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物联网新教材即将出版
2011-06-24 16:32    
  

《物联网技术导论》                       

王汝传 主编
ISBN9787302256441
20118月出版
 
内 容 简 介
本书介绍了物联网的基本概念、体系结构、关键技术以及物联网应用示范和发展,共分为10章。第1章对物联网的概念和架构进行了简要概述; 第2章到第8章着重介绍物联网的关键技术,包括物联网感知层的无线传感器网络技术和RFID技术、物联网传输层的移动通信网络技术和其他诸如卫星网等基础支撑网络技术、物联网的组网技术、物联网能效管理和智能控制技术、物联网安全和隐私保护技术;第9章是与实践案例相关的物联网应用示范; 第10章则探讨物联网技术目前的标准化工作。本书在编写上力求通俗易懂,既重视基础,又跟踪前沿;既具有教材的系统性和可读性,又有一定的学术深度。
本书可作为理工类院校物联网相关专业的教材,也可作为自动化、电子信息、计算机等专业的教学用书,还可作为物联网相关研究领域的研究人员以及广大对物联网技术感兴趣的工程技术人员的参考书。
 
作者简介:
王汝传,男,南京邮电学院无限传感器网络研究中心主任、教授,博士生导师,西安电子科技大学兼职教授,苏州大学计算机应用技术博士点兼职博士生导师,全国计算机继续教育研究会副理事长,全国高等学校计算机教育研究会理事,江苏省计算机继续教育委员会理事长,江苏省计算机与通信专业委员会副主任,江苏省计算机辅助设计和图形学专委会副主任,全国虚拟现实技术专委会委员。国家自然科学基金评审专家、江苏省学科评议专家,江苏省科技成果评审专家,江苏省软件行业评审专家,江苏省知识产权战略评审咨询专家,江苏省信息产业规划科技咨询专家, 中国通信发展论坛专家委员会专家、信息产业部电子信息产业发展基金评审专家等。
 
本书特色:
本书对物联网的概念、体系结构和关键技术进行了较为完整和宏观的探讨,在编写上力求通俗易懂和简单明了,适用于初识物联网的电子信息技术类专业的大学生和工程技术人员。在内容描述上,做到理论先行,技术与应用相结合。在阐述理论和方法时,重点突出概念性和框架性的介绍。本书涉及计算机网络、无线通信、嵌入式系统开发、信息安全和自动控制等领域,因此在编撰时还特别注重对基础知识深入浅出的介绍。读者通过对本书的学习和课后习题的解答,将对物联网技术有较为全面的认识和初步的理解。
 
目录:


 

1章物联网概述
1.1物联网的定义及体系架构
1.2物联网的特征
1.2.1物联网的三大特征
1.2.2物联网与互联网的关系
1.3物联网的发展历史与研究现状
1.4物联网应用
1.5物联网的主要关键技术
本章参考文献
本章习题
2章无线传感器网络技术
2.1无线传感器网络概述
2.1.1无线传感器网络的定义
2.1.2无线传感器网络体系结构
2.1.3无线传感器网络的基本特点
2.1.4无线传感器网络的主要关键技术
2.1.5无线传感器网络的发展现状与趋势
2.1.6无线传感器网络面临的挑战
2.1.7无线传感器网络的主要应用领域
2.2无线传感器网络硬件基础
2.2.1无线传感器网络硬件设备概述
2.2.2典型的无线传感器网络节点
2.2.3无线传感器网络硬件节点
2.2.4无线多媒体传感器网络硬件节点
2.2.5无线传感器网络硬件开发套件
2.2.6面向多类型网络接入的无线传感器网络网关
2.3无线传感器网络操作系统
2.3.1无线传感器网络操作系统概述
2.3.2TinyOS操作系统
2.3.3MantisOS操作系统
2.4无线传感器网络的关键技术
2.4.1无线传感器网络物理层关键技术
2.4.2无线传感器网络MAC层关键技术
2.4.3无线传感器网络路由关键技术
2.4.4无线传感器网络拓扑控制技术
2.4.5无线传感器网络覆盖关键技术
2.4.6无线传感器网络数据管理与数据融合技术
2.4.7无线传感器网络定位与目标跟踪技术
2.4.8无线传感器网络时间同步
2.5无线传感器网络中间件软件
2.5.1无线传感器网络中间件体系结构及功能
2.5.2典型的无线传感器网络中间件
2.6面向多类型网络的无线传感器网络接入技术
2.6.1基于无线传感器网络的多网融合系统结构
2.6.2多种无线传感器网络接入技术的比较
2.6.3多网络融合网关数据传输方式的设计与实现
本章参考文献
本章习题
3章RFID技术
3.1RFID概述
3.1.1RFID基本组成
3.1.2RFID应用领域
3.2RFID的分类及硬件组成
3.2.1RFID分类
3.2.2RFID硬件体系结构
3.3RFID的关键技术
3.3.1RFID软件中间件技术
3.3.2RFID安全与隐私保护
3.3.3RFID防碰撞协议
3.3.4RFID天线技术
3.4RFID网络与无线传感器网络
3.4.1RFID与无线传感网的融合技术
3.4.2RFID和传感器网络相结合的案例
本章参考文献
本章习题
4章移动通信网络技术
4.1移动通信技术概述
4.1.1移动通信网络的定义和发展历史
4.1.2移动通信网络的一般体系结构和功能
4.23G技术 
4.2.13G技术的提出
4.2.23G技术的主要特征和基本原理
4.2.33G技术和1G、2G技术的区别
4.2.4超3G技术LTE
4.2.54G技术
4.3主要的3G技术标准 
4.3.1TDSCDMA
4.3.2CDMA 2000
4.3.3WCDMA
4.3.43种标准的对比
4.43G技术的业务应用
4.4.1语音通信和短消息
4.4.2上网和流媒体服务
4.4.3其他增值业务
本章参考文献
本章习题
5章其他基础网络技术
5.1传统网络技术及其特征
5.1.1局域网技术简介
5.1.2因特网的组成及特征
5.2卫星通信网络 
5.3P2P网络、网格和云计算技术
5.3.1P2P网络技术
5.3.2网格技术简介
5.3.3云计算
5.3.4P2P、网格和云计算的比较
本章参考文献
本章习题
6章物联网组网技术
6.1拓扑管理和自适应组网技术
6.1.1物联网组网技术
6.1.2拓扑发现技术
6.1.3拓扑维护技术
6.2数据获取、传输和拥塞控制技术
6.2.1物联网数据获取技术
6.2.2数据传输
6.2.3拥塞控制技术
6.3分布式协作与协同技术
6.3.1分布式协作技术
6.3.2分布式协同技术
6.4大规模编址与寻址技术
6.4.1编址技术
6.4.2寻址技术
本章参考文献
本章习题
7章物联网的能效管理和智能控制技术
7.1物联网能效管理技术
7.1.1物联网低能耗管理技术
7.1.2物联网硬件设备开发中的节能技术
7.1.3物联网中的新型能源供给方式
7.2物联网智能控制和调度技术
7.2.1多类型媒体信息处理技术
7.2.2物联网环境下的智能人机交互技术
7.2.3物联网环境下的智能控制技术与系统
7.3物联网中的数据管理与数据库
7.3.1数据管理的基本概念
7.3.2数据库技术的基本概念
7.3.3主流数据库产品简介
7.3.4物联网数据管理技术
7.3.5物联网数据库优化技术
本章参考文献
本章习题
8章物联网的安全与隐私保护技术
8.1安全多方计算技术
8.1.1物联网面临的安全隐患
8.1.2安全多方计算简介
8.1.3安全多方计算的基本概念
8.1.4安全多方计算在物联网中的应用
8.2数据的隐私保护
8.2.1数据的隐私保护研究现状
8.2.2隐私与隐私度量
8.2.3数据隐私保护的相关技术与标准
8.2.4隐私保护的分类
8.2.5物联网数据隐私保护面临的其他问题
8.3密钥管理和认证技术
8.3.1研究现状
8.3.2物联网各层的密钥管理技术
8.3.3物联网认证技术
8.3.4物联网的密钥管理和认证中面临的问题
8.4物联网入侵检测技术
8.4.1入侵检测技术简介
8.4.2物联网所面临的入侵问题
8.4.3适用于物联网的入侵检测系统
本章参考文献
本章习题
9章物联网的应用示范
9.1物联网技术的应用前景
9.2物联网在医疗健康中的应用
9.2.1应用背景概述
9.2.2物联网环境下的无线医疗传感节点设计
9.2.3基于物联网的医疗健康护理系统的优点
9.3物联网在智能交通中的应用
9.3.1应用背景概述
9.3.2基于物联网的智能交通系统总体架构
9.3.3核心网络设备的设计
9.3.4基于物联网的智能交通系统的优点
9.4物联网在智能小区中的应用
9.4.1应用背景概述
9.4.2智能小区的总体架构
9.4.3主要传感设备的设计
9.4.4物联网网关设备的设计
9.4.5关键技术设计和软件实现
9.4.6基于物联网的智能小区的优点
9.5物联网在应急救灾中的应用 
9.5.1应用背景概述
9.5.2应急救灾系统的总体架构
9.5.3关键技术设计和软件实现
9.5.4基于物联网的应急救灾系统的优点
9.6物联网在节能减排中的应用
9.6.1应用背景概述
9.6.2节能减排系统的总体架构
9.6.3核心网络设备的设计
9.6.4关键技术设计和软件实现
9.6.5基于物联网的节能减排系统的优点
9.7物联网在自助旅游中的应用
9.7.1应用背景概述
9.7.2自助旅游系统的体系结构
9.7.3核心硬件设备的设计
9.7.4关键技术设计和软件实现
9.7.5基于物联网的自助旅游系统的优点
9.8物联网在农业种植中的应用
9.8.1应用背景概述
9.8.2农业种植系统的总体架构
9.8.3核心网络设备的设计
9.8.4关键技术设计和软件实现
9.8.5基于物联网的农业种植系统的优点
本章参考文献
本章习题
10章物联网技术的标准化
10.1物联网标准的研究现状
10.1.1物联网标准的发展历史
10.1.2中国的物联网技术标准
10.1.3制订物联网标准的必要性
10.2物联网标准的主要分类
10.2.1物联网体系结构标准
10.2.2物联网标识标准
10.2.3物联网协同信息处理标准
10.2.4物联网接口标准
10.3物联网标准化所需要做的工作
本章参考文献
本章习题


 

 
《无线传感器网络原理及方法》
ISBN9787302261414
许毅 主编
 
内容简介:
   无线传感器网络是物联网工程专业和其它相关信息专业的一门重要课程,本书主要介绍无线传感器网络的概述,网络结构、覆盖与连接,网络通信、网络支撑技术、MAC层、协议的技术标准,路由协议,网络安全,网络应用开发,物联网环境下的无线传感器网络。
    本教材依据物联网工程专业教学大纲而编写,课时数约为50学时左右。通过本课程的学习,主要使学生掌握无线传感器网络设计与开发的基本技术,为今后从事无线传感器网络系统和网络化探测设备的设计开发打下良好基础。
 
作者介绍:
许毅 博士武汉理工大学计算机学院 副教授 研究方向为计算机网络应用技术。现主要从事计算机网络技术,包括自组网、无线传感器网络、下一代网络的通信技术,以及网络数据库的应用;从事数字图像处理和智能感知技术,个性化人机交互技术与普适计算。参加“YJ-31型门机负荷状态监测仪”的研制;获省科技进步三等奖一项;参加交通部重点项目“基于Intranet新一代企业信息系统开发研究”;参加“搅拌设备控制”项目的研究;参加国家自然科学基金项目“非确定参数网络中基于QoS的多播路由协议的研究”和“移动无线互联网QoS的多播路由协议的研究”;参加现代教育技术中心的“综合大学现代教育技术体系的建设与研究”课题,从事现代教育体制的研究;参加“长江燃油船舶监控红外报警系统”的研制;参加“湖北省招生系统”的研制。参加国家自然科学基金项目“移动无线互联网QoS的多播路由协议的研究”;同时申请的国家专利5项。
 
本书特色:
本书根据新的物联网工程本科专业的发展方向和教学需要,结合无线网络传感器技术的最新发展及其应用现状编写而成。本书主要介绍无线传感器网络的基本概念,体系结构,通信技术、支撑技术、MAC层技术、协议标准、路由协议、安全技术、应用技术和物联网中无线传感器网络的技术。
本书的特色在于内容简单明了、浅显易懂,侧重基本概念和基础技术,强调基本原理和方法,力求概念准确、图文并茂。本书适宜普通高等院校本科生新的物联网工程专业的教材。
 
 录:


 

1章 无线传感器网络概述   1
1.1无线传感器网络的基本概念 1
1.2无线传感器网络的特征     3
1.2.1与现有无线网络的区别   3
1.2.2 与现场总线的区别 4
1.2.3传感器节点的限制 5
1.2.4传感器组网的特点 7
1.3无线传感器网络的关键性能指标 9
1.4无线传感器网络的应用     12
1.5无线传感器网络的研究历史 14
1.5.1计算设备的演化历史     14
1.5.2无线传感器网络发展的三个阶段    15
1.5.3无线传感器网络的发展趋势   17
2章 无线传感器网络结构、覆盖与连接 22
2.1 无线传感器网络拓扑结构 22
2.2 无线传感器网络覆盖 26
2.2.1无线传感网络覆盖问题   26
2.2.2无线传感网络区域覆盖   33
2.2.3无线传感网络的点覆盖   36
2.2.4无线传感网络边界覆盖   37
2.2.5无线传感器网络覆盖能效评价指标 39
2.3无线传感网络连接可靠性   41
2.3.1无线传感网络连接可靠性分析 41
2.3.2基于概率和图论的连接可靠性 44
2.3.3基于扩散理论的连接可靠性   45
3章 无线传感器网络通信   47
3.1无线传感器网络协议结构   47
3.1.1传统网络协议OSI参考模型   47
3.1.2无线传感器网络协议的分层结构    47
3.2物理层     50
3.2.1物理层的概述 50
3.2.2传感器网络物理层的设计 55
3.3数据链路层协议 57
3.4网络层协议 60
3.5 传输层协议     62
3.5.1 Event-to-Sink传输     62
3.5.2 Sink-to-Sensors传输   64
3.6应用层协议 64
3.6.1传感器管理协议    65
3.6.2任务分派与数据广播协议 65
3.6.3传感器查询与数据分发协议   65
3.7无线传感器网络跨层设计   66
3.7.1.分层设计方法 66
3.7.2跨层设计方法 68
3.7.3跨层设计的必要性 70
3.7.4无线传感器网络跨层设计主要技术 71
3.7.5基于最优代理的跨层设计 72
3.7.6基于能效管理的跨层设计 73
3.7.6基于QoS保证的跨层设计 75
4章 无线传感器网络的支撑技术 76
4.1 时间同步机制   76
4.1.1时间同步的意义和特点   76
4.1.2 TPSN时间同步协议 79
4.1.3时间同步的应用示例     81
4.2 定位技术 82
4.2.1传感器网络结点定位问题 82
4.2.2基于测距的定位技术     86
4.2.3无需测距的定位技术     91
4.2.4 定位系统的典型应用    93
4.3数据融合   94
4.3.1多传感器数据融合概述   94
4.3.2传感器网络中数据融合的作用 96
4.3.3数据融合技术的分类     99
4.3.4数据融合的主要方法     103
4.3.5传感器网络应用层的数据融合示例 106
4.4能量管理   109
4.4.1能量管理的意义    109
4.4.2传感器网络的电源节能方法   110
4.4.3 动态能量管理 113
4.5容错技术   123
4.5.1概述     123
4.5.2故障模型 125
4.5.3故障检测与诊断    126
4.5.4故障修复 134
4.6数据管理   138
4.6.1系统的结构   138
4.6.2数据模型 140
4.6.3 查询语言     142
4.6.3数据存储 144
4.6.4索引技术 149
4.6.5查询处理技术 154
4.6.6 数据管理系统实例 161
4.7服务质量保证   166
4.7.1无线传感器网络服务质量概述 166
4.7.2无线传感器网络QoS研究 170
5章 无线传感器网络MAC层 176
5.1无线传感器网络MAC协议的分类 176
5.2 IEEE 802.11协议    177
5.2.1 IEEE 802.11网络拓扑结构   178
5.2.2 IEEE 802.1l 协议MAC层的工作模式    181
5.2.3分布式协调功能(DCF)    183
5.2.4集中式协调功能(PCF)    186
5.2.5 DCF与PCF机制的局限性 188
5.2.6 IEEE 802.11的QoS保障 188
5.3基于竞争的MAC协议 190
5.3.1 S-MAC协议   190
5.3.2 T-MAC协议   193
5.3.3 Sift协议    196
5.4 基于时分复用的MAC协议 199
5.4.1基于分簇网络的MAC协议 200
5.4.2 DEANA协议   201
5.4.3 基于周期性调度的MAC协议   202
5.4.2 TRAMA协议   204
5.4.3 DMAC    209
5.4.4其他类型的MAC协议     212
6章 无线传感器网络协议的技术标准 216
6.1技术标准的意义 216
6.2 IEEE 1451系列标准 218
6.3 IEEE 802.1 5.4标准 223
6.3.1 IEEE 802.15.4标准概述 223
6.3.2物理层   224
6.3.3 MAC子层 226
6.3.4符合lEEE 802.15.4标准的传感器网络实例   229
6.4 ZigBee协议标准     232
6.4.1 ZigBee概述 232
6.4.2网络层规范   236
6.4.3 ZigBee系统软件的设计开发 238
6.4.4符合ZigBee规范的传感器网络实例 240
6.5蓝牙(Bluetooth)     242
6.5.1蓝牙协议栈简介    243
6.5.2蓝牙协议栈分析    244
6.5.3蓝牙技术的发展趋势     255
6.6 UWB 256
6.6.1 UWB技术概括 256
6.6.2 UWB主流技术 257
6.6.3 UWB的发展趋势    259
7章 无线传感器网络的路由协议 260
7.1 路由协议概述   260
7.1.1无线传感器网络路由协议的考虑因素     260
7.1.2路由的过程   262
7.1.3无线传感器网络路由协议分类方法 264
7.2 平面路由协议   266
7.2.1 Flooding and Grossing协议 266
7.2.2 SPIN协议    268
7.2.3 SAR、DD和MCFA协议    269
7.3 层次路由协议   270
7.3.1 LEACH   271
7.3.2 PEGASIS 272
7.3.3 TEEN    273
7.3.4 APTEEN、TTDD和EARSN协议 274
7.3.5 平面路由协议和层次路由协议比较 275
7.4 能量感知路由   277
7.4.1 能量消耗源   277
7.3.2能量路由 278
7.4.3能量多路径路由    279
7.5基于查询的路由 281
7.5.1定向扩散路由 281
7.5.2谣传路由 283
7.6地理位置路由   285
7.6.1 GEAR路由    286
7.6.2 GAF路由 289
7.6.3 GPSR路由    291
7.6.4 GEM和MECN路由   294
7.7 可靠路由协议   295
7.7.1不相交多路径路由机制   295
7.7.2 RelnForM路由     297
7.7.3 SPEED协议   300
7.8路由协议自主切换    301
8章无线传感器网络安全    304
8.1 WSN安全概述   304
8.1.1 WSN安全威胁模型 304
8.1.2 WSN安全面临的障碍     305
8.1.3 WS N安全要求     306
8.1.4 WSN安全解决方案的评估 309
8.2 WSN中的安全攻击    310
8.3.1物理层安全攻击    310
8.3.2 链路层安全攻击   312
8.3.3 对WSN网络层(路由)的攻击   313
8.3.4 对传输层的攻击   317
8.3 SPINS安全解决方案 318
8.3.1 符号    318
8.3.2 SNEP    319
8.3.3 TESLA 321
8.3.4 TESLA详细描述   323
8.3.5 SPlNS实现   325
8.3.6 SPINS性能评估    328
8.4 安全管理 330
8.4.1 预共享密钥模型   331
8.4.2随机密钥预分布模型     333
8.4.4 基于分簇式的密钥管理 335
8.4.6 基于本地协作的组密钥分发方案   338
9章 无线传感器网络应用开发    341
9.1无线传感器网络硬件平台   341
9.1.1无线传感器网络硬件结构及分类    341
9.1.2网络结点的硬件开发     343
9.1.3传感器结点的模块化设计 345
9.1.4 传感器节点开发实例    355
9.2操作系统与软件开发 359
9.2.1网络节点的操作系统     359
9.2.2软件开发 373
9.3后台管理软件   377
9.4无线传感器网络的仿真     383
9.4.1无线传感器网络仿真特点 383
9.4.2通用网络仿真平台 384
9.4.3针对无线传感器网络的仿真平台    391
9.4.5无线传感器网络工程测试床   398
9.5无线传感器网络应用开发   404
9.5.1 WWMS系统分析     404
9.5.2 WWMS系统实现的关键技术    406
9.5.3 WWMS系统整体测试 414
10章 物联网环境下的WSN   416
10.1 RFID与WSN的整合 416
10.1.1 RFID的基础理论 416
10.1.2射频识别技术和无线传感网络整合的原因    418
10.1.3 RFID标签与传感器的整合   421
10.1.3 RFID标签与无线传感节点和无线设备的整合 426
10.1.4读写器与无线传感节点和无线设备的整合    429
10.2.5 RFID和传感器的混合   432
10.2物联网与WSN   434
10.2.1物联网的基本概念 434
10.2.2物联网环境下的WSN技术    435


 

 
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