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1.内容提要 本书作为物联网的综合性课程教材，依据教育部《高等学校物联网工程专业实践教学体系与规范（试行）》编写，分为导论篇、技术支持篇和实践应用篇3部分共19章。全书以物联网总体架构为主线，将所涉及的理论与技术清晰地归入对应层次，较全面地介绍了物联网的基本概念、关键技术、系统架构，传感器及智能设备、RFID与自动识别技术、无线传感器网络、接入网络和室内外定位技术等的理论和技术，同时对物联网在精致农业、食品安全、智能家居、社会治安、节能环保、感知城市、智能交通、旅游观光、生产监控、智能交通、物联网商务、智慧医疗护理和可穿戴设备等众多重点生产、生活与新兴应用领域中的应用，结合相应技术进行论述，既开拓了读者视野，又对物联网在现代社会中不同行业与领域的多种新型进行介绍。 本书依据工信部《物联网发展规划（2016—2020）》对“关键技术”“重点应用”和“公共服务体系”等要求，广泛采集各国各行业最新的应用撰写为参考案例，介绍物联网与行业领域的深度融合和在消费领域的应用创新。 本书兼顾理论与实际，既介绍了物联网的基础知识及国内外物联网技术发展的最新成果，又列举了大量的应用案例。各章均配有学习目标和思考题，既方便教师教学，又能启发学习者运用基本知识和相关技术解决各类实际问题。 本书可作为高等院校物联网专业和信息、通信、计算机、工程、管理及经济等专业的教材，也可供职业院校及培训机构使用。对各类企业事业单位、政府机构等从事物联网开发、应用研究与管理的人员也有参考价值。 2.目录 一、 导论篇 1物联网概述(1) 1.1物联网概念的形成(1) 1.2物联网的定义及其相关概念(2) 1.2.1物联网概念的提出(2) 1.2.2物联网的定义(2) 1.2.3物联网的特点(3) 1.2.4物联网的相关概念(4) 1.3物联网涉及的关键技术(7) 1.3.1物联网发展的关键技术(7) 1.3.2物联网发展的技术需求(9) 1.4物联网的效益与面临的问题(13) 1.4.1物联网的效益(13) 1.4.2物联网发展面临的问题(15) 2物联网系统架构(17) 2.1物联网参考系统架构(17) 2.1.1物联网参考系统架构概述(17) 2.1.2物联网参考系统架构规范(17) 2.2常用物联网参考系统架构(18) 2.2.1物联网四层参考系统架构(18) 2.2.2传感网参考架构(19) 2.2.3国际电信联盟模型(22) 2.3物联网的技术体系(22) 2.4物联网的标准体系架构(24) 2.5物联网测试体系架构(25) 2.6物联网参考系统架构应具备的功能(26) 二、 技术支持篇 3传感器及智能设备(28) 3.1传感器及智能设备概述(28) 3.1.1传感器的定义(28) 3.1.2传感器的分类(29) 3.1.3传感器的组成(30) 3.1.4传感器节点(30) 3.1.5常用传感器(31) 3.2智能传感器(41) 3.2.1智能传感器概述(41) 3.2.2智能传感器的功能和技术优势(41) 3.2.3常用智能传感器(42) 3.3微机电系统传感器(43) 3.3.1微机电系统传感器概述(43) 3.3.2MEMS智能传感器的分类与应用(44) 3.3.3MEMS的发展前景和应用领域(47) 4自动识别技术(48) 4.1自动识别技术概述(48) 4.1.1自动识别技术的基本概念(48) 4.1.2自动识别技术分类(48) 4.2条形码技术(49) 4.2.1一维条形码(49) 4.2.2二维条形码(52) 4.2.3二维码适用领域(57) 4.2.4手机二维码应用(58) 4.3RFID技术(59) 4.3.1RFID技术概述(59) 4.3.2RFID系统的构成(60) 4.3.3RFID系统的工作方式(63) 4.3.4RFID标签通信协议(66) 4.3.5RFID技术应用举例(66) 4.3.6RFID技术的应用领域(67) 4.4EPC体系(68) 4.4.1EPC概述(68) 4.4.2EPC的定义与特点(68) 4.4.3EPC系统(69) 4.4.4EPC编码体系(73) 4.5智能卡技术(79) 4.5.1智能卡技术概述(79) 4.5.2蓝牙智能卡(80) 4.6光学字符识别技术(81) 4.6.1OCR技术简介(81) 4.6.2OCR识别系统处理流程(81) 4.7机器视觉识别技术(82) 4.7.1机器视觉识别技术概述(82) 4.7.2机器视觉系统的结构(83) 4.8生物识别技术(84) 4.8.1生物识别技术概述(84) 4.8.2指纹识别技术(85) 4.8.3面部识别技术(86) 4.8.4声音识别技术(88) 4.8.5虹膜识别技术(90) 4.8.6手指静脉识别(91) 5无线传感器网络(94) 5.1无线传感器网络概述(94) 5.2无线传感器网络的体系结构(95) 5.2.1无线传感器网络结构(95) 5.2.2无线传感器网络拓扑结构和部署(95) 5.2.3无线传感器网络协议架构(97) 5.2.4无线传感器网络的通信体系(99) 5.2.5无线传感器网络设备技术架构(100) 6无线网络(103) 6.1接入网概述(103) 6.2无线网络的特点(104) 6.3无线网络的类型(104) 6.3.1无线网络的分类(104) 6.3.2无线网络常用设备(107) 6.3.3无线网络的接入方式(108) 6.4无线网络标准体系(108) 6.4.1IEEE 802.11协议簇(108) 6.4.2IEEE 802.15协议簇(111) 6.4.3IEEE 802.15.4协议栈结构(113) 6.5WiFi(115) 6.5.1WiFi 概述(115) 6.5.2WiFi 技术(115) 6.5.3WiFi 的优势与发展趋势(117) 6.6近距离无线通信技术（NFC）(117) 6.6.1NFC概述(117) 6.6.2NFC技术(118) 6.6.3NFC发展前景(120) 6.7蓝牙技术(121) 6.7.1蓝牙概述(121) 6.7.2蓝牙设备及其匹配(121) 6.7.3蓝牙的应用场合(122) 6.7.4蓝牙5.0标准(123) 6.8ZigBee技术(124) 6.8.1ZigBee概述(124) 6.8.2ZigBee技术(124) 6.8.3ZigBee协议栈体系(126) 6.8.4ZigBee的技术优势(129) 6.9红外通信技术(130) 6.9.1红外通信技术简介(130) 6.9.2红外通信技术的特点和标准(130) 6.9.3红外通信系统工作模式(132) 6.10UWB技术(132) 6.10.1UWB技术概述(132) 6.10.2UWB技术的优缺点(133) 6.10.3UWB技术的应用与发展(135) 7定位技术(137) 7.1定位服务概述(137) 7.1.1定位服务的概念及内容(137) 7.1.2定位服务技术分类(137) 7.1.3定位模式(138) 7.2定位服务的核心技术(138) 7.2.1GPS(138) 7.2.2基站定位(141) 7.2.3新型定位系统(144) 7.3室内定位技术(145) 7.3.1室内定位技术概述(145) 7.3.2室内GPS定位技术(146) 7.3.3红外线室内定位技术(146) 7.3.4超声波室内定位技术(147) 7.3.5蓝牙室内定位技术(147) 7.3.6RFID室内定位方法(148) 7.3.7UWB室内定位技术(148) 7.3.8WiFi室内定位技术(149) 7.3.9ZigBee室内定位技术(150) 7.4室内外综合定位技术(151) 三、 实践应用篇 8物联网在精致农业领域的应用(153) 8.1精致农业与物联网(153) 8.1.1精准农业(153) 8.1.2从“精准农业”到“精致农业” (153) 8.1.3物联网在精致农业中的基础作用(154) 8．2物联网在精致农业领域的应用案例(156) 8．2．1无线传感网用于作物生长与环境监测(156) 8.2.2ēko农作物远程监测系统架构(158) 8.2.3RFID在蝴蝶兰温室盘床管理上的应用(160) 8.2.4智能灌溉(161) 8.2.5物联网技术用于高尔夫球场草皮养护(162) 8.2.6植物感测器及养护系统(163) 8.2.7物联网打造虚拟农场(163) 8.2.8智能酒场感知系统(164) 9物联网在食品管理领域的应用(166) 9．1食品监管体系架构(166) 9.1.1食品监管概述(166) 9．1．2食品监管信息系统(166) 9．2食品产销履历(167) 9．3物联网在食品安全与营养卫生领域应用案例(169) 9．3．1iPhone 手机食品信息系统(169) 9．3．2RFID标签用于食品防伪(170) 9．3．3有害产品自动阻隔系统(171) 9．3．4个人营养咨询系统(172) 9．3．5智能销售机帮助学生建立健康饮食习惯(172) 9．3．6鸡蛋溯源管理系统(174) 9.3.7食品安全规程化管理(175) 10智能家居(177) 10.1智能家居概述(177) 10.1.1智能家居系统架构(177) 10.1.2智能家居系统的特点(178) 10.1.3智能家居系统组成(178) 10.2智能家居应用案例(181) 10.2.1Hallo智能玻璃系统(181) 10.2.2智能家居安防系统(181) 10.2.3智能语音控制系统(182) 10.2.4海尔U＋智慧大脑与机器人(183) 10.2.5家庭环境监测及气象系统(184) 10.2.6智能水管探测器(184) 11物联网在社会治安管理中的应用(186) 11．1监护对象定位寻找应用(186) 11．1．1定位跟踪鞋(186) 11．1．2学生行踪管理系统(188) 11．1．3擦鞋雷达导航(189) 11．2交通与环境安全应用(190) 11．2．1交通安全保障应用(190) 11．2．2GPS与危险场所电子地图结合技术(191) 11．2．3物联网监测险峻地区地况变化(191) 11．2．4实时环境监控网络(192) 11．2．5智能传感视频监控系统(193) 11．2．6智能听声辨位系统(196) 11．3防盗、防诈骗应用(197) 11．3．1RFID防盗、提醒与报警应用(197) 11．3．2手机RFID安全门(198) 11．3．3诈骗电话过滤系统(198) 11．3．4基于LBS的防盗刷系统(198) 12物联网在节能环保领域的应用(200) 12．1节能环保概述(200) 12．2物联网在节能减排领域的应用(200) 12．2．1家庭能源管理(200) 12．2．2办公室节能减排工具(203) 12．3环境自动监测系统(204) 12．3．1环境监测系统功能(204) 12．3．2环境监测系统架构(205) 12．3．3环境监测系统应用的技术(207) 12．4物联网在环保领域的应用(208) 12．4．1南京秦淮河水系监控系统(208) 12．4．2苏州环境噪声监控系统(210) 13物联网在旅游业的应用(212) 13.1物联网与旅游服务 (212) 13.2物联网在旅游业应用案例(213) 13.2.1东京泛在旅游服务(213) 13.2.2艺术藏品与观赏者的互动(216) 13.2.3NFC解说系统(217) 13.2.4通过二维码与RFID标签来记忆城市(217) 13.2.5将历史足迹编入电子地图(218) 13.2.6数字典藏与在线博物馆(219) 13.2.7短信与二维码叫车服务系统(219) 13.2.8名城旅游景点行程规划APP(219) 13.2.9物联网技术在旅游营销中的应用(220) 14物联网在生产监控中的应用(222) 14.1生产监控概述(222) 14.2生产监控应用系统(223) 14.3物联网在生产监控中的应用案例(226) 14.3.1煤矿安全生产监控系统(226) 14.3.2智能维护系统(228) 14.3.3企业动力系统监测与智能厂房维修系统(231) 14.3.4视觉传感操控技术的应用(233) 14.3.5AR技术在工业设计领域的应用(233) 14.3.6工厂人员定位解决方案(235) 15感知城市——物联网在城市综合管理中的应用(238) 15．1感知城市概述(238) 15.2感知城市的基本内容(238) 15．3感知城市的实现(239) 15.3.1移动城市——“感知城市”的基础(240) 15.3.2韩国泛在城市（UCity）计划简介(242) 15.3.3日本的智能城市试验计划(249) 15.3.4美国的感知城市研究(250) 15.3.5费城WCity规划与实施(251) 15.3.6伦敦的智能垃圾桶(252) 16物联网在智能交通领域的应用(254) 16.1智能交通概述(254) 16.2智能交通系统总体架构(254) 16.3车载信息服务系统(257) 16.4车辆信息化新技术(258) 16.5智能交通案例(261) 16.5.1V2V 汽车防碰撞预警系统(261) 16.5.2辅助驾驶安全系统 (263) 16.5.3辅助驾驶培训系统(264) 16.5.4汽车与交通标志的对话(264) 16.5.5停车位搜寻APP(265) 16.5.6自动车辆辨识系统（AVI）用于停车位管理(266) 16.5.7安吉星的Telematics 服务系统(266) 16.5.8行车事故自动记录系统(267) 16.5.9韩国UStation服务(268) 16.5.10互动式公交车站——EyeShop系统 (269) 16.5.11车辆自动驾驶辅助系统 (269) 16.5.12不需卫星定位的自动驾驶智能车 (270) 17物联网商务应用(271) 17.1物联网商务应用概述(271) 17.2物联网商务应用领域(271) 17.3物联网与移动商务(273) 17.3.1移动商务概述(273) 17.3.2零售店的智能购物车、电子货架和智能收银(275) 17.3.3手机支付与无线支付(276) 17.4物联网商务应用案例(277) 17.4.1美国药店研发物联网装置，增强购物体验(277) 17.4.2Bloomingdale的虚拟化试衣间(278) 17.4.3Waitbot开发APP让消费者等时间透明化(278) 17.4.4Adidas Neo 的视窗虚拟店(279) 17.4.5智能冰箱自动产生食品采买清单(279) 17.4.6North Face采用LBS广告服务(280) 17.4.7沃尔玛启动《复仇者联盟》虚拟现实的体验(281) 17.4.8麦德隆未来商店，用物联网技术打造体验式购物环境(282) 17.4.9东芝推出生鲜食品外观辨识扫描仪(282) 18物联网在医疗保健领域的应用(284) 18.1物联网医疗护理概述(284) 18.2物联网在医疗保健领域应用案例(285) 18.2.1老年人看护与慢性病医护领域的应用(285) 18.2.2能观察健康状态的镜子(287) 18.2.3专用护理感测系统(288) 18.2.4眼压感测隐形眼镜(290) 18.2.5个人情绪感测系统(291) 18.2.6个人运动与体能管理系统(292) 18.2.7智能婴儿监护系统(295) 18.2.8微机电系统在身体检查中的应用(296) 18.2.9个人在线健康管理工具(297) 18.2.10物联网管理健身器材(298) 19可穿戴设备及其应用(300) 19.1可穿戴设备概述(300) 19.2个域网的概念与技术要求(300) 19.3可穿戴设备案例(302) 19.3.1智慧运动衣监测心率(302) 19.3.2个人作息管理手环(303) 19.3.3智慧服装反应人的情绪(303) 19.3.4具有听觉的衣物(304) 19.3.5安卓穿戴平台（Android Wear）(305) 19.3.6智能手表与手机的结合(305) 19.3.7具有传感功能的袜子(305) 19.3.8时尚导航鞋与家用吸尘鞋(306) 19.3.9盲人触觉导航鞋(307) 19.3.10移动装置与LBS结合为失语者提供表达方式(307) 19.3.11智能感测应急头盔(308) 19.3.12演艺服饰中的传感元素(309) 19.3.13会讲故事的智能睡衣(309) 19.3.14宠物的远程健康管理系统(309) 19.3.15纳米技术用于可穿戴设备(310) 参考文献（312） |
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