本书主要介绍物联网规划与设计方面的知识,首先对物联网技术国内外发展情况进行介绍,讲解物联网体系结构和网络设计方法,然后就物联网的感知层、网络层和应用层的设计流程进行描述,最后给出智慧农业和智慧社区两个典型的物联网系统的设计实例。本书内容涉及物联网系统集成方法、物联网体系结构及其各层次(感知层、传输层、应用层)的设计原则与方法、典型物联网系统应用案例分析等。
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物联网作为一种交叉学科,其综合应用越来越受关注,为了满足物联网领域人才培养的需求,编写了《物联网规划与设计》-书。本书以通俗易懂的形式向读者介绍物联网技术及其相关研究成果。通过阅读本书,读者可以获得较为完整的物联网系统设计方法和工程实践思路。
物联网规划与设计是物联网工程建设的基础,完善而稳定的系统依赖于的规划与设计。本书旨在全面、系统地介绍物联网规划,深入浅出地对物联网规划的各个环节进行剖析。本书介绍的内容涉及物联网系统集成方法、物联网体系结构及其各个层次的设计原则和方法、典型物联网系统应用案例分析等,尽可能涵盖规划与设计的基础知识点,力求详尽地介绍规划与设计的学习方法,可为物联网工程专业的学生和其他感兴趣的读者提供实质性的帮助。
本书分为7章,每章后面都提供了思考题,便于读者复习和巩固本章的知识点。前后章节按照物联网规划与设计的顺序进行安排,建议初学者可以从头开始按章节顺序阅读,具有一定基础的读者可以直接选择感兴趣的章节以获取自己所需的知识。
本书由樊俊青主编和统稿,樊俊青编写章、第6章、第7章,陈云亮负责编写第2章、第4章,王改芳编写第3章、第5章。在编写过程中,参阅大量国内外书籍和文献资料,借鉴互联网上关于网络系统设计的工程经验和资料,得到很多专家和同行的帮助。研究生曹元奎同学负责书中部分章节和图表的校对工作,北京益联益通信息技术有限公司技术总监张秀元对物联网案例中涉及的技术路线给出了非常中肯的修改意见,中国地质大学(武汉)教务处为本书的顺利完成提供了经费支持。为此,我们对所有为本书的顺利出版提供帮助的各界人士及所参阅的书籍和文献的作者,致以敬意,并表示由衷的感谢。
由于作者水平有限,本书难免存在不足之处,敬请各位读者批评指正。
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章 物联网概论
1.1 物联网的定义与特征
1.2 物联网发展历史
1.3 物联网分类
1.4 物联网体系架构
1.4.1 物联网体系结构架构原则
1.4.2 一种实用的层次性物联网体系结构
1.5 物联网系统基本组成
1.5.1 物联网硬件平台组成
1.5.2 物联网软件平台组成
1.6 物联网关键技术
1.6.1 节点感知技术
1.6.2 节点组网及通信网络技术
1.6.3 数据融合与智能技术
1.6.4 云计算
1.6.5 中间件技术
1.7 物联网的应用前景
1.8 物联网标准
1.8.1 标准化工作
1.8.2 国内标准化工作
课后思考题
第2章 物联网工程设计原则与过程
2.1 物联网工程支撑技术
2.2 物联网工程的定义与特征
2.2.1 工程定义
2.2.2 物联网工程属性
2.2.3 系统集成
2.3 物联网工程的设计原则
2.4 物联网工程的设计流程
2.5 物联网工程设计内容
课后思考题
第3章 系统需求分析
3.1 需求分析方法概述
3.2 需求分析基本内容
3.2.1 商业目标分析
3.2.2 商业约束分析
3.2.3 技术目标分析
3.3 需求分析流程
3.3.1 已有项目的网络特征描述
3.3.2 网络通信量描述
3.4 需求分析报告与可行性报告
3.4.1 数据流量说明书
3.4.2 网络基础结构说明书
3.4.3 需求分析说明书
3.4.5 可行性报告
课后思考题
第4章 系统总体设计
4.1 网络通信模式设计
4.1.1 短距离无线传输技术
4.1.2 长距离通信技术
4.1.3 感知层设计
4.2 网络层结构设计
4.2.1 传感网网络结构设计
4.2.2 骨干网网络结构设计
4.3 地址和命名模型设计
4.3.1 划分子网
4.3.2 无分类编址
4.3.3 解决IP地址匮乏问题的办法
4.3.4 命名模型设计
4.4 交换和路由协议选择
4.5 物联网安全与管理策略设计
4.5.1 物联网安全规划
4.5.2 物联网管理策略
课后思考题
第5章 物理设计
5.1 综合布线系统
5.2 网络设备选择
5.2.1 交换和路由设备选择
5.2.2 安全设备选择
5.2.3 服务器设备选型
5.2.4 负载均衡设备选型
5.2.5 存储设备选型
5.3 网络操作系统与中间件系统软件
5.3.1 网络操作系统
5.3.2 中间件系统软件
5.4 数据中心建设
课后思考题
第6章 系统测试与验收
6.1 系统测试
6.1.1 建立及测试原型系统
6.1.2 故障定位及排除方法
6.2 工程验收
6.2.1 物联网工程验收过程及内容
6.2.2 文档验收
6.3 用户培训
课后思考题
第7章 典型物联网工程案例
7.1 智慧农业
7.1.1 智慧农业及其发展趋势
7.1.2 智慧农业物联网系统组成
7.2 智慧社区
7.2.1 智慧社区建设现状与发展趋势
7.2.2 智慧社区总体设计方案
7.2.3 系统详细设计
课后思考题
参考文献