第1章物联网概述1
物联网背景1
1.1.1物联网概念1
1.1.2物联网特点2
1.1.3物联网与其他网络5
1.2物联网关键技术8
1.3物联网应用13
1.4物联网发展现状15
1.4.1国外物联网发展现状15
1.4.2国内物联网发展现状16
1.5物联网发展趋势及未来挑战19
1.5.1物联网发展趋势19
1.5.2物联网未来挑战21
思考题23
第2章物联网体系架构24
2.1物联网体系架构概述24
2.1.1物联网需求和应用24
2.1.2物联网体系架构26
2.2感知层27
2.2.1感知层功能27
2.2.2感知层相关技术28
2.3网络层32
2.3.1网络层功能32
2.3.2网络层相关技术32
2.4应用层35
思考题38
第3章物联网关键技术39
3.1无线传感器网络39
3.1.1无线传感器网络概述39
3.1.2无线传感网络结构47
3.1.3无线传感网络协议49
3.1.4无线传感器网络典型应用51
物联网概论
目录3.2ZigBee技术52
3.2.1ZigBee设备53
3.2.2ZigBee网络拓扑54
3.2.3ZigBee协议架构54
3.2.4服务原语54
3.2.5ZigBee协议栈结构和原理55
3.2.6IEEE 802.15.4通信层55
3.2.7ZigBee网络层57
3.2.8ZigBee应用层64
3.2.9ZigBee应用实例——无线点餐系统67
3.3M2M技术68
3.3.1M2M概述68
3.3.2M2M系统架构和通信协议69
3.3.3M2M支撑技术及应用模式72
3.3.4M2M业务应用与发展现状74
3.4射频识别技术76
3.4.1射频识别技术概述76
3.4.2RFID系统组成和工作原理77
3.4.3RFID标准体系结构86
3.4.4RFID电子标签89
3.4.5RFID阅读器95
3.4.6RFID应用99
3.4.7RFID面临的问题104
3.5云计算技术105
3.5.1云计算概述105
3.5.2云计算关键技术112
3.5.3云计算与物联网的结合118
思考题124
第4章物联网应用案例及分析125
4.1智能交通125
4.1.1智能交通改变市民的出行125
4.1.2公共自行车项目 126
4.1.3RFID在首都机场线AFC系统中的应用案例128
4.2智慧医疗131
4.2.1医疗纱布的计数和检测132
4.2.2手腕上的健康管理133
4.2.3联众创新医院供应室系统133
4.3智能安防134
4.3.1上海世博的高清智能化安防134
4.3.2宁波银行远程监控报警联网系统139
4.4智能家居141
4.4.1海信都市春天智能社区141
4.4.2高端商务人士的时尚智能公寓143
4.5智能电网143
4.5.1金万码电力线路GPS巡检管理系统143
4.5.2欧洲智能电网144
思考题150
第5章物联网安全151
5.1物联网安全问题分析151
5.1.1物联网安全特点151
5.1.2物联网安全挑战152
5.2物联网感知层安全机制155
5.2.1无线传感器网络安全机制155
5.2.2RFID系统安全机制157
5.3物联网网络层安全机制162
5.4物联网应用层安全机制164
5.5物联网安全非技术因素165
思考题166
第6章RFID实验167
6.1JX200系列教学实验系统167
6.2实验一RFID系统的编码170
6.3实验二RFID系统的载波产生171
6.4实验三RFID系统的信号调制172
6.5实验四RFID系统的RF信号功率放大173
6.6实验五RFID系统的末级输出调制载波信号174
思考题175
第7章ZigBee实验176
7.1实验一IEEE 802.15.4协议通信实验176
7.2实验二ZigBee协议组网通信实验178
思考题180
1.1物联网背景1
1.1.1物联网概念1
1.1.2物联网特点2
1.1.3物联网与其他网络4
1.2物联网关键技术8
1.3物联网应用13
1.4物联网发展现状15
1.4.1国外物联网发展现状15
1.4.2国内物联网发展现状16
1.5物联网发展趋势及未来挑战18
1.5.1物联网发展趋势18
1.5.2物联网未来挑战20
思考题23
第2章物联网体系架构24
2.1物联网体系架构概述24
2.1.1物联网需求和应用24
2.1.2物联网体系架构26
2.2感知层27
2.2.1感知层功能27
2.2.2感知层相关技术28
2.3网络层32
2.3.1网络层功能32
2.3.2网络层相关技术32
2.4应用层35
思考题38
第3章物联网关键技术39
3.1无线传感器网络39
3.1.1无线传感器网络概述39
3.1.2无线传感网络结构47
3.1.3无线传感网络协议49
3.1.4无线传感器网络典型应用51
3.2ZigBee技术52
3.2.1ZigBee设备53
物联网概论
目录3.2.2ZigBee网络拓扑54
3.2.3ZigBee协议架构54
3.2.4服务原语54
3.2.5ZigBee协议栈结构和原理55
3.2.6IEEE 802.15.4通信层55
3.2.7ZigBee网络层57
3.2.8ZigBee应用层64
3.2.9ZigBee应用实例——无线点餐系统67
3.3M2M技术68
3.3.1M2M概述68
3.3.2 M2M系统架构和通信协议69
3.3.3M2M支撑技术及应用模式72
3.3.4M2M业务应用与发展现状74
3.4射频识别技术76
3.4.1射频识别技术概述76
3.4.2RFID系统组成和工作原理78
3.4.3RFID标准体系结构87
3.4.4RFID电子标签90
3.4.5RFID阅读器96
3.4.6RFID应用100
3.4.7RFID面临问题105
3.5云计算技术106
3.5.1云计算概念106
3.5.2云计算概述106
3.5.3云计算关键技术114
3.5.4云计算与物联网的结合119
思考题125
第4章物联网应用案例及分析126
4.1智能交通126
4.1.1智能交通改变市民的出行126
4.1.2公共自行车项目 127
4.1.3RFID在首都机场线AFC系统中的应用案例129
4.2智慧医疗132
4.2.1医疗纱布的计数和检测133
4.2.2手腕上的健康管理133
4.2.3联众创新医院供应室系统134
4.3智能安防135
4.3.1上海世博的高清智能化安防135
4.3.2宁波银行远程监控报警联网系统139
4.4智能家居142
4.4.1海信都市春天智能社区142
4.4.2高端商务人士的时尚智能公寓143
4.5智能电网144
4.5.1金万码电力线路GPS巡检管理系统144
4.5.2欧洲智能电网145
思考题150
第5章物联网安全152
5.1物联网安全问题分析152
5.1.1物联网安全特点152
5.1.2物联网安全挑战153
5.2物联网感知层安全机制156
5.2.1无线传感器网络安全机制156
5.2.2RFID系统安全机制158
5.3物联网网络层安全机制163
5.4物联网应用层安全机制165
5.5物联网安全非技术因素166
思考题167
第6章RFID实验168
6.1JX200系列教学实验系统168
6.2实验一RFID系统的编码171
6.3实验二RFID系统的载波产生172
6.4实验三RFID系统的信号调制173
6.5实验四RFID系统的RF信号功率放大174
6.6实验五RFID系统的末级输出调制载波信号175
思考题176
第7章ZigBee实验177
7.1IEEE802.15.4协议通信实验177
7.2Zigbee协议组网通信实验179
思考题181
第1章绪论1
1.1射频识别技术发展史1
1.2射频识别技术的特点2
1.3射频识别的分类3
1.3.1按电子标签的供电形式分类3
1.3.2按电子标签的可读性分类3
1.3.3按工作频率分类5
1.4射频识别的基本技术参数6
1.4.1数据传输速率6
1.4.2安全要求7
1.4.3存储容量7
1.4.4RFID系统的连通性7
1.4.5多电子标签同时识读性8
1.4.6电子标签的封装形式8
1.5射频识别技术的发展趋势8
1.5.1RFID与无线传感器技术融合8
1.5.2RFSIM卡9
1.5.3RFID与3G技术融合10
本章知识体系小结10
扩展阅读11
思考与练习12
第2章射频识别标准体系13
2.1ISO/IEC的射频识别标准体系13
2.1.1ISO/IEC RFID技术标准14
2.1.2ISO/IEC RFID数据内容标准16
2.1.3ISO/IEC RFID 性能标准17
2.1.4ISO/IEC应用技术标准18
2.2EPC global标准体系20
2.2.1EPC global RFID标准体系框架20
2.2.2EPC global RFID标准23
2.2.3EPC global与ISO/IEC RFID标准之间的关系24
2.3Ubiquitous ID标准体系242.3.1泛在识别中心标准体系25
2.3.2UID 编码体系26
2.3.3Ucode标签分级27
2.4RFID不同应用环节中的标准体系28
物联网射频识别技术
目录2.4.1技术标准28
2.4.2数据内容与编码标准29
2.4.3性能与一致性标准30
2.4.4应用行业（领域）标准30
2.5我国RFID标准化工作31
2.5.1基本原则31
2.5.2相关机构和业务领域31
2.5.3未来工作重点32
本章知识体系小结33
扩展阅读33
思考与练习36
第3章射频识别理论基础37
3.1相关电磁场知识37
3.1.1天线近场与远场37
3.1.2耦合类型37
3.1.3能量传递38
3.1.4数据传输原理39
3.2RFID系统传播信道40
3.2.1RFID系统近场通信机制41
3.2.2电磁波的传播机制41
3.2.3小尺度多径传播对RFID系统的影响42
3.3编码与调制42
3.3.1RFID常用编码方式43
3.3.2RFID常用调制方式45
3.4数据完整性49
3.4.1奇偶校验法49
3.4.2纵向冗余校验法50
3.4.3循环冗余校验法50
本章知识体系小结51
扩展阅读51
思考与练习52
第4章射频识别系统设计53
4.1RFID系统总体结构53
4.1.1信号发射机53
4.1.2信号接收机53
4.1.3编程器54
4.1.4天线54
4.2RFID读写器设计54
4.2.1RFID系统的硬件组件55
4.2.2读写器的功能55
4.2.3读写器具体的硬件设计56
4.3RFID电子标签设计57
4.3.1电子标签分类57
4.3.2电子标签芯片设计59
4.4射频天线设计60
4.4.1RFID天线的分类60
4.4.2RFID天线指标要求61
4.4.3RFID天线国内外研究动态62
4.5基于不同原理的RFID系统结构62
4.5.1电感耦合RFID系统63
4.5.2反向散射耦合式应答器设计64
4.5.3声表面波标签应答器设计65
4.6运行环境与接口方式67
4.6.1运行环境67
4.6.2接口方式67
4.6.3接口软件68
本章知识体系小结68
扩展阅读69
思考与练习69
第5章射频识别防碰撞算法分析70
5.1射频识别防碰撞概述70
5.2防碰撞复用技术 71
5.2.1频分多路法71
5.2.2空分多路法71
5.2.3码分多路法72
5.2.4时分多路法73
5.3标签防碰撞ALOHA算法 73
5.3.1基本ALOHA算法73
5.3.2时隙ALOHA算法75
5.3.3帧隙ALOHA算法76
5.3.4动态时隙ALOHA算法77
5.4标签防碰撞二进制搜索算法78
5.4.1基本二进制搜索算法78
5.4.2后退二进制搜索算法81
5.4.3动态后退二进制搜索算法83
5.4.4跳跃式二进制树形算法83
5.5几种典型的改进防碰撞算法的基本思想85
5.5.1不等长动态时隙ALOHA改进算法85
5.5.2标签设计改进算法86
5.5.3防碰撞Q算法的分析及改进87
5.5.4ALOHA和二进制结合算法88
5.5.5基于记忆功能的防碰撞算法89
本章知识体系小结92
扩展阅读93
思考与练习93
第6章射频识别安全相关协议分析94
6.1射频识别系统面临的攻击方式94
6.1.1主动攻击94
6.1.2被动攻击94
6.2射频识别系统的安全需求95
6.2.1机密性95
6.2.2完整性95
6.2.3可用性95
6.2.4真实性95
6.2.5隐私性95
6.3射频识别安全相关协议96
6.3.1HashLock协议96
6.3.2随机化HashLock协议97
6.3.3Hash链协议97
6.3.4基于Hash的ID变化协议98
6.3.5数字图书馆RFID协议99
6.3.6分布式RFID询问应答认证协议100
6.3.7低成本鉴定协议101
6.4射频识别安全协议研究趋势102
本章知识体系小结102
扩展阅读103
思考与练习103
第7章射频识别中间件技术104
7.1关于中间件104
7.1.1中间件的分类104
7.1.2中间件与多层应用体系结构106
7.2RFID中间件概述107
7.2.1RFID中间件的定义 107
7.2.2RFID中间件的功能107
7.2.3RFID中间件构架108
7.2.4RFID中间件的意义109
7.2.5RFID中间件发展历程109
7.2.6现有的RFID中间件产品110
7.3RFID中间件的结构111
7.3.1RFID中间件模型111
7.3.2RFID中间件主流系统结构框架 112
7.4RFID中间件的关键技术114
7.4.1数据一致性控制保证机制114
7.4.2数据压缩115
7.4.3RFID数据清洗技术115
7.5典型RFID中间件模型研究116
7.5.1Edge Server层116
7.5.2消息系统层117
7.5.3数据接口层117
7.5.4功能层间的通信机制118
7.6RFID中间件的发展趋势118
7.6.1RFID中间件的研究现状及研究方向118
7.6.2我国RFID中间件产品存在的问题与对策分析120
本章知识体系小结121
扩展阅读121
思考与练习122
第8章自动不停车收费ETC仿真系统设计123
8.1ETC技术发展概述123
8.1.1国外发展状况123
8.1.2国内发展状况123
8.2车辆信息采集系统硬件核心元器件的选择124
8.2.1感应式IC卡 Philips Mifare 1 S50124
8.2.2AT89S52微控制器125
8.2.3基站单元MFRC500125
8.2.4发送接收器125
8.3车辆信息采集系统的总体硬件设计126
8.3.1UART串行通信接口设计126
8.3.2其他接口设计127
8.4AT89S52和MFRC500接口设计127
8.4.1MFRC500芯片的功能结构127
8.4.2AT89S52和MFRC500芯片接口设计128
8.5车辆信息采集系统的下位机软件设计131
8.5.1车辆信息采集系统和PC通信帧格式的设计131
8.5.2MFRC500读写模块的设计、实现与调试132
8.5.3AT89S52系统初始化133
8.5.4MFRC500系统初始化133
8.5.5MFRC500读写模块设计135
8.5.6MFRC500的内部寄存器组和指令集136
8.5.7MFRC500的内部指令集C语言函数模块设计137
本章知识体系小结137
扩展阅读138
思考与练习140
第9章自动不停车收费ETC仿真系统模拟运行测试141
9.1装置安装测试步骤141
9.1.1读写器连接141
9.1.2启动上位机软件141
9.1.3Mifare 1卡读写测试141
9.1.4Mifare 1卡块值测试144
9.1.5修改密码和控制位147
9.1.6参数设置147
9.1.7调试信息147
9.2模拟车辆计费148
9.2.1前期准备148
9.2.2车辆驶过时的模拟148
本章知识体系小结150
扩展阅读151
思考与练习155
附录A元器件清单以及接GND、VCC的元件156
附录B名词术语中英文对照表158
附录CRFID专利情况161
参考文献171
