物聯網概論（AI助學）（微課版）

劉遠全，重慶財經職業學院教授，現任智能雲教研室主任。研究方向為電子材料與自動控制，主講“電子技術基礎”“電工技術基礎”“電氣控制與PLC”等課程。公開發表學術論文21篇，出版學術專著《自動化控制技術》，主編《嵌入式技術應用項目式教程》《模擬電子技術》《現代信息技術》等多部教材。

第 1章　物聯網概述　1

情景引入　1

學習目標　1

1.1　物聯網概述　2

邊學邊練　2

1.2　物聯網的體系架構　3

1.2.1　感知層　4

1.2.2　網絡層　5

1.2.3　應用層　6

邊學邊練　7

1.3　物聯網的起源與發展　7

1.3.1　物聯網的起源　8

1.3.2　物聯網的發展　8

邊學邊練　11

1.4　物聯網的特點及應用　12

1.4.1　物聯網的特點　12

1.4.2　物聯網的應用　14

邊學邊練　15

調研與討論　16

第 2章　自動識別技術與射頻識別技術　17

情景引入　17

學習目標　17

2.1　認識自動識別技術　17

2.1.1　自動識別技術概述　18

2.1.2　自動識別技術的分類　18

2.1.3　光學字符識別技術　18

2.1.4　語音識別技術　20

2.1.5　虹膜識別技術　21

2.1.6　指紋識別技術　22

2.1.7　條形碼技術　23

邊學邊練　24

2.2　認識射頻識別技術　25

2.2.1　RFID概述　25

2.2.2　RFID的分類　26

2.2.3　RFID的核心技術　27

2.2.4　EPC系統　31

2.2.5　RFID的優勢與缺陷　33

邊學邊練　34

2.3　了解射頻識別應用實例　34

2.3.1　RFID的應用——基於RFID的智慧物流倉儲管理系統　34

2.3.2　RFID的創新研究　40

邊學邊練　41

調研與討論　42

第3章　EPC系統　43

情景引入　43

學習目標　43

3.1　EPC系統概述　43

3.1.1　EPC的基本概念　44

3.1.2　EPC的發展進程　44

3.1.3　EPC的技術優勢　45

邊學邊練　46

3.2　EPC系統架構與編碼　46

3.2.1　EPC系統構成　46

3.2.2　EPC編碼體系　46

3.2.3　EPC編碼特性　47

3.2.4　EPC編碼類型　48

邊學邊練　52

3.3　EPC射頻識別系統　52

3.3.1　EPC標簽　52

3.3.2　EPC讀寫器　53

3.3.3　Savant　54

邊學邊練　55

3.4　EPC信息網絡系統　55

3.4.1　對象名解析服務　55

3.4.2　實體標記軟件語言　58

3.4.3　EPC信息服務　60

邊學邊練　63

3.5　EPC系統應用實例　63

3.5.1　EPC系統的應用——農資追溯系統　63

3.5.2　EPC系統的創新研究　66

邊學邊練　66

調研與討論　66

第4章　傳感器技術與智能終端　68

情景引入　68

學習目標　68

4.1　傳感器技術與傳感器節點　68

4.1.1　傳感器概述　69

4.1.2　傳感器的工作原理及應用　70

4.1.3　傳感器節點　75

邊學邊練　76

4.2　智能終端　76

4.2.1　終端概述　76

4.2.2　終端原理　77

4.2.3　終端作用　77

4.2.4　終端主要分類　77

4.2.5　終端標準化　78

4.2.6　智能終端　78

邊學邊練　79

4.3　了解智能終端應用實例　79

4.3.1　智能終端應用實例——共享單車　79

4.3.2　智能終端創新研究　83

邊學邊練　85

調研與討論　85

第5章　無線傳感器網絡　86

情景引入　86

學習目標　86

5.1　無線傳感器網絡　86

5.1.1　無線傳感器網絡概述　86

5.1.2　無線傳感器網絡體系結構　87

5.1.3　無線傳感器網絡的特點　88

5.1.4　無線傳感器網絡的關鍵技術　90

邊學邊練　92

5.2　無線傳感器網絡與EPC系統　92

5.2.1　EPC系統　92

5.2.2　EPC系統和無線傳感器網絡的區別　93

5.2.3　EPC系統與無線傳感器網絡的融合　93

邊學邊練　95

5.3　無線傳感器網絡應用實例　95

5.3.1　無線傳感器網絡應用　95

5.3.2　無線傳感器網絡的創新研究　97

調研與討論　100

第6章　互聯網　101

情景引入　101

學習目標　101

6.1　互聯網概述　101

6.1.1　互聯網的起源與發展　101

6.1.2　互聯網的標準化　102

邊學邊練　103

6.2　互聯網組成結構　103

6.2.1　客戶端設備　103

6.2.2　服務器　104

6.2.3　網絡設備　104

6.2.4　傳輸介質　104

6.2.5　網絡協議　105

6.2.6　ISP　106

6.2.7　數據中心　106

邊學邊練　106

6.3　互聯網協議　106

6.3.1　模型劃分　107

6.3.2　層與協議　108

6.3.3　網絡接口層　108

6.3.4　網絡層　110

6.3.5　傳輸層　113

6.3.6　應用層　114

邊學邊練　116

6.4　互聯網應用實例　117

6.4.1　互聯網應用實例——電子購物　117

6.4.2　互聯網的創新研究　120

邊學邊練　122

調研與討論　122

第7章　無線網絡　123

情景引入　123

學習目標　123

7.1　無線網絡的發展史　123

7.1.1　起源與早期階段　123

7.1.2　Wi-Fi和WLAN的發展　124

7.1.3　無線網絡的發展　125

7.1.4　物聯網與無線網絡的融合　128

邊學邊練　128

7.2　無線寬帶網絡　128

7.2.1　無線寬帶網絡的基本概念　129

7.2.2　常見無線寬帶網絡技術　129

7.2.3　無線寬帶網絡的應用場景　130

7.2.4　無線寬帶網絡的發展趨勢和面臨的挑戰　131

邊學邊練　132

7.3　無線低速網絡　132

7.3.1　無線低速網絡的基本概念與特點　133

7.3.2　常見無線低速網絡技術詳解　133

7.3.3　無線低速網絡的發展趨勢　136

邊學邊練　138

7.4　移動通信網絡　138

7.4.1　移動通信網絡的基本概念　138

7.4.2　移動通信網絡的技術演進　140

7.4.3　移動通信網絡的應用場景　141

7.4.4　移動通信網絡的安全性和隱私保護　143

邊學邊練　144

7.5　無線網絡應用實例　144

7.5.1　無線網絡的應用——智慧農業大棚　144

7.5.2　無線網絡的創新研究　145

邊學邊練　146

調研與討論　146

第8章　物聯網數據分析　148

情景引入　148

學習目標　148

8.1　數據采集　148

8.1.1　數據來源　149

8.1.2　數據采集方式　149

邊學邊練　150

8.2　數據清洗　150

8.2.1　數據清洗的作用　151

8.2.2　數據清洗的目標　152

8.2.3　數據清洗的方法　152

邊學邊練　156

8.3　數據集成　157

8.3.1　數據集成的概念與意義　157

8.3.2　數據集成的方法　157

8.4　數據分析　159

8.4.1　描述性分析　159

8.4.2　預測性分析　160

邊學邊練　161

8.5　數據可視化　161

8.5.1　數據可視化概述　162

8.5.2　數據可視化常用工具平臺　162

8.5.3　數據可視化應用案例　164

邊學邊練　166

8.6　數據存儲　166

邊學邊練　168

8.7　數據分析應用實例　168

8.7.1　物聯網數據分析的應用——智能照明系統　168

8.7.2　物聯網數據分析的創新研究　172

邊學邊練　175

調研與討論　175

第9章　物聯網中的信息安全與隱私保護　176

情景引入　176

學習目標　176

9.1　信息安全概述　177

9.1.1　信息安全基礎　177

9.1.2　信息安全威脅　178

9.1.3　密碼學基礎　180

邊學邊練　184

9.2　物聯網安全　184

9.2.1　物聯網的安全架構　184

9.2.2　物聯網的安全威脅及應對機制　186

9.2.3　物聯網安全的關鍵技術　189

邊學邊練　192

9.3　位置隱私及保護手段　193

邊學邊練　194

9.4　信息安全應用實例　194

9.4.1　物聯網信息安全應用實例——智慧安防物聯網系統　194

9.4.2　物聯網信息安全的創新研究　195

調研與討論　196