物聯網通信（簡體書）

*部分首先簡要介紹了物聯網及無線傳感器網絡的相關概念，然后著重介紹了本書對物聯網通信環節的理解，以及全書的組織思想。第二部分介紹了接觸環節的通信技術，這是為了感知而進行的通信，主要包括標簽RFID和導航等的通信技術。第三部分至第五部分是本書的核心，重點介紹了末端網通信技術，包括有線、無線和無線Ad hoc網絡通信技術。第六部分是接入網技術，包括一些主流的接入技術。數據接入因特網后，往往需要進行一定的處理，鑒于物聯網的數據往往體量巨大，傳統的計算模式難以應對，所以云計算被提上浪潮，可以為物聯網的大數據處理提供有利的支持，所以*后一部分介紹了云計算的相關概念，並介紹了一個云計算軟件平臺——Hadoop。 本書的*個特點是盡量從物聯網的角度來介紹各種通信技術，包括為很多通信技術都準備了應用的案例。其次，本書以物聯網通信環節來組織教材內容，盡管可能並不一定準確，但是可以給用戶一個較為清晰的架構。另外，本書盡量選取當前主要的通信技術，並且以算法介紹為主。*后，本書將各種通信基礎知識融入到具體技術當中，可以避免枯燥、盲目的為了學習而學習。

陳兵，博士，教授，博士生導師，計算機科學與技術學院院長，工信部研究型教學創新團隊負責人，中國工程教育專業認證專家，江蘇省計算機教育專委會主任，教育部計算機類專業教學指導委員會和全國高等學校計算機教育研究會“培養計算機類專業學生解決復雜工程問題能力”研究組成員。長期從事計算機網絡、物聯網等領域教學和科研工作。負責了南航物聯網工程專業的創建和驗收，主持並完成了物聯網工程教育部卓越工程師計劃，負責建設了“物聯網工程*實踐教育基地”、“物聯網技術與安全工信部實驗教學示范中心”、“物聯網工程江蘇省實踐教育中心建設”，先后承擔了江蘇省優秀研究生課程“現代計算機網絡”項目的建設及江蘇省“研究生網絡課程群實踐體系改革與實現”教改項目，講授的課程包括研究生的高等計算機網絡，本科生的計算機網絡安全。出版的教材包括工信部十二五規劃教材《物聯網通信》、江蘇省重點教材《網絡安全》等。

本書針對物聯網通信過程，將通信技術分為四大環節進行組織，分別是接觸環節的通信技術、末端網通信技術、接入網通信技術和互聯網應用層通信技術。鑒于末端網通信技術是當前物聯網通信研究中*重要的部分，所以又將末端網通信技術細分為3個部分。本書特色：（1）內容全面，涵蓋了物聯網通信的理論和技術，從基本知識到實際應用都進行了較為詳盡的講解，是一本從入門到進階的*教材；（2）案例引導，將枯燥的技術與鮮活的實例相結合，促使學生舉一反三，思考無處不在的物聯網通信蘊含的理論根源和技術創新；（3）概念準確，語言簡潔，圖文並茂，適合作為高等學校物聯網專業及其他計算機類專業的教材,也可供對物聯網通信感興趣的讀者學習參考。

目錄
第1部分引論
第1章概述3
1.1概念3
1.2物聯網模型5
1.3傳感器網絡8
1.4USN體系結構和層次分析11
1.5物聯網通信環節的劃分15
1.6本書的組織思想17
第2章通信知識的回顧18
2.1網絡體系結構18
2.2通信技術的主要研究內容22
第3章對物聯網通信的分析26
3.1物聯網的通信體系結構26
3.2物聯網中物體的分析27
3.3物聯網通信體系結構29
3.3.1通信模式29
3.3.2直接通信模式30
3.3.3網關通信模式31

第2部分接觸環節的通信技術第4章RFID技術37
4.1RFID概述37
4.2RFID的工作原理39
4.3RFID的通信協議41
4.4ISO/IEC 180006B協議42
4.4.1概述43
4.4.2部件及通信流程43
4.4.3閱讀器到標簽的通信44
4.4.4標簽到閱讀器的通信47
4.5防止沖突算法49
4.5.1純ALOHA算法49
4.5.2時隙ALOHA算法50
4.5.3幀時隙ALOHA算法51
4.5.4Type A的防沖突算法52
4.5.5Type B的防沖突算法54
4.5.6Type C的防沖突算法55
〖1〗〖1〗第5章無線電導航57
5.1概述57
5.2GPS58
5.2.1GPS的工作原理58
5.2.2GPS組成59
5.2.3GPS的通信技術61
5.3北斗衛星導航系統68
5.3.1概述68
5.3.2北斗一號70
5.3.3北斗二號、三號系統組成及工作機制74
5.3.4北斗通信技術74
第6章激光制導79
6.1概述79
6.2激光制導原理79
6.3激光制導編碼82
6.3.1激光波束制導的編碼83
6.3.2激光尋的制導的編碼85
6.4反激光制導89

第3部分末端網通信技術——有線通信技術第7章串行接口通信95
7.1概述95
7.2RS232串行接口標準96
7.3其他串口技術98
第8章USB總線103
8.1USB概述103
8.2USB組成104
8.3USB的通信106
8.3.1USB的層次結構106
8.3.2USB傳輸方式107
8.3.3USB傳輸技術108
8.4USB的發展110
第9章現場總線113
9.1概述113
9.2CAN總線115
9.2.1CAN概述115
9.2.2CAN總線通信117
9.2.3CAN的數據鏈路層120
9.3其他現場總線技術123
第10章RFID閱讀器相關通信技術126
10.1概述126
10.2韋根協議127
10.3IETF SLRRP130
10.4EPCglobal LLRP135
10.5RFID中間件138
10.6RFID網絡相關應用141

第4部分末端網通信技術——無線通信底層技術第11章無線通信底層技術概述147
11.1物理層147
11.2數據鏈路層149
11.2.1概述149
11.2.2MAC子層相關通信協議151
第12章超寬帶159
12.1概述159
12.2脈沖無線電161
12.3多頻帶OFDM163
第13章IrDA紅外通信技術167
13.1概述167
13.2IrDA協議棧169
13.3IrLAP工作原理171
13.4其他應用協議174
第14章水下通信176
14.1概述176
14.2水聲網絡協議棧178
14.3物理層調制技術178
14.4MAC層技術182
第15章IEEE 802.15.4185
15.1概述185
15.2IEEE 802.15.4網絡結構185
15.3IEEE 802.15.4協議棧187
15.3.1物理層187
15.3.2MAC層189
第16章數據鏈193
16.1概述193
16.2相關技術194
16.2.1多址接入技術194
16.2.2擴頻技術196
16.2.3組網和集成197
16.3典型數據鏈198
16.3.1Link16198
16.3.2其他數據鏈206

第5部分末端網通信技術——Ad Hoc網絡通信技術第17章自組織網絡的概念213
17.1自組織網絡概述213
17.2自組織網絡的演化214
17.3自組織網絡的體系結構216
第18章Ad Hoc網絡219
18.1概述219
18.2Ad Hoc網絡系統結構220
18.3Ad Hoc網絡路由協議223
18.3.1DSDV路由算法226
18.3.2DSR協議231
18.3.3AODV協議235
第19章無線傳感器網絡241
19.1概述241
19.2路由協議242
19.2.1路由協議概述242
19.2.2SPIN協議245
19.2.3LEACH協議247
19.2.4PEGASIS協議251
19.3特殊的傳感器網絡253
第20章機會網絡257
20.1概述257
20.2機會網絡路由技術261
20.2.1機會網絡路由技術概述261
20.2.2PROPHET算法264
20.2.3CMTS算法265
20.3車載自組織網絡267
第21章藍牙269
21.1概述269
21.2藍牙協議體系結構270
21.3微微網與散射網273
21.4藍牙的傳輸技術275
21.5散射網拓撲形成和路由算法281
第22章ZigBee290
22.1概述290
22.2ZigBee的組網291
22.3ZigBee體系結構293
22.4ZigBee路由算法296
22.4.1ClusterTree算法296
22.4.2AODVjr算法298
第23章6LoWPAN302
23.1概述302
23.26LoWPAN的網絡結構和體系結構305
23.36LoWPAN的工作308
23.4路由算法312
23.4.1路由算法分類312
23.4.2RPL路由協議315
第24章其他無線技術321
24.1ZWave321
24.2MiWi無線網絡協議325

第6部分接入網通信技術第25章有線接入方式331
25.1撥號上網331
25.2非對稱數字用戶線路334
25.3混合光纖同軸電纜網接入337
25.4以太接入網技術339
25.5電力在線網342
25.6光纖接入技術345
第26章無線光通信349
26.1概述349
26.2光通信相關技術351
26.3特殊無線光通信357
第27章IEEE 802.11無線局域網360
27.1概述及系統組成360
27.2IEEE 802.11協議棧361
27.3相關發展366
第28章無線Mesh網絡369
28.1概述369
28.2WMN結構370
28.3WMN路由372
28.3.1概述372
28.3.2RMAODV373
28.3.3基于樹的路由協議375
28.3.4混合路由模式377
第29章蜂窩通信379
29.1概述379
29.2LTE系統381
29.34G物理層相關技術383
29.44G數據鏈路層相關技術389
第30章衛星通信394
30.1概述394
30.2IPoS協議396
30.3衛星通信相關技術398
30.4路由算法401
30.5衛星網實例403

第7部分互聯網數據處理的應用層通信第31章云計算技術411
31.1概述411
31.2虛擬化技術416
31.3海量數據存儲與處理技術419
31.3.1數據的存儲和讀取419
31.3.2海量數據處理技術421
31.3.3其他424
第32章Hadoop426
32.1概述426
32.2資源管理系統YARN427
32.2.1YARN的架構427
32.2.2YARN的工作流程429
32.3分布式文件系統HDFS430
32.3.1HDFS的架構430
32.3.2讀文件的流程432
32.3.3寫文件的流程432
32.4MapReduce433
32.5分布式數據庫HBase435
參考文獻442