統(tǒng)設計與應用案例 265
7.5.1 在ETC系統(tǒng)中的應用 265
7.5.2 在水環(huán)境監(jiān)測中的應用 267
7.5.3 在家庭監(jiān)護中的應用 269
7.5.4 在商城中的應用 269
7.5.5 在機場安全系統(tǒng)中的應用 277
7.5.6 在電網故障診斷中的應用 278
7.5.7 在制造系統(tǒng)中的應用 279
7.5.8 在工業(yè)中的應用 280
7.5.9 在遠程醫(yī)療中的應用 282