物联网作为当今世界新一轮经济和科技发展的前沿，涉及了计算机技术、传感器技术、自动控制技术、通信技术等多门学科，已成为国内外大力研究和发展的科技领域。大数据、云计算、物联网被列入国家“十三五”发展规划。本书围绕物联网发展前沿的热点问题，依据物联网相关技术的新应用，注重物联网技术的应用性，全面、系统地介绍物联网的理论和技术。
本书首先介绍了物联网的背景、特点、架构、标准及产业链等；其次阐述了物联网传输层技术；然后介绍了感知层技术，包括传感器技术、WSN技术、RFID与EPC技术等；接着介绍了物联网应用层技术，包括云计算、中间件技术、物联网业务平台等，以及M2M、CPS技术架构；后介绍了基于物联网的物流信息管理和工程应用方法和案例等。
本书可作为物联网与物流领域的高等院校师生的参考教材以及相关科研院所、企事业单位的培训教材，适合物联网与物流领域的研究人员和工程技术人员阅读，也适合政府与企事业单位的物联网与物流领域管理和技术人员阅读。
适读人群 ：可作为物联网与物流领域的高等院校师生的参考教材以及相关科研院所、企事业单位的培训教材，适合物联网与物流领域的研究人员和工程技术人员阅读
本书结合多项专利及其行业应用实践，详细地介绍了物联网技术在物流管理和工程领域应用的方案和过程。
本书内容涵盖RFID、传感器、云计算等关键技术，以及应用架构和业务模式等内容。有助于理解物联网理念、技术和产业应用，有助于促进物流产业健康发展。
物联网将无处不在的末端设备和设施，通过各种无线/有线的长距离/短距离通信网络实现互联互通、应用大集成以及基于云计算的运营模式，提供安全可控乃至个性化的实时在线监测、定位追溯、报警联动、调度指挥、预案管理、远程控制、安全防范、远程维保、在线升级、统计报表、决策支持、领导桌面等管理和服务功能，实现对“万物”的“高效、节能、安全、环保”的“管、控、营”一体化。物联网将会对人类未来的生活方式产生巨大影响。
本书全面、系统地描述了物联网概念和技术，重点介绍了RFID、传感器、云计算等关键技术以及应用架构和业务模式等内容。与第1版相比，更新了部分技术内容，增加了物联网中间件技术、大数据、CPS和基于物联网的物流信息管理的介绍，阐述了物联网在物流领域的应用，结合专利技术及其应用实践，详细地介绍了物联网技术在物流管理和工程领域应用的方案和过程。
本书主要章节安排如下：
第1章简要介绍了物联网的背景、特点、架构、标准及产业链等。
第2章介绍了传统网络技术、现场总线、卫星通信，对泛在网络进行简单的介绍，重点描述了现今主流的无线网络技术和现代移动通信技术。
第3章对WSN进行介绍，描述了无线传感器网络的基本概念、主要特点、性能指标、体系结构、关键技术及网络安全。
第4章重点介绍了RFID的结构组成、工作原理和工作流程，EPC体系与应用系统架构，并且对物联网环境下的RFID和EPC技术做了简要介绍。
第5章对M2M进行介绍，描述M2M的基本概念、标准、系统架构、技术特征及 应用。
第6章介绍了物联网中间件的基本概念、分类、体系结构、软件平台与关键技术进行 介绍。
第7章介绍了云计算的基本概念、分类、实现技术、云安全和云存储，以及大数据的基本概念，并分析了物联网和云计算的关系。
第8章主要介绍了CPS的基本概念和技术特征，并分析了CPS的应用发展趋势。
第9章主要对物联网在智能电网、智能交通、智能医疗、智能环保、智能家居、智能农业六个重点领域的应用进行简要介绍。
第10章主要对供应链管理、物流信息系统等基本概念进行阐述，介绍基于物联网的现代物流业的相关信息技术和典型系统，结合专利技术及其应用实践，详细地介绍物联网技术在物流管理和工程领域应用的方案和过程，并对物联网在物流领域的应用前景进行展望。
物联网技术发展迅速，新思想、新观点、新方法与新技术不断涌现。本书力求全面系统介绍物联网的核心关键技术与最新研究与应用成果，书中特别给出了物联网技术在物流行业的应用案例，希望读者通过案例分析能够对物联网技术的认识更为深入。
本书由刘军统稿，阎芳、杨玺组织编写。在编写的过程中参考和引用了大量国内外学者的研究成果，资料来源列于书末参考文献。在此对这些作者表示敬意和感谢！
本书在编写和出版过程中得到北京高校物流技术工程研究中心项目（项目编号：BJLE2010）资助。
由于作者水平和经验有限，书中难免有错漏之处，恳请读者批评指正。
作 者
目 录
前言
第1章 物联网概述1
1.1 物联网的基本概念1
1.1.1 物联网的定义1
1.1.2 物联网与互联网及互联网+3
1.2 物联网的起源与发展5
1.2.1 物联网的起源5
1.2.2 物联网的发展6
1.3 物联网的体系结构8
1.3.1 感知层8
1.3.2 网络层9
1.3.3 应用层10
1.4 物联网的主要特征10
1.5 物联网的关键技术12
1.5.1 网络与通信技术12
1.5.2 无线传感器网络（WSN）技术13
1.5.3 RFID技术14
1.5.4 M2M技术15
1.5.5 GPS技术16
1.5.6 云计算技术17
1.5.7 大数据系统18
1.6 物联网产业发展19
1.6.1 物联网产业发展现状19
1.6.2 基于技术路线图的物联网产业布局20
1.6.3 物联网产业发展存在的问题22
1.6.4 物联网产业发展预测23
本章小结24
思考题24
第2章 网络与通信25
2.1 传统网络技术25
2.1.1 计算机网络概述25
2.1.2 以太网28
2.1.3 因特网30
2.1.4 IPv632
2.2 现场总线技术33
2.2.1 现场总线概述33
2.2.2 现场总线技术基础34
2.2.3 现场总线的技术特点与体系结构特点35
2.3 无线网络技术37
2.3.1 无线网络概述37
2.3.2 蓝牙技术39
2.3.3 ZigBee40
2.3.4 Thread42
2.3.5 6LoWPAN44
2.3.6 Wi-Fi45
2.3.7 WiMAX47
2.3.8 LPWAN技术49
2.4 卫星通信50
2.4.1 卫星通信概述50
2.4.2 移动卫星通信系统52
2.5 移动通信技术53
2.5.1 2G技术53
2.5.2 3G技术54
2.5.3 4G技术55
2.6 泛在网络56
2.6.1 泛在网络概念56
2.6.2 泛在网络的关键技术57
2.6.3 泛在网络架构57
本章小结59
思考题59
第3章 WSN60
3.1 WSN概述60
3.1.1 基本概念60
3.1.2 发展历史61
3.1.3 应用领域62
3.2 WSN的特点与性能指标64
3.2.1 WSN的基本特点64
3.2.2 WSN的性能指标65
3.3 WSN的体系结构67
3.3.1 传感器节点67
3.3.2 传感器网络68
3.4 常用传感器72
3.4.1 传感器的分类72
3.4.2 传感器的特性与选型73
3.4.3 常见传感器类型介绍75
3.5 WSN的关键技术77
3.5.1 拓扑控制77
3.5.2 节点部署78
3.5.3 定位技术79
3.5.4 数据融合技术80
3.5.5 时间同步81
3.5.6 能耗管理83
3.5.7 安全机制84
3.6 WSN仿真平台87
3.7 WSN技术在物流中的应用案例88
本章小结92
思考题92
第4章 RFID与EPC93
4.1 RFID的概念93
4.1.1 RFID的产生与发展93
4.1.2 RFID的特点95
4.2 RFID系统组成与工作原理95
4.2.1 RFID系统组成95
4.2.2 工作原理96
4.2.3 工作流程97
4.3 RFID电子标签97
4.3.1 RFID电子标签的分类97
4.3.2 RFID电子标签与条形码的区别99
4.4 EPC概述102
4.4.1 EPC的产生与发展102
4.4.2 EPC的特点104
4.5 EPC组成与结构105
4.5.1 EPC系统组成105
4.5.2 EPC系统结构105
4.6 EPC网络技术107
4.6.1 Savant系统107
4.6.2 EPC信息服务110
4.6.3 EPC网络系统模型111
4.7 物联网环境下的RFID和EPC技术113
本章小结116
思考题116
第5章 M2M117
5.1 M2M概述117
5.1.1 M2M的含义117
5.1.2 M2M发展状况118
5.2 M2M标准121
5.2.1 3GPP121
5.2.2 ETSI122
5.2.3 ITU123
5.3 M2M技术123
5.3.1 M2M产品构成123
5.3.2 M2M技术组成124
5.3.3 M2M系统结构125
5.3.4 M2M分层架构127
5.3.5 M2M通信协议129
5.4 M2M业务131
5.4.1 M2M业务特征131
5.4.2 M2M业务需求132
5.4.3 M2M业务分类133
5.5 M2M的产业链分析134
本章小结136
思考题136
第6章 物联网中间件137
6.1 中间件技术概述137
6.1.1 中间件的作用与意义137
6.1.2 物联网中间件研究现状138
6.1.3 物联网中间件研究内容139
6.1.4 物联网中间件特性139
6.1.5 物联网中间件分类141
6.2 中间件的体系结构143
6.3 主流的中间件技术平台150
6.3.1 OMG CORBA平台150
6.3.2 Sun J2EE平台151
6.3.3 Microsoft DNA 2000平台151
6.3.4 主流平台相关性分析152
6.4 物联网中间件关键技术153
6.4.1 EPC中间件153
6.4.2 OPC中间件154
6.4.3 WSN中间件155
6.4.4 OSGi中间件157
6.4.5 CEP中间件157
6.4.6 其他相关中间件158
本章小结159
思考题159
第7章 云计算与大数据160
7.1 云计算概述160
7.1.1 云计算的起源与基本概念160
7.1.2 云计算的特点与类别162
7.1.3 云计算产业162
7.2 云计算的实现164
7.2.1 工作原理164
7.2.2 体系结构165
7.2.3 关键技术167
7.3 云计算的层次170
7.3.1 基础设施即服务171
7.3.2 平台即服务171
7.3.3 软件即服务172
7.4 云安全与云存储173
7.4.1 云安全173
7.4.2 云存储175
7.5 大数据177
7.5.1 大数据的基本概念177
7.5.2 大数据的特点177
7.5.3 大数据处理的技术体系179
7.6 云计算、大数据与物联网180
本章小结182
思考题182
第8章 CPS183
8.1 CPS的概念183
8.2 CPS的技术特征184
8.2.1 CPS与计算机系统185
8.2.2 CPS与嵌入式系统185
8.2.3 CPS与工业控制系统185
8.2.4 CPS与WSN186
8.2.5 CPS与物联网186
8.2.6 CPS与网络控制系统187
8.2.7 CPS与混杂系统187
8.3 CPS的体系结构188
8.4 CPS的硬件要求190
8.5 CPS的软件环境191
8.6 CPS应用发展趋势192
8.6.1 CPS的国内外研究现状192
8.6.2 CPS的应用前景193
8.6.3 CPS发展面临的挑战194
8.6.4 CPS设计的研究进展197
8.6.5 CPS设计中亟待解决的关键问题200
本章小结201
思考题201
第9章 物联网典型应用202
9.1 智能电网202
9.1.1 智能电网概述202
9.1.2 物联网技术在智能电网中的应用203
9.1.3 自动抄表系统205
9.2 智能交通206
9.2.1 智能交通概述206
9.2.2 物联网技术在智能交通中的应用206
9.2.3 不停车收费系统208
9.2.4 智能交通的发展现状与趋势209
9.3 智能医疗211
9.3.1 智能医疗概述211
9.3.2 物联网技术在智能医疗中的应用211
9.3.3 智能医疗典型应用212
9.3.4 智能医疗的发展214
9.4 智能环保214
9.4.1 智能环保概述214
9.4.2 物联网技术在智能环保中的应用214
9.4.3 基于物联网技术的生态环境监测模型215
9.4.4 智能环保的发展现状与趋势216
9.5 智能家居217
9.5.1 智能家居概述217
9.5.2 物联网技术在智能家居中的应用217
9.5.3 智能家居系统解决方案218
9.5.4 智能家居的发展现状与趋势219
9.6 智能农业220
9.6.1 智能农业概述220
9.6.2 物联网技术在智能农业中的应用221
9.6.3 温室大棚环境监测系统222
9.6.4 智能农业的发展趋势223
本章小结223
思考题223
第10章 基于物联网的物流信息管理224
10.1 物流与供应链概述224
10.1.1 物流管理224
10.1.2 供应链管理225
10.1.3 供应链物流管理226
10.1.4 现代物流管理的发展226
10.2 物流信息技术227
10.2.1 信息技术227
10.2.2 物流信息技术概述228
10.2.3 现代物流信息技术228
10.2.4 物流信息技术的发展趋势233
10.3 物流信息管理系统233
10.3.1 物流管理信息系统概述233
10.3.2 物流管理信息系统分类234
10.3.3 基于物流管理的信息系统的发展阶段236
10.4 基于物联网的物流信息技术体系237
10.5 农资物流监控系统239
10.5.1 现代农资物流管理239
10.5.2 物联网在农资物流领域的应用实例——农资物流监控黑箱系统239
10.6 物品标签系统247
10.6.1 电子标签概述247
10.6.2 物品标签系统的应用实例——高档艺术品智能物流系统247
10.7 CPS实验教学系统250
10.7.1 CPS实验教学系统架构250
10.7.2 CPS节点功能与内部结构251
10.7.3 CPS实验教学系统软件体系结构253
10.7.4 CPS实验教学系统体系结构255
10.8 物联网在物流领域的应用展望255
10.8.1 物联网时代的智能物流255
10.8.2 物联网在物流领域的应用展望258
本章小结263
思考题263
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