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。物聯網以感知設備、智能設備為基礎實現對現實世界的全面感知；以互聯網為核心，通過各種通信技術實現感知信息及控制信息等的可靠傳輸；以海量存儲技術、云計算技術等各種數據處理技術實現智能應用。通過物聯網，可以實現人與客觀世界的有效交互。作為新一代信息通信技術的典型代表，物聯網已成為全球新一輪科技革命與產業變革的核心驅動和經濟社會綠色、智能、可持續發展的關鍵基礎與重要引擎。

由于通信技術的快速發展和智能設備的推陳出新，極大地促進了物聯網產業的發展。全球物聯網正從碎片化、孤立化的典型性應用轉變得更具示范性、可推廣性。尤其伴隨“互聯網+”的提出，物聯網及其相關市場快速啟動，在諸多領域加速滲透，物聯網逐步呈現大規模爆發式增長。本書由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、關鍵技術及其典型應用，全書共分13章。

第1章首先闡述了物聯網的發展背景、定義、特征以及物聯網安全等概念，并對物聯網體系架構進行了深入分析；最后，分別對歐美、日韓和中國等國家物聯網的發展進程、主要研究和實踐情況進行了介紹。

第2章介紹了物聯網識別技術。主要對射頻識別技術（RFID）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的典型應用進行了介紹。

第3章從物聯網感知功能出發，詳細介紹了傳感網。包括傳感網的自組網技術、協議體系、節點覆蓋等理論及相關應用。

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

第5章從物聯網傳輸層出發，主要介紹了支撐傳輸層的信息通信技術，包括ZigBee技術、藍牙技術等，以及廣域網通信技術如3G、4G、5G技術。

第6章從物聯網應用層出發，主要介紹了應用層相關的關鍵技術，包括大數據、云計算、定位、時間同步等技術。

第7章從物聯網安全出發，分析物聯網各個層次的安全風險，闡述相關安全技術，并對物聯網典型案例進行介紹。

第8章到第13章主要介紹了物聯網典型應用。包括智能交通、智能家居、智能物流、智能醫療、智能電網以及智能建筑等。

本書由張翼英任主編，楊巨成、梁琨、李建榮任副主編。全書由張翼英博士組織再版，并參與全部章節的修改編寫。楊巨成、梁琨、張素香對全書進行了審校。

具體編寫情況如下：第1章由張翼英博士編寫，第2章由侯琳等編寫，第3章由韋然博士等編寫，第4章由吳超等編寫，第5章由于洋、楊巨成博士等編寫，第6章由梁琨等編寫，第7章由李建榮等編寫，第8章由史艷翠博士等編寫，第9章由趙青博士等編寫，第10章由張傳雷博士等編寫，第11章由陳亞瑞博士、李冰博士等編寫，第12章由張素香博士等編寫，第13章由黃建崗等編寫。

同時，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，感謝石永峰副總編輯的幫助。感謝山東大學張茜博士后，北京工業大學宿浩茹博士后，天津理工大學丁月民博士，武漢理工大學李曉卉博士，高麗大學馬興毅博士后，游學秋博士，廣聯達公司呂淑嫻博士，BIM專家靳金，南京工業大學王衛杰博士等對本書第二版編寫所做出的貢獻。

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，以及產業鏈相關各領域的從業人員、投融資人士等讀者有所裨益，能夠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，各位作者寫作風格各異，書中難免會有局限和諸多不足之處，歡迎廣大專家和讀者不吝指正。

目 錄
第二版前言
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 3
1.1.4 物聯網應用范圍 4
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 15
1.4 我國物聯網的現狀與展望 16
1.4.1 發展狀況 17
1.4.2 存在的問題 19
第2章 物聯網識別技術—RFID技術 20
2.1 RFID技術概述 20
2.1.1 RFID技術簡介 20
2.1.2 RFID技術的背景 21
2.1.3 RFID系統組成 21
2.1.4 RFID系統的分類 22
2.2 RFID讀寫器 24
2.2.1 讀寫器概述 24
2.2.2 讀寫器的工作原理 24
2.2.3 讀寫器的組成結構 25
2.2.4 讀寫器的種類 27
2.2.5 讀寫器的發展前景 28
2.3 電子標簽 29
2.3.1 電子標簽的組成結構 29
2.3.2 電子標簽的分類 31
2.3.3 電子標簽的發展趨勢 33
2.4 中間件 34
2.4.1 中間件的功能及實現原理 34
2.4.2 中間件的系統架構 34
2.5 RFID技術的標準 35
2.5.1 RFID系統技術標準概述 35
2.5.2 ISO標準體系 36
2.5.3 EPC Global標準體系 38
2.5.4 我國標準體系 39
2.6 RFID系統的安全隱私 40
2.6.1 RFID系統的安全問題及策略 40
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技術在智能物流中的應用 45
2.8 RFID與IPv6 47
2.8.1 RFID與IPv6融合的意義 47
2.8.2 RFID與IPv6融合的可行性 48
第3章 傳感網 49
3.1 傳感器概述 49
3.1.1 傳感器的概念 50
3.1.2 傳感器的組成 51
3.1.3 傳感器的分類 51
3.1.4 傳感器的特性 52
3.1.5 傳感器技術的發展趨勢 54
3.2 傳感網概述 54
3.2.1 傳感網的概念 54
3.2.2 傳感網協議體系結構 56
3.2.3 傳感網拓撲結構 58
3.3 傳感網的關鍵技術與節點部署 60
3.3.1 傳感網的關鍵技術 60
3.3.2 傳感網的節點技術 62
3.3.3 傳感網的節點部署 63
3.3.4 傳感網覆蓋 63
3.3.5 連接與節能 64
3.4 無線傳感網 64
第4章 物聯網智能視覺技術 67
4.1 智能視覺技術綜述 67
4.1.1 智能視覺技術研究內容 68
4.1.2 物聯網與智能視覺技術 68
4.1.3 智能視覺技術硬件架構 70
4.1.4 智能視覺技術的應用前景 71
4.2 智能視覺核心技術 72
4.2.1 智能視覺分析技術 72
4.2.2 智能視覺識別技術 79
4.3 智能視覺的典型應用 86
4.3.1 智能交通道路監控系統 86
4.3.2 智能機場安防監控系統 88
4.3.3 智能監獄安保系統 88
4.3.4 森林防火智能預警監控系統 89
4.3.5 ATM智能視頻監控 90
第5章 物聯網通信技術 92
5.1 ZigBee技術 92
5.1.1 ZigBee技術概述 92
5.1.2 ZigBee技術特點 93
5.1.3 ZigBee網絡的拓撲結構 94
5.1.4 ZigBee協議體系結構 94
5.1.5 ZigBee的應用 96
5.2 藍牙技術 96
5.2.1 藍牙技術概述 96
5.2.2 藍牙的技術特點 97
5.2.3 藍牙技術的規范和發展 98
5.3 WiFi技術 99
5.3.1 WiFi技術概述 99
5.3.2 WiFi技術特點 99
5.3.3 WiFi網絡拓撲結構 100
5.3.4 WiFi技術的應用 100
5.4 4G技術 102
5.4.1 4G通信關鍵技術 102
5.4.2 4G通信技術的特點 104
5.4.3 4G標準情況 104
5.5 5G技術 106
5.5.1 5G技術概述 106
5.5.2 5G技術原理 106
5.5.3 中國的5G網絡進展 107
5.5.4 5G技術的應用 108
5.6 GPS技術 108
5.6.1 GPS技術概述 108
5.6.2 GPS技術組成及原理 109
5.6.3 GPS技術的主要用途 110
5.7 Li-Fi技術 112
5.7.1 Li-Fi技術概述 112
5.7.2 Li-Fi技術原理 112
第6章 物聯網應用技術 114
6.1 大數據及其相關技術 114
6.1.1 大數據概述 114
6.1.2 數據倉庫 122
6.1.3 數據挖掘 123
6.1.4 數據可視化 125
6.2 云計算及其相關技術 129
6.2.1 云計算概述 129
6.2.2 云計算平臺 131
6.2.3 云服務 133
6.2.4 云計算的安全 133
6.3 物聯網定位技術 136
6.3.1 定位與位置服務 136
6.3.2 無線定位系統 137
6.3.3 蜂窩定位系統 142
6.4 時間同步技術 142
第7章 物聯網安全技術 146
7.1 物聯網安全基礎 146
7.1.1 物聯網安全概述 146
7.1.2 物聯網安全特征 147
7.2 物聯網感知層安全 148
7.2.1 物聯網安全體系結構 148
7.2.2 物聯網感知層安全技術 148
7.3 物聯網網絡層安全 159
7.3.1 物聯網網絡層的安全威脅 159
7.3.2 物聯網核心網安全典型安全防護
系統部署 160
7.4 物聯網應用層安全 165
7.4.1 物聯網應用層安全威脅 165
7.4.2 物聯網云計算安全技術 166
7.5 物聯網安全案例 170
7.5.1 伊朗核設施危機 170
7.5.2 烏克蘭電網攻擊案例 172
7.5.3 Heart bleed（心臟出血漏洞） 176
7.5.4 APT高級持續性威脅 179
第8章 智能交通 183
8.1 智能交通系統 183
8.1.1 智能交通的定義及發展 184
8.1.2 智能交通的主要特征 185
8.1.3 智能交通系統的體系結構 188
8.1.4 智能交通系統的關鍵技術 193
8.2 基于LBS的智能交通系統 198
8.2.1 相關概念 198
8.2.2 體系架構 200
8.2.3 LBS在智能交通系統中的應用 201
8.3 無人駕駛汽車 203
8.3.1 無人駕駛汽車的概念 203
8.3.2 無人駕駛汽車的體系結構 203
8.3.3 典型的無人駕駛汽車 205
8.3.4 無人駕駛汽車存在的問題 208
8.4 電動汽車 209
8.4.1 電動汽車的基礎知識 209
8.4.2 電動汽車的智能運營支撐系統 209
8.4.3 電動汽車的發展趨勢 211
第9章 智能家居 213
9.1 智能家居概述 213
9.1.1 智能家居的定義 214
9.1.2 智能家居的功能 215
9.1.3 智能家居的特點 216
9.2 智能家居的發展狀況 217
9.2.1 國外的發展狀況 217
9.2.2 我國的發展狀況 218
9.3 智能家居系統 220
9.3.1 智能家居通信網絡 221
9.3.2 智能控制中心 231
9.3.3 智能終端 234
9.4 智能家居發展趨勢 236
第10章 智能物流應用 237
10.1 物流信息化發展概述 237
10.1.1 中國物流發展歷程 237
10.1.2 物聯網技術對物流的影響 239
10.1.3 物流發展趨勢—智能物流 240
10.2 物聯網在物流行業典型技術應用 241
10.2.1 物聯網在物流行業應用歷程 241
10.2.2 物流行業中典型物聯網技術 244
10.2.3 物聯網典型物流行業應用 248
10.3 物聯網在物流行業應用趨勢 251
第11章 智能醫療 254
11.1 智能醫療概述 254
11.1.1 智能醫療的概念和意義 254
11.1.2 智能醫療的主要特征 256
11.1.3 智能醫療的發展現狀 258
11.2 智能醫療系統 260
11.2.1 智能醫療系統的整體框架 261
11.2.2 智能醫療系統的硬件設計 262
11.2.3 智能醫療系統的軟件設計 263
11.2.4 無線傳感器網絡在智能醫療中
的應用 267
11.2.5 RFID電子標簽在智能醫療中
的應用 271
11.3 醫院管理信息化系統 272
11.3.1 醫院管理信息化發展背景 272
11.3.2 智能醫療環境中醫院信息系統
的結構 273
11.3.3 醫院信息系統的基本功能 275
11.4 遠程醫療技術 276
11.4.1 遠程醫療的基本概念 276
11.4.2 遠程醫療技術研究的發展 276
11.5 智能醫療應用實例 278
11.5.1 傳染病人及傳染物的監控 278
11.5.2 嬰兒防盜識別系統 279
第12章 智能電網應用 282
12.1 智能電網概述 282
12.1.1 智能電網的定義 282
12.1.2 智能電網的建設目標 283
12.1.3 “堅強”智能電網與全球能源
互聯網 284
12.2 智能電網主要技術 284
12.2.1 主要通信技術 286
12.2.2 電力云 290
12.3 輸電線路在線監測系統 291
12.3.1 總體介紹 292
12.3.2 實施原則及應用范圍 294
12.3.3 網絡拓撲結構 295
12.3.4 系統功能 295
12.4 變電站設備狀態在線監測系統 297
12.4.1 系統架構 297
12.4.2 方案設計 297
12.4.3 應用案例介紹 298
12.5 現場作業監管系統 300
12.5.1 網絡架構 300
12.5.2 功能架構 301
12.5.3 實施效果 302
12.6 電動汽車充換電站智能服務管理 302
12.6.1 分散式充電樁智能互動 303
12.6.2 綜合監控 304
12.7 綠色數據中心智能管理 305
12.7.1 傳感器網絡架構 305
12.7.2 綠色智能機房管理系統 307
第13章 智能建筑應用 309
13.1 概述 309
13.1.1 概念和發展現狀 310
13.1.2 特點和優勢 312
13.2 智能建筑的組成和基本功能 314
13.2.1 智能建筑的組成 315
13.2.2 智能建筑的主要功能 316
13.3 智能建筑的基本要求和系統建設 318
13.3.1 智能建筑的基本要求 318
13.3.2 系統建設 319
13.4 智能建筑的發展趨勢 322
13.4.1 與建筑信息模型（BIM）技術的
結合應用 323
13.4.2 建筑智能化技術與綠色生態建筑
相結合 323
13.5 建設和應用案例 325
參考文獻 335

1. 輸水管線工程風險管理 [張勇 黨亥生 著]
2. 民用航空飛機標準線路施工 [主編　王志敏　陳明]
3. 不息的水脈—大運河講談錄 [趙珩　著]
4. 實用運籌學 [主編　邢育紅　于晉臣]
5. 三峽梯級電站水資源決策支持系統研究與開發 [姚華明 潘紅忠 湯正]
6. 海南黎族民俗文化鑒賞 [龐國華　著]
7. 石墨烯在太赫茲及中紅外頻段電磁器件設計中的應用 [李艷秀 莊華偉 著]
8. 電子技術（第二版） [主編 覃愛娜 李飛]
9. 辦公自動化高級應用 [陳萍 朱曉玉]
10. 信息處理技術員考試32小時通關 [薛大龍]
11. 電子產品設計案例教程（微課版）—基于嘉立創EDA（專業版） [王靜 莫志宏 陳學昌 丁紅]
12. C程序設計實踐教程 [劉衛國]
13. C程序設計（慕課版） [劉衛國]
14. Web技術開發教程（基于.NET開源MVC框架） [王合闖 韓紅玲 王青正 陳海蕊]
15. 商務英語翻譯教程（筆譯）（第四版） [主編 王軍平]
16. 智慧零售技術與應用 [洪旭 著]
17. 建設工程法規實務 [主編 余瀅]
18. 商務秘書理論與實務（第三版） [主編 張同欽]
19. 程序設計基礎實踐教程（C/C++語言版） [張桂芬 葛麗娜]
20. C++案例項目精講 [主編 楊國興]
21. 勞動爭議處理實務 [主編 王秀卿 羅靜]
22. 工程數學 [主編 郭立娟 王海]
23. 語音識別理論與實踐 [主編　莫宏偉]
24. 信息系統項目管理師章節習題與考點特訓（第二版） [主編 薛大龍]
25. 武術基礎教程 [主編 李代勇 謝志民]
26. 計算機網絡實訓教程 [主編 張浩軍 趙玉娟]
27. 畫法幾何與機械制圖習題集（多學時） [主編 趙軍]
28. HCIA-Datacom認證題庫分類精講 [主 編 韓立剛]
29. SwiftUI完全開發 [李智威 著]
30. 網絡規劃設計師備考一本通 [夏杰 編著]