物联网导论

译者序
前言
致谢
第1章 物联网概述 1
1.1 物联网 1
1.1.1 物联网的定义 2
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译者序
前言
致谢
第1章 物联网概述 1
1.1 物联网 1
1.1.1 物联网的定义 2
1.1.2 物联网的愿景 2
1.1.3 智能和超级互联设备 3
1.2 物联网概念框架 4
1.3 物联网体系结构视图 6
1.4 物联网背后的技术 9
1.4.1 服务器端技术 10
1.4.2 物联网系统的主要组件 10
1.4.3 物联网的开发工具和开源框架 12
1.4.4 API和设备接口组件 12
1.4.5 平台和集成工具 13
1.5 物联网的资源 14
1.5.1 流行的物联网开发板 14
1.5.2 RFID的作用和物联网应用程序 15
1.5.3 无线传感网 15
1.6 M2M通信 16
1.6.1 M2M到IoT 16
1.6.2 M2M体系结构 17
1.6.3 软件和开发工具 17
1.7 物联网的实例 19
1.7.1 可穿戴智能手表 19
1.7.2 智能家居 20
1.7.3 智慧城市 20
关键概念 22
学习效果 22
习题 23
第2章 连接设备设计原则 26
2.1 概述 27
2.2 IoT/M2M系统、层和设计标准 29
2.2.1 为IoT/M2M改进的OSI模型 29
2.2.2 ITU-T参考模型 30
2.2.3 ETSI M2M域和高级功能 32
2.3 通信技术 34
2.3.1 无线通信技术 34
2.3.2 有线通信技术 39
2.3.3 通信技术比较 41
2.4 网关数据增强、数据融合和设备管理 43
2.4.1 网关数据管理和融合 44
2.4.2 设备管理网关 46
2.5 设计简易性与经济实用性 48
关键概念 48
学习效果 49
习题 49
第3章 Web连接设计原则 54
3.1 概述 54
3.2 连接设备的Web通信协议 57
3.2.1 受约束的应用协议 59
3.2.2 轻量级机器对机器通信协议 61
3.2.3 JSON格式 63
3.2.4 标签长度值格式 65
3.2.5 MIME 65
3.3 连接设备的消息通信协议 67
3.3.1 术语 67
3.3.2 通信协议 69
3.3.3 XMPP 73
3.4 使用网关、SOAP、REST、HTTP RESTful和WebSocket连接设备网络的Web连接 76
3.4.1 通信网关 77
3.4.2 HTTP请求和响应方法 77
3.4.3 SOAP 78
3.4.4 REST和RESTful HTTP Web应用程序 79
3.4.5 WebSocket 81
关键概念 84
学习效果 84
习题 85
第4章 因特网连接原则 89
4.1 概述 90
4.2 因特网连接 91
4.3 基于因特网的通信 92
4.3.1 网际协议 93
4.3.2 6LoWPAN 97
4.3.3 TCP/IP套件 98
4.4 物联网IP寻址 102
4.4.1 IP地址 102
4.4.2 IPv6地址 105
4.5 媒体访问控制 105
4.6 应用层协议：HTTP、HTTPS、FTP、Telnet及其他 107
4.6.1 HTTP和HTTPS端口 107
4.6.2 其他端口 109
关键概念 111
学习效果 111
习题 112
第5章 数据获取、组织、处理和分析 115
5.1 概述 115
5.2 数据采集和存储 118
5.2.1 数据生成 118
5.2.2 数据获取 119
5.2.3 数据验证 120
5.2.4 存储数据分类 120
5.2.5 事件的汇编软件 120
5.2.6 数据存储 120
5.2.7 数据中心管理 121
5.2.8 服务器管理 121
5.2.9 空间存储 121
5.3 数据组织 123
5.3.1 数据库 123
5.3.2 查询处理 125
5.3.3 SQL 126
5.3.4 NoSQL 126
5.3.5 提取、转换和加载 127
5.3.6 关系时间序列服务 127
5.3.7 实时和智能 127
5.4 事务、业务流程、集成和企业系统 129
5.4.1 在线事务和处理 129
5.4.2 业务流程 130
5.4.3 商业智能 130
5.4.4 分布式业务流程 131
5.4.5 复杂的应用整合和面向服务的体系结构 132
5.4.6 集成和企业系统 133
5.5 分析 134
5.5.1 分析阶段 135
5.5.2 事件分析 138
5.5.3 内存数据处理和分析 138
5.5.4 实时分析管理 139
5.5.5 使用IoT/M2M中的大数据进行分析 139
5.5.6 大数据分析 139
5.5.7 数据分析架构和栈 140
5.6 知识获取、管理和存储过程 142
关键概念 144
学习效果 144
习题 146
第6章 云平台数据收集、存储和计算 149
6.1 概述 149
6.2 用于数据收集、存储和计算的云计算范式 150
6.2.1 云计算范式 152
6.2.2 云部署模型 154
6.3 一切即服务和云服务模式 156
6.4 Xively、Nimbits和其他平台的物联网云服务 157
6.4.1 Xively进行物联网云数据的收集、存储和计算服务 158
6.4.2 Nimbits进行物联网云数据的收集、存储和计算服务 161
6.4.3 公有云物联网平台 167
关键概念 168
学习效果 168
习题 169
第7章 传感器、交互式传感、RFID和无线传感网 172
7.1 概述 173
7.2 传感器技术 173
7.2.1 感知现实世界 173
7.2.2 传感器示例 180
7.3 交互式传感、工业物联网和汽车物联网 187
7.3.1 工业物联网 187
7.3.2 汽车物联网 189
7.4 执行器 191
7.5 传感器数据通信协议 193
7.6 射频识别技术 197
7.6.1 RFID物联网系统 197
7.6.2 EPCglobal体系结构框架 200
7.6.3 RFID物联网 201
7.7 无线传感网技术 203
7.7.1 WSN概念 203
7.7.2 WSN体系结构 204
7.7.3 WSN协议 207
7.7.4 WSN基础设施建立 208
7.7.5 WSN节点安全通信 209
7.7.6 WSN物联网应用 210
关键概念 212
学习效果 212
习题 213
第8章 IoT/M2M嵌入式设备原型设计 217
8.1 概述 217
8.2 嵌入式计算基础 219
8.2.1 嵌入式软件 219
8.2.2 集成开发环境 220
8.2.3 嵌入式硬件单元 220
8.3 用于原型设计的嵌入式平台 224
8.3.1 Arduino 224
8.3.2 Intel Galileo 227
8.3.3 Intel Edison 229
8.3.4 树莓派 229
8.3.5 BeagleBone 231
8.3.6 mBed 232
8.3.7 计算系统（手机和平板电脑） 234
8.4 物体常连到因特网/云 236
8.4.1 物体连接 236
8.4.2 因特网连接 236
关键概念 238
学习效果 239
习题 239
第9章 物联网应用软件原型与设计 242
9.1 概述 243
9.2 嵌入式设备软件原型设计 246
9.2.1 嵌入式设备编程平台Arduino 247
9.2.2 读取传感器与设备输入 252
9.2.3 嵌入式设备平台Galileo、树莓派、BeagleBone和mBed的编程 262
9.2.4 联网的嵌入式设备平台编程 264
9.3 设备、网关、因特网和Web/云服务软件开发 270
9.3.1 将软件栈用于预期的完整解决方案 270
9.3.2 Eclipse IoT栈的Java端到端IoT解决方案 271
9.4 在线API和Web API的原型设计 283
9.4.1 在应用程序或服务开发中使用大量混合API 284
9.4.2 REST方法实现API 287
9.4.3 WebSocket实现API 287
关键概念 290
学习效果 290
习题 291
第10章 物联网隐私、安全和漏洞解决方案 295
10.1 概述 296
10.2 漏洞、安全要求和威胁分析 298
10.2.1 隐私 298
10.2.2 物联网的漏洞 298
10.2.3 安全要求 300
10.2.4 威胁分析 301
10.3 用例和误用案例 302
10.4 物联网安全层析成像和分层攻击者模型 304
10.4.1 安全层析成像 304
10.4.2 分层攻击者模型 304
10.5 身份管理、建立、访问控制和安全消息通信 306
10.5.1 身份管理和建立 307
10.5.2 访问控制 307
10.5.3 消息完整性 309
10.5.4 消息不可否认性 309
10.5.5 消息可用性 310
10.6 物联网安全模型、配置文件和协议 311
关键概念 313
学习效果 313
习题 314
第11章 物联网业务模式和应用流程 318
11.1 概述 319
11.2 业务模式和业务模式创新 319
11.2.1 业务模式 320
11.2.2 业务模式创新 323
11.3 物联网中的价值创造 325
11.4 物联网业务模型场景 327
关键概念 328
学习效果 328
习题 329
第12章 物联网案例 331
12.1 概述 332
12.2 设计层、设计复杂度和使用云PaaS进行设计 334
12.2.1 开发和部署期间的设计层和阶段 334
12.2.2 物联网原型、产品开发和部署中的设计复杂度级别 335
12.2.3 工具、项目和平台 337
12.2.4 平台即服务连接云 337
12.3 建筑、供应链和客户监测中的IoT/IIoT应用 342
12.3.1 案例研究：联网的ATM机房监测项目 342
12.3.2 案例研究：联网的RFID供应链监测项目 345
12.3.3 案例研究：物联网应用/服务项目中的客户监测 346
12.4 网联车及其应用和服务 350
12.4.1 网联车 350
12.4.2 基于汽车零部件预测的汽车维修服务和重新规划制造流程 352
12.4.3 配备半自动辅助驾驶系统的特斯拉汽车 354
12.5 物联网应用于智能家居、智慧城市、智能环境监测和智慧农业 355
12.5.1 智能家居 355
12.5.2 智慧城市 358
12.5.3 智能环境监测 362
12.5.4 智慧农业 367
12.6 案例研究：智能城市路灯控制和监测 370
关键概念 377
学习效果 378
习题 380
习题答案 385
参考文献 387
缩写和首字母缩略词 390
索引 396
· · · · · · (收起)