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電子電信技術 電腦技術 計算技術、計算機技術
 
 
 
 
物聯網:體系結構•協議標準與無線通信(配件另行下載)
 叢書名稱: 高等學校電子信息類專業系列教材
 作  者: 高澤華/孫文生
 出版單位: 清華大學
 出版日期: 2020.01
 進貨日期: 2020/4/17
 ISBN: 9787302535218
 開  本: 16 開    
 定  價: 443
 售  價: 354
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編輯推薦:

教學資源:

教學課件|源程序|實驗指導

上述資源可到清華大學出版社網站本書頁面下載。

本書特色:

本書在總結教學團隊豐富教學經驗的基礎上,從物聯網應用的角度出發,闡述了物聯網的基本概念、體系架構、關鍵技術、標準化體系、物聯網+新技術(可穿戴設備、機器人、無人機、3D打印、AR、人工智能、區塊鏈等)、物聯網工程開發(主控層、傳感器層、無線傳輸層RFID、NFC、LoRa、NB-IoT、WiFi、ZigBee與Bluetooth)、物聯網應用實踐案例,並配套相應的物聯網硬件開發環境、硬件開發模塊。力爭從科學前沿的高度,對物聯網未來應用和發展前景有一個全面科學的把握,培養讀者的物聯網開發實踐能力,提高利用物聯網解決實際問題的能力。

易教易學 系統闡述理論的同時,結合前沿的技術,引入與物聯網的深度融合,並配套開發套件,既為初學者提供容易入門的Android開發環境和案例,也為廣大本科生、研究生提供FPGA開發

前後銜接 強調知識體系和分析方法的前後連貫性,並妥善處理好與前期課程和後續課程的銜接性。

技術前沿 介紹物聯網、可穿戴設備、機器人、無人機、3D打印、AR、人工智能、區塊鏈等信息技術領域的新進展,激發讀者學習興趣,啟迪創新思想。


內容簡介:

物聯網及智慧城市在近些年得到了突飛猛進的發展,物聯網的贏利窗口已經開啟。本書從物聯網應用的角度出發,首先闡述了物聯網的基本概念、體系架構、關鍵技術、標準化體系、物聯網+等知識,然後著重介紹了物聯網工程開發(主控層、傳感器層、無線傳輸層RFID、NFC、LoRa、NBQIoT、WiFi、ZigBee與Bluetooth)、物聯網應用實踐案例,並配套相應的物聯網硬件開發環境、硬件開發模塊,力爭讓讀者從科學前沿,對物聯網未來應用和發展前景有一個全面科學的把握,培養面向未來的物聯網思維模式以及物聯網開發實踐能力,提高利用物聯網解決實際問題的能力。書中第一部分著重描述物聯網基礎知識、未來發展。第二部分著重結合配套硬件開發環境模塊介紹物聯網主控層、傳感器層、無線傳輸層RFID、NFC、LoRa、NBQIoT、WiFi、ZigBee與Bluetooth的開發技術及應用案例。這些章節各自獨立,層次分明,既自成體系又互相聯繫。本書力求理論與實踐緊密結合,內容翔實、實例豐富。

本書可以作為高等院校物聯網課程的教材,也可供從事物聯網系統開發與應用的工程技術人員自學與參考。


作者簡介:

高澤華:北京郵電大學信息與通信工程學院副教授、研究生導師,美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)訪問學者,北京郵電大學物聯網與人工智能感知技術創新實驗室主任,國際TRIZ創新專家。北京郵電大學創業導師,啟明星創新與創業平台創始人,北京郵電大學創業聯盟發起人。兼任國家自然科學基金同行評議專家、中國電子學會高級會員、中國通信學會會員、北京通信信息協會會員。長期從事物聯網、智能器件、移動互聯網、無線通信、納米技術、人工智能感知技術、能源、區塊鏈等領域的教學和研究工作。作為項目負責人,主持了國家自然科學基金、國家“863計劃”等項目多項,在國際與國內的學術期刊及會議上發表學術論文100余篇,主編及參加編寫教材6部,主編及參編通信類專業科技圖書7部。申請發明專利18項,獲得第三屆北京發明創新大賽金獎和通信信息類專項獎。在北京郵電大學開設創業類課程,與美國創業孵化器合作創辦創業平台。建立了創業課程體系(包括本科生和研究生的創業課),從美國硅谷引進創業資源涵蓋硬核科技\顛覆性技術\互聯網應用等,帶領大學生創業團隊開發創業項目,致力於輕鬆創業。


圖書目錄:

教學建議

第1章物聯網簡介


1.1物聯網簡史


1.2物聯網體系框架


1.3物聯網關鍵技術


1.4物聯網常見應用


1.5物聯網發展趨勢


習題


第2章物聯網體系架構


2.1感知層


2.1.1傳感器


2.1.2無線傳感器網絡特點


2.1.3無線傳感器網絡研究範疇


2.2網絡層


2.2.1互聯網與NGI體系架構


2.2.2傳輸網與傳感網的融合


2.3應用層


2.3.1業務模式和流程


2.3.2服務資源


2.3.3服務質量


2.4物聯網體系架構


2.4.1USN體系架構


2.4.2M2M


2.4.3SENSEI


2.4.4WoT


習題


第3章物聯網關鍵技術


3.1感知技術


3.1.1RFID


3.1.2傳感器


3.1.3能源技術


3.2通信組網技術


3.2.1Bluetooth


3.2.2ZigBee


3.2.3NFC


3.2.4IEEE 802.11ah


3.2.5LoRa


3.2.65G


3.2.7NBQIoT


3.3應用服務技術


3.3.1雲計算


3.3.2大數據


3.3.3人工智能


習題


第4章物聯網標準化體系


4.1RFID標準


4.1.1RFID標準化組織


4.1.2RFID標準體系


4.1.3EPC Global標準體系


4.2中國RFID技術標準


4.2.1中國RFID標準體系框架


4.2.2中國RFID的關鍵技術


4.2.3中國RFID應用技術標準


4.3Bluetooth技術標準


4.3.1Bluetooth v4.0標準的主要技術特點


4.3.2Bluetooth標準協議簡介


4.3.3傳輸協議組


4.3.4中間件協議組


4.3.5應用組


4.4NFC技術標準


4.4.1NFC技術標準簡介


4.4.2NFC標準規範


4.4.3NFC標籤


4.4.4NDEF協議


4.4.5LLCP協議


4.5ZigBee技術標準


4.5.1ZigBee協議框架


4.5.2物理層


4.5.3介質接入控制子層


4.5.4網絡層


4.5.5應用層


習題


第5章物聯網+新技術應用


5.1物聯網+可穿戴設備


5.1.1可穿戴設備簡介


5.1.2可穿戴設備的主要產品


5.1.3可穿戴設備與物聯網的結合


5.2物聯網+人工智能


5.2.1人工智能簡介


5.2.2人工智能相關技術


5.2.3人工智能與物聯網的結合


5.3物聯網+AR


5.3.1AR簡介


5.3.2AR的呈現形式


5.3.3AR與物聯網的結合


5.4物聯網+區塊鏈


5.4.1區塊鏈技術簡介


5.4.2區塊鏈的應用場景


5.4.3區塊鏈與物聯網的結合


5.5物聯網+機器人


5.5.1機器人簡介


5.5.2機器人技術


5.5.3機器人與物聯網的結合


5.6物聯網+無人機


5.6.1無人機的概念及其發展歷程


5.6.2無人機系統分類


5.6.3無人機結構與飛行原理


5.6.4無人機相關技術


5.6.5無人機產業發展趨勢及展望


5.7物聯網+3D打印


5.7.13D打印簡介


5.7.23D打印的原理與技術


5.7.33D打印的特點與優勢


5.7.43D打印應用


5.7.53D打印與物聯網的結合


5.8小結


習題


第6章開啟物聯網世界的大門


6.1選一把絕世寶劍——物聯網開發平台


6.1.1硬件平台設計


6.1.2Wiki平台設計


6.2一起創造物聯網生活吧——物聯網開發平台應用示例


6.2.1“聽話”的檯燈——BLE擴展板


6.2.2呵護植物小助手——WiFi擴展板


6.2.3私人百寶箱——RFID擴展板


6.2.4血氧監測儀——ZigBee擴展板


6.2.5自動喂魚機——LoRa擴展板


6.2.6小小氣象站——NBQIoT擴展板


6.3 物聯網大應用


6.3.1物聯網與家居


6.3.2物聯網與農業


6.3.3物聯網與救援


6.3.4物聯網與5G


習題


第7章物聯網開發基礎入門


7.1物聯網基礎實驗板


7.1.1物聯網基礎實驗板簡介


7.1.2基礎實驗板資源分配


7.1.3基礎實驗板的功能單元


7.2點亮LED


7.2.1安裝集成開發環境


7.2.2點亮第一個LED


7.2.3呼吸燈


7.2.4流水燈


7.2.5彩色LED


7.2.6Arduino主控板簡介


7.2.7Arduino Uno引腳簡介


7.3七段數碼管


7.3.1數碼管簡介


7.3.2鎖存器簡介


7.3.3數碼管顯示


7.3.4數碼管靜態顯示


7.3.5數碼管動態顯示


7.4按鍵和撥碼開關


7.4.1按鍵開關


7.4.2撥碼開關


7.4.3按鍵消抖


7.4.4設計按鍵計數器


7.5自動控制路燈


7.5.1光敏電阻


7.5.2實驗目的


7.5.3實驗軟硬件


7.5.4基礎實驗


7.5.5實驗反思


7.6音樂電子琴


7.6.1實驗原理


7.6.2振盪頻率的產生


7.6.3生日歌製作


習題


第8章物聯網進階實戰


8.1Bluetooth


8.1.1Bluetooth擴展板


8.1.2採用Bluetooth串口通信


8.2WiFi


8.2.1WiFi擴展板


8.2.2採用WiFi聯機通信


8.3RFID


8.3.1RFID擴展板


8.3.2採用RFID讀取標籤


8.4ZigBee


8.4.1ZigBee擴展板


8.4.2採用ZigBee透傳通信


8.5LoRa


8.5.1LoRa擴展板


8.5.2採用LoRa P2P傳輸


8.6NBQIoT


8.6.1NBQIoT擴展板


8.6.2採用NBQIoT雲平台傳輸


習題


第9章物聯網的未來應用


9.1智慧物流


9.1.1智慧物流簡介


9.1.2細分技術簡介


9.1.3搭建智慧物流系統


9.1.4發展前景展望


9.2智慧醫療


9.2.1智慧醫療簡介


9.2.2細分技術簡介


9.2.3搭建智慧醫療系統


9.2.4發展前景展望


9.3智慧農業


9.3.1智慧農業簡介


9.3.2細分技術簡介


9.3.3搭建智慧農業系統


9.3.4發展前景展望


9.4智慧建築


9.4.1智慧建築簡介


9.4.2細分技術簡介


9.4.3搭建智慧建築系統


9.4.4發展前景展望


習題


章節試讀:

互聯網連接的是人,讓人與人之間的距離變成零。物聯網連接了人、物,讓人與物、物與物之間的距離忽略不計。互聯網顛覆了人類的傳統信息體系架構,而物聯網融合信息、物質、能量,將會再次猛烈衝擊和改變世界信息物理體系架構。物聯網也是繼計算機、互聯網之後第三次信息產業革命浪潮,將會形成一個更強大的產業,變成具有極大開發價值的資源,成為新經濟時代的資源。

物聯網(Internet of Things,IoT)是在通信技術、互聯網、傳感等新技術的推動下,逐步形成的人與人、人與物、物與物之間溝通的網絡構架。物聯網把所有物品通過各種信息傳感設備與互聯網連接起來,實現智能化識別和管理。

物聯網核心是將物體聯到網絡上,物聯網未來就是人工智慧生命感知決策行動系統。物聯網採用傳感感知技術獲取物體、環境的各種信息參數,通過各種無線通信技術匯總到信息通信網絡上,並傳輸到後端進行數據分析挖掘處理,提取有價值的信息給決策層,並通過一定的機制、措施,實現對現實世界的智慧控制。物聯網是一個綜合技術系統,未來還可以融合區塊鏈、人工智能、可穿戴設備、增強現實(AR)、機器人、自動駕駛、無人機等技術,智能交互、信息智能呈現、隨時採取行動,實現物聯網+。

本書前半部分系統介紹了物聯網的基礎知識,涵蓋基本概念、體系架構、關鍵技術、標準化體系、物聯網+,通過物聯網與各種最新技術融合的物聯網+新技術,對未來發展趨勢做了闡述。後半部分著重介紹了物聯網工程開發(主控層、傳感器層、無線傳輸層RFID、NFC、LoRa、NBQIoT、WiFi、ZigBee與Bluetooth)、物聯網應用實踐案例,並配套相應的物聯網硬件開發環境、硬件開發模塊。通過本書,讀者可以全面深刻地領會物聯網技術及其應用,並可以進行物聯網應用開發實踐,解決實際問題。

本書具有如下特點。

(1) 入門要求低: 本書介紹了物聯網最基本的知識,讀者只需要有一定的通信及網絡知識。

(2) 完整性: 本書內容完整,涉及面廣,內容涵蓋技術標準、關鍵技術、產業聯盟、發展現狀、物聯網應用開發實踐等內容,便於讀者全面深刻地領會物聯網技術。

(3) 概括性: 本書每章標題及第一段都是對該章內容的高度概括,對其內容解釋盡可能做到準確、翔實。

(4) 實用性: 本書緊密結合應用,對具體的物聯網應用場景開發作了較詳細的介紹。

本書由高澤華、孫文生策劃並編著。高澤華編寫第1~5章,孫文生編寫第6~9章。同時,在本書編寫過程中,秦鳴然、劉歡、宋勇燕、李亞平、王曼婷、周紫葳、朱迪、許鑫、王甲、劉穎、張宸、王強、朱倍瑩、鄭方向、吳永俠、吳煒、吳成偉、駱浩、年鑒、范若喬完成了全書資料收集和整理,並完成了全書的文字校對和部分內容的編寫,對他們的辛勤勞動表示感謝。特別感謝廈門南鵬物聯科技有限公司對本書的出版所做的大力支持。

另外,在本書的編寫過程中,得到了北京郵電大學領導及教研室同事的支持和幫助,他們對本書內容的取捨、主次安排均提出了很好的意見,在此表示衷心的感謝。在書稿撰寫整理過程中清華大學出版社盛東亮老師為書稿的內容提出了大量有益建議,在此表示特別的感謝。

由於編者水平有限,加之編寫時間倉促,書中不足之處在所難免,敬請讀者批評指正。

編者於北京郵電大學2019年9月


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