物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things，IoT）是通過信息傳感設(shè)備，按照約定的協(xié)議，把物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換及通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。它是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)。物聯(lián)網(wǎng)以感知設(shè)備、智能設(shè)備為基礎(chǔ)實現(xiàn)對現(xiàn)實世界的全面感知；以互聯(lián)網(wǎng)為核心，通過各種通信技術(shù)實現(xiàn)感知信息及控制信息等的可靠傳輸；以海量存儲技術(shù)、云計算技術(shù)等各種數(shù)據(jù)處理技術(shù)實現(xiàn)智能應(yīng)用。通過物聯(lián)網(wǎng)，可以實現(xiàn)人與客觀世界的有效交互。作為新一代信息通信技術(shù)的典型代表，物聯(lián)網(wǎng)已成為全球新一輪科技革命與產(chǎn)業(yè)變革的核心驅(qū)動和經(jīng)濟(jì)社會綠色、智能、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)與重要引擎。

由于通信技術(shù)的快速發(fā)展和智能設(shè)備的推陳出新，極大地促進(jìn)了物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。全球物聯(lián)網(wǎng)正從碎片化、孤立化的典型性應(yīng)用轉(zhuǎn)變得更具示范性、可推廣性。尤其伴隨“互聯(lián)網(wǎng)+”的提出，物聯(lián)網(wǎng)及其相關(guān)市場快速啟動，在諸多領(lǐng)域加速滲透，物聯(lián)網(wǎng)逐步呈現(xiàn)大規(guī)模爆發(fā)式增長。本書由十余名相關(guān)專業(yè)的博士和專家，結(jié)合各自在物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)領(lǐng)域的理論研究和實踐，從物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)和典型應(yīng)用兩方面全方位闡述了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀、關(guān)鍵技術(shù)及其典型應(yīng)用，全書共分13章。

第1章首先闡述了物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展背景、定義、特征以及物聯(lián)網(wǎng)安全等概念，并對物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)進(jìn)行了深入分析；最后，分別對歐美、日韓和中國等國家物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程、主要研究和實踐情況進(jìn)行了介紹。

第2章介紹了物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)。主要對射頻識別技術(shù)（RFID）進(jìn)行詳細(xì)介紹。包括RFID技術(shù)背景、原理、產(chǎn)品及中間件等。同時，對RFID的典型應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

第3章從物聯(lián)網(wǎng)感知功能出發(fā)，詳細(xì)介紹了傳感網(wǎng)。包括傳感網(wǎng)的自組網(wǎng)技術(shù)、協(xié)議體系、節(jié)點(diǎn)覆蓋等理論及相關(guān)應(yīng)用。

第4章主要介紹物聯(lián)網(wǎng)智能視頻技術(shù)。包括智能視頻技術(shù)的定義，智能視頻的分析、識別、改良技術(shù)以及智能視頻技術(shù)的典型應(yīng)用。

第5章從物聯(lián)網(wǎng)傳輸層出發(fā)，主要介紹了支撐傳輸層的信息通信技術(shù)，包括ZigBee技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)等，以及廣域網(wǎng)通信技術(shù)如3G、4G、5G技術(shù)。

第6章從物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層出發(fā)，主要介紹了應(yīng)用層相關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)，包括大數(shù)據(jù)、云計算、定位、時間同步等技術(shù)。

第7章從物聯(lián)網(wǎng)安全出發(fā)，分析物聯(lián)網(wǎng)各個層次的安全風(fēng)險，闡述相關(guān)安全技術(shù)，并對物聯(lián)網(wǎng)典型案例進(jìn)行介紹。

第8章到第13章主要介紹了物聯(lián)網(wǎng)典型應(yīng)用。包括智能交通、智能家居、智能物流、智能醫(yī)療、智能電網(wǎng)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(jié)的修改編寫。楊巨成、梁琨、張素香對全書進(jìn)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(xué)張茜博士后，北京工業(yè)大學(xué)宿浩茹博士后，天津理工大學(xué)丁月民博士，武漢理工大學(xué)李曉卉博士，高麗大學(xué)馬興毅博士后，游學(xué)秋博士，廣聯(lián)達(dá)公司呂淑嫻博士，BIM專家靳金，南京工業(yè)大學(xué)王衛(wèi)杰博士等對本書第二版編寫所做出的貢獻(xiàn)。

希望本書能夠?qū)﹃P(guān)心物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的各級領(lǐng)導(dǎo)和行業(yè)監(jiān)管部門、高校師生，以及產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)各領(lǐng)域的從業(yè)人員、投融資人士等讀者有所裨益，能夠為我國物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展添磚加瓦。由于筆者水平及時間所限，各位作者寫作風(fēng)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(lián)網(wǎng)概述 1
1.1 物聯(lián)網(wǎng)的概念 1
1.1.1 物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展背景 2
1.1.2 物聯(lián)網(wǎng)的定義 3
1.1.3 物聯(lián)網(wǎng)的特征 3
1.1.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用范圍 4
1.2 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 7
1.2.1 感知層 7
1.2.2 網(wǎng)絡(luò)層 8
1.2.3 應(yīng)用層 9
1.2.4 物聯(lián)網(wǎng)安全 11
1.3 國際物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展現(xiàn)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(lián)網(wǎng)的現(xiàn)狀與展望 16
1.4.1 發(fā)展?fàn)顩r 17
1.4.2 存在的問題 19
第2章 物聯(lián)網(wǎng)識別技術(shù)—RFID技術(shù) 20
2.1 RFID技術(shù)概述 20
2.1.1 RFID技術(shù)簡介 20
2.1.2 RFID技術(shù)的背景 21
2.1.3 RFID系統(tǒng)組成 21
2.1.4 RFID系統(tǒng)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(jié)構(gòu) 25
2.2.4 讀寫器的種類 27
2.2.5 讀寫器的發(fā)展前景 28
2.3 電子標(biāo)簽 29
2.3.1 電子標(biāo)簽的組成結(jié)構(gòu) 29
2.3.2 電子標(biāo)簽的分類 31
2.3.3 電子標(biāo)簽的發(fā)展趨勢 33
2.4 中間件 34
2.4.1 中間件的功能及實現(xiàn)原理 34
2.4.2 中間件的系統(tǒng)架構(gòu) 34
2.5 RFID技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn) 35
2.5.1 RFID系統(tǒng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)概述 35
2.5.2 ISO標(biāo)準(zhǔn)體系 36
2.5.3 EPC Global標(biāo)準(zhǔn)體系 38
2.5.4 我國標(biāo)準(zhǔn)體系 39
2.6 RFID系統(tǒng)的安全隱私 40
2.6.1 RFID系統(tǒng)的安全問題及策略 40
2.6.2 RFID電子標(biāo)簽的安全問題和
解決方案 42
2.6.3 RFID系統(tǒng)的隱私數(shù)據(jù)保護(hù) 44
2.7 RFID技術(shù)在智能物流中的應(yīng)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(wǎng) 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(shù)的發(fā)展趨勢 54
3.2 傳感網(wǎng)概述 54
3.2.1 傳感網(wǎng)的概念 54
3.2.2 傳感網(wǎng)協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 56
3.2.3 傳感網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 58
3.3 傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)與節(jié)點(diǎn)部署 60
3.3.1 傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù) 60
3.3.2 傳感網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)技術(shù) 62
3.3.3 傳感網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)部署 63
3.3.4 傳感網(wǎng)覆蓋 63
3.3.5 連接與節(jié)能 64
3.4 無線傳感網(wǎng) 64
第4章 物聯(lián)網(wǎng)智能視覺技術(shù) 67
4.1 智能視覺技術(shù)綜述 67
4.1.1 智能視覺技術(shù)研究內(nèi)容 68
4.1.2 物聯(lián)網(wǎng)與智能視覺技術(shù) 68
4.1.3 智能視覺技術(shù)硬件架構(gòu) 70
4.1.4 智能視覺技術(shù)的應(yīng)用前景 71
4.2 智能視覺核心技術(shù) 72
4.2.1 智能視覺分析技術(shù) 72
4.2.2 智能視覺識別技術(shù) 79
4.3 智能視覺的典型應(yīng)用 86
4.3.1 智能交通道路監(jiān)控系統(tǒng) 86
4.3.2 智能機(jī)場安防監(jiān)控系統(tǒng) 88
4.3.3 智能監(jiān)獄安保系統(tǒng) 88
4.3.4 森林防火智能預(yù)警監(jiān)控系統(tǒng) 89
4.3.5 ATM智能視頻監(jiān)控 90
第5章 物聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù) 92
5.1 ZigBee技術(shù) 92
5.1.1 ZigBee技術(shù)概述 92
5.1.2 ZigBee技術(shù)特點(diǎn) 93
5.1.3 ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 94
5.1.4 ZigBee協(xié)議體系結(jié)構(gòu) 94
5.1.5 ZigBee的應(yīng)用 96
5.2 藍(lán)牙技術(shù) 96
5.2.1 藍(lán)牙技術(shù)概述 96
5.2.2 藍(lán)牙的技術(shù)特點(diǎn) 97
5.2.3 藍(lán)牙技術(shù)的規(guī)范和發(fā)展 98
5.3 WiFi技術(shù) 99
5.3.1 WiFi技術(shù)概述 99
5.3.2 WiFi技術(shù)特點(diǎn) 99
5.3.3 WiFi網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 100
5.3.4 WiFi技術(shù)的應(yīng)用 100
5.4 4G技術(shù) 102
5.4.1 4G通信關(guān)鍵技術(shù) 102
5.4.2 4G通信技術(shù)的特點(diǎn) 104
5.4.3 4G標(biāo)準(zhǔn)情況 104
5.5 5G技術(shù) 106
5.5.1 5G技術(shù)概述 106
5.5.2 5G技術(shù)原理 106
5.5.3 中國的5G網(wǎng)絡(luò)進(jìn)展 107
5.5.4 5G技術(shù)的應(yīng)用 108
5.6 GPS技術(shù) 108
5.6.1 GPS技術(shù)概述 108
5.6.2 GPS技術(shù)組成及原理 109
5.6.3 GPS技術(shù)的主要用途 110
5.7 Li-Fi技術(shù) 112
5.7.1 Li-Fi技術(shù)概述 112
5.7.2 Li-Fi技術(shù)原理 112
第6章 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù) 114
6.1 大數(shù)據(jù)及其相關(guān)技術(shù) 114
6.1.1 大數(shù)據(jù)概述 114
6.1.2 數(shù)據(jù)倉庫 122
6.1.3 數(shù)據(jù)挖掘 123
6.1.4 數(shù)據(jù)可視化 125
6.2 云計算及其相關(guān)技術(shù) 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(wù) 133
6.2.4 云計算的安全 133
6.3 物聯(lián)網(wǎng)定位技術(shù) 136
6.3.1 定位與位置服務(wù) 136
6.3.2 無線定位系統(tǒng) 137
6.3.3 蜂窩定位系統(tǒng) 142
6.4 時間同步技術(shù) 142
第7章 物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù) 146
7.1 物聯(lián)網(wǎng)安全基礎(chǔ) 146
7.1.1 物聯(lián)網(wǎng)安全概述 146
7.1.2 物聯(lián)網(wǎng)安全特征 147
7.2 物聯(lián)網(wǎng)感知層安全 148
7.2.1 物聯(lián)網(wǎng)安全體系結(jié)構(gòu) 148
7.2.2 物聯(lián)網(wǎng)感知層安全技術(shù) 148
7.3 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層安全 159
7.3.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的安全威脅 159
7.3.2 物聯(lián)網(wǎng)核心網(wǎng)安全典型安全防護(hù)
系統(tǒng)部署 160
7.4 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層安全 165
7.4.1 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層安全威脅 165
7.4.2 物聯(lián)網(wǎng)云計算安全技術(shù) 166
7.5 物聯(lián)網(wǎng)安全案例 170
7.5.1 伊朗核設(shè)施危機(jī) 170
7.5.2 烏克蘭電網(wǎng)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(xù)性威脅 179
第8章 智能交通 183
8.1 智能交通系統(tǒng) 183
8.1.1 智能交通的定義及發(fā)展 184
8.1.2 智能交通的主要特征 185
8.1.3 智能交通系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu) 188
8.1.4 智能交通系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù) 193
8.2 基于LBS的智能交通系統(tǒng) 198
8.2.1 相關(guān)概念 198
8.2.2 體系架構(gòu) 200
8.2.3 LBS在智能交通系統(tǒng)中的應(yīng)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(jié)構(gòu) 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(chǔ)知識 209
8.4.2 電動汽車的智能運(yùn)營支撐系統(tǒng) 209
8.4.3 電動汽車的發(fā)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(diǎn) 216
9.2 智能家居的發(fā)展?fàn)顩r 217
9.2.1 國外的發(fā)展?fàn)顩r 217
9.2.2 我國的發(fā)展?fàn)顩r 218
9.3 智能家居系統(tǒng) 220
9.3.1 智能家居通信網(wǎng)絡(luò) 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(fā)展趨勢 236
第10章 智能物流應(yīng)用 237
10.1 物流信息化發(fā)展概述 237
10.1.1 中國物流發(fā)展歷程 237
10.1.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對物流的影響 239
10.1.3 物流發(fā)展趨勢—智能物流 240
10.2 物聯(lián)網(wǎng)在物流行業(yè)典型技術(shù)應(yīng)用 241
10.2.1 物聯(lián)網(wǎng)在物流行業(yè)應(yīng)用歷程 241
10.2.2 物流行業(yè)中典型物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 244
10.2.3 物聯(lián)網(wǎng)典型物流行業(yè)應(yīng)用 248
10.3 物聯(lián)網(wǎng)在物流行業(yè)應(yīng)用趨勢 251
第11章 智能醫(yī)療 254
11.1 智能醫(yī)療概述 254
11.1.1 智能醫(yī)療的概念和意義 254
11.1.2 智能醫(yī)療的主要特征 256
11.1.3 智能醫(yī)療的發(fā)展現(xiàn)狀 258
11.2 智能醫(yī)療系統(tǒng) 260
11.2.1 智能醫(yī)療系統(tǒng)的整體框架 261
11.2.2 智能醫(yī)療系統(tǒng)的硬件設(shè)計 262
11.2.3 智能醫(yī)療系統(tǒng)的軟件設(shè)計 263
11.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在智能醫(yī)療中
的應(yīng)用 267
11.2.5 RFID電子標(biāo)簽在智能醫(yī)療中
的應(yīng)用 271
11.3 醫(yī)院管理信息化系統(tǒng) 272
11.3.1 醫(yī)院管理信息化發(fā)展背景 272
11.3.2 智能醫(yī)療環(huán)境中醫(yī)院信息系統(tǒng)
的結(jié)構(gòu) 273
11.3.3 醫(yī)院信息系統(tǒng)的基本功能 275
11.4 遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù) 276
11.4.1 遠(yuǎn)程醫(yī)療的基本概念 276
11.4.2 遠(yuǎn)程醫(yī)療技術(shù)研究的發(fā)展 276
11.5 智能醫(yī)療應(yīng)用實例 278
11.5.1 傳染病人及傳染物的監(jiān)控 278
11.5.2 嬰兒防盜識別系統(tǒng) 279
第12章 智能電網(wǎng)應(yīng)用 282
12.1 智能電網(wǎng)概述 282
12.1.1 智能電網(wǎng)的定義 282
12.1.2 智能電網(wǎng)的建設(shè)目標(biāo) 283
12.1.3 “堅強(qiáng)”智能電網(wǎng)與全球能源
互聯(lián)網(wǎng) 284
12.2 智能電網(wǎng)主要技術(shù) 284
12.2.1 主要通信技術(shù) 286
12.2.2 電力云 290
12.3 輸電線路在線監(jiān)測系統(tǒng) 291
12.3.1 總體介紹 292
12.3.2 實施原則及應(yīng)用范圍 294
12.3.3 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 295
12.3.4 系統(tǒng)功能 295
12.4 變電站設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng) 297
12.4.1 系統(tǒng)架構(gòu) 297
12.4.2 方案設(shè)計 297
12.4.3 應(yīng)用案例介紹 298
12.5 現(xiàn)場作業(yè)監(jiān)管系統(tǒng) 300
12.5.1 網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 300
12.5.2 功能架構(gòu) 301
12.5.3 實施效果 302
12.6 電動汽車充換電站智能服務(wù)管理 302
12.6.1 分散式充電樁智能互動 303
12.6.2 綜合監(jiān)控 304
12.7 綠色數(shù)據(jù)中心智能管理 305
12.7.1 傳感器網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 305
12.7.2 綠色智能機(jī)房管理系統(tǒng) 307
第13章 智能建筑應(yīng)用 309
13.1 概述 309
13.1.1 概念和發(fā)展現(xiàn)狀 310
13.1.2 特點(diǎn)和優(yōu)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(tǒng)建設(shè) 318
13.3.1 智能建筑的基本要求 318
13.3.2 系統(tǒng)建設(shè) 319
13.4 智能建筑的發(fā)展趨勢 322
13.4.1 與建筑信息模型（BIM）技術(shù)的
結(jié)合應(yīng)用 323
13.4.2 建筑智能化技術(shù)與綠色生態(tài)建筑
相結(jié)合 323
13.5 建設(shè)和應(yīng)用案例 325
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26. 材料力學(xué) [章寶華 趙新勝 徐斌]
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