圖解物聯(lián)網(wǎng)

第1章　物聯(lián)網(wǎng)的基礎知識　　1 1．1　物聯(lián)網(wǎng)入門……2 1．1．1　物聯(lián)網(wǎng)……2 1．1．2　物聯(lián)網(wǎng)的相關動向……2 1．2　物聯(lián)網(wǎng)所實現(xiàn)的世界……3 1．2．1　“泛在網(wǎng)絡”社會……3 1．2．2　“物”的互聯(lián)網(wǎng)連接……4 1．2．3　機器對機器通信所實現(xiàn)的事……5 1．2．4　物聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)的世界……6 蓬勃發(fā)展的標準化活動……8 1．3　實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的技術要素……9 1．3．1　設備……9 1．3．2　傳感器……13 1．3．3　網(wǎng)絡……15 1．3．4　物聯(lián)網(wǎng)服務……17 1．3．5　數(shù)據(jù)分析……20 第2章　物聯(lián)網(wǎng)的架構　23 2．1　物聯(lián)網(wǎng)的整體結構……24 2．1．1　整體結構……24 2．1．2　網(wǎng)關……25 2．1．3　服務器的結構……27 2．2　采集數(shù)據(jù)……28 2．3　接收數(shù)據(jù)……30 2．3．1　數(shù)據(jù)接收服務器的作用……30 2．3．2　HTTP協(xié)議……30 REST API……31 2．3．3　WebSocket……32 2．3．4　MQTT……33 2．3．5　數(shù)據(jù)格式……40 圖像、語音、視頻數(shù)據(jù)的處理……43 2．4　處理數(shù)據(jù)……44 2．4．1　處理服務器的作用……44 2．4．2　批處理……44 2．4．3　流處理……47 2．5　存儲數(shù)據(jù)……49 2．5．1　數(shù)據(jù)庫的作用……49 2．5．2　數(shù)據(jù)庫的種類和特征……50 2．6　控制設備……54 2．6．1　發(fā)送服務器的作用……54 2．6．2　使用HTTP發(fā)送數(shù)據(jù)……54 2．6．3　使用WebSocket發(fā)送數(shù)據(jù)……55 2．6．4　使用MQTT發(fā)送數(shù)據(jù)……55 事例：面向植物工廠的環(huán)境控制系統(tǒng)……56 第3章　物聯(lián)網(wǎng)設備……59 3．1　設備——通向現(xiàn)實世界的接口……60 3．1．1　為什么要學習設備的相關知識……60 3．1．2　連通性帶來的變化……60 3．2　物聯(lián)網(wǎng)設備的結構……63 3．2．1　基本結構……63 3．2．2　微控制器主板的類型和選擇方法……68 開源硬件的興起……80 3．3　連接“云”與現(xiàn)實世界……80 3．3．1　與全球網(wǎng)絡相連接……80 3．3．2　與網(wǎng)關設備的通信方式……81 3．3．3　有線連接……82 3．3．4　無線連接……84 3．3．5　獲得電波認證……89 3．4　采集現(xiàn)實世界的信息……89 3．4．1　傳感器是什么……89 3．4．2　傳感器的機制……90 3．4．3　傳感器的利用過程……94 3．4．4　放大傳感器的信號……95 3．4．5　把模擬信號轉換成數(shù)字信號……96 3．4．6　傳感器的校準……98 3．4．7　如何選擇傳感器……100 3．5　反饋給現(xiàn)實世界……103 3．5．1　使用輸出設備時的重要事項……103 3．5．2　驅動的作用……104 3．5．3　制作正確的電源……107 3．5．4　把數(shù)字信號轉換成模擬信號……108 3．6　硬件原型設計……110 3．6．1　原型設計的重要性……110 3．6．2　硬件原型設計的注意事項……111 3．6．3　硬件原型設計的工具……114 挑戰(zhàn)制作電路板！……115 3．6．4　原型制作結束之后……116 第4章　先進的感測技術……119 4．1　逐步擴張的傳感器世界……120 4．2　先進的感測設備……120 4．2．1　RGB-D傳感器……122 4．2．2　自然用戶界面……129 4．3　先進的感測系統(tǒng)……132 4．3．1　衛(wèi)星定位系統(tǒng)……133 4．3．2　準天頂衛(wèi)星……144 4．3．3　IMES……145 4．3．4　使用了Wi-Fi的定位技術……147 4．3．5　Beacon……150 4．3．6　位置信息和物聯(lián)網(wǎng)的關系……152 第5章　物聯(lián)網(wǎng)服務的系統(tǒng)開發(fā)……153 5．1　物聯(lián)網(wǎng)和系統(tǒng)開發(fā)……154 5．1．1　物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)的問題……154 5．1．2　物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)的特征……155 5．2　物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)的流程……157 5．2．1　驗證假設階段……158 5．2．2　系統(tǒng)開發(fā)階段……159 5．2．3　維護應用階段……159 收益共享……160 5．3　物聯(lián)網(wǎng)服務的系統(tǒng)開發(fā)案例……161 5．3．1　樓層環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)……161 5．3．2　節(jié)能監(jiān)控系統(tǒng)……164 5．4　物聯(lián)網(wǎng)服務開發(fā)的重點……166 5．4．1　設備……167 5．4．2　處理方式設計……175 5．4．3　網(wǎng)絡……183 5．4．4　安全性……185 5．4．5　應用與維護……192 5．5　面向物聯(lián)網(wǎng)服務的系統(tǒng)開發(fā)……195 第6章　物聯(lián)網(wǎng)與數(shù)據(jù)分析……197 6．1　傳感器數(shù)據(jù)與分析……198 6．2　可視化……200 6．3　高級分析……207 6．3．1　高級分析的基礎……207 機器學習和數(shù)據(jù)挖掘……216 6．3．2　用分析算法來發(fā)現(xiàn)和預測……216 6．3．3　預測……217 6．4　分析所需要的要素……221 6．4．1　數(shù)據(jù)分析的基礎架構……221 6．4．2　CEP……224 6．4．3　Jubatus……225 分析的難度……227 第7章　物聯(lián)網(wǎng)與可穿戴設備……229 7．1　可穿戴設備的基礎……230 7．1．1　物聯(lián)網(wǎng)和可穿戴設備的關系……230 7．1．2　可穿戴設備市場……233 7．1．3　可穿戴設備的特征……237 7．2　可穿戴設備的種類……239 7．2．1　可穿戴設備的分類……239 7．2．2　眼鏡型……243 7．2．3　手表型……248 7．2．4　飾品型……250 7．2．5　按照目的來選擇……253 7．3　可穿戴設備的應用……261 7．3．1　可穿戴設備的方便之處……261 7．3．2　消費者應用情景……262 7．3．3　用于企業(yè)領域……265 硬件開發(fā)的近期動向……268 第8章　物聯(lián)網(wǎng)與機器人……271 8．1　由設備到機器人……272 8．1．1　機器人——設備的延續(xù)……272 8．1．2　機器人的實用范圍正在擴大……273 8．1．3　構建機器人系統(tǒng)的關鍵……274 8．2　利用機器人專用中間件……275 8．2．1　機器人專用中間件的作用……275 8．2．2　RT中間件……276 8．2．3　ROS……278 8．3　連接到云端的機器人……280 8．3．1　云機器人……280 8．3．2　UNR-PF……281 8．3．3　RoboEarth……284 8．4　物聯(lián)網(wǎng)和機器人的未來……287 后記……289 參考文獻……291 作者……296