物聯網之霧：基於霧計算的智能硬件快速反應與安全控制

目錄

叢書序
序言
章概述 1
1.1因特網 1
1.2物聯網 2
1.3雲計算 3
1.4霧計算 4
1.5邊緣計算 6
1.6雲計算、霧計算、邊緣計算的關係 7
1.7小結 8
1.8習題 8

第2章霧計算 9
2.1霧計算概述 9
2.2霧計算的標準 10
2.2.1 IEEE霧計算標準發布 12
2.2.2霧計算標準誕生的背景 12
2.2.3 IEEE 1934—2018霧計算標準文獻的目錄結構 14
2.3霧計算的支撐技術 14
2.3.1安全支撐技術 16
2.3.2可擴展性支撐技術 17
2.3.3開放性支撐技術 18
2.3.4自主性支撐技術 19
2.3.5可靠性/可用性/可維護性 20
2.3.6靈活性支撐技術 21
2.3.7可編程支撐技術 22
2.4物聯網系統的結構層次 22
2.5雲霧結合的開發模型 24
2.6霧計算參考架構 26
2.6.1以功能需求為出發點來定義（設計）霧計算參考架構 26
2.6.2以網絡部署為出發點來定義（設計）霧計算參考架構 26
2.6.3霧計算參考架構透視 30
2.7架構概覽 31
2.7.1性能和規模層 32
2.7.2安全層 32
2.7.3管理層 35
2.7.4數據分析和控制層 37
2.7.5 IT商業和交叉應用層 38
2.8節點透視 39
2.8.1網絡 41
2.8.2加速器 45
2.8.3計算 46
2.8.4存儲 46
2.8.5管理 47
2.8.6安全 47
2.9系統結構概覽 51
2.9.1硬件平臺基礎設施 51
2.9.2環境條件 52
2.9.3散熱 52
2.9.4模塊化 52
2.9.5模塊間互相連接 53
2.9.6硬件虛擬化和容器化 53
2.10軟件結構概覽 54
2.10.1軟件架構層透視 54
2.10.2節點管理 54
2.10.3應用程序支持 56
2.10.4應用服務 58
2.10.5遵守霧計算參考架構標準 61
2.11小結 61
2.12習題 61

第3章物聯網與霧計算 62
3.1雲霧之間 62
3.2霧計算與智慧車輛 63
3.2.1車載霧計算節點 64
3.2.2運輸霧計算網絡 65
3.2.3交通控制系統 65
3.3霧計算與安防監控 65
3.4霧計算與智慧城市 66
3.5霧計算與機場安檢 68
3.5.1機場視頻監控 68
3.5.2雲霧結合和邊緣處理方案比較 69
3.5.3機場的視頻安全需求分析 70
3.5.4機器視覺用於視頻監控 71
3.5.5乘客機場登機過程 73
3.6霧計算的深入研究 80
3.7小結 81
3.8習題 81

第4章邊緣計算 82
4.1邊緣計算的概念 82
4.2邊緣計算的方法 85
4.3邊緣計算技術架構 87
4.3.1邊緣計算技術架構1：MEC  87
4.3.2邊緣計算技術架構2：微雲 89
4.3.3邊緣計算技術架構3：霧計算 89
4.3.4三者對比分析 90
4.4邊緣計算應用 91
4.5邊緣計算研究進展 95
4.5.1邊緣計算要解決的關鍵問題 95
4.5.2邊緣計算技術的研究進展 96
4.5.3邊緣計算技術發展帶來的影響 99
4.5.4邊緣計算發展的機遇與對策 100
4.5.5企業對邊緣計算的導向作用 101
4.6邊緣計算的發展與挑戰 103
4.6.1編程可行性 103
4.6.2設備命名 103
4.6.3數據抽象 104
4.6.4服務管理 105
4.6.5指標優化 106
4.7小結 106
4.8習題 107

第5章物聯網與邊緣計算 108
5.1邊緣計算網關 108
5.1.1邊緣計算網關的概念 108
5.1.2智能網關的特徵 110
5.1.3多網融合的網關的設計 111
5.1.4工業物聯網智能網智能網關 113
5.2邊緣計算服務器 117
5.2.1邊緣計算服務器的優勢 117
5.2.2邊緣計算服務器的特點 118
5.2.3邊緣服務器產品實例 118
5.3邊緣設備的部署 119
5.3.1邊緣計算結構 119
5.3.2邊緣計算類型 121
5.3.3邊緣計算部署施工 123
5.4小結 125
5.5習題 125

第6章物聯網與區塊鏈 126
6.1區塊鏈的概念 126
6.2區塊鏈的基本結構 127
6.2.1分佈式數據庫 127
6.2.2區塊鏈機制 128
6.2.3區塊鏈的性質 130
6.3區塊鏈的商用價值 132
6.3.1區塊鏈之跨境支付 135
6.3.2區塊鏈之貿易物流 136
6.3.3區塊鏈之供應鏈金融 137
6.3.4區塊鏈之徵信 138
6.4區塊鏈的軍事應用 139
6.4.1區塊鏈技術特性契合軍事需求 139
6.4.2區塊鏈應用於武器裝備壽命跟蹤 140
6.4.3區塊鏈用於軍用物流 140
6.4.4區塊鏈技術對於國家安全和經濟的影響 141
6.5區塊鏈的物聯網應用 141
6.5.1區塊鍊是物聯網關鍵性配套技術 141
6.5.2物聯網發展的約束條件 142
6.5.3物聯網和區塊鏈的共同點 142
6.5.4物聯網和區塊鏈的結合點 143
6.5.5物聯網與區塊鏈的融合 144
6.5.6物聯網與區塊鏈應用案例 144
6.6算法式信任與智能合約 145
6.7區塊鏈面臨的挑戰 147
6.7.1區塊鏈面臨的商業挑戰 147
6.7.2區塊鏈面臨的監管挑戰 148
6.7.3區塊鏈面臨的技術挑戰 148
6.7.4區塊鏈面臨的安全挑戰 150
6.8區塊鏈技術發展建議 151
6.8.1區塊鏈目前是不安全的 151
6.8.2區塊鏈發展的定位 152
6.8.3區塊鏈本身不產生價值 153
6.8.4區塊鏈核心技術不成熟 154
6.8.5光明前景展望 155
6.9小結 155
6.10習題 156

第7章物聯網工程實戰 157
7.1物聯網工程應用 157
7.1.1物聯網應用系統結構 157
7.1.2電路原理圖 158
7.1.3模擬傳感器實驗電路 159
7.2模擬傳感器參數採集 160
7.2.1多路模擬電子開關 160
7.2.2模擬信號採樣編程 161
7.3數字傳感器參數採集 163
7.3.1多參數氣體傳感器PTQS1005  163
7.3.2多參數氣體傳感器PTQS1005數據通信編程 166
7.4傳感器數據顯示 168
7.4.1彩色LCD液晶觸摸串口屏 168
7.4.2串口液晶屏顯示控制編程 169
7.5將傳感器數據傳送到雲端 171
7.5.1物聯網雲平臺功能 172
7.5.2物聯網雲平臺通信協議 172
7.5.3數據上雲傳輸編程 174
7.6雲計算決策遠程控制 175
7.6.1物聯網雲平臺遠程控制操作步驟 175
7.6.2物聯網雲平臺遠程控制設備端編程 176
7.7物聯網自組網技術實戰 178
7.7.1物聯網自組網技術 178
7.7.2自組網通信編程1：傳感器陣列自組網 181
7.7.3自組網通信編程2：霧計算服務節點 188
7.7.4自組網通信編程3：本地執行設備淨化器 200
7.7.5自組網通信編程4：本地執行設備開窗器 203
7.7.6自組網通信編程5：本地執行設備製氧機 207
7.8小結 209
7.9習題 210
後記 211
參考文獻 212