物聯網應用與解決方案(第2版)（簡體書）

本書在介紹物聯網體系結構、核心技術和系統管理的基礎上，全面闡述了物聯網技術在各行業中的應用，重點論述了物聯網在智能物流、智能電網、智能交通、現代農業和智慧生活等領域的應用與解決方案。全書共9章，內容豐富，取材新穎，結構嚴謹，圖文並茂，具有創新性、前瞻性和應用性等鮮明特色。

張飛舟，博士，北京大學地球與空間科學學院副院長、教授。中國全球定位系統技術應用協會常務理事，北京測繪學會副理事長，《導航定位學報》、《北京測繪》編委。2001－2003年在北京大學地球與空間科學學院從事博士後研究。2008年4月起任北京大學地球與空間科學學院副院長。主要從事導航與控制、物聯網、智能交通以及空間信息智能處理等方面的教學與科研工作。主持國家“863”計劃、國防科工委衛星導航等項目多項；發表學術論文100餘篇，其中SCI/EI索引50餘篇；出版專著和譯著4部。

楊東凱，工學博士，北京航空航天大學教授、博士生導師，2005年度“北京市科技新星”。主持承擔包括國家自然科學基金、國家863計劃在內的各類科研項目20余項，發表學術論文60餘篇，出版專著和譯著5部，獲國家發明專利32項，計算機著作權7項，省部級科技進步一等獎1項、二等獎5項、三等獎1項。

第1章 緒論 1
1.1 物聯網概述 1
1.1.1 物聯網的概念與內涵 1
1.1.2 物聯網的本質特徵 2
1.1.3 物聯網應用特點 4
1.1.4 物聯網應用分類 5
1.1.5 物聯網應用服務類型 6
1.1.6 物聯網應用模式 6
1.2 國外主要領域物聯網發展概況 10
1.2.1 國外智能交通領域物聯網發展 10
1.2.2 國外智能電網領域物聯網發展 11
1.2.3 國外雲計算產業物聯網發展 13
1.2.4 國外網絡融合物聯網發展 13
1.3 我國主要領域物聯網發展概況 14
1.3.1 智能物流 14
1.3.2 智能電網 16
1.3.3 智能交通 17
1.3.4 精准農業 18
1.3.5 環境監測 19
1.3.6 智能家居 21
1.3.7 智慧醫療 21
1.4 物聯網產業發展與產業結構 22
1.4.1 物聯網產業發展模式 22
1.4.2 物聯網的產業鏈與產業結構 25
1.4.3 國外物聯網產業鏈發展 27
1.4.4 我國物聯網產業市場 28
1.4.5 我國物聯網的優先發展領域 30
1.4.6 我國物聯網產業發展 31
討論與思考題 35
第2章 物聯網原理與體系結構 36
2.1 物聯網的結構組成與工作原理 36
2.1.1 物聯網硬件平臺構成 36
2.1.2 物聯網軟件平臺構成 37
2.1.3 物聯網工作原理 39
2.2 物聯網體系結構 41
2.2.1 物聯網自主體系結構 41
2.2.2 物聯網EPC體系結構 42
2.2.3 物聯網UID技術體系結構 43
2.2.4 物聯網體系結構特點與構建原則 44
2.2.5 物聯網體系結構層次分析 45
2.2.6 物聯網結點類型以及它們之間的連接 49
討論與思考題 51
第3章 物聯網核心技術 52
3.1 物聯網感知層技術 52
3.1.1 物聯網感知技術 52
3.1.2 RFID技術 56
3.1.3 編碼技術 65
3.1.4 標識技術 67
3.1.5 解析技術 70
3.1.6 信息服務 75
3.2 物聯網網絡層技術 78
3.2.1 WSN技術 78
3.2.2 4G/5G技術 87
3.2.3 UWB技術 93
3.2.4 ZigBee技術 96
3.2.5 IPv6技術 102
3.2.6 M2M技術 105
3.3 物聯網應用層技術 107
3.3.1 中間件技術 107
3.3.2 智能技術 111
3.3.3 雲計算技術 112
3.4 物聯網安全技術 117
3.4.1 物聯網安全問題 117
3.4.2 物聯網安全體系與層次模型 118
3.4.3 感知層安全 118
3.4.4 網絡層安全 119
3.4.5 應用層安全 120
3.4.6 物聯網安全的非技術因素 122
討論與思考題 122
第4章 物聯網系統管理 123
4.1 物聯網業務管理模式 123
4.1.1 物聯網集中式管理架構 123
4.1.2 國家物聯網管理中心 125
4.1.3 行業物聯網管理中心和專用物聯網管理中心 126
4.1.4 大區分布式物聯網管理 128
4.1.5 本地物聯網管理中心 131
4.1.6 物聯網底層管理系統 131
4.2 物聯網網絡管理 131
4.2.1 物聯網前端RFID網絡管理 131
4.2.2 物聯網後臺網絡管理 134
4.2.3 物聯網網絡管理內容 140
4.2.4 物聯網網絡管理模型 141
4.2.5 物聯網網絡管理協議 143
4.3 物聯網安全管理 144
4.3.1 物聯網安全概述 145
4.3.2 物聯網安全特點 145
4.3.3 物聯網安全架構 146
4.3.4 物聯網安全模型 147
4.3.5 物聯網安全管理關鍵技術 148
討論與思考題 155
第5章 智能物流應用與解決方案 156
5.1 物聯網在物流領域中應用 156
5.1.1 概述 156
5.1.2 基於物聯網的物流信息增值服務 157
5.1.3 基於RFID電子標簽的物聯網物流管理系統 159
5.2 RFID在製造業物流系統中的應用 161
5.2.1 概述 161
5.2.2 RFID-MTS的基本功能與主要內容 161
5.2.3 RFID-MTS的基本特點與環境要求 162
5.2.4 RFID-MTS實施效益分析 163
5.3 物聯網在煤炭運輸物流系統中的應用 164
5.3.1 系統硬件組成與工作原理 164
5.2.2 系統應用與系統功能 165
5.2.3 系統特點與要點說明 166
5.4 RFID技術在圖書館領域中的應用 166
5.4.1 概述 166
5.4.2 RFID圖書館系統組成與工作流程 168
5.4.3 RFID圖書館的基本功能 169
5.4.4 RFID圖書館面臨的挑戰與問題 172
5.4.5 智能圖書館的未來展望 174
5.5 物聯網在供應鏈物流管理中的應用 174
5.5.1 供應鏈環節分析 174
5.5.2 供應鏈管理系統設計 177
5.5.3 供應鏈中的入庫管理 179
5.6 基於物聯網技術的集裝箱綜合應用管理系統 181
5.6.1 概述 181
5.6.2 系統組成和工作原理 182
5.6.3 PDA終端系統 183
5.6.4 智能化信息處理系統 183
5.6.5 雙指數綜合優化 184
5.7 RFID在監獄管理中的應用 185
5.7.1 概述 185
5.7.2 RFID監獄管理系統的設計 186
5.8 交通物流GIS應用管理 187
5.8.1 GIS數據處理 187
5.8.2 車輛軌跡分析 188
5.8.3 歷史數據統計分析 189
5.8.4 動態路徑規劃 189
5.9 物聯網在智慧物流領域應用的發展趨勢 190
討論與思考題 191
第6章 智能電網應用與解決方案 192
6.1 概述 192
6.1.1 智能電網 192
6.1.2 物聯網與智能電網的關係 193
6.1.3 我國智能電網的建設 195
6.2 物聯網在智能電網中的應用 197
6.2.1 發電環節監控 197
6.2.2 輸配電環節巡檢 198
6.2.3 電力系統管理 199
6.2.4 AMI互動 200
6.2.5 智能用電 201
6.2.6 電動汽車管理 203
6.2.7 智能調度 203
6.3 物聯網在智能電網輸變電設備管理中的應用 204
6.3.1 面向智能電網的物聯網體系結構 204
6.3.2 輸變電設備狀態監測 205
6.3.3 輸變電設備全壽命週期管理 209
6.3.4 物聯網在輸變電設備管理中應用前景 209
6.4 面向智能電網的物聯網信息聚合 210
6.4.1 面向智能電網應用的物聯網架構 210
6.4.2 面向智能電網的物聯網信息聚合技術 211
6.4.3 智能電網系統中的信息聚合解決方案 214
6.5 智能變電站運行輔助管理系統解決方案 216
6.5.1 概述 217
6.5.2 智能變電站系統總體架構 217
6.5.3 變電站智能運行輔助管理系統 217
6.6 基於BNSS的配電網智能化建設解決方案 220
6.6.1 概述 220
6.6.2 系統實施方案 221
討論與思考題 225
第7章 智能交通應用與解決方案 226
7.1 物聯網在ITS中的應用 226
7.1.1 概述 226
7.1.2 物聯網與智能交通的關係 227
7.1.3 智能交通在物聯網時代的應用前景 227
7.2 物聯網環境下的智能交通體系框架 230
7.2.1 面向智能交通的物聯網整體架構 230
7.2.2 基於物聯網架構的智能交通體系框架 230
7.2.3 交通信號實時採集系統 232
7.2.4 交通誘導系統 233
7.2.5 交通大數據平臺 234
7.3 物聯網環境下的交通控制系統 241
7.3.1 交通信號控制系統 241
7.3.2 物聯網交通控制系統的結構框架和層次結構 242
7.3.3 城市智能交通控制系統 244
7.3.4 基於RFID的交通流量檢測技術 245
7.3.5 基於嵌入式技術的信號控制器 245
7.3.6 交通信號的模糊控制 246
7.4 物聯網環境下的交通應急策略 247
7.5 公交車輛智能調度系統 248
7.5.1 系統總體框架 248
7.5.2 系統基本構成 248
7.5.3 技術路線與實現功能 249
7.5.4 調度機理與信息流程 251
7.5.5 系統邏輯結構與物理結構 252
7.5.6 公交車輛動態調度 252
7.6 車聯網 257
7.6.1 車聯網的概念 257
7.6.2 車聯網與物聯網的關係 257
7.6.3 車聯網系統框架和平臺功能結構 258
7.6.4 車聯網平臺的實現 260
討論與思考題 261
第8章 農業物聯網應用與解決方案 262
8.1 農業物聯網概述 262
8.1.1 農業物聯網的概念 262
8.1.2 農業物聯網的作用 263
8.1.3 農業物聯網應用領域 264
8.2 農業物聯網體系結構 266
8.2.1 農業物聯網體系結構研究現狀 266
8.2.2 農業物聯網體系結構的建立原則 266
8.2.3 農業物聯網體系結構層次劃分 267
8.3 農業物聯網平臺功能 271
8.3.1 平臺門戶 271
8.3.2 平臺應用功能 272
8.3.3 平臺基礎業務功能 274
8.4 農業物聯網應用 274
8.4.1 農業監測與監控 274
8.4.2 農產品溯源管理 277
8.4.3 農業物聯網管理系統 278
8.4.4 農業物聯網典型案例 281
8.4.5 我國農業物聯網發展面臨的問題及解決措施 285
討論與思考題 286
第9章 物聯網與智慧生活 287
9.1 物聯網與智能家居 287
9.1.1 物聯網智能家居體系框架 287
9.1.2 物聯網智能家居的感知層 289
9.1.3 物聯網智能家居的網絡層 290
9.1.4 物聯網智能家居的應用層 291
9.1.5 物聯網智能家居安防系統應用案例 295
9.2 物聯網與共享單車 297
9.2.1 共享單車的物聯網架構 297
9.2.2 共享單車的感知層 298
9.2.3 共享單車的網絡接入層 300
9.2.4 共享單車的雲端應用層 301
9.3 物聯網與無人超市 302
9.3.1 無人超市興起的背景 303
9.3.2 無人超市的運作原理 303
9.3.3 無人超市的應用與發展 304
9.3.4 無人超市對傳統零售業的影響 306
9.3.5 無人超市實現方案 306
9.4 物聯網與智慧醫療 308
9.4.1 智慧醫療概述 308
9.4.2 我國智慧醫療發展現狀 309
9.4.3 智慧醫療體系架構與業務形式 311
9.4.4 社區智慧醫療系統解決方案 314
討論與思考題 317
附錄A 縮略語 318
參考文獻 324