《一書讀懂物聯網》以物聯網工程技術為核心內容，結合數據處理的流程和技術，介紹了物聯網的基礎知識、運行機制及工程實現。
《一書讀懂物聯網》分為6部分，總計16章，內容包括物聯網基礎、物聯網的體系結構、物聯網的應用、數據的感知、物體的辨識、嵌入式系統(tǒng)、局域連接性、廣域傳輸與網絡、物聯網的通信協議、數據存儲、數據分析與處理、物聯網產品設計與工程實現、物聯網系統(tǒng)設計與工程實現、物聯網的標準化、物聯網的安全性、物聯網與人工智能等。
《一書讀懂物聯網》可作為從事物聯網工程相關工作的入門讀物，也可以作為計算機學科、電子工程學科、通信學科等相關專業(yè)的參考書。
1.內容豐富，深入淺出：以完整的視角，深入淺出地介紹物聯網的核心技術和實際應用，涵蓋物聯網的基礎知識、運行機制及工程實現等多個方面，幫助讀者了解物聯網的各個環(huán)節(jié)。
2.實戰(zhàn)經驗，專業(yè)解讀：作者曹洪偉、潘維和韓冬在物聯網領域深耕多年，他們將多年的實戰(zhàn)經驗和專業(yè)知識融入其中，為讀者揭示了物聯網的奧秘，提供專業(yè)、可信的解讀。
3.案例豐富，生動易懂：通過豐富的案例和生動的插圖，將抽象的物聯網知識變得形象、易懂。讀者可以輕松理解物聯網的各個環(huán)節(jié)，從嵌入式系統(tǒng)到廣域傳輸與網絡，感受物聯網的魅力。
4.緊跟科技前沿，指引未來發(fā)展：關注物聯網的新技術和應用趨勢，為讀者呈現豐富多彩的物聯網世界。通過本書，可以了解物聯網在人工智能、大數據等領域的應用，搶占未來科技發(fā)展的制高點。
曹洪偉，全棧架構師，曾擔任百度DuerOS布道師、渡鴉科技CTO等職位，并且是百度一款智能音箱產品的主要技術負責人之一。目前就職于鼎道智聯，從事操作系統(tǒng)相關的研發(fā)工作。
具有20多年電信和互聯網行業(yè)的軟硬件研發(fā)與產品管理工作經驗，先后服務于北電網絡、斯倫貝謝、美國高通等世界500強企業(yè)，后以CTO/合伙人身份連續(xù)創(chuàng)業(yè)。
擁有50多項國內外專利，多次作為QCon等大會特邀講師發(fā)表技術演講，著有《BREW進階與精通》，并與他人合著了《深入分布式緩存：從原理到實踐》，譯作包括《持續(xù)架構實踐》《基于混合方法的自然語言處理》《計算機網絡問題與解決方案》《區(qū)塊鏈應用開發(fā)實戰(zhàn)》等。
此外，還是wireless_com自媒體賬號與CSDN同名博客的作者。
潘維，阿里巴巴天貓精靈智能音箱產品線（無屏方向）的負責人，曾任百度智能家居硬件終端負責人。具有15年的消費電子及通信行業(yè)的產品開發(fā)經驗，熟悉手機等消費電子產品終端軟硬件的開發(fā)。
專注于人工智能軟硬件產品研究，先后參與了小度智能音箱、阿里巴巴天貓精靈等AI產品及相關算法的產品落地和商業(yè)化過程。
韓冬，中國通信標準化協會資深標準化項目管理負責人，從事通信標準化工作20余年，自2008年起專注于無線通信領域的標準化工作，組織并協調完成我國3G、4G、5G通信行業(yè)標準500余項，涵蓋移動通信基站、終端、無線接入、蜂窩物聯網、無線網絡安全與加密、邊緣計算、綠色節(jié)能、衛(wèi)星通信、天饋系統(tǒng)等多個細分領域。
長期跟蹤全球移動通信前沿技術的發(fā)展，并持續(xù)關注我國移動通信技術的新發(fā)展動向。
第 1部分 認知物聯網
第 1章 物聯網基礎 3
1.1 物聯網的起源與發(fā)展 4
1.1.1 國際組織對物聯網的關注 4
1.1.2 國際社會對物聯網的關注 5
1.1.3 我國對物聯網的關注 6
1.2 物聯網解決哪些問題 8
1.3 物聯網的領域界定—六域模型 9
1.4 物聯網的相關辨析 11
1.4.1 物聯網與CPS 11
1.4.2 物聯網與傳感網 11
1.4.3 物聯網和互聯網 12
1.4.4 物聯網與泛在網絡 13
1.5 技術發(fā)展對物聯網的影響 14
1.5.1 半導體技術的發(fā)展 14
1.5.2 傳感器技術的發(fā)展 15
1.5.3 近距離通信技術 15
1.5.4 互聯網的發(fā)展 16
1.5.5 云計算的發(fā)展 17
1.6 小結 18
第２章 物聯網的體系結構 19
2.1 物聯網的概念模型 19
2.2 物聯網中的組成節(jié)點 20
2.3 物聯網的分層體系結構 22
2.3.1 感知層特征 22
2.3.2 網絡層特征 23
2.3.3 應用層特征 23
2.4 物聯網的產業(yè)鏈 26
2.5 物聯網的價值網 27
2.6 物聯網的生態(tài)系統(tǒng) 29
2.7 小結 31
第３章 物聯網的應用 32
3.1 智能助手 33
3.2 智能家居 34
3.3 智能建筑 35
3.4 智慧園區(qū) 36
3.5 智能工廠 38
3.6 智能交通 40
3.7 智慧城市 41
3.8 智慧地球 45
3.9 小結 46
第 2部分 數據的感知與采集
第４章 數據的感知 49
4.1 物體的數據表達 49
4.1.1 物體屬性 50
4.1.2 物體狀態(tài) 50
4.1.3 物體動作 51
4.1.4 物體能力 51
4.1.5 物體特征的元數據描述 51
4.2 傳感器 52
4.2.1 傳感器的分類 52
4.2.2 傳感器的特性 53
4.2.3 傳感器的工作原理 54
4.2.4 傳感器的發(fā)展方向 55
4.3 傳感器在電子產品中的應用示例 55
4.3.1 iPhone一代與多點觸控屏幕 56
4.3.2 iPhone 2、iPhone 3中3G技術的應用與定位導航技術 58
4.3.3 iPhone 4的前置攝像頭、雙麥克風和陀螺儀 59
4.3.4 iPhone 5S的生物識別 59
4.3.5 iPhone 6/6 Plus和iPhone 6S/6S Plus 60
4.4 傳感器的選型原則 61
4.4.1 性能指標 62
4.4.2 硬件接口和信號輸出形式 64
4.4.3 成本分析 64
4.4.4 工作環(huán)境 65
4.4.5 關注故障分析 65
4.5 傳感器在物聯網系統(tǒng)中的應用示例：橋梁監(jiān)測 65
4.5.1 橋梁監(jiān)測的指標體系 65
4.5.2 數據采集 67
4.5.3 橋梁監(jiān)測點管理 68
4.6 小結 69
第５章 物體的辨識 70
5.1 物聯網標識 71
5.1.1 對象標識 72
5.1.2 通信標識 72
5.1.3 應用標識 72
5.1.4 物聯網標識的發(fā)現服務 72
5.2 EPC系統(tǒng) 73
5.2.1 EPC 編碼標準 74
5.2.2 EPC編碼的解析技術進展 74
5.3 條碼和二維碼 75
5.4 磁卡與IC卡 76
5.4.1 磁卡 76
5.4.2 IC卡 77
5.5 電子標簽 78
5.5.1 什么是RFID 78
5.5.2 RFID的工作原理和技術特點 78
5.5.3 RFID 的產品分類 79
5.6 生物特征識別技術 80
5.6.1 人臉識別 80
5.6.2 語音識別 80
5.6.3 指紋識別 81
5.6.4 虹膜識別 81
5.6.5 皮膚識別 81
5.6.6 體形識別 81
5.6.7 簽字識別 82
5.7 小結 82
第６章 嵌入式系統(tǒng) 83
6.1 嵌入式系統(tǒng)基礎 83
6.1.1 嵌入式微處理器 84
6.1.2 嵌入式系統(tǒng)中的相關存儲 84
6.1.3 嵌入式系統(tǒng)的相關接口 85
6.1.4 嵌入式系統(tǒng)的初始化 85
6.1.5 嵌入式操作系統(tǒng) 85
6.2 嵌入式系統(tǒng)的設備類型 86
6.2.1 智能塵�！�86
6.2.2 一般計算能力的嵌入式設備 86
6.2.3 可穿戴設備 87
6.2.4 智能設備 88
6.3 物聯網終端的操作系統(tǒng) 89
6.4 嵌入式系統(tǒng)的應用框架 91
6.4.1 應用框架 91
6.4.2 手機上的應用框架 92
6.4.3 M2M的應用框架 93
6.4.4 面向JavaScript的嵌入式應用框架 95
6.5 嵌入式系統(tǒng)的更新升級—OTA 95
6.5.1 OTA方案的特點 96
6.5.2 OTA系統(tǒng)的參考架構 97
6.5.3 OTA的服務流程 98
6.5.4 OTA中的交互協議 99
6.6 小結 100
第3部分 數據的傳輸與網絡
第７章 局域連接性 103
7.1 嵌入式系統(tǒng)的內部連接性 103
7.1.1 常見總線 104
7.1.2 常見接口 104
7.2 紅外通信 105
7.3 藍牙 106
7.3.1 藍牙設備的組網 107
7.3.2 經典藍牙的通信過程 107
7.3.3 低功耗藍牙的通信過程 108
7.4 Zigbee 108
7.4.1 Zigbee協議與網絡 109
7.4.2 Zigbee的通信機制 110
7.5 Wi-Fi與WLAN 110
7.5.1 Wi-Fi及其組網模式 111
7.5.2 WLAN 113
7.5.3 6LoWPAN 114
7.6 其他近距離無線通信技術 116
7.6.1 各種反向散射技術 116
7.6.2 反向散射通信技術在物聯網中的潛在應用 117
7.7 邊緣網絡 118
7.7.1 各種局域連接性技術的對比 118
7.7.2 從邊緣網絡到邊緣智能 119
7.8 小結 120
第８章 廣域傳輸與網絡 121
8.1 移動蜂窩通信技術 121
8.1.1 第三代移動通信—3G 122
8.1.2 第四代移動通信—4G 122
8.1.3 第五代移動通信—5G 123
8.2 低功耗廣域網 124
8.2.1 LoRa 124
8.2.2 Sigfox 125
8.2.3 窄帶物聯網 126
8.3 互聯網 128
8.3.1 IPv6的地址分配 128
8.3.2 物聯網與互聯網相融合的路由體系 129
8.4 軟件定義的廣域網（SD-WAN） 130
8.4.1 軟件定義網絡 131
8.4.2 SD-WAN的技術優(yōu)勢 132
8.5 小結 133
第９章 物聯網的通信協議 134
9.1 連接性協議 135
9.1.1 802.11系列協議 135
9.1.2 連接性協議的對比分析 136
9.2 網絡協議 138
9.2.1 物理層、數據鏈路層和網絡層 138
9.2.2 傳輸層 139
9.3 應用協議 139
9.3.1 互聯網應用層協議在物聯網的應用 139
9.3.2 物聯網的應用層協議 140
9.3.3 應用層協議的對比 142
9.4 物聯網的通信協議選擇 144
9.4.1 協議棧的選擇與供應商的關系 145
9.4.2 協議選擇中的關鍵特性 145
9.4.3 協議實施時的其他考量 147
9.5 小結 148
第4部分 數據的存儲與處理
第 1０章 數據存儲 152
10.1 物聯網中數據的存儲位置 152
10.1.1 從設備存儲到邊緣存儲 153
10.1.2 從數據中心到云存儲 154
10.2 數據存儲的服務—數據庫系統(tǒng) 155
10.2.1 關系數據庫 155
10.2.2 實時數據庫 156
10.2.3 時序數據庫 156
10.3 NoSQL與大數據 157
10.3.1 鍵值型NoSQL 157
10.3.2 文檔存儲型NoSQL 158
10.3.3 列存儲型NoSQL 158
10.3.4 圖存儲型NoSQL 159
10.4 分布式存儲技術 159
10.5 物聯網中基于數據存儲的實體搜索 160
10.6 小結 164
第 1１章 數據分析與處理 165
11.1 物聯網的計算模型 165
11.1.1 面向物聯網的云計算 166
11.1.2 面向物聯網的霧計算 166
11.1.3 面向物聯網的邊緣計算 168
11.2 物聯網的數據處理架構 169
11.2.1 批處理架構 170
11.2.2 流處理架構 171
11.2.3 Lambda 架構 172
11.3 物聯網中的數據分析 173
11.3.1 卡爾曼濾波器 174
11.3.2 貝葉斯分類與多貝葉斯估計 174
11.3.3 規(guī)則引擎 175
11.3.4 模糊邏輯與人工神經網絡 175
11.3.5 物聯網數據分析與處理示例 175
11.4 物聯網數據的價值挖掘 177
11.5 物聯網的數據可視化 178
11.5.1 數據可視化的概念 179
11.5.2 文本可視化 180
11.5.3 網絡可視化 181
11.5.4 時空數據可視化 181
11.5.5 多維數據可視化 182
11.5.6 支持可視化分析的人機交互技術 182
11.6 物聯網中的網絡控制系統(tǒng) 183
11.6.1 控制模型 183
11.6.2 物聯網控制系統(tǒng)架構 184
11.6.3 物聯網中的控制器 185
11.7 小結 186
第5部分 設計與工程實現
第 1２章 物聯網產品設計與工程實現 189
12.1 物聯網產品的業(yè)務特性 189
12.2 商業(yè)化流程 190
12.2.1 需求分析及非功能屬性的設計 191
12.2.2 外觀設計 192
12.2.3 結構設計 193
12.2.4 電子設計 193
12.2.5 軟件開發(fā) 193
12.2.6 電路驗證 194
12.2.7 結構開模與電子備料 194
12.2.8 整機驗證 194
12.2.9 包材設計與生產 195
12.2.10 小批量試產 195
12.2.11 工廠量產 195
12.2.12 銷售和售后 196
12.3 一個物聯網網關的設計與實現 196
12.3.1 物聯網網關的功能 196
12.3.2 物聯網網關的設計 197
12.3.3 物聯網網關的架構 199
12.4 從物聯網產品設計到綠色物聯網 201
12.4.1 物聯網中的能耗分布 201
12.4.2 物聯網產品的低功耗設計 204
12.4.3 綠色物聯網 208
12.5 小結 208
第 1３章 物聯網系統(tǒng)設計與工程實現 209
13.1 物聯網云服務系統(tǒng)設計 210
13.1.1 云服務的連接方式 210
13.1.2 產品級代理：云服務連接性的黑箱方法 211
13.1.3 SDK：云服務連接性的白箱方法 211
13.1.4 便攜式代理：云服務連接的灰箱方法 212
13.2 設計與工程實現中的要點和技術選型 213
13.2.1 流量控制 213
13.2.2 緩存系統(tǒng) 214
13.2.3 服務支撐 214
13.2.4 運維體系 217
13.2.5 開放平臺 219
13.3 物聯網中的中間件服務 220
13.4 物聯網軟件系統(tǒng)設計與實現流程 221
13.4.1 瀑布模型開發(fā)方法 221
13.4.2 敏捷開發(fā) 223
13.4.3 物聯網軟件系統(tǒng)的相關依賴：供應鏈管理的敏捷性影響 224
13.5 物聯網系統(tǒng)的工程實現 225
13.6 物聯網系統(tǒng)設計案例：智能電網 226
13.6.1 用戶側智能電網的傳感層建設 226
13.6.2 用戶側智能電網物聯網的網絡層建設 227
13.6.3 用戶側智能電網物聯網的管理層/決策層建設 227
13.7 小結 228
第6部分 物聯網的熱門話題
第 14章 物聯網的標準化 231
14.1 標準的定義 231
14.2 物聯網的標準體系 232
14.2.1 物聯網感知層中的物理層標準 233
14.2.2 物聯網感知層中的MAC層標準 233
14.2.3 物聯網感知層中的網絡層標準 234
14.2.4 物聯網感知層中的主干網接入層標準 234
14.2.5 物聯網感知層中的服務質量評估 234
14.3 物聯網標準化組織 235
14.4 ITU-T物聯網標準的發(fā)展 237
14.5 物聯網的產業(yè)聯盟 238
14.6 物聯網的開源社區(qū) 239
14.7 物聯網應用領域的標準化示例：智能照明 240
14.7.1 智能照明系統(tǒng)的網絡架構 241
14.7.2 智能照明系統(tǒng)的通信模式 242
14.8 小結 242
第 1５章 物聯網的安全性 243
15.1 信息系統(tǒng)的安全性 243
15.2 物聯網安全的特點 244
15.3 物聯網的安全問題與相關技術 245
15.3.1 傳感器中的安全問題 245
15.3.2 輕量級加密算法 246
15.3.3 物聯網操作系統(tǒng)的安全技術 246
15.3.4 邊緣網絡的安全技術 247
15.3.5 核心網絡的安全問題 248
15.3.6 物聯網中的隱私保護 248
15.4 可信網絡 250
15.4.1 可信終端 252
15.4.2 可信傳輸 253
15.4.3 可信用戶 254
15.5 區(qū)塊鏈與物聯網安全 256
15.5.1 區(qū)塊鏈的相關概念 256
15.5.2 基于區(qū)塊鏈的可信網絡 257
15.5.3 基于區(qū)塊鏈的邊緣網絡安全保障 258
15.5.4 區(qū)塊鏈隱私保護 259
15.5.5 面向物聯網的區(qū)塊鏈 260
15.6 小結 262
第 1６章 物聯網與人工智能 263
16.1 理解人工智能 263
16.1.1 從圖靈測試看人工智能 264
16.1.2 從計算機體系結構看人工智能 264
16.2 機器學習與人工智能 266
16.2.1 機器學習的類型 266
16.2.2 機器學習的常見算法 267
16.2.3 機器學習在物聯網中的應用示例 270
16.3 人工智能技術在物聯網中的應用 270
16.3.1 人工神經網絡在嵌入式系統(tǒng)中的應用 272
16.3.2 面向深度學習的物聯網系統(tǒng)設計 273
16.3.3 語義融合在物聯網中的應用 274
16.4 物聯網中的人工智能操作系統(tǒng) 275
16.5 人工智能與物聯網融合的典型案例：智能音箱 276
16.6 小結 278
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