《物聯網概論》是一本關于物聯網的導論性教材�！段锫摼W概論》系統(tǒng)全面地闡釋了物聯網基本概念、理論基礎及技術體系，對自動識別技術、無線傳感網、通信網、數據處理、物聯網安全等關鍵技術進行了討論介紹，同時介紹了與物聯網密切相關的工程設計與實施方法�！段锫摼W概論》圖文并茂，語言簡潔，知識結構系統(tǒng)、完整，使讀者不僅能夠對物聯網有一個全景性的認識和了解，還能夠為物聯網工程及其應用系統(tǒng)的規(guī)劃設計提供參考。 《物聯網概論》適用范圍廣，可作為物聯網工程專業(yè)及其相關專業(yè)的教材，供需要掌握物聯網基礎知識的高年級本科生學習和研究生選讀，也可供希望了解物聯網知識的企業(yè)管理者、科研人員、高等院校教師等參考使用。
在全球范圍內，物聯網概念已深入人心。物聯網已成為經濟社會綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的基礎產業(yè)和重要引擎。物聯網工程是一個新建專業(yè)，而且是一個圍繞“戰(zhàn)略新興產業(yè)”設立的新專業(yè)，亟待全方位開展專業(yè)建設。為適應物聯網工程專業(yè)教材建設的需要，我們特編撰了這本教材。
導論課程的目的是介紹物聯網的基本概念、基本理論、關鍵技術與典型應用系統(tǒng)的功能、結構與基本設計方法，以告知初學者如何在物聯網領域繼續(xù)發(fā)展，需要進一步學習和掌握哪些知識與技術。本書的宗旨是通過討論物聯網的基本概念和理論，介紹物聯網工程技術，向讀者展示一個應用前景廣闊而美好的物聯網世界，啟發(fā)讀者的學習興趣，培養(yǎng)其創(chuàng)新能力，激勵其開拓新技術領域。因此，本書緊緊圍繞物聯網中“感知、傳輸、應用”所涉及的概念及技術，架構了物聯網知識體系。
1.內容結構
物聯網幾乎涵蓋了信息技術的各個方面，本書在剖析物聯網體系結構的基礎上，仔細梳理了物聯網涵蓋的知識點，建構了一條物聯網知識鏈，詳細闡述了其關鍵技術、工程設計及其典型應用，討論了物聯網領域的科學問題和安全技術。全書共8章內容，在第1章緒論中，主要介紹物聯網的基本概念、信息物理系統(tǒng)（CPS）、物聯網系統(tǒng)的基本組成和應用領域；第2章的物聯網體系結構，基于感知信息論、網絡控制論、網絡科學等理論，討論物聯網體系結構參考模型、實現方法和技術架構；第3章在簡介傳統(tǒng)識別技術的同時，重點討論條形碼識別、射頻識別（RFID）和位置識別技術；第4章以無線傳感網為對象，重點介紹無線傳感器網絡的基本知識和組網技術；第5章介紹與物聯網相關的通信網，包括無線通信網、光纖通信網、移動通信網、軟件定義網絡（SDN）等；第6章介紹數據智能處理方法，內容涵蓋傳感器數據融合、云計算、數據存儲、數據挖掘與智能決策等；第7章介紹物聯網安全，重點討論物聯網身份識別技術、RFID系統(tǒng)的安全與隱私保護、無線傳感網安全控制等技術；第8章主要是從設計方法學的角度，討論物聯網工程應用系統(tǒng)的工程設計與實施。通過閱讀本書，讀者不僅可以從理論、技術上對物聯網有較全面的了解，而且可以根據工程應用實例對物聯網工程有更直觀的認識。
2.特色特點
本書作為一本“物聯網工程導論”課程教材，為使讀者能夠快速地對物聯網有一個全面、系統(tǒng)的認識，在體例新、內容新和方法新等方面形成了鮮明特色。
�。�1）體例新
體例新是指全書以物聯網體系結構為基礎，按照“從下層到上層，從技術到方法”的思路組織了物聯網的知識體系。從信息物理系統(tǒng)、網絡科學的角度討論物聯網的基本理論問題，從具體的RFID技術、無線傳感網、通信網、數據智能處理技術，上升到物聯網的方法論和安全技術，進而給出完整、清晰的物聯網技術框架。全書知識結構清晰、深入淺出，便于讀者從宏觀上把握物聯網的內涵。
�。�2）內容新
內容新是指在本書的許多章節(jié)中，引入了一些相對深入的物聯網前沿理論、技術，以及一些較新的研究成果，包括感知信息論、網絡控制論、移動互聯網、軟件定義網絡（SDN）、云計算、海量數據存儲、基于大數據的智能決策與控制等。其中也包括作者自己的部分研究工作，例如物聯網體系結構、關鍵技術及工程應用案例等。這些具有前瞻性的新內容反映了物聯網尚處在起步階段，需要協同創(chuàng)新發(fā)展。
�。�3）方法新
方法新是指按照教育部計算機科學與技術專業(yè)教學指導分委員會編制的《物聯網工程專業(yè)規(guī)范》中關于“物聯網工程導論”知識體系的要求，構建了物聯網知識鏈。對每一個知識單元按基本概念、基本技術、應用設計及示例逐層遞進展開。知識內容既有銜接性，又有一定的跨越性，還具有可裁剪性，適合不同層次的教學需求；教師在教學中可根據課時要求、研究興趣和專長進行選擇與補充。
劉化君，1954生，男，漢族，山東臨沂市人。1998年評聘為計算機科學技術專業(yè)教授。2002年任職于南京工程學院通信工程學院院長：中國通信學會會員，計算機學會會員，中國電子學會高級會員。長期從事“計算機網絡與通信”的教學與科研工作，在清華大學學報等學術刊物上發(fā)表《高速路由器中一種實現QoS保證的分組轉發(fā)方案》（EI收錄）等學術論文66篇；編著出版《計算機網絡與通信》、《物聯網技術》及《網絡安全技術》等著作32部，其中獲山東省教育廳科技進步獎著作二等獎1項；主持完成《網絡處理器路由隊列管理與分組調度》等江蘇省高校自然科學計劃基金項目3項，以及國家安全部、省市多項重點計算機網絡工程及應用軟件開發(fā)研究項目。主要研究方向為計算機網絡與通信、網絡安全技術。
第1章 緒論
1．1 物聯網的概念
1．1．1 物聯網概念的提出
1．1．2 物聯網的定義
1．1．3 物聯網的本質特征
1．1．4 與物聯網相關的網絡概念
1．2 信息物理系統(tǒng)
1．2．1 CPS的定義
1．2．2 CPS的組成結構
1．2．3 CPS的主要特性
1．3 物聯網系統(tǒng)的基本組成
1．3．1 物聯網硬件平臺組成
1．3．2 物聯網軟件平臺組成
1．4 物聯網應用及發(fā)展
1．4．1 物聯網的應用領域
1．4．2 物聯網產業(yè)鏈
1．4．3 物聯網技術發(fā)展
小結與進一步學習建議
討論與思考
第2章 物聯網體系結構
2．1 物聯網理論基礎
2．1．1 感知信息論
2．1．2 網絡控制論
2．1．3 網絡科學
2．1．4 物聯網研究及建模
2．2 物聯網體系結構參考模型
2．2．1 物聯網體系結構的建構原則
2．2．2 層次化物聯網的體系結構模型
2．2．3 物聯網的其他體系架構
2．3 體系結構指導下的物聯網實現方法
2．3．1 智能物件連接模式
2．3．2 物聯網通信協議棧
2．3．3 服務機制
2．4 物聯網技術架構
2．4．1 自動識別與感知
2．4．2 節(jié)點組網及通信網絡
2．4．3 系統(tǒng)應用技術
小結與進一步學習建議
討論與思考
第3章 自動識別技術
3．1 經典自動識別技術
3．1．1 磁卡技術
3．1．2 IC卡技術
3．1．3 生物特征識別技術
3．1．4 圖像識別技術
3．1．5 光學字符識別（0cR）技術
3．2 條形碼識別技術
3．2．1 條形碼的基本概念
3．2．2 條形碼的結構及編碼規(guī)則
3．2．3 條形碼的識讀
3．3 射頻識別技術
3．3．1 何謂射頻識別
3．3．2 RFID系統(tǒng)組成
3．3．3 RFlD系統(tǒng)工作原理
3．3．4 RFID中間件
3．3．5 RFID技術標準體系
3．4 位置識別技術
3．4．1 RFID定位技術
3．4．2 衛(wèi)星定位技術
3．4．3 移動通信定位技術
小結與進一步學習建議
……
第4章 無線傳感網
第5章 通信網
第6章 數據處理
第7章 物聯網安全
第8章 物聯網工程設計與實施
參考文獻
《物聯網概論》：
1.感知節(jié)點
感知節(jié)點由各種類型的采集和控制模塊組成，如溫度傳感器、聲音傳感器、振動傳感器、壓力傳感器、RFID讀寫器、二維碼識讀器等，完成物聯網應用的數據采集和設備控制等功能。
感知節(jié)點的組成包括4個基本單元：傳感單元（由傳感器和模數轉換功能模塊組成，如RFID、二維碼識讀設備、溫度傳感器設備）、處理單元（由嵌入式系統(tǒng)構成，包括CPU微處理器、存儲器、嵌入式操作系統(tǒng)等）、通信單元（由無線通信模塊組成，實現末梢節(jié)點間以及與匯聚節(jié)點的通信）、電源／供電部分。感知節(jié)點綜合了傳感器技術、嵌入式計算技術、智能組網技術及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型傳感器協作地實現實時監(jiān)測、感知和采集各種環(huán)境或監(jiān)測對象的信息，通過嵌入式系統(tǒng)對信息進行處理，并通過隨機自組織無線通信網絡以多跳中繼方式將所感知信息傳送到接入層的基站節(jié)點和接入網關，最終到達信息應用服務系統(tǒng)。
2.末梢網絡
末梢網絡即接入網絡，包括匯聚節(jié)點、接入網關等，完成應用末梢感知節(jié)點的組網控制和數據匯聚，或完成向感知節(jié)點發(fā)送數據的轉發(fā)等功能。也就是在感知節(jié)點之間組網之后，如果感知節(jié)點需要上傳數據，則將數據發(fā)送給匯聚節(jié)點（基站），匯聚節(jié)點收到數據后，通過接入網關完成和承載網絡的連接；當用戶應用系統(tǒng)需要下發(fā)控制信息時，接入網關接收到承載網絡的數據后，由匯聚節(jié)點將數據發(fā)送給感知節(jié)點，完成感知節(jié)點與承載網絡之間的數據轉發(fā)和交互功能。
感知節(jié)點與末梢網絡承擔物聯網的信息采集和控制任務，構成并實現無線傳感網的功能。
3.核心承載網絡
核心承載網絡可以有很多種，主要承擔接入網與信息服務系統(tǒng)之間的數據通信任務。根據具體應用需要，核心承載網絡可以是公共通信網，譬如3G、4G/5G移動通信網、WiFi、WiMAX、互聯網，以及企業(yè)專用網，甚至是新建的專用于物聯網的通信網。
4.信息服務系統(tǒng)硬件設施
物聯網信息服務系統(tǒng)硬件設施由各種應用服務器（包括數據庫服務器）組成，還包括用戶設備（如PC、手機）、客戶端等。主要是對采集數據的融合／匯聚、轉換、分析，以及用戶呈現的適配和事件的觸發(fā)等。對于信息采集，由于從感知節(jié)點獲取大量的原始數據，并且這些原始數據對于用戶來說只有經過轉換、篩選、分析處理后才有實際價值。對這些有實際價值的信息，由服務器根據用戶端設備進行信息呈現的適配，并根據用戶的設置觸發(fā)相關的通知信息；當需要對末端節(jié)點進行控制時，由信息服務系統(tǒng)硬件設施生成、發(fā)送控制指令。針對不同的應用將設置不同的應用服務器。
……
書單推薦
