韩毅刚，南开大学副教授。1989年7月留校工作至今，已主讲过11门课程，目前主讲“物联网技术”“计算机网络基础”和“电信网与交换技术”3门本科生课程，主讲“高性能通信网络技术”1门研究生课程。目前为止已出版教材和专著11部，翻译出版书籍7部。

前言
教学建议
第1章 物联网体系结构1
1.1 物联网的发展背景1
1.2 物联网的概念2
1.2.1 物联网的定义2
1.2.2 物联网与各种网络之间的关系4
1.3 物联网的体系结构7
1.3.1 物联网三层模型7
1.3.2 ITU-T参考模型8
1.3.3 物联网的域模型9
1.4 物联网各层功能及其相关技术9
1.4.1 感知层10
1.4.2 传输层11
1.4.3 处理层13
1.4.4 应用层14
1.5 物联网的关键技术15
1.5.1 自动识别技术17
1.5.2 传感技术17
1.5.3 网络技术18
1.5.4 数据处理技术19
1.6 物联网的发展趋势和组网结构20
习题21
第2章 物品信息编码22
2.1 物品的分类与编码22
2.1.1 物品分类22
2.1.2 物品代码23
2.1.3 物品编码的载体23
2.2 条码编码体系24
2.2.1 EAN.UCC编码体系24
2.2.2 全球数据同步网络25
2.3 产品电子代码EPC26
2.3.1 EPC的产生与发展27
2.3.2 EPC编码结构27
2.3.3 EPC编码转换28
2.3.4 EPC系统的组成29
2.4 EPC业务办理与EPCIS系统开发30
2.4.1 业务办理流程30
2.4.2 EPCIS系统的开发实例32
习题33
第3章 自动识别技术34
3.1 自动识别技术概述34
3.1.1 自动识别技术的分类34
3.1.2 自动识别系统的构成35
3.2 条码识别36
3.2.1 条码的构成和种类36
3.2.2 条码阅读器37
3.3 二维码识别38
3.3.1 二维码的特点和分类38
3.3.2 二维码的符号结构39
3.3.3 二维码的编码过程40
3.4 RFID40
3.4.1 RFID的分类41
3.4.2 RFID系统的构成42
3.4.3 电子标签的结构44
3.4.4 读写器的结构45
3.4.5 RFID系统的能量传输47
3.4.6 RFID系统的数据传输48
3.4.7 RFID系统的防碰撞机制50
3.5 NFC50
3.5.1 NFC的技术特点51
3.5.2 NFC系统工作原理51
3.6 其他自动识别技术53
3.6.1 卡识别53
3.6.2 语音识别54
3.6.3 光学字符识别57
3.6.4 生物识别58
3.7 自动识别应用系统的开发60
3.7.1 二维码识别系统的开发60
3.7.2 RFID应用系统的开发61
3.7.3 声纹识别系统的开发63
习题64
第4章 嵌入式系统65
4.1 嵌入式系统的概念和发展65
4.1.1 嵌入式系统的定义65
4.1.2 嵌入式系统的特点65
4.1.3 嵌入式系统的发展阶段66
4.1.4 物联网中的嵌入式系统66
4.1.5 嵌入式系统的发展趋势68
4.2 嵌入式系统的结构68
4.2.1 硬件层68
4.2.2 硬件抽象层73
4.2.3 系统软件层74
4.2.4 应用软件层74
4.3 嵌入式处理器的分类75
4.3.1 嵌入式微控制器75
4.3.2 嵌入式数字信号处理器75
4.3.3 嵌入式微处理单元MPU75
4.3.4 片上系统SoC76
4.4 嵌入式操作系统77
4.4.1 μC/OS-Ⅱ77
4.4.2 TRON78
4.4.3 嵌入式Linux78
4.4.4 iOS78
4.4.5 Android79
4.5 嵌入式系统的开发80
4.5.1 单片机平台上的嵌入式系统应用开发80
4.5.2 智能终端上的嵌入式系统应用开发82
习题84
第5章 通信技术85
5.1 信号处理85
5.1.1 信号处理的概念85
5.1.2 数字信号处理86
5.1.3 数字信号处理应用实例88
5.2 信号传输89
5.2.1 通信方式90
5.2.2 信源编码90
5.2.3 信道编码91
5.2.4 信号编码92
5.2.5 信号调制93
5.2.6 多路复用93
5.3 无线通信94
5.3.1 无线传输系统94
5.3.2 无线通信的频段与传播方式95
5.3.3 无线传输的特征96
5.4 光通信97
5.4.1 光纤通信97
5.4.2 无线激光通信100
5.4.3 可见光通信102
5.5 新型通信技术103
5.5.1 量子通信103
5.5.2 深空通信105
5.5.3 绿色通信106
习题107
第6章 传感器109
6.1 传感器的基本概念109
6.1.1 传感器的定义109
6.1.2 传感器的构成109
6.1.3 传感器的特性110
6.2 传感器的种类112
6.2.1 阻抗型传感器112
6.2.2 电压型传感器114
6.2.3 磁敏型传感器115
6.3 传感器的应用116
6.3.1 光纤传感器116
6.3.2 湿敏传感器117
6.3.3 气体传感器117
6.3.4 生物传感器118
6.4 新型传感器119
6.4.1 多功能传感器119
6.4.2 MEMS传感器120
6.4.3 纳米传感器121
6.4.4 智能传感器121
习题123
第7章 传感器网络124
7.1 有线传感器网络124
7.1.1 现场总线124
7.1.2 CAN总线124
7.1.3 M-Bus总线125
7.2 无线传感器网络概述126
7.2.1 无线传感器网络的组成126
7.2.2 无线传感器网络的体系结构127
7.2.3 无线传感器网络面临的挑战和发展趋势128
7.3 无线传感器网络的通信协议129
7.3.1 MAC协议129
7.3.2 路由协议132
7.3.3 传输协议135
7.4 无线传感器网络的组网技术135
7.4.1 ZigBee136
7.4.2 Z-WAVE139
7.4.3 EnOcean141
7.4.4 Thread143
7.5 无线传感器网络的核心支撑技术146
7.5.1 拓扑控制146
7.5.2 时间同步147
7.5.3 数据融合148
7.6 无线传感器网络的应用开发150
7.6.1 无线传感器网络的硬件开发150
7.6.2 无线传感器网络操作系统的移植151
7.6.3 无线传感器网络的软件开发152
习题153
第8章 互联网154
8.1 互联网体系结构154
8.1.1 TCP/IP协议模型154
8.1.2 数据传输的封装关系155
8.2 IP155
8.2.1 IPv4156
8.2.2 IPv6157
8.2.3 ICMP158
8.2.4 路由选择协议159
8.3 互联网传输层协议160
8.3.1 UDP160
8.3.2 TCP161
8.4 互联网应用层协议162
8.4.1 域名系统162
8.4.2 HTTP163
8.4.3 CoAP164
8.4.4 SIP165
8.4.5 SDP166
8.5 移动互联网166
8.5.1 移动互联网的组成167
8.5.2 移动互联网的体系结构167
8.5.3 移动互联网的服务质量168
8.5.4 移动IP技术169
8.6 互联网的发展与应用开发170
8.6.1 多屏互动170
8.6.2 Web的发展趋势172
8.6.3 “互联网+”及其应用开发172
习题175
第9章 物联网的接入和承载176
9.1 有线接入技术177
9.1.1 以太网接入177
9.1.2 铜线接入178
9.1.3 光纤接入178
9.1.4 HFC接入179
9.1.5 电力线接入179
9.2 短距离无线IP接入技术180
9.2.1 Wi-Fi180
9.2.2 蓝牙181
9.2.3 UWB182
9.3 基于移动通信网的接入技术182
9.3.1 移动通信网的组成结构183
9.3.2 第二代移动通信网络（2G）183
9.3.3 第三代移动通信网络（3G）184
9.3.4 第四代移动通信网络（4G）184
9.3.5 第五代移动通信网络（5G）185
9.4 核心通信网络190
9.4.1 核心传输网络190
9.4.2 核心交换网络191
9.5 物联网数据传输的设计开发192
9.5.1 互联网接入协议192
9.5.2 传感器网络的网关设计193
9.5.3 蓝牙模块与计算机之间的通信程序开发195
9.5.4 基于GSM模块的通信程序开发196
习题198
第10章 物联网的数据处理199
10.1 数据中心199
10.1.1 数据中心的组成199
10.1.2 数据中心的分类与分级199
10.1.3 数据中心的建设200
10.2 大数据与物联网202
10.2.1 大数据的概念202
10.2.2 物联网与大数据的关系202
10.2.3 物联网大数据的特点203
10.2.4 大数据的分析与处理203
10.3 数据库系统204
10.3.1 数据库的类型204
10.3.2 数据库的操作205
10.3.3 数据库与物联网205
10.4 数据挖掘206
10.4.1 数据挖掘的过程206
10.4.2 数据挖掘的方法207
10.4.3 物联网中的数据挖掘208
10.5 搜索引擎208
10.5.1 搜索引擎的分类208
10.5.2 搜索引擎的组成和工作原理209
10.5.3 面向物联网的搜索引擎210
10.6 海量数据存储211
10.6.1 磁盘阵列211
10.6.2 网络存储212
10.6.3 云存储213
10.7 云计算214
10.7.1 云计算的概念214
10.7.2 云计算的体系结构215
10.7.3 云计算系统实例216
10.7.4 云计算系统的开发218
10.8 普适计算221
10.8.1 普适计算技术的特征221
10.8.2 普适计算的系统组成222
10.8.3 普适计算的体系结构223
10.8.4 普适计算的关键技术223
10.9 数据呈现224
10.9.1 实时推送技术224
10.9.2 数据可视化226
10.9.3 HTML 5227
10.9.4 数据呈现开发实例228
习题230
第11章 物联网的安全与管理231
11.1 物联网的安全架构231
11.2 物联网的安全威胁与需求232
11.2.1 感知层的安全232
11.2.2 传输层的安全233
11.2.3 处理层的安全234
11.2.4 应用层的安全234
11.3 物联网安全的关键技术235
11.3.1 密钥管理技术235
11.3.2 虚拟专用网技术237
11.3.3 认证技术238
11.3.4 访问控制技术238
11.3.5 入侵检测技术239
11.3.6 容侵容错技术240
11.3.7 隐私保护技术240
11.4 物联网的管理241
11.4.1 物联网的自组织网络管理242
11.4.2 物联网的分布式网络管理模型243
11.4.3 物联网的网络管理方案244
11.5 物联网安全管理系统的设计245
11.5.1 SOA架构246
11.5.2 安全管理平台的组成248
习题249
第12章 定位技术251
12.1 定位技术概述251
12.1.1 定位的性能指标251
12.1.2 定位技术的分类252
12.1.3 定位技术在物联网中的发展252
12.2 基于卫星的定位技术253
12.2.1 全球定位系统（GPS）253
12.2.2 其他定位导航系统254
12.3 基于网络的定位技术255
12.3.1 基于移动通信网络的定位255
12.3.2 基于无线局域网的定位257
12.3.3 其他基于短距离无线通信网络的定位258
12.4 基于位置的服务260
12.4.1 LBS系统的组成260
12.4.2 LBS的体系结构261
12.4.3 LBS的核心技术261
12.4.4 LBS的漫游和异地定位262
12.4.5 LBS的计算模式263
12.4.6 位置服务与移动互联网264
12.4.7 位置服务与增强现实技术（AR）264
12.5 室内定位应用开发267
12.5.1 基于Wi-Fi位置指纹的室内定位系统设计267
12.5.2 位置指纹数据的采集和存储268
12.5.3 在线实时定位269
习题270
第13章 物联网应用271
13.1 智能电网271
13.1.1 智能电网的特点271
13.1.2 智能电网的功能框架272
13.1.3 智能电网的组成273
13.1.4 智能电网的关键技术274
13.2 智能交通275
13.2.1 智能交通的体系结构275
13.2.2 车联网276
13.2.3 自动驾驶277
13.3 智能物流278
13.3.1 智能物流的相关技术279
13.3.2 智能物流中的配送系统281
13.4 精细农业283
13.4.1 精细农业的组成283
13.4.2 精细农业的相关技术283
13.4.3 精细农业的应用实例285
13.5 智能环保286
13.5.1 智能环保系统的组成286
13.5.2 智能环保系统实例288
13.6 智能家居288
13.6.1 智能家居的功能288
13.6.2 智能家居的技术需求289
13.6.3 智能家居物联网应用实例292
13.6.4 智能家居平台294
13.7 智慧医疗295
13.7.1 医用传感器295
13.7.2 体域网和身体传感网296
13.7.3 智慧医疗应用实例296
13.8 智慧工厂297
13.8.1 信息物理系统（CPS）297
13.8.2 工业物联网298
13.8.3 工业4.0299
习题300
第14章 物联网标准及发展301
14.1 物联网标准的体系框架301
14.2 物联网标准制定现状302
14.2.1 国际物联网标准制定现状302
14.2.2 我国物联网标准制定现状302
14.3 物联网的重要标准303
14.3.1 感知层标准303
14.3.2 传输层标准306
14.3.3 处理层标准307
14.3.4 应用层标准308
14.3.5 公共类技术标准309
14.4 物联网部分标准简介311
14.4.1 物品编码标准EPCglobal Gen2311
14.4.2 射频识别标准ISO/IEC 14443和ISO/IEC 15693312
14.4.3 智能传感器标准IEEE 1451312
14.4.4 无线传感器网络标准IEEE 802.15.4313
14.4.5 无线嵌入式互联网标准IETF RFC 4944314
14.4.6 移动网络标准ITU-T G.1028317
14.4.7 网络存储标准IETF RFC 3720317
14.4.8 传感网安全标准GB/T 30269.601—2016318
14.4.9 应用管理标准ISO/IEC 24791319
14.4.10 智能电网标准IEC 61850320
14.5 物联网标准展望321
习题321
参考文献323