匯集十余名相關專業的博士和專家，結合各自在物聯網相關領域的理論研究和實踐，全方位闡述了物聯網的發展現狀及關鍵技術。

適合作為高等院校物聯網及相關專業學生的教材和參考書，也適合作為物聯網技術相關研究人員、企事業單位相關專業人員進行物聯網工作的重要參考資料。

第三版前言

物聯網（Internet of Things，IoT）是通過信息傳感設備，按照約定的協議，把物品與互聯網連接起來，進行信息交換及通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的一種網絡。它是在互聯網基礎上延伸和擴展的網絡。隨著5G、低功耗廣域網等基礎設施加速落地，物聯網技術與應用得到迅猛發展。數以萬億的新設備、感知終端接入網絡并產生海量數據，人工智能、邊緣計算、區塊鏈等新技術加快與物聯網結合，極大促進了物聯網與各個行業的跨界融合，各種創新應用層出不窮，物聯網的生態構建、產業發展及技術創新快速發展。

隨著我國“互聯網+”“智能+”等戰略提出，互聯網企業、傳統行業企業、設備商、電信運營商等全面加入物聯網產業，產業生態初具雛形，連接技術不斷突破，NB-IoT、eMTC、Lora等低功耗廣域網全球商用化進程不斷加速。在感知層面，各類終端持續向多功能、智能化發展；在傳輸層面，各類通信技術不斷創新落地，網絡基礎設施迅速完善，物聯網從碎片化逐漸互聯互通；在應用層方面，大數據、人工智能、區塊鏈等技術迅猛發展，各類應用不斷涌現。

本書匯集了十余名相關專業的博士和專家，結合各自在物聯網相關領域的理論研究和實踐，從物聯網關鍵技術和典型應用兩方面全方位闡述了物聯網的發展現狀及關鍵技術，全書共13章。

第1章闡述物聯網的發展背景、定義、特征以及發展趨勢，深入分析物聯網體系架構，并分別對歐美、日韓和中國等國內外物聯網的發展進程、主要研究和實踐情況進行介紹。

第2章介紹物聯網識別技術。主要對射頻識別（RFID）技術進行詳細介紹，包括RFID技術背景、原理、產品及中間件等。同時，對RFID安全隱私問題及IPv6等進行闡述。

第3章從物聯網感知層出發，詳細介紹物聯網傳感技術。包括傳感器的構成、分類；傳感網的自組網技術、協議體系、節點覆蓋等理論、技術原理及應用。

第4章主要介紹物聯網智能視覺技術。包括智能視覺技術的定義，智能視覺的分析、識別、改良技術以及智能視覺技術的典型應用。

第5章從物聯網傳輸層出發，主要介紹支撐信息傳輸的關鍵通信技術，包括ZigBee技術、WLAN技術、LiFi技術、藍牙技術等，以及低功耗廣域網技術（NB-IoT等）、廣域網通信技術及衛星、光纖通信技術等。

第6章從應用層出發，主要介紹大數據、云計算、物聯網定位等應用技術。

第7章介紹物聯網安全技術，主要從物聯網三個層次的安全威脅、安全技術及相關案例進行詳細闡述。

第8章至第13章主要介紹智能交通、智能家居、智能物流、智能醫療等物聯網典型應用。

本書由張翼英任主編，張素香、梁琨任副主編。張翼英負責全書統籌再版工作并參與全部章節編寫。張素香、梁琨對全書進行了審校。

具體編寫分工如下：第1章由張翼英任編寫，第2章由梁琨、閻宏艷、侯琳、張翼飛編寫，第3章由袁仲云、韋然、李溫靜編寫，第4章由吳超、胡志強編寫，第5章由張愛華、張素香、何業慎編寫；第6章由梁琨、侯榮旭、張翼英編寫，第7章由王聰、張翼英、高德荃、朱少敏編寫；第8章由郭慶雷、史艷翠、張亞男編寫，第9章由楊美艷、劉柱、何業慎、吳慶編寫；第10章由張茜編寫，第11章由馬興毅、陳亞瑞、李冰編寫，第12章由張素香、張翼英、甄巖編寫，第13章由張波、曾令康、廖逍、張喆編寫。同時，劉飛、龐浩淵、劉松、阮元龍、尚靜、王鵬凱、周保先、劉晶晶等同學為本書的編寫做了一定的工作。

感謝中國水利水電出版社在本書出版過程中給予的大力支持，感謝石永峰編輯的幫助。感謝西安電子科技大學楊清海博士、山東大學孫豐金博士等對本書提出的寶貴意見，使我們受益匪淺。

希望本書能夠對關心物聯網技術和產業發展的各級領導和行業監管部門、高校師生，以及產業鏈相關領域的從業人員、投融資人士等都能有所裨益，為我國物聯網產業發展添磚加瓦。由于筆者水平及時間所限，各位編者編寫風格各異，書中難免有不足之處，懇請專家和讀者批評指正。

編 者

2019年8月

第三版前言
第一版前言

第1章 物聯網概述 1
1.1 物聯網的概念 1
1.1.1 物聯網發展背景 2
1.1.2 物聯網的定義 3
1.1.3 物聯網的特征 4
1.1.4 物聯網應用范圍 5
1.2 物聯網體系結構 7
1.2.1 感知層 7
1.2.2 網絡層 8
1.2.3 應用層 9
1.2.4 物聯網安全 11
1.3 國際物聯網發展現狀 14
1.3.1 美國 14
1.3.2 歐盟 15
1.3.3 日韓 17
1.4 我國物聯網的現狀與展望 18
1.4.1 發展狀況 18
1.4.2 存在的問題 20
1.4.3 實踐與展望 21
第2章 物聯網識別技術 23
2.1 RFID技術概述 23
2.1.1 RFID技術簡介 23
2.1.2 RFID技術的背景 23
2.1.3 RFID系統的組成 24
2.1.4 RFID系統的分類 25
2.2 RFID讀寫器 26
2.2.1 讀寫器概述 26
2.2.2 讀寫器的工作原理 27
2.2.3 讀寫器的組成結構 28
2.2.4 讀寫器的種類 29
2.2.5 讀寫器的發展前景 31
2.3 電子標簽 31
2.3.1 電子標簽的組成結構 32
2.3.2 電子標簽的分類 34
2.3.3 電子標簽的發展趨勢 35
2.4 中間件 36
2.4.1 中間件的功能及實現原理 36
2.4.2 中間件的系統架構 36
2.5 RFID技術的標準 37
2.5.1 RFID系統技術標準概述 37
2.5.2 ISO標準體系 38
2.5.3 EPC Global標準體系 40
2.5.4 我國的標準體系 40
2.6 RFID系統的安全隱私 41
2.6.1 RFID系統的安全問題及策略 41
2.6.2 RFID電子標簽的安全問題和解決
方案 42
2.6.3 RFID系統的隱私數據保護 44
2.7 RFID與IPv6 45
第3章 物聯網傳感技術 46
3.1 傳感器概述 46
3.1.1 傳感器的概念 46
3.1.2 傳感器的組成 48
3.1.3 傳感器的分類 48
3.1.4 傳感器的特性 49
3.1.5 傳感器的具體實例 50
3.1.6 傳感器技術的發展趨勢 52
3.2 傳感網概述 52
3.2.1 傳感網概念 52
3.2.2 傳感網協議體系結構 54
3.2.3 傳感網拓撲結構 56
3.3 傳感網的關鍵技術與節點部署 58
3.3.1 傳感網的關鍵技術 58
3.3.2 傳感網的節點技術 60
3.3.3 傳感網的節點部署 61
3.3.4 傳感網覆蓋 61
3.3.5 連接與節能 62
3.4 無線傳感網 62
3.4.1 無線傳感網概述 62
3.4.2 無線傳感網的應用領域 64
3.4.3 無線傳感網節點設計主要原則 64
第4章 物聯網智能視覺技術 66
4.1 智能視覺技術綜述 66
4.1.1 智能視覺技術研究內容 67
4.1.2 物聯網與智能視覺技術 67
4.1.3 智能視覺技術硬件架構 68
4.1.4 智能視覺技術的應用前景 69
4.2 智能視覺核心技術 70
4.2.1 智能視覺分析技術 70
4.2.2 智能視覺識別技術 77
4.3 智能視覺的典型應用 83
4.3.1 公交車載視頻監控系統 83
4.3.2 智能機場安防監控系統 84
第5章 物聯網通信技術 86
5.1 短距離無線通信技術 86
5.1.1 藍牙技術 86
5.1.2 ZigBee技術 91
5.1.3 WiFi技術 93
5.1.4 LiFi技術 96
5.2 低功耗廣域網技術 99
5.2.1 LoRa技術 99
5.2.2 SigFox技術 101
5.2.3 RPMA技術 103
5.2.4 NB-IoT技術 104
5.2.5 eMTC技術 106
5.3 衛星通信技術 107
5.3.1 衛星通信系統 107
5.3.2 衛星移動通信技術 108
5.4 光纖通信技術 110
5.4.1 PDH技術 110
5.4.2 SDH技術 110
5.4.3 OTN技術 112
5.4.4 光纖通信技術在物聯網中的應用 112
第6章 物聯網應用技術 113
6.1 大數據及其相關技術 113
6.1.1 大數據概述 113
6.1.2 數據倉庫 119
6.1.3 數據挖掘 120
6.1.4 數據可視化 121
6.2 云計算及其相關技術 124
6.2.1 云計算概述 125
6.2.2 云計算平臺 127
6.2.3 云服務 129
6.2.4 云計算的安全 130
6.3 物聯網定位技術 132
6.3.1 定位與位置服務 132
6.3.2 無線定位系統 133
6.3.3 衛星定位系統 135
6.3.4 蜂窩定位系統 138
6.4 人工智能技術 139
6.4.1 人工智能的發展 139
6.4.2 人工智能的研究與應用 140
第7章 物聯網安全技術 142
7.1 物聯網安全基礎 142
7.1.1 物聯網安全概述 142
7.1.2 物聯網安全特征 143
7.1.3 物聯網安全技術 144
7.1.4 物聯網安全體系結構 146
7.2 物聯網感知層安全 147
7.2.1 物聯網感知層的安全威脅 147
7.2.2 物聯網感知層安全技術 147
7.3 物聯網網絡層安全 153
7.3.1 物聯網網絡層的安全威脅 153
7.3.2 物聯網核心網安全典型安全防護
系統部署 153
7.4 物聯網應用層安全 156
7.4.1 物聯網應用層安全威脅 156
7.4.2 物聯網云計算安全技術 157
7.4.3 區塊鏈技術增強物聯網安全應用
前景 159
7.5 物聯網安全案例 161
7.5.1 美國DNS服務遭DDos攻擊 161
7.5.2 烏克蘭電網遭到攻擊案例 162
7.5.3 心臟出血漏洞 163
7.5.4 高級持續性威脅 163
第8章 智能交通 165
8.1 智能交通系統 166
8.1.1 智能交通的定義及發展 166
8.1.2 智能交通的主要特征 168
8.1.3 智能交通系統的體系結構 171
8.1.4 智能交通系統的關鍵技術 179
8.2 基于LBS的智能交通系統 184
8.2.1 相關概念 185
8.2.2 體系架構 186
8.2.3 LBS在智能交通系統中的應用 188
8.3 無人駕駛汽車 190
8.3.1 無人駕駛汽車的概念 190
8.3.2 無人駕駛汽車的體系結構 191
8.3.3 典型的無人駕駛汽車 192
8.3.4 無人駕駛汽車存在的問題 194
8.4 電動汽車 195
8.4.1 電動汽車的基礎知識 195
8.4.2 電動汽車的智能運營支撐系統 196
8.4.3 電動汽車的發展趨勢 197
第9章 智能家居 198
9.1 智能家居概述 198
9.1.1 智能家居的定義 198
9.1.2 智能家居的功能 200
9.1.3 智能家居的特點 202
9.2 智能家居的發展狀況 202
9.2.1 國外的發展狀況 203
9.2.2 我國的發展狀況 203
9.3 智能家居系統 204
9.3.1 智能家居通信網絡 204
9.3.2 智能控制中心 209
9.3.3 智能終端 211
9.4 新技術下智能家居發展趨勢 213
9.4.1 云計算在智能家居中的應用 213
9.4.2 人工智能在智能家居中的應用 213
9.4.3 AR技術在智能家居的應用 214
第10章 智能物流 215
10.1 物流信息化發展概述 215
10.1.1 我國物流發展歷程 215
10.1.2 物聯網技術對物流的影響 217
10.1.3 物流發展趨勢 218
10.2 物聯網在物流行業的典型應用 219
10.2.1 應用歷程 219
10.2.2 典型行業應用 221
10.3 智能物流發展趨勢 225
第11章 智能診療 227
11.1 智能診療概述 227
11.1.1 智能診療的概念和意義 227
11.1.2 智能診療的主要特征 230
11.1.3 智能診療的發展現狀 231
11.2 智能診療系統 233
11.2.1 智能診療系統的整體框架 233
11.2.2 智能診療系統的硬件 234
11.2.3 智能診療系統的軟件 237
11.2.4 智能診療系統的生物組件 242
11.3 醫療信息化 245
11.3.1 醫療信息化發展背景 245
11.3.2 醫療信息系統的結構 245
11.3.3 醫療信息系統的基本功能 247
11.4 智能診療應用實例 248
11.4.1 傳染病人及傳染物的監控 248
11.4.2 嬰兒防盜識別系統 250
11.4.3 遠程醫療 252
11.5 智能診療發展趨勢 253
第12章 智能電網 255
12.1 智能電網概述 255
12.1.1 智能電網的定義 256
12.1.2 智能電網的建設目標 256
12.1.3 泛在電力物聯網支撐我國電力
系統發展 257
12.2 智能電網應用中的關鍵技術 258
12.2.1 主要通信技術 259
12.2.2 電力云 263
12.2.3 電力物聯網信息安全防護 265
12.3 電力設施防護系統 265
12.3.1 總體架構 265
12.3.2 網絡拓撲結構 266
12.3.3 平臺功能設計 267
12.3.4 實施效果 268
12.4 電力設備移動巡檢系統 269
12.4.1 系統功能設計 270
12.4.2 系統網絡結構 270
12.4.3 功能設計 271
12.5 輸電線路在線監測系統 271
12.5.1 總體介紹 272
12.5.2 實施原則及應用范圍 274
12.5.3 網絡拓撲結構 274
12.5.4 系統功能 274
第13章 智能建筑 277
13.1 智能建筑概述 277
13.1.1 基本概念 278
13.1.2 發展現狀 279
13.1.3 國內設計標準 280
13.1.4 特點和優勢 282
13.2 智能建筑的組成和基本功能 283
13.2.1 智能建筑的組成 283
13.2.2 智能建筑的主要功能 285
13.3 智能建筑的基本要求和系統建設 287
13.3.1 智能建筑的基本要求 287
13.3.2 系統建設 288
13.4 智能建筑的發展趨勢 291
13.4.1 “互聯網+”催生智能化建筑 291
13.4.2 與建筑信息模型技術的結合應用 292
13.4.3 與綠色生態建筑相結合 293
13.5 智能建筑應用案例 294
參考文獻 302

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2. 中華水文化（慕課版）（第二版） [畢雪燕 楊華軻 羅玲誼 等編著]
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8. 辦公自動化高級應用案例教程（微課版） [高海波 張誠 楊順]
9. 電路設計與PCB制作實操教程 [主編 周永宏]
10. 電路與電子技術Ⅰ—數字電子技術 [主編 鄭玉珍 王淑琴]
11. Java編程基礎案例式教程 [主編 陳艷華 唐春蘭]
12. Python語言同步案例習題精解 [主編 肖朝暉]
13. Excel在會計工作中的應用（第三版） [主 編 趙艷莉 耿聰慧]
14. 應用數學 [主編 劉東海 劉麗瑤]
15. Web用戶界面設計與制作 [主編 趙娟]
16. 計算機應用技術基礎案例教程 [主編 周麗娟 王璐]
17. PCB設計與應用項目式教程 [主編 董梅 李翠玲]
18. Unity應用開發與實戰（微課版） [主 編 程永恒]
19. 多智能體系統建模、仿真及應用 [趙春曉　魏楚元　著]
20. 民用航空飛機維修手冊應用（活頁式） [主編　樂樂　耿明濤]
21. ANSYS Workbench在壓力容器分析中的應用與技術評論 [欒春遠 編著]
22. 計算機應用基礎（Windows 10+Office 2016） [主編 任洪亮 邢海燕]
23. 計算機應用基礎 [周麗娟 紀淑芹 楊海波]
24. 計算機應用基礎實踐教程 [主編 楊海波 李燁平 周麗娟]
25. 文學基礎與影視欣賞 [楊華軻 朱偉利 畢雪燕 羅玲誼]
26. 大學計算機基礎與計算思維 [主編 閔笛 汪瑩]
27. 大學計算機信息素養（第二版） [主編 盧山]
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29. 大學計算機基礎實驗指導及習題解析 [主編 閔笛 李明]
30. 大學計算機信息素養實驗指導（第二版） [主編 盧山]