| 作者 |
| 刘美丽 陶翠霞 王见 赵帅 曾鸣 孙昊 边栋 徐胜朋 曾凡太 孙昊 王洋 赵帅 杜秀芳 |
| 丛书名 |
| 物联网工程实战丛书 |
| 出版社 |
| 机械工业出版社 |
| ISBN |
| 9782109241753 |
| 简要 |
| 简介 |
| 内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------8071558 - 物联网之智：智能硬件开发与智慧城市建设--------------------------- 本书为“物联网工程实战丛书”的第6卷。书中从物联网工程的实际需求出发，阐述了物联网智能硬件开发及智慧城市建设的相关知识和理念，告诉读者物联网的发展方向和实际应用。本书共9章，第1章为智能硬件概述；第2章介绍了智能硬件的理论基础；第3章介绍了智能硬件开发之物联网网关的设计；第4章介绍了智能硬件开发之医疗设备研发；第5章介绍了智能硬件开发之机器人研发；第6章介绍了智慧校园的相关知识；第7章介绍了智慧工厂的相关内容；第8章介绍了智慧农业的相关内容；第9章介绍了智慧城市建设的相关内容。本书适合作为高等院校物联网工程、通信工程、网络工程、电子信息工程、微电子和集成电路等相关专业的教材，也适物联网协议的研究者和物联网操作系统的研发人员阅读。另外，本书还适合作为智慧城市建设等政府管理部门相关人员的参考读物。 ---------------------------7551707 - 物联网之云：云平台搭建与大数据处理--------------------------- 本书共10章。第1章介绍了物联网数据分析中的一些数学基础、概率论和数理统计方法，以及分布式计算、网格计算和云计算方法，及其在物联网中的应用；第2章给出了云计算的概念和原理，并针对云计算的一些技术和体系架构做了详细介绍；第3、4章阐述了云计算平台的建设，重点阐述了PaaS平台的搭建流程及其针对智慧城市和垂直行业的云平台搭建实战；第5、6章阐述了大数据概念及大数据处理的常见数学方法；第7章阐述了物联网云计算安全问题；第8章阐述了应对物联网安全而产生的私有云平台搭建方法；第9章阐述了应对云计算信息延迟和网络堵塞而产生的雾计算方法和产业发展展望；第10章总结了物联网云计算发展的现状，展望了云计算的发展趋势。 ---------------------------8054354 - 物联网之芯：传感器件与通信芯片设计--------------------------- 本书为“物联网工程实战丛书”第2卷。书中从物联网工程的实际需求出发，阐述了传感器件与通信芯片的设计理念，从设计源头告诉读者我要设计什么样的芯片。集成电路设计是一门专业的技术，其设计方法和流程有专门著作介绍，不在本书讲述范围之内。 本书适合作为高等院校物联网工程、通信工程、网络工程、电子信息工程、微电子和集成电路等相关专业的教材，也适合传感器和芯片研发人员阅读，另外也适合作为智慧城市建设等政府管理部门相关人员的参考读物。 . ---------------------------8071485 - 物联网之雾：基于雾计算的智能硬件快速反应与安全控制--------------------------- 本书为“物联网工程实战丛书”的第6卷。书中从物联网工程的实际需求出发，阐述了雾计算的相关背景知识和基础理论知识，并对雾计算在物联网中的应用做了介绍和展望，这对填补国内这一领域的空白有积极作用。 本书共7章。第1章介绍了雾计算、边缘计算的简单概念；第2章介绍了雾计算架构的IEEE参考标准；第3章介绍了雾计算在物联网中的应用案例；第4章介绍了边缘计算的概念；第5章介绍了物联网边缘计算产品设计案例；第6章介绍了区块链与物联网结合的可能性；第7章介绍了物联网工程实战案例，涉及参数采集、云计算服务、雾计算服务、自组网编程、执行器控制等。本书中的案例由作者独立实验并提供。 本书适合作为高等院校物联网工程、通信工程、网络工程、电子信息工程、微电子和集成电路等相关专业的教材，也适合物联网领域的雾计算与边缘计算等研发人员阅读。另外，本书还适合作为智慧城市建设等政府管理部门相关人员的参考读物。 ---------------------------8060491 - 物联网之魂：物联网协议与物联网操作系统--------------------------- 本书系统地介绍了物联网协议和物联网操作系统的相关内容。第1章阐述了与物联网联系比较紧密的几种网络通信协议；第2章阐述了路由器交换机的原理及其开发要点；第3章对移动互联网Wi-Fi做了详细解析；第4章介绍了操作系统的一般概念；第5章介绍了几种应用于资源受限设备的物联网操作系统；第6章介绍了几种嵌入式实时操作系统；第7章剖析了一种轻量级实时物联网操作系统zephyr，给出较详细的应用开发指导；第8章阐述了比较流行的Ubunto操作系统；第9章详尽地讲解了路由器操作系统的开发流程，为物联网网关、智能路由器及边缘计算服务器的研发打下基础；第10章给出了嵌入式系统底层驱动软件的开发指导。本书适合从事物联网开发的工程技术人员及物联网专业的师生阅读。 |
| 目录 |
| [套装书具体书目] 7551707 - 物联网之云：云平台搭建与大数据处理 - 9787111591634 - 机械工业出版社 - 定价 49 8054354 - 物联网之芯：传感器件与通信芯片设计 - 9787111613244 - 机械工业出版社 - 定价 99 8060491 - 物联网之魂：物联网协议与物联网操作系统 - 9787111629313 - 机械工业出版社 - 定价 119 8071485 - 物联网之雾：基于雾计算的智能硬件快速反应与安全控制 - 9787111660552 - 机械工业出版社 - 定价 69 8071558 - 物联网之智：智能硬件开发与智慧城市建设 - 9787111661344 - 机械工业出版社 - 定价 119 ---------------------------8071558 - 物联网之智：智能硬件开发与智慧城市建设--------------------------- 丛书序 序言 第1章 智能硬件概述 1 1.1 智能硬件定义 1 1.2 物联网的市场空间 3 1.3 智能硬件创业机遇与挑战并存 4 1.4 智能硬件发展趋势 6 1.4.1 智能硬件产品问题分析 7 1.4.2 智能硬件行业分析 9 1.4.3 智能硬件的未来 13 1.5 智能硬件创业策略 14 1.5.1 寻找客户痛点 14 1.5.2 智能硬件研发选择 15 1.6 本章小结 16 1.7 本章习题 16 第2章 智能硬件理论基础 17 2.1 人工智能起源 17 2.2 人工智能发展 18 2.2.1 人工智能发展趋势 18 2.2.2 我国人工智能发展 20 2.3 大数据智能理论 23 2.4 跨媒体感知计算理论 24 2.5 混合增强智能理论 26 2.6 群体智能理论 29 2.7 自主协同控制与优化决策理论 33 2.8 高级机器学习理论 37 2.8.1 高级机器学习介绍 37 2.8.2 机器学习的研究范畴 38 2.8.3 机器学习的一些常见算法 39 2.8.4 物联网、人工智能与机器学习 42 2.9 类脑智能计算理论 45 2.9.1 类脑计划 48 2.9.2 类脑科学 49 2.9.3 类脑计算 50 2.9.4 类脑智能 51 2.9.5 类脑智能发展方向 53 2.10 量子计算与人工智能 55 2.11 人工智能关键共性技术 57 2.11.1 知识计算引擎与知识服务技术 57 2.11.2 跨媒体分析推理技术 59 2.11.3 群体智能关键技术 61 2.11.4 其他人工智能关键技术 62 2.12 人工智能产业 63 2.13 本章小结 65 2.14 本章习题 66 第3章 智能硬件之物联网网关设计 67 3.1 物联网网关概述 67 3.1.1 物联网网关的功能需求 67 3.1.2 智能物联网网关的发展 72 3.2 物联网通信协议 75 3.2.1 HTTP协议 75 3.2.2 CoAP协议 76 3.2.3 MQTT协议（低带宽） 77 3.2.4 DDS协议 77 3.2.5 AMQP协议 78 3.2.6 XMPP协议 78 3.2.7 JMS协议 79 3.3 物联网协议转换 80 3.3.1 协议转换方法 80 3.3.2 硬件设计案例 81 3.3.3 协议转换案例 82 3.4 物联网网关设计 85 3.4.1 设计方法 86 3.4.2 硬件设计 87 3.4.3 软件设计 88 3.4.4 层次结构 89 3.4.5 交互流程 91 3.4.6 系统实现 92 3.5 物联网网关应用 96 3.5.1 应用方向 96 3.5.2 应用实例 97 3.6 物联网网关参考设计 99 3.6.1 家用网关参考设计 99 3.6.2 能源网关参考设计 101 3.6.3 NXP网关参考设计 102 3.6.4 英特尔网关参考设计 103 3.7 本章小结 106 3.8 本章习题 106 第4章 智能硬件之医疗设备研发 107 4.1 概述 107 4.1.1 医疗仪器研发产业链 108 4.1.2 医疗器械智能化趋势 108 4.2 人工智能+医疗 110 4.2.1 人工智能+医疗发展简史 111 4.2.2 人工智能+医疗市场分析 111 4.2.3 人工智能+医疗发展约束 115 4.3 医用传感器 117 4.3.1 医用传感器的特征 117 4.3.2 医用传感器的用途 119 4.3.3 医用传感器的选择 122 4.3.4 医用传感器的研发 125 4.3.5 微型心率传感器 125 4.3.6 PET/CT图像传感器 127 4.3.7 MRI图像传感器 130 4.3.8 B超图像传感器 131 4.3.9 医用传感器发展趋势 132 4.4 智慧医疗 134 4.4.1 智慧医疗简介 134 4.4.2 健康管理 135 4.4.3 康复工程 136 4.4.4 无线监护远程医疗 137 4.5 可穿戴心率监护仪 142 4.5.1 可穿戴心电血压监护仪 142 4.5.2 健康监测智能手表 142 4.5.3 心率电导传感器 143 4.5.4 心率光敏传感器 144 4.5.5 心率测量干扰消除 146 4.5.6 可穿戴设备的功耗约束 148 4.6 健康监测智能手环 149 4.6.1 智能手环的制作 149 4.6.2 如何实现计步 150 4.6.3 硬件电路设计 150 4.6.4 MPU6050驱动设计 153 4.6.5 研发流程 155 4.6.6 客户端软件模块设计 157 4.6.7 手环系统设计 164 4.7 其他智能医疗设备 166 4.8 智能医疗设备发展趋势 168 4.9 本章小结 171 4.10 本章习题 171 第5章 智能硬件之机器人研发 172 5.1 概述 172 5.1.1 机器人系统组成 173 5.1.2 机器人是如何工作的 175 5.1.3 家庭自制机器人 178 5.1.4 人工智能机器人 180 5.1.5 经典机器人基础 181 5.2 智能机器人设计 183 5.2.1 机器人设计原则 183 5.2.2 机器人设计阶段 184 5.2.3 机器人手腕设计 186 5.2.4 机器人设计研究发展 191 5.3 智能机器人技术 192 5.4 智能机器人控制 195 5.4.1 机器人控制概述 196 5.4.2 工业机器人控制技术 197 5.4.3 驱动控制一体化 198 5.5 机器人传感器 203 5.5.1 运动传感器 203 5.5.2 机器人听觉 204 5.5.3 机器人触觉 208 5.5.4 机器人视觉 211 5.6 工业机器人设计 213 5.6.1 工业机器人基础知识 213 5.6.2 工业机器人的控制器 214 5.6.3 工业机器人的伺服系统 214 5.6.4 工业机器人的减速器 214 5.7 家用机器人设计 218 5.8 建筑机器人设计 219 5.8.1 建筑机器人的关键技术 219 5.8.2 建筑机器人产业发展的基本策略 222 5.9 智能机器人 223 5.9.1 智能机器人分类 223 5.9.2 智能机器人关键技术 225 5.9.3 智能机器人发展趋势 227 5.9.4 更具智慧的工业机器人 227 5.10 机器人研究前沿 228 5.10.1 机器人设计方法与共性技术 228 5.10.2 机器人认知与行为控制 229 5.10.3 机器人人机交互与和谐共存 230 5.10.4 机器人及机电一体化系统集成 231 5.11 本章小结 231 5.12 本章习题 231 第6章 智慧校园 232 6.1 概述 232 6.2 智慧校园——智能管理 234 6.3 智慧校园——公共服务 237 6.4 智慧校园——信息安全 239 6.5 智慧校园——智能教学 242 6.5.1 智慧教学环境 243 6.5.2 智慧教学资源 244 6.6 智慧校园——智能实验 245 6.6.1 背景与需求 245 6.6.2 设计目标 246 6.6.3 智慧实验室系统拓扑 247 6.6.4 智慧实验室功能设计 248 6.6.5 智慧实验室硬件部分设计方案 253 6.6.6 智慧实验室云服务 256 6.6.7 智慧实验室系统优点 256 6.7 智慧校园——生态健康 257 6.8 中小学智慧校园解决方案 259 6.8.1 概述 260 6.8.2 中小学智慧校园解决方案整体设计 260 6.8.3 中小学智慧校园系统平台功能 262 6.8.4 移动智慧校园 263 6.8.5 智慧校园门户 264 6.8.6 智慧办公管理 265 6.8.7 智慧资源管理 267 6.8.8 智慧教学活动 268 6.8.9 教师专业发展 268 6.8.10 学生个性发展 269 6.8.11 智慧家校 270 6.8.12 智慧终端 270 6.8.13 智慧管控系统 271 6.9 本章小结 272 6.10 本章习题 272 第7章 智慧工厂 273 7.1 概述 273 7.1.1 智慧工厂的实现技术 273 7.1.2 智慧工厂的特征 275 7.2 智慧工厂结构 276 7.2.1 系统套件 276 7.2.2 雾计算平台 278 7.2.3 边缘计算平台 278 7.2.4 工业网关概述 278 7.3 智慧工厂方案 280 7.3.1 智慧工厂管理 280 7.3.2 系统解决方案 281 7.3.3 智慧工厂产品 283 7.4 智慧工厂管理 285 7.4.1 管理信息化 285 7.4.2 生产管理 287 7.4.3 设备管理 287 7.4.4 物料管理 287 7.5 智慧工厂案例 288 7.5.1 智能工厂案例1——福耀玻璃 288 7.5.2 智慧工厂案例2——华星光电 290 7.5.3 智慧工厂案例3——海尔卫玺 291 7.6 智慧工厂发展趋势 293 7.7 本章小结 295 7.8 本章习题 296 第8章 智慧农业 297 8.1 农业物联网的定义 297 8.2 发展农业物联网的意义 298 8.2.1 发展农业物联网的政策机遇 298 8.2.2 农业物联网加速传统农业的改造升级 298 8.3 农业物联网的体系架构 299 8.3.1 基础感知层 300 8.3.2 信息传输层 300 8.3.3 终端应用层 300 8.4 农业物联网关键技术 300 8.4.1 农业信息感知技术 301 8.4.2 农业信息传输技术 302 8.4.3 农业信息处理技术 302 8.5 农业物联网的应用 303 8.5.1 智能节水灌溉方面 304 8.5.2 设施农业方面 305 8.5.3 大田精细种植方面 306 8.5.4 畜禽养殖方面 306 8.5.5 水产养殖方面 307 8.5.6 农产品质量安全追溯方面 308 8.5.7 病虫害防控方面 308 8.6 农业物联网的发展趋势及前景展望 309 8.7 农业信息感知技术 309 8.7.1 农业信息感知概述 310 8.7.2 农业信息感知技术结构框架 310 8.7.3 土壤信息传感技术 311 8.7.4 农业动植物生理信息传感技术 313 8.7.5 农业水体信息传感技术 314 8.7.6 农业气象信息传感技术 315 8.7.7 农业遥感技术 315 8.7.8 农业个体识别技术 316 8.7.9 农业导航技术 318 8.8 农业信息传输技术 319 8.8.1 农业信息传输概述 319 8.8.2 农业信息传输技术结构框架 319 8.8.3 农业有线传输技术 320 8.8.4 农业无线传输技术 320 8.9 农业信息处理技术 321 8.9.1 农业信息处理的关键技术 321 8.9.2 农业信息处理技术结构框架 322 8.9.3 农业预测技术 323 8.9.4 农业预警技术 324 8.9.5 农业智能控制技术 324 8.9.6 农业智能决策技术 325 8.9.7 农业诊断推理技术 326 8.9.8 农业视觉信息处理技术 326 8.10 农业物联网的应用案例 327 8.10.1 大田种植物联网应用案例 327 8.10.2 设施园艺物联网应用案例 328 8.10.3 农产品溯源物联网应用案例 329 8.10.4 桑蚕养殖物联网应用案例 330 8.10.5 防病虫害物联网应用案例 330 8.11 本章小结 331 8.12 本章习题 331 第9章 智慧城市建设 332 9.1 概述 332 9.1.1 智慧城市治理理念 334 9.1.2 智慧城市建设重点 335 9.2 智慧城市设计 336 9.2.1 智慧城市技术架构 337 9.2.2 智慧城市设计原则 338 9.2.3 智慧城市架构设计 339 9.2.4 智慧城市设计流程 341 9.2.5 智慧城市大脑模型 342 9.3 城市指挥中心 344 9.4 城市物联网 348 9.4.1 智慧城市中的物联网建设 351 9.4.2 物联网技术体系 355 9.4.3 产业链条与应用案例 355 9.5 城市公共事业 356 9.5.1 智慧城市公共事业 356 9.5.2 智慧城市四表联抄 358 9.5.3 智慧照明管理系统 360 9.5.4 智慧照明云雾体系 362 9.6 城市生态宜居 364 9.6.1 城市生态环境现状 364 9.6.2 生态治理与国家法规 365 9.6.3 生态环保云上督察 366 9.6.4 大气污染防治现状 367 9.6.5 城市环境检测指标 368 9.6.6 生态环境治理方案 369 9.7 城市智慧社区 374 9.8 本章小结 377 9.9 本章习题 377 ---------------------------7551707 - 物联网之云：云平台搭建与大数据处理--------------------------- 丛书序 序言一 序言二 第1章 云计算数学基础 1 1.1 概率论 1 1.1.1 概率论的发展简史 1 1.1.2 随机事件 2 1.1.3 随机事件的概率 3 1.2 数理统计基础 6 1.2.1 随机变量及其分布函数 6 1.2.2 随机变量的数字特征 9 1.2.3 随机变量的基本定理 11 1.3 分布式计算介绍 12 1.3.1 分布式计算概念 12 1.3.2 分布式计算的发展历史 12 1.3.3 分布式计算结构 13 1.3.4 主要分布式技术 13 1.4 网格计算介绍 14 1.4.1 网格的产生 15 1.4.2 网格技术的特征 15 1.4.3 网格协议体系结构 16 1.5 云计算介绍 16 1.5.1 云计算的概念 16 1.5.2 云计算服务的形式 18 1.5.3 云计算的产品 19 1.6 本章小结 20 1.7 习题 20 第2章 云计算方法 21 2.1 云计算的发展历程 21 2.2 计算资源使用模式 22 2.3 云计算原理 23 2.3.1 网络体系结构 23 2.3.2 网络协议模型 25 2.3.3 数据中心 28 2.3.4 虚拟化技术 32 2.3.5 Web技术 35 2.3.6 多租户技术 37 2.4 云计算技术与云服务模式 38 2.4.1 云计算基本技术 39 2.4.2 云计算服务模式 39 2.5 本章小结 41 2.6 习题 41 第3章 PaaS云平台基础 42 3.1 云平台的概念及模型 42 3.1.1 云平台的概念 42 3.1.2 PaaS模型 43 3.1.3 PaaS基础技术层 44 3.1.4 PaaS平台服务层 44 3.1.5 PaaS关键技术 45 3.1.6 PaaS的发展 47 3.2 弹性计算平台 47 3.2.1 弹性计算平台的概念 47 3.2.2 弹性计算平台的实现方式 48 3.2.3 弹性计算平台举例 50 3.3 智能监控运维平台 52 3.3.1 背景及概念 52 3.3.2 实现方法 52 3.3.3 未来发展 54 3.4 物联网智能硬件开发平台 54 3.4.1 物联网智能硬件开发平台简介 54 3.4.2 物联网云平台服务案例——机智云 55 3.5 本章小结 57 3.6 习题 57 第4章 云平台搭建实战 58 4.1 云平台的基础建设 58 4.1.1 云服务器介绍 58 4.1.2 云存储介绍 59 4.1.3 云存储结构 59 4.1.4 云存储的优、缺点 60 4.1.5 云存储的应用 61 4.1.6 高速光纤网络 62 4.1.7 云数据中心建设 62 4.2 智慧校园云平台搭建 63 4.2.1 智慧校园云概念 64 4.2.2 智慧校园云框架 64 4.2.3 智慧校园云的建设内容 65 4.2.4 智慧校园云的发展 69 4.3 智慧城市云平台搭建 69 4.3.1 智慧城市云概念 69 4.3.2 智慧城市云框架 70 4.3.3 智慧城市云的建设内容 71 4.3.4 智慧城市云的发展 73 4.4 智慧医疗云平台搭建 73 4.4.1 智慧医疗云概念 73 4.4.2 智慧医疗云框架 74 4.4.3 智慧医疗云的建设内容 75 4.4.4 智慧医疗云的发展 78 4.5 智能交通云平台搭建 79 4.5.1 智能交通云背景 79 4.5.2 智能交通云框架 79 4.5.3 智能交通云的建设内容 80 4.5.4 智能交通云的发展 82 4.6 本章小结 83 4.7 习题 83 第5章 大数据基础 84 5.1 数据仓库 84 5.1.1 从数据库到数据仓库 84 5.1.2 数据仓库的定义 86 5.1.3 数据仓库的组成 87 5.2 数据挖掘 88 5.2.1 什么是数据挖掘 88 5.2.2 数据挖掘要解决的问题 89 5.2.3 数据挖掘的任务和方法 90 5.3 社交媒体指挥中心 93 5.4 产品知识中心 94 5.5 基础设施和业务研究 96 5.6 基于位置的服务 96 5.7 市场细分 97 5.8 在线广告 98 5.9 改进风险管理 100 5.10 本章小结 101 5.11 习题 101 第6章 大数据处理方法 102 6.1 布隆过滤器（Bloom Filter） 102 6.1.1 基本思路 102 6.1.2 适用范围 103 6.1.3 实例 103 6.2 散列法（Hashing） 106 6.2.1 基本思路 107 6.2.2 适用范围 107 6.3 位图（BitMap） 109 6.3.1 基本思路 110 6.3.2 Map映射 110 6.3.3 适用范围 112 6.4 堆排序（Heapsort） 112 6.4.1 基本思路 112 6.4.2 适用范围和实例 113 6.5 双层桶划分 115 6.5.1 基本思路 115 6.5.2 适用范围和实例 115 6.6 数据库索引 116 6.6.1 基本思路 117 6.6.2 适用范围 117 6.7 倒排索引（Inverted index） 118 6.7.1 基本思路 118 6.7.2 适用范围 119 6.8 外排序 119 6.8.1 基本思路 120 6.8.2 适用范围 121 6.9 Trie树 121 6.9.1 Trie树的基本性质 122 6.9.2 Trie树的基本实现 122 6.9.3 Trie树的应用 122 6.9.4 Trie树复杂度分析 123 6.10 分布式处理（Map Reduce） 123 6.10.1 MapReduce详解 126 6.10.2 Map Reduce工作流程 127 6.10.3 适用范围 129 6.11 本章小结 130 6.12 习题 130 第7章 物联网安全 131 7.1 信息安全基础 131 7.2 物联网信息安全体系 133 7.2.1 物联网的安全需求及体系结构 133 7.2.2 物联网感知层安全 135 7.2.3 物联网网络传输层安全 135 7.2.4 物联网应用层安全 136 7.2.5 与物联网安全相关的法规与政策 136 7.3 物联网信息安全对策 137 7.3.1 隐私保护 137 7.3.2 认证 138 7.3.3 访问控制管理 138 7.3.4 数据保护 138 7.3.5 物理安全 138 7.3.6 设备保护和资产管理 139 7.3.7 攻击检测和防御 139 7.3.8 态势感知 140 7.3.9 通信保护 142 7.3.10 日志和审计 142 7.4 物联网信息安全技术 142 7.4.1 已有技术在物联网环境中的应用 143 7.4.2 新技术的探索 145 7.4.3 物联网相关设备、平台、系统的漏洞挖掘和安全设计 146 7.5 云计算安全 148 7.6 本章小结 148 7.7 习题 149 第8章 私有云服务 150 8.1 私有云 150 8.2 私有云解决方案 152 8.3 开源私有云解决方案之一——OpenStack 154 8.3.1 OpenStack概述 155 8.3.2 OpenStack架构 157 8.4 开源私有云解决方案之二——CloudStack 158 8.4.1 CloudStack系统架构 158 8.4.2 CloudStack设备层次 162 8.4.3 CloudStack管理平台 165 8.4.4 CloudStack工作流程 167 8.5 私有云服务规划与选型 169 8.5.1 企业私有云的设计与规划流程 169 8.5.2 家庭私有云的建立 170 8.6 私有云是物联网的存在形态之一 171 8.7 本章小结 172 8.8 习题 172 第9章 雾计算 173 9.1 雾计算起源 173 9.1.1 从物联网说起 173 9.1.2 终端的计算资源、存储资源的不足 173 9.1.3 云计算的通信资源不足 174 9.2 雾计算介绍 175 9.2.1 雾计算的概念 175 9.2.2 雾计算与云计算的区别 176 9.2.3 雾计算的实施 177 9.2.4 雾计算与物联网 177 9.3 雾计算架构 178 9.3.1 OpenFog架构的产生 178 9.3.2 云和雾的角色范畴 179 9.3.3 OpenFog架构特征 179 9.3.4 OpenFog参考架构技术支撑 182 9.3.5 雾计算架构模型实例 183 9.3.6 物联网计算边界的划分 184 9.4 雾计算特点 185 9.4.1 雾计算的主要特点 186 9.4.2 雾节点的位置 186 9.4.3 雾计算的优点 187 9.4.4 雾计算的缺点 188 9.4.5 云、雾联合计算 190 9.5 物联网计算模式 191 9.5.1 云计算 192 9.5.2 雾计算 192 9.5.3 边缘计算 193 9.5.4 霾计算 194 9.5.5 流计算 194 9.6 雾计算产业 195 9.6.1 产业布局 195 9.6.2 雾计算参与物联网布局势在必行 195 9.6.3 雾计算的商业价值 197 9.6.4 智慧城市对雾计算、边缘计算的需求 198 9.7 雾计算装备 200 9.7.1 雾计算服务器 200 9.7.2 雾计算路由器 200 9.7.3 雾计算网关 204 9.7.4 雾计算传感器 204 9.8 雾计算应用 206 9.8.1 智慧交通 206 9.8.2 无人机快递 207 9.8.3 雾计算推动物联网发展 209 9.9 本章小结 211 9.10 习题 211 第10章 云计算发展趋势展望 212 10.1 云计算关键技术研究进展 212 10.1.1 虚拟化技术 212 10.1.2 数据存储管理技术 213 10.1.3 节能技术 214 10.1.4 云计算技术新形态 215 10.2 云计算安全技术研究进展 216 10.3 云计算标准规范研究进展 218 10.4 云计算硬件基础建设进展 218 10.5 云计算服务个性化研究进展 219 10.5.1 资源调度服务 219 10.5.2 混合云服务 220 10.6 云计算商务模式创新研究 221 10.6.1 云计算商业模式创新 221 10.6.2 云计算改变产业布局 222 10.6.3 云计算产业发展趋势 223 10.7 云计算生态圈建设 225 10.8 云计算发展趋势展望 226 10.9 本章小结 228 10.10 习题 229 ---------------------------8054354 - 物联网之芯：传感器件与通信芯片设计--------------------------- 丛书序 序言 第1章 物联网集成电路（IoT IC）芯片设计概述 1 1.1 集成传感器件技术演进 2 1.2 物联网集成电路芯片分类 3 1.3 物联网集成电路芯片设计要求 4 1.3.1 物联网集成电路芯片设计一般要求 4 1.3.2 物联网边缘层设备IC芯片设计要求 5 1.3.3 物联网中间层设备IC芯片设计要求 6 1.3.4 物联网核心层设备IC芯片设计要求 7 1.3.5 物联网集成电路芯片安全性设计 8 1.3.6 物联网集成电路芯片低功耗设计 9 1.4 物联网集成电路芯片生态圈构建 9 1.4.1 英特尔布局云端物联网 11 1.4.2 Marvell做业界最全芯片平台解决方案 11 1.4.3 博通打造最安全物联网平台 12 1.4.4 TI建立第三方物联网云服务生态系统 12 1.5 物联网集成电路芯片定制化之变 13 1.6 物联网集成电路芯片产业化发展 13 1.6.1 物联网集成电路芯片技术发展趋势 14 1.6.2 IC企业在物联网领域的布局 23 1.6.3 传感器芯片和通信芯片是物联网集成电路芯片产业的方向 28 1.7 本章小结 29 1.8 习题 29 第2章 集成电路制造与设计基础 30 2.1 集成电路发展简史 30 2.2 集成电路产业变迁 32 2.3 集成电路分类与命名规则 35 2.3.1 按电路属性、功能分类 35 2.3.2 按集成规模分类 37 2.3.3 按导电类型分类 38 2.3.4 按用途分类 38 2.3.5 按外形分类 39 2.3.6 集成电路命名规则 39 2.4 集成电路制造 40 2.4.1 晶圆制造 40 2.4.2 晶圆生产工艺流程 44 2.4.3 集成电路生产流程 44 2.4.4 集成电路工艺 46 2.4.5 CMOS工艺 49 2.5 集成电路封装 49 2.5.1 集成电路封装技术 49 2.5.2 集成电路封装形式枚举 52 2.6 集成电路微组装工艺 58 2.6.1 不同工艺芯片组装 58 2.6.2 集成电路组装案例 59 2.7 数字集成电路设计概要 62 2.8 本章小结 64 2.9 习题 64 第3章 物联网传感器件设计 65 3.1 传感器件概述 65 3.2 材料型传感器 66 3.2.1 材料型传感器的基础效应 66 3.2.2 传感器半导体材料特性设计 68 3.2.3 掺杂工艺改变半导体敏感特性 69 3.2.4 设计材料成分，改变制造工艺，调节敏感特性 72 3.3 结构型传感器 73 3.3.1 电阻敏感结构 74 3.3.2 电感敏感结构 75 3.3.3 电容敏感结构 78 3.4 半导体敏感器件 81 3.4.1 磁敏元件结构 81 3.4.2 湿敏元件结构 85 3.4.3 光敏元件结构 88 3.4.4 气敏元件结构 93 3.5 生物敏感元件结构 95 3.5.1 酶传感器结构 95 3.5.2 葡萄糖传感器结构 97 3.5.3 氧传感器结构 99 3.6 图像敏感元件结构 101 3.6.1 CCD图像传感器 101 3.6.2 CMOS图像传感器 106 3.6.3 色敏三极管 108 3.7 传感器接口技术 109 3.7.1 传感器融合 110 3.7.2 I3C总线协议 111 3.8 几种传感器设计实例 116 3.8.1 MEMS传感器概述 117 3.8.2 微机电系统（MEMS）压力传感器 118 3.8.3 微机电系统（MEMS）加速度传感器 118 3.8.4 智能压力传感器 119 3.8.5 智能温湿度传感器 121 3.8.6 智能液体浑浊度传感器 121 3.9 本章小结 122 3.10 习题 123 第4章 物联网通信集成电路设计 124 4.1 通信电路概述 124 4.1.1 物联网常用通信方式 124 4.1.2 物联网通信电路进展 128 4.2 物联网有线通信电路设计 130 4.2.1 RS232电路设计 131 4.2.2 用VHDL设计UART收发电路 132 4.2.3 用Verilog HDL设计USART收发电路 135 4.2.4 RS485电路设计 141 4.2.5 光纤收发器电路 142 4.2.6 USB 2.0接口电路设计 143 4.2.7 USB 3.0芯片设计 147 4.2.8 USB 3.0转千兆以太网单芯片设计 148 4.3 物联网无线通信技术 150 4.3.1 物联网无线通信技术概述 150 4.3.2 物联网无线通信技术特性 154 4.4 RFIC芯片设计 155 4.4.1 RFIC 设计历程 156 4.4.2 RFIC设计流程 156 4.4.3 RFIC设计行业的衰落 160 4.4.4 几款射频芯片性能一览 161 4.5 WiFi芯片设计 163 4.5.1 WiFi芯片产业概况 164 4.5.2 WiFi芯片设计 171 4.5.3 WiFi无线收发基带处理器设计 174 4.5.4 WiFi芯片设计案列 186 4.5.5 5G WiFi技术 191 4.6 蓝牙芯片设计 193 4.6.1 TI CC2541蓝牙芯片概述 193 4.6.2 TI CC2541蓝牙芯片RF片载系统 195 4.6.3 TI CC2541蓝牙芯片开发工具 195 4.6.4 TI CC2541 蓝牙低功耗解决方案 196 4.7 本章小结 197 4.8 习题 197 第5章 窄带物联网（NB-IoT） 198 5.1 NB-IoT概念 198 5.2 NB-IoT商业模式 199 5.3 NB-IoT技术标准 200 5.4 NB-IoT实现高覆盖、大连接、微功耗、低成本的技术路线 201 5.4.1 NB-IoT提升无线覆盖的方法 201 5.4.2 NB-IoT实现大连接的关键技术 203 5.4.3 NB-IoT实现低成本的技术路线 204 5.4.4 NB-IoT实现低功耗的措施 206 5.5 NB-IoT芯片设计 208 5.5.1 NB-IoT芯片设计目标 208 5.5.2 物联网芯片生产厂商产品一览 209 5.5.3 NB-IoT终端芯片系统结构 213 5.5.4 Rx架构的选择 216 5.5.5 Rx混频器（Mixer）设计 216 5.5.6 Rx直流偏移消除电路 218 5.5.7 Tx中的模拟基带 219 5.6 NB-IoT业务范围、应用场景及竞争挑战 221 5.6.1 NB-IoT主要业务范围 221 5.6.2 NB-IoT应用场景 222 5.6.3 NB-IoT发展与挑战 223 5.7 本章小结 223 5.8 习题 224 第6章 物联网5G通信技术 225 6.1 物联网5G通信基本概念 225 6.1.1 5G通信技术研究机构 225 6.1.2 5G通信技术研究进程 229 6.1.3 5G通信技术基本概念 229 6.1.4 5G通信技术应用场景 233 6.2 5G通信关键技术 234 6.2.1 5G通信技术指标 235 6.2.2 5G通信理论基础 235 6.2.3 5G网络关键技术 236 6.3 5G网络建设 245 6.3.1 5G网络主要功能 245 6.3.2 5G网络速率测试 246 6.3.3 5G网络商业应用进程 246 6.4 5G小基站建设 247 6.5 5G芯片设计与实现 250 6.6 5G芯片设计案例——智能手机芯片 253 6.6.1 调制变频技术与多工技术 253 6.6.2 数字通信系统架构 254 6.6.3 无线通信系统架构 256 6.6.4 通信相关集成电路：基频芯片、中频芯片、射频芯片 257 6.7 本章小结 258 6.8 习题 258 第7章 物联网嵌入式处理器应用 259 7.1 4种常见的物联网嵌入式处理器 259 7.1.1 嵌入式ARM微处理器 259 7.1.2 嵌入式MIPS处理器 260 7.1.3 PowerPC处理器 260 7.1.4 x86架构物联网处理器 261 7.2 嵌入式Cortex-M0微处理器 262 7.2.1 LPC1114微控制器 262 7.2.2 ARM微控制器开发的软件——Keil 264 7.3 微处理器应用于温度检测设计实例 265 7.3.1 DS18B20的工作原理 265 7.3.2 LPC1114控制DS18B20温度显示的工程实例 268 7.4 乐鑫ESP8266移动互联网SoC芯片应用 272 7.4.1 ESP8266芯片概述 272 7.4.2 ESP8266引脚定义 273 7.4.3 ESP8266EX内部结构及组成 275 7.4.4 ESP8266EX低功耗管理 278 7.4.5 ESP8266EX外设接口 279 7.4.6 WiFi SoC芯片应用设计 284 7.5 君正物联网处理器 286 7.6 本章小结 289 7.7 习题 289 第8章 SoC应用设计 290 8.1 FPAG应用是大数据和物联网的发展趋势 290 8.1.1 FPGA＋CPU模式：大数据时代发展趋势之一 290 8.1.2 FPGA替代部分AISC，提升运行效率 291 8.1.3 FPGA在小批量应用上的优势 293 8.2 FPGA性能特色 295 8.2.1 可编程的“万能芯片”——FPGA 295 8.2.2 FPGA的核心优点 295 8.2.3 FPGA的制约因素 296 8.2.4 半导体领域摩尔定律的坚定执行者 297 8.3 SoC设计导论 297 8.3.1 SoC的概念 297 8.3.2 Cortex-M0处理器及总线结构 298 8.4 SoC系统的实现 301 8.4.1 Cortex-M0系统的构建 301 8.4.2 仿真原理和行为级仿真 318 8.4.3 系统编译和分析 323 8.5 本章小结 329 8.6 习题 329 第9章 微功耗无源物联网电源模块设计 330 9.1 电源管理 330 9.1.1 电压变换 331 9.1.2 功耗管理模式 334 9.1.3 功耗分析 335 9.2 微处理器功耗分析 339 9.2.1 微处理器功耗来源 340 9.2.2 CMOS反相器功耗组成 340 9.2.3 集成电路设计中常用的低功耗技术 341 9.3 STM32微处理器节能工作模式 344 9.3.1 STM32芯片的4种低功耗工作模式 344 9.3.2 STM32芯片时钟管理 349 9.4 低功耗集成电路设计 350 9.4.1 低功耗设计的原因 350 9.4.2 功耗分析 351 9.4.3 系统级低功耗设计 361 9.4.4 RTL级低功耗设计 366 9.4.5 门级电路低功耗设计 379 9.4.6 物理级低功耗设计 387 9.5 亚阈值设计 388 9.6 本章小结 390 9.7 习题 391 第10章 物联网无源IC设计前沿技术展望 392 10.1 物联网能源众包 392 10.1.1 光伏发电 392 10.1.2 温差发电 393 10.1.3 风力发电 394 10.1.4 水力发电 395 10.1.5 电磁辐射能发电 397 10.2 无线输电技术 398 10.2.1 无线输电技术溯源 398 10.2.2 无线输电的方法 399 10.2.3 无线输电技术研究进展 401 10.3 无线传感器实例 402 10.3.1 无线传感器概述 402 10.3.2 无线智能温度传感器 403 10.3.3 无线气体传感器 404 10.3.4 无线压力传感器 404 10.3.5 无线温湿度传感器 405 10.3.6 无线传感器的选择方法 405 10.3.7 无线传感器的应用技术 407 10.3.8 无线传感器网络拓扑结构 407 10.4 具有微功耗、低成本、高可靠性、长寿命性能的SoC芯片 410 10.4.1 改进设计架构是重要降耗途径 411 10.4.2 应对碎片化的挑战 411 10.4.3 无线传感器网络SoC芯片的低功耗设计实例 412 10.5 具有信息传感、数据传输、实时控制、无源供电功能的SoC芯片 414 10.5.1 WiFi无线传感器网络及其应用前景 414 10.5.2 选择合适的无线WiFi SoC 芯片 415 10.5.3 选择合适的开发系统 417 10.5.4 代码开发和初步测试 418 10.6 集成电路产业发展趋势 420 10.7 本章小结 422 10.8 习题 422 参考文献 423 ---------------------------8071485 - 物联网之雾：基于雾计算的智能硬件快速反应与安全控制--------------------------- 丛书序 序言 第1章 概述 1 1.1 互联网 1 1.2 物联网 2 1.3 云计算 3 1.4 雾计算 4 1.5 边缘计算 6 1.6 云计算、雾计算、边缘计算的关系 7 1.7 小结 8 1.8 习题 8 第2章 雾计算 9 2.1 雾计算概述 9 2.2 雾计算的标准 10 2.2.1 IEEE雾计算标准发布 12 2.2.2 雾计算标准诞生的背景 12 2.2.3 IEEE 1934—2018雾计算标准文献的结构 14 2.3 雾计算的支撑技术 14 2.3.1 安全支撑技术 16 2.3.2 可扩展性支撑技术 17 2.3.3 开放性支撑技术 18 2.3.4 自主性支撑技术 19 2.3.5 可靠性/可用性/可维护性 20 2.3.6 灵活性支撑技术 21 2.3.7 可编程支撑技术 22 2.4 物联网系统的结构层次 22 2.5 云雾结合的开发模型 24 2.6 雾计算参考架构 26 2.6.1 以功能需求为出发点来定义（设计）雾计算参考架构 26 2.6.2 以网络部署为出发点来定义（设计）雾计算参考架构 26 2.6.3 雾计算参考架构透视 30 2.7 架构概览 31 2.7.1 性能和规模层 32 2.7.2 安全层 32 2.7.3 管理层 35 2.7.4 数据分析和控制层 37 2.7.5 IT商业和交叉应用层 38 2.8 节点透视 39 2.8.1 网络 41 2.8.2 加速器 45 2.8.3 计算 46 2.8.4 存储 46 2.8.5 管理 47 2.8.6 安全 47 2.9 系统结构概览 51 2.9.1 硬件平台基础设施 51 2.9.2 环境条件 52 2.9.3 散热 52 2.9.4 模块化 52 2.9.5 模块间互相连接 53 2.9.6 硬件虚拟化和容器化 53 2.10 软件结构概览 54 2.10.1 软件架构层透视 54 2.10.2 节点管理 54 2.10.3 应用程序支持 56 2.10.4 应用服务 58 2.10.5 遵守雾计算参考架构标准 61 2.11 小结 61 2.12 习题 61 第3章 物联网与雾计算 62 3.1 云雾之间 62 3.2 雾计算与智慧车辆 63 3.2.1 车载雾计算节点 64 3.2.2 运输雾计算网络 65 3.2.3 交通控制系统 65 3.3 雾计算与安防监控 65 3.4 雾计算与智慧城市 66 3.5 雾计算与机场安检 68 3.5.1 机场视频监控 68 3.5.2 云雾结合和边缘处理方案比较 69 3.5.3 机场的视频安全需求分析 70 3.5.4 机器视觉用于视频监控 71 3.5.5 乘客机场登机过程 73 3.6 雾计算的深入研究 80 3.7 小结 81 3.8 习题 81 第4章 边缘计算 82 4.1 边缘计算的概念 82 4.2 边缘计算的方法 85 4.3 边缘计算技术架构 87 4.3.1 边缘计算技术架构1：MEC 87 4.3.2 边缘计算技术架构2：微云 89 4.3.3 边缘计算技术架构3：雾计算 89 4.3.4 三者对比分析 90 4.4 边缘计算应用 91 4.5 边缘计算研究进展 95 4.5.1 边缘计算要解决的关键问题 95 4.5.2 边缘计算技术的研究进展 96 4.5.3 边缘计算技术发展带来的影响 99 4.5.4 边缘计算发展的机遇与对策 100 4.5.5 企业对边缘计算的导向作用 101 4.6 边缘计算的发展与挑战 103 4.6.1 编程可行性 103 4.6.2 设备命名 103 4.6.3 数据抽象 104 4.6.4 服务管理 105 4.6.5 指标最优化 106 4.7 小结 106 4.8 习题 107 第5章 物联网与边缘计算 108 5.1 边缘计算网关 108 5.1.1 边缘计算网关的概念 108 5.1.2 智能网关的特征 110 5.1.3 多网融合的网关的设计 111 5.1.4 工业物联网智能网智能网关 113 5.2 边缘计算服务器 117 5.2.1 边缘计算服务器的优势 117 5.2.2 边缘计算服务器的特点 118 5.2.3 边缘服务器产品实例 118 5.3 边缘设备的部署 119 5.3.1 边缘计算结构 119 5.3.2 边缘计算类型 121 5.3.3 边缘计算部署施工 123 5.4 小结 125 5.5 习题 125 第6章 物联网与区块链 126 6.1 区块链的概念 126 6.2 区块链的基本结构 127 6.2.1 分布式数据库 127 6.2.2 区块链机制 128 6.2.3 区块链的性质 130 6.3 区块链的商用价值 132 6.3.1 区块链之跨境支付 135 6.3.2 区块链之贸易物流 136 6.3.3 区块链之供应链金融 137 6.3.4 区块链之征信 138 6.4 区块链的军事应用 139 6.4.1 区块链技术特性契合军事需求 139 6.4.2 区块链应用于武器装备寿命跟踪 140 6.4.3 区块链用于军用物流 140 6.4.4 区块链技术对于国家安全和经济的影响 141 6.5 区块链的物联网应用 141 6.5.1 区块链是物联网关键性配套技术 141 6.5.2 物联网发展的约束条件 142 6.5.3 物联网和区块链的共同点 142 6.5.4 物联网和区块链的结合点 143 6.5.5 物联网与区块链的融合 144 6.5.6 物联网与区块链应用案例 144 6.6 算法式信任与智能合约 145 6.7 区块链面临的挑战 147 6.7.1 区块链面临的商业挑战 147 6.7.2 区块链面临的监管挑战 148 6.7.3 区块链面临的技术挑战 148 6.7.4 区块链面临的安全挑战 150 6.8 区块链技术发展建议 151 6.8.1 区块链目前是不安全的 151 6.8.2 区块链发展的定位 152 6.8.3 区块链本身不产生价值 153 6.8.4 区块链核心技术不成熟 154 6.8.5 光明前景展望 155 6.9 小结 155 6.10 习题 156 第7章 物联网工程实战 157 7.1 物联网工程应用 157 7.1.1 物联网应用系统结构 157 7.1.2 电路原理图 158 7.1.3 模拟传感器实验电路 159 7.2 模拟传感器参数采集 160 7.2.1 多路模拟电子开关 160 7.2.2 模拟信号采样编程 161 7.3 数字传感器参数采集 163 7.3.1 多参数气体传感器PTQS1005 163 7.3.2 多参数气体传感器PTQS1005数据通信编程 166 7.4 传感器数据显示 168 7.4.1 彩色LCD液晶触摸串口屏 168 7.4.2 串口液晶屏显示控制编程 169 7.5 将传感器数据传送到云端 171 7.5.1 物联网云平台功能 172 7.5.2 物联网云平台通信协议 172 7.5.3 数据上云传输编程 174 7.6 云计算决策远程控制 175 7.6.1 物联网云平台远程控制操作步骤 175 7.6.2 物联网云平台远程控制设备端编程 176 7.7 物联网自组网技术实战 178 7.7.1 物联网自组网技术 178 7.7.2 自组网通信编程1：传感器阵列自组网 181 7.7.3 自组网通信编程2：雾计算服务节点 188 7.7.4 自组网通信编程3：本地执行设备净化器 200 7.7.5 自组网通信编程4：本地执行设备开窗器 203 7.7.6 自组网通信编程5：本地执行设备制氧机 207 7.8 小结 209 7.9 习题 210 后记 211 参考文献 212 ---------------------------8060491 - 物联网之魂：物联网协议与物联网操作系统--------------------------- 丛书序 序言 第1章 网络通信技术 1 1.1 数字通信概述 1 1.2 数字通信关键技术 2 1.3 数字通信OSI模型 3 1.4 TCP/IP网络通信协议 7 1.4.1 TCP/IP协议 7 1.4.2 CoAP协议 10 1.4.3 MQTT协议（低带宽） 11 1.4.4 AMQP协议（互操作性） 11 1.4.5 XMPP协议（即时通信） 12 1.4.6 JMS协议 13 1.5 UDP协议 14 1.6 HTTP协议 16 1.6.1 工作原理 16 1.6.2 消息结构 17 1.6.3 请求方法 18 1.6.4 响应头信息 19 1.6.5 状态码 20 1.6.6 内容类型 20 1.7 FTP协议 21 1.8 Bluetooth协议 23 1.8.1 Bluetooth发展史及优势 23 1.8.2 Bluetooth技术 25 1.9 ZigBee协议 26 1.9.1 ZigBee发展历史 27 1.9.2 ZigBee的特点及优势 30 1.9.3 ZigBee基本概念 30 1.9.4 ZigBee协议栈 32 1.10 6LoWPAN低速无线个域网协议 33 1.11 LoRa WAN低功耗广域网协议 35 1.12 NB-IoT窄带物联网协议 41 1.12.1 物联网应用场景和技术特点 41 1.12.2 无线通信技术发展过程 48 1.12.3 NB-IoT窄带物联网节能原理 52 1.12.4 NB-IoT通信系统拓扑结构 56 1.12.5 NB-IoT窄带物联网信号收发技术 59 1.12.6 NB-IoT窄带物联网小区接入 64 1.12.7 NB-IoT连接管理 67 1.12.8 NB-IoT数据传输 68 1.13 MQTT网络协议 71 1.13.1 网络协议比较 71 1.13.2 发布和订阅模型 72 1.13.3 MQTT协议命令 73 1.13.4 MQTT协议参数 74 1.14 协议转换 77 1.14.1 RS-232/485/CAN转换器 77 1.14.2 基于现场总线的协议转换器 78 1.14.3 物联网协议转换器——网关 79 1.14.4 物联网网关 82 1.14.5 物联网网关应用 84 1.15 小结 85 1.16 习题 86 第2章 信息交换技术 87 2.1 交换技术概述 88 2.2 数字程控交换 91 2.3 ATM交换 92 2.4 以太网交换 92 2.5 光交换 94 2.6 二层交换——交换机原理 94 2.7 三层转发——路由器原理 95 2.8 三层交换——三层交换机 98 2.9 交换机设计开发 103 2.9.1 交换机的层次定位 103 2.9.2 交换机的硬件设计 104 2.9.3 交换机的软件设计 107 2.9.4 测试环节 110 2.10 小结 110 2.11 习题 111 第3章 无线Wi-Fi技术 112 3.1 Wi-Fi概述 112 3.1.1 WLAN无线局域网络概述 112 3.1.2 Wi-Fi无线网络起源 113 3.2 Wi-Fi基础 116 3.2.1 Wi-Fi物理组件 117 3.2.2 Wi-Fi服务功能 117 3.2.3 Wi-Fi认证和加密 120 3.2.4 Wi-Fi基础参数 121 3.3 Wi-Fi接入 123 3.3.1 Wi-Fi的STA与AP的接入 123 3.3.2 Wi-Fi的多AP认证和关联过程 125 3.3.3 Wi-Fi漫游过程 126 3.4 Wi-Fi管理 127 3.4.1 wpa_supplicant程序 127 3.4.2 wpa_cli调试工具 129 3.5 Wi-Fi模块解析 130 3.5.1 Wi-Fi框架分析 130 3.5.2 Wi-Fi启动流程 133 3.6 Wi-Fi驱动结构 142 3.6.1 SDIO驱动 142 3.6.2 无线通信芯片 142 3.6.3 设备驱动注册 144 3.6.4 加载驱动模块 154 3.6.5 SDIO设备中断 155 3.6.6 Wi-Fi驱动流程 156 3.6.7 网络设备注册 159 3.7 小结 162 3.8 习题 163 第4章 操作系统概述 164 4.1 通用计算机操作系统 164 4.2 嵌入式实时操作系统 166 4.2.1 嵌入式操作系统的主要特点 167 4.2.2 嵌入式操作系统和通用计算机操作系统的区别 167 4.2.3 流行嵌入式实时操作系统 168 4.3 手机操作系统 171 4.3.1 Android 操作系统 171 4.3.2 Android App研发基础 172 4.3.3 Android App开发文献 174 4.3.4 iOS操作系统 176 4.4 物联网操作系统 178 4.4.1 概述 178 4.4.2 特点 180 4.4.3 架构 182 4.4.4 实例分析 192 4.4.5 发展趋势 194 4.5 小结 195 4.6 习题 196 第5章 物联网操作系统 197 5.1 微软物联网操作系统 197 5.2 谷歌物联网操作系统 197 5.2.1 谷歌Brillo 198 5.2.2 谷歌Android Things 199 5.3 ARM物联网操作系统 203 5.4 华为物联网操作系统Huawei LiteOS 204 5.5 中兴物联网操作系统 207 5.6 庆科物联网操作系统MICO 211 5.7 小结 220 5.8 习题 220 第6章 嵌入式Linux操作系统 221 6.1 uClinux简介 221 6.2 RTLinux简介 230 6.3 Ostro Linux简介 234 6.4 HelloX物联网操作系统 237 6.4.1 HelloX物联网操作系统框架分析 238 6.4.2 HelloX主要功能 239 6.4.3 HelloX的开发方向 241 6.4.4 HelloX用于智慧家庭 243 6.5 FreeRTOS操作系统简介 246 6.6 Tiny OS操作系统简介 249 6.6.1 Tiny OS特点 249 6.6.2 Tiny OS组成 251 6.6.3 Tiny OS运行机理 252 6.6.4 Tiny OS开发环境 252 6.6.5 Tiny OS开发过程 253 6.6.6 Tiny OS开发平台 254 6.6.7 Tiny OS的研究项目 254 6.7 RIOT OS操作系统简介 254 6.8 小结 258 6.9 习题 259 第7章 物联网Zephyr操作系统 260 7.1 Zephyr操作系统概述 261 7.1.1 Zephyr特色 261 7.1.2 支持的微处理器类型 262 7.1.3 支持的通信标准和网络协议 262 7.1.4 内核版本迭代历程 263 7.2 Zephyr系统内核 266 7.2.1 多线程功能 267 7.2.2 中断服务功能 268 7.2.3 时钟和定时器功能 268 7.2.4 同步功能 268 7.2.5 数据传输功能 269 7.2.6 内存动态分配功能 269 7.2.7 公共和私有内核对象 269 7.2.8 微内核服务器功能 270 7.2.9 C++支持的应用 270 7.2.10 Zephyr源代码结构 271 7.3 在Linux上搭建Zephyr开发环境 271 7.3.1 下载源代码 272 7.3.2 安装需要的包和依赖文件 272 7.3.3 安装Zephyr SDK 272 7.3.4 编译、运行应用程序 273 7.3.5 应用程序仿真测试与运行 274 7.4 在Windows上搭建Zephyr开发环境 274 7.5 用MSYS2搭建Zephyr 开发环境 277 7.6 应用程序开发 279 7.6.1 概述 279 7.6.2 创建应用程序app 280 7.6.3 创建应用程序子build 281 7.6.4 重构应用程序 282 7.6.5 运行应用程序 282 7.6.6 开发板定制 283 7.6.7 用QEMU调试程序 284 7.6.8 用Eclipse调试程序 286 7.6.9 CMake工具 287 7.6.10 CMakeLists.txt文件 288 7.6.11 CMakeCache.txt文件 289 7.6.12 编辑配置文件 290 7.6.13 更新设备树序列 293 7.6.14 支持第三方库代码 294 7.7 小结 294 7.8 习题 295 第8章 嵌入式Ubuntu操作系统 296 8.1 准备Ubuntu文件 297 8.2 安装Ubuntu系统 299 8.3 连网资源 304 8.4 更新系统 307 8.5 结构 309 8.6 启动流程 310 8.7 编程环境 311 8.7.1 安装编辑器 311 8.7.2 下载并安装JDK 311 8.7.3 Ubuntu开发环境的配置 314 8.7.4 Ubuntu添加或删除源 315 8.7.5 安装Eclipse 316 8.7.6 安装MySQL 317 8.7.7 安装build-essential 318 8.7.8 安装Tomcat 319 8.7.9 安装Android Studio（32Bit） 321 8.8 小结 322 8.9 习题 322 第9章 路由器OpenWrt操作系统 323 9.1 OpenWrt开发环境基础 324 9.1.1 OpenWrt硬件需求 324 9.1.2 OpenWrt文件结构和网络结构 326 9.2 OpenWrt常用命令 326 9.2.1 编辑命令vi 327 9.2.2 查找命令grep 328 9.2.3 查找命令find 328 9.2.4 在线手册查看命令man 329 9.2.5 其他命令 330 9.3 OpenWrt常用工具 331 9.3.1 Feeds简介 332 9.3.2 Buildroot简介 333 9.3.3 代码阅读与编辑工具Source Insight 334 9.3.4 文件传输工具FileZilla 339 9.3.5 远程登录工具SecureCRT 343 9.3.6 TFTP服务器软件Tftpd32 345 9.3.7 代码阅读和编辑工具KScope 346 9.3.8 远程登录工具C-Kermit 350 9.4 在Windows上安装VMware 351 9.5 在VMware上安装Ubuntu 357 9.5.1 Ubuntu安装步骤 357 9.5.2 Ubuntu上安装、配置、启动FTP和SSH服务 360 9.6 在Ubuntu上安装OpenWrt 362 9.6.1 安装open-vm-tools 363 9.6.2 安装所需的依赖环境 363 9.6.3 OpenWrt下载安装 364 9.6.4 OpenWrt的编译 364 9.6.5 OpenWrt的固件烧写 366 9.7 OpenWrt配置 368 9.7.1 初始配置 368 9.7.2 配置DNS 369 9.7.3 配置PPTP 370 9.7.4 配置chnroutes 373 9.7.5 配置VPN 374 9.7.6 安装LuCI 376 9.8 OpenWrt路由器应用开发 377 9.8.1 OpenWrt系统的编译 377 9.8.2 OpenWrt在线固件更新 380 9.8.3 OpenWrt刷机 390 9.8.4 路由器设置 392 9.8.5 文件服务 397 9.8.6 DDNS服务 403 9.9 OpenWrt应用程序编程实例 404 9.10 小结 412 9.11 习题 413 第10章 设备底层驱动编程 414 10.1 设备驱动简介 414 10.1.1 引言 414 10.1.2 设备驱动分类 415 10.1.3 驱动模块程序结构 416 10.2 Linux文件系统 420 10.3 文件系统与设备驱动 421 10.4 驱动编译及加载实例 423 10.5 字符设备驱动 427 10.5.1 字符设备驱动初识 428 10.5.2 字符设备驱动构成 431 10.6 小结 434 10.7 习题 434 参考文献 435 |