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第1章　信息技术、信息产业与物联网1

1.1　创新是21世纪信息技术发展的必由之路1

1.1.1　信息技术的辉煌1

1.1.2　信息技术的困惑2

1.1.3　21世纪信息技术发展趋势3

1.2　信息产业的发展4

1.2.1　从产业结构的角度认识信息产业4

1.2.2　从与信息社会关系的角度认识信息产业4

1.2.3　从发展战略的角度认识信息产业5

1.3　信息化的发展5

1.3.1 信息化与社会经济发展转型5

1.3.2　信息化的内涵6

1.3.3　信息化与工业化的融合8

1.4　战略性新兴产业与物联网13

1.4.1　21世纪我国发展战略性新兴产业的重大决策13

1.4.2　物联网的基本概念13

1.4.3　物联网发展的社会背景16

1.4.4　物联网发展的技术背景20

1.4.5　物联网的作用：从信息化“烧钱”到信息化“赚钱”的观念变化21

1.4.6　物联网：感知中国与世界24

1.4.7　物联网结构25

1.4.8　我国发展物联网的阶段性问题31

1.4.9　我国发展物联网技术需要解决的六个主要问题33

1.5　未来物联网的发展与CPS研究计划34

1.5.1 CPS研究计划的提出34

1.5.2 CPS研究的基本思路35

本章小结36

第2章　支撑物联网的信息技术38

2.1　计算机技术：物联网的计算工具38

2.1.1 高性能计算、普适计算与云计算38

2.1.2　数据库与数据仓库技术的研究与发展44

2.1.3　人工智能技术的研究与发展46

2.1.4 多媒体技术的研究与发展49

2.1.5　虚拟现实技术的研究与发展52

2.1.6　嵌入式技术的研究与发展55

2.1.7　可穿戴计算技术的研究与应用57

2.2　通信技术：物联网的通信工具61

2.2.1　移动通信的分类61

2.2.2　蜂窝移动通信的发展历程62

2.2.3　3G与物联网应用63

2.2.4　光纤通信与光传输网技术65

2.2.5　下一代网络技术的研究与发展66

2.3　集成电路：物联网的基石67

2.3.1　微电子技术和产业发展的重要性68

2.3.2　集成电路的研究与发展68

2.3.3 系统芯片的研究与应用70

本章小结70

第3章　互联网：物联网的运行环境72

3.1　计算机网络的基本概念72

3.1.1 从人的思维规律来认识计算机网络技术发展的必然性72

3.1.2　计算机网络发展的四个阶段74

3.1.3　计算机网络发展的三条主线74

3.2　互联网的形成与发展75

3.2.1　互联网发展的背景75

3.2.2　Web技术的研究与应用80

3.3　互联网应用的高速发展82

3.3.1　互联网的应用领域82

3.3.2　互联网应用技术发展的三个阶段83

3.3.3　互联网应用的两种工作模式：客户／服务器模式与P2P模式84

3.4　互联网接入技术与三网融合87

3.4.1　宽带城域网技术的发展87

3.4.2　接入网技术发展的背景87

3.4.3　计算机网络、广播电视网与电信网的三网融合89

3.5　互联网与物联网的区别与联系90

3.5.1　互联网核心交换与端系统的抽象方法90

3.5.2　从网络端系统接入的角度看互联网与物联网的区别与联系91

3.5.3　从网络数据采集与传输内容的角度看互联网与物联网的区别与联系93

本章小结93

第4章　无线传感器网络：物联网的末梢神经95

4.1　无线网络的基本概念95

4.1.1　无线网络技术的分类95

4.1.2　无线分组网与无线自组网96

4.1.3　无线自组网与无线传感器网络96

4.1.4　无线自组网与无线网状网96

4.2　无线局域网与协议97

4.2.1　无线局域网的应用领域97

4.2.2　无线局域网协议98

4.3　无线城域网与IEEE 802.16协议98

4.3.1 宽带无线接入的基本概念98

4.3.2　IEEE 802.16标准体系99

4.4　蓝牙、无线个人区域网与ZigBee99

4.4.1　蓝牙技术与协议99

4.4.2　无线个人区域网与协议100

4.4.3　ZigBee技术的特点101

4.5　无线自组网技术应用领域与关键技术的发展101

4.5.1　无线自组网技术的主要特点101

4.5.2 无线自组网的主要应用领域102

4.5.3　无线自组网关键技术的研究104

4.6　无线传感器网络应用领域与关键技术的研究105

4.6.1　传感器与无线传感器网络技术发展的背景105

4.6.2　无线传感器网络的特点107

4.6.3 无线传感器网络的应用前景108

4.6.4　无线传感器网络的基本结构109

4.6.5　无线传感器网络关键技术研究111

4.7　无线网状网应用领域与关键技术的研究114

4.7.1　无线网状网发展的背景114

4.7.2　无线网状网的技术特点114

4.7.3　无线网状网的网络结构115

本章小结116

第5章　数字地球、数字城市：物联网的空间信息支撑技术118

5.1　数字地球的研究与发展118

5.1.1　数字地球概念产生的背景118

5.1.2　数字地球的定义120

5.1.3　数字地球的主要特征120

5.1.4　数字地球技术的作用121

5.1.5　探索与研究：数字地球神经系统122

5.2　数字中国的研究与发展122

5.2.1　数字中国战略的提出122

5.2.2　数字中国建设的基本内容123

5.3　数字地球的核心技术123

5.3.1　航天航空遥感技术124

5.3.2　全球定位系统126

5.3.3　地理信息系统129

5.3.4　全球综合对地观测系统132

5.3.5　数字地球基础理论体系134

5.4　数字城市的研究与发展134

5.4.1　数字城市概念产生的背景134

5.4.2　数字城市空间数据基础设施建设136

5.4.3 多媒体电子地图集与互联网地图137

5.5　数字城市技术的应用140

5.5.1　数字城市技术在城市交通中的应用140

5.5.2　数字城市技术在城市公共突发事件应急处理中的应用145

5.5.3　数字城市技术在城市建设规划中的应用151

本章小结153

第6章　射频标签：物联网的物品标识技术154

6.1　射频标签与自动识别技术154

6.1.1　条形码简介154

6.1.2　磁卡与IC卡简介157

6.1.3　射频标签简介159

6.1.4　RFID的基本工作原理159

6.1.5　RFID标签的分类161

6.1.6　RFID标签与非接触式IC卡的区别与联系162

6.2　RFID技术的应用163

6.2.1　RFID在商业流通领域中的应用163

6.2.2　RFID在食品安全与流通中的应用164

6.2.3　RFID在危险品管理中的应用164

6.2.4　RFID在交通运输中的应用165

6.2.5　RFID在医疗卫生管理中的应用166

6.2.6 RFID在城市一卡通中的应用167

6.2.7　RFID在商业营销中的应用168

6.3　RFID产业的发展168

6.3.1　世界知名IT企业对RFID产业发展的思路168

6.3.2　我国政府对发展RFID技术、应用与标准工作的重大决策169

本章小结169

第7章　数字中国：物联网的应用170

7.1　现代物流：物联网在电子商务与物流业中的应用170

7.1.1　电子商务的基本概念170

7.1.2　现代物流的发展171

7.1.3　物联网覆盖现代物流的全过程172

7.1.4　现代物流标准化与物联网体系173

7.2　数字健康：物联网在医疗卫生领域中的应用174

7.2.1 医院管理信息化的研究与发展174

7.2.2　远程医疗技术的研究与发展177

7.2.3　无线传感器网络在医疗卫生管理中的应用180

7.3　数字农业：物联网在农业中的应用181

7.3.1　数字农业涵盖的基本内容181

7.3.2　数字农业技术182

7.3.3　数字农业技术研究的主要内容183

7.3.4　无线传感器网络在农业中的应用184

7.4　数字林业：物联网在林业中的应用187

7.4.1 数字林业发展的重要性187

7.4.2　数字林业研究的主要内容与发展定位187

7.4.3　我国数字林业建设的主要任务188

7.4.4　无线传感器网络在林业中的应用189

7.5　数字水利：物联网在水利行业中的应用190

7.5.1　数字水利的定义与内涵190

7.5.2　数字水利发展的基础191

7.5.3　数字水利发展目标与思路193

7.5.4　数字水利建设的主要内容193

7.5.5　无线传感器网络在数字水利中的应用194

7.6　数字环保：物联网在环境保护领域中的应用196

7.6.1　数字环保的基本概念196

7.6.2　我国数字环保的工作基础196

7.6.3　无线传感器网络在环境保护中的应用197

7.7　数字减灾：物联网在防灾救灾领域中的应用199

7.7.1　数字减灾的基本概念199

7.7.2　我国数字减灾的工作基础199

7.7.3　无线传感器网络在防灾救灾与应急处置中的应用200

本章小结201

第8章　智能机器人：物联网家族中的重要成员202

8.1　机器人技术的研究与发展202

8.1.1　机器人的基本概念202

8.1.2　机器人技术的发展过程203

8.2　机器人的定义与分类205

8.2.1　机器人设计的三原则205

8.2.2　机器人的定义206

8.2.3　机器人的分类206

8.3　民用机器人的研究与应用206

8.3.1　工业机器人206

8.3.2　农业机器人207

8.3.3　服务机器人208

8.3.4　医用机器人209

8.3.5　微机器人与微操作机器人210

8.3.6　仿人机器人213

8.3.7　玩具机器人215

8.3.8　特种机器人216

8.3.9　空间机器人220

8.4　机器人学的研究与发展222

本章小结223

第9章　物联网技术在军事上的应用：物联网与现代战争224

9.1　物联网与现代战争的基本概念224

9.1.1 战场感知的基本概念224

9.1.2　战场感知体系的基本结构224

9.2　无线传感器网络在军事上的应用226

9.2.1 无线传感器网络在军事上应用的优势226

9.2.2　分布式传感器在战场侦察中应用的历史226

9.2.3　无线传感器网络在军事装备研究中的应用227

9.2.4　无线传感器网络在反恐装备研究中的应用227

9.3　物联网在军事物流中的应用228

9.3.1　物流的基本概念228

9.3.2　军事物流的特点229

9.3.3　RFID技术在现代军事物流中的应用230

9.4　穿戴计算机在军事上的应用231

9.4.1 穿戴计算机在军事装备维护上的应用231

9.4.2　穿戴计算机与未来战士231

9.5　智能机器人在军事上的应用232

9.5.1 军用机器人的研究发展动向232

9.5.2　地面军用机器人232

9.5.3　空中军用机器人234

9.5.4　水下军用机器人235

本章小结236

第10章　物联网中的信息安全技术：物联网安全的保障237

10.1　物联网安全中的六大关系237

10.1.1 物联网安全与现实社会的关系237

10.1.2　物联网安全与计算机、计算机网络安全的关系238

10.1.3　物联网应用系统建设与安全系统建设的关系238

10.1.4　物联网安全与密码学的关系239

10.1.5　物联网安全与国家信息安全战略的关系239

10.1.6　物联网安全与信息安全共性技术的关系241

10.2　近年来网络安全形势的演变242

10.2.1 互联网安全威胁发展总的趋势242

10.2.2　近期网络安全威胁的主要特点243

10.3　共性化的网络安全技术的研究与发展244

10.3.1 网络安全技术的内容与分类244

10.3.2　网络攻击的分类245

10.3.3 网络安全防护技术的研究248

10.3.4 网络防病毒技术的研究250

10.3.5　计算机取证的基本概念250

10.3.6 网络业务持续性规划技术的研究251

10.3.7 密码学及其应用技术的研究252

10.3.8 网络安全应用技术的研究254

10.4　无线自组网安全技术的研究256

10.4.1　无线自组网安全技术的基本概念256

10.4.2　无线自组网安全的脆弱性256

10.4.3　无线自组网的安全威胁257

10.4.4　无线自组网的安全方案258

10.5　无线传感器网络安全技术的研究260

10.5.1 无线传感器网络安全问题的特殊性260

10.5.2　无线传感器网络安全隐患的分类260

10.5.3　无线传感器网络安全技术研究的内容与进展262

10.6　RFID系统与手机安全技术的研究263

10.6.1 RFID系统的安全问题263

10.6.2 手机的安全性问题265

本章小结266

参考文献267