物联网技术是新一代信息技术的重要组成部分，处于信息化时代的重要发展阶段物联网最初在 1999 年提出,是通过射频识别(RFID)、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器、气体感应器等信息传感设备,按约定的协议,把各种物品与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。顾名思义,物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思:其一,物联网的核心和基础仍然是互联网,是在互联网基础上的延伸和扩展的网络;其二,其用户端延伸和扩展到了各种物品与物品之间,进行信息交换和通信,也就是物物相息。物联网通过智能感知、识别技术与泛在计算等通信感知技术,广泛应用于网络的融合中,因此被称为继计算机、互联网之后的世界信息产业发展的第三次浪潮。

　　国家自 2009年提出物联网发展战略以来,物联网技术在工业监控、城市管理、智能家居、智能交通等多个领域逐渐发展壮大起来,物联网(IoT)无疑成为创新驱动数字化转型的重要产业群,成为继通信网之后的下一个万亿元级市场,物联网时代已经到来。为了提高物联网及其相关专业师生的专业技术水平、教学实践能力、创新业务水平推动高等院校物联网专业课程建设,促进物联网人才的培养,夯实物联网专业实用型人才的储备,我们编写了本书。书中所选内容可用于学校教学、综合实验、创新科研、课题设计、综合技能培训等领域,配合丰富生动的案例讲解,将理论与实际相结合,注重强化学员的实际操作能力,力求将物联网的最新实训内容带入课堂,使参训教师在最短的时间内掌握物联网专业教学基本知识,提高实践指导能力,未来可以学有所需、学有所用,培养出适合产业发展需求的应用型人才。

　　本教材主要内容包括：模块1 物联网的前世今生；模块2 物联网的相关概念和体系架构；模块3 感知技术；模块4 通信技术；模块5 物联网中间件；模块6 应用技术；模块7 信息安全基础；模块8 物联网信息安全体系；模块9 物联网感知层数据完整性与保密性；模块10 物联网典型应用。

模块1 物联网的前世今生 ……………………………………………………………………… 1

　　能力目标……………………………………………………………………………………… 1

　　知识目标……………………………………………………………………………………… 1

　　素质目标……………………………………………………………………………………… 1

　　单元1 物联网的起源 ……………………………………………………………………… 1

　　单元2 物联网的发展史 …………………………………………………………………… 4

　　模块小结……………………………………………………………………………………… 5

　　巩固练习……………………………………………………………………………………… 5

模块2 物联网的相关概念和体系架构 ………………………………………………………… 6

　　能力目标……………………………………………………………………………………… 6

　　知识目标……………………………………………………………………………………… 6

　　素质目标……………………………………………………………………………………… 6

　　单元1 物联网与互联网 …………………………………………………………………… 6

　　单元2 物联网与传感网、泛在网的关系 ………………………………………………… 9

　　单元3 物联网的体系架构 ……………………………………………………………… 11

　　单元4 物联网“云-管-端”体系架构 ……………………………………………………… 15

　　模块小结 …………………………………………………………………………………… 16

　　巩固练习 …………………………………………………………………………………… 17

模块3 感知技术 ……………………………………………………………………………… 18

　　能力目标 …………………………………………………………………………………… 18

　　知识目标 …………………………………………………………………………………… 18

　　素质目标 …………………………………………………………………………………… 18

　　单元1 单片机与嵌入式 ………………………………………………………………… 18

　　单元2 传感器技术 ……………………………………………………………………… 27

　　单元3 电子识别技术 …………………………………………………………………… 50

　　单元4 定位技术 ………………………………………………………………………… 57

　　模块小结 …………………………………………………………………………………… 73

　　巩固练习 …………………………………………………………………………………… 73

模块4 通信技术 ……………………………………………………………………………… 74

　　能力目标 …………………………………………………………………………………… 74

　　知识目标 …………………………………………………………………………………… 74

　　素质目标 …………………………………………………………………………………… 74

　　单元1 通信网络基础 …………………………………………………………………… 74

　　单元2 有线通信技术 …………………………………………………………………… 77

　　单元3 移动通信 ………………………………………………………………………… 86

　　单元4 北斗通信技术 …………………………………………………………………… 92

　　单元5 蓝 牙 …………………………………………………………………………… 96

　　单元6 无线传感器网络 ………………………………………………………………… 103

　　单元7 Wi-Fi …………………………………………………………………………… 105

　　模块小结…………………………………………………………………………………… 111

　　巩固练习…………………………………………………………………………………… 111

模块5 物联网中间件 ………………………………………………………………………… 112

　　能力目标…………………………………………………………………………………… 112

　　知识目标…………………………………………………………………………………… 112

　　素质目标…………………………………………………………………………………… 112

　　单元1 物联网中间件概述 ……………………………………………………………… 112

　　单元2 物联网中间件的发展历程 ……………………………………………………… 118

　　单元3 中间件结构 ……………………………………………………………………… 121

　　单元4 中间件标准和中间件 …………………………………………………………… 125

　　模块小结…………………………………………………………………………………… 133

　　巩固练习…………………………………………………………………………………… 133

模块6 物联网应用技术 ……………………………………………………………………… 134

　　能力目标…………………………………………………………………………………… 134

　　知识目标…………………………………………………………………………………… 134

　　素质目标…………………………………………………………………………………… 134

　　单元1 物联网社会分工 ………………………………………………………………… 134

　　单元2 物联网与云计算 ………………………………………………………………… 137

　　单元3 物联网与大数据 ………………………………………………………………… 140

　　单元4 人工智能 ………………………………………………………………………… 149

　　单元5 M2M 通信 ……………………………………………………………………… 152

　　模块小结…………………………………………………………………………………… 159

　　巩固练习…………………………………………………………………………………… 159

模块7 信息安全基础 ………………………………………………………………………… 160

　　能力目标…………………………………………………………………………………… 160

　　知识目标…………………………………………………………………………………… 160

　　素质目标…………………………………………………………………………………… 160

　　单元1 信息安全概述 …………………………………………………………………… 160

　　单元2 信息安全基本属性 ……………………………………………………………… 162

　　单元3 信息安全主要威胁 ……………………………………………………………… 163

　　单元4 信息安全技术手段 ……………………………………………………………… 165

　　模块小结…………………………………………………………………………………… 168

　　巩固练习…………………………………………………………………………………… 168

模块8 物联网信息安全体系 ………………………………………………………………… 171

　　能力目标…………………………………………………………………………………… 171

　　知识目标…………………………………………………………………………………… 171

　　素质目标…………………………………………………………………………………… 171

　　单元1 物联网安全层次模型与体系结构 ……………………………………………… 171

　　单元2 物联网感知层的安全 …………………………………………………………… 172

　　单元3 物联网网络层的安全 …………………………………………………………… 175

　　单元4 物联网应用层的安全 …………………………………………………………… 177

　　模块小结…………………………………………………………………………………… 179

　　巩固练习…………………………………………………………………………………… 179

模块9 物联网感知层数据完整性与保密性 ………………………………………………… 181

　　能力目标…………………………………………………………………………………… 181

　　知识目标…………………………………………………………………………………… 181

　　素质目标…………………………………………………………………………………… 181

　　单元1 数据的完整性 …………………………………………………………………… 182

　　单元2 数据的保密性 …………………………………………………………………… 187

　　模块小结…………………………………………………………………………………… 191

　　巩固练习…………………………………………………………………………………… 191

模块10 物联网典型应用 …………………………………………………………………… 192

　　能力目标…………………………………………………………………………………… 192

　　知识目标…………………………………………………………………………………… 192

　　素质目标…………………………………………………………………………………… 192

　　单元1 智能冷链物流 …………………………………………………………………… 192

　　单元2 智能交通系统 …………………………………………………………………… 194

　　单元3 智能电网 ………………………………………………………………………… 198

　　单元4 智能医疗 ………………………………………………………………………… 200

　　单元5 智能环保 ………………………………………………………………………… 202

　　单元6 智能家居 ………………………………………………………………………… 204

　　模块小结…………………………………………………………………………………… 206

　　巩固练习…………………………………………………………………………………… 206