揭秘物聯網：技術及應用（簡體書）

《揭秘物聯網:技術及應用》內容分為兩大部分，第—部分介紹了物聯網的基本技術，涵蓋了條形碼、RFID技術、傳感器技術、MEMS技術、EPC技術、無線傳感器網絡、互聯網、云計算、TD-SCDMA、Zigbee、藍牙等關鍵技術特點，詮釋了物聯網在智能交通、智能電網、智能樓宇、智能物流、智能安防、智能醫藥及智能農業等各個經濟領域的應用前景及實例；第二部分介紹了物聯網在商務管理、財務管理、資產管理等社會經濟管理方面的作用，以及物聯網資本發展對社會經濟的影響，物聯網環保和安全等問題帶來的社會效益損失等。作者從科技的視角通過專業術語及生動實例向讀者介紹這一新生事物的原理、特點、應用，同時從經濟的視角來描述物聯網需要的成本和將帶給人們的財富。
《揭秘物聯網:技術及應用》對于企事業單位、政府機構的技術人員、管理者以及關注，支術發展的廣大讀者都具有重要參考價值，也可作為高等院校物聯網專業和信息類、通信類、計算機類、工程類、管理類及經濟類等專業的物聯網概論課程的教材。

《揭秘物聯網:技術及應用》：經濟社會中的物聯網，世界信息產業的第三次浪潮，物物相連感知世界！

任何新興科學技術都會為人類社會的經濟發展注入新的活力，帶來新的社會效益。信息技術的革命和產業的發展，將社會經濟的發展引入一片廣闊天地。信息產業發展到今天，互聯網的廣泛使用已讓人們不再有新鮮感，“物聯網”概念的提出再一次沖擊人們的想象力和激發人們的創新熱情，一批新興產業已在醞釀之中，新的經濟增長勢頭已成暗涌，即將掀起一波科技經濟的浪潮。
業界公認，物聯網將成為繼計算機、互聯網與移動通信網之後的世界信息產業第三次浪潮，美國、中國、印度和歐洲各國目前正大力推動物聯網的發展。物聯網技術研發、產業開發的博弈正在全球范圍內拉開帷幕。
2009年8月溫家寶總理視察無錫，指示要把無錫建成“感知中國”中心。同時，物聯網已被列入國家發展戰略，國家相關產業標準正在緊鑼密鼓制定之中。目前，工信部已將物聯網規劃納入到“十二五”專題規劃，正在積極研究推進。由包括國標委、工信部在內的11個部委下屬19個標準工作組組成的物聯網標準聯合工作組已經籌建，未來將“傾全國之力”共推物聯網發展。
本書正是在人們急需了解物聯網技術及其相關應用的背景下編寫的。本書作為物聯網科普讀物，向廣大讀者介紹了物聯網的概念、起源、相關技術及其廣泛的應用領域和可預見的對經濟的巨大影響。內容分為兩大部分：第一部分介紹了物聯網的發展歷程、定義概念、架構特點及架構每一層的主要技術，涵蓋了條形碼、RFID技術、傳感器技術、MEMS技術、EPC技術、無線傳感器網絡、互聯網、云計算、TDSCDMA、Zigbee、藍牙等關鍵技術特點，詮釋了物聯網在智能交通、智能電網、智能樓宇、智能物流、智能安防、智能醫藥及智能農業等各個經濟領域的應用前景及實例；第二部分介紹了物聯網在商務管理、財務管理、資產管理等社會經濟管理方面的作用，以及物聯網資本發展對社會經濟的影響，物聯網環保和安全等問題帶來的社會效益損失等。
本書在編寫過程中得到姜巖峰、李龍飛、張曉波、馬青梅、楊金玉、鄭澈、武平、李志超、畢鳳英、姜淋馨等同志的大力支持和幫助，在此特向他們表示衷心的感謝。
本書對于企事業單位、政府機構的技術人員、管理者以及關注技術發展的廣大讀者都具有重要參考價值，也可作為高等院校物聯網專業和信息類、通信類、計算機類、工程類、管理類及經濟類等專業的物聯網概論課程的教材。
由于物聯網是一個正在發展中的技術，在發展過程中不免會有新的技術應用出現，另外因為編寫時間倉促，書中難免有疏漏和不足之處，敬請讀者批評指正！
編著者

第1篇 物聯網技術001
第1章 物聯網概述2
1.1 物聯網的發展歷程2
1.1.1 物聯網概念形成的萌芽期2
1.1.2 物聯網概念的成長期4
1.1.3 物聯網概念的浪潮期5
1.2 物聯網的定義及相關概念6
1.2.1 何謂物聯網6
1.2.2 物聯網的工作環境7
1.2.3 物聯網與傳感網、泛在網、M2M之間的關系8
1.3 物聯網的總體架構及特點10
1.3.1 物聯網的現行架構10
1.3.2 物聯網的特點12
1.4 物聯網標準化15
1.4.1 物聯網國際標準化組織15
1.4.2 物聯網國內標準化組織16
1.4.3 物聯網標準進展19

第2章 物聯網的感知層24
2.1 物聯網感知層概述24
2.2 電子標簽：物聯網身份識別標簽的升級26
2.2.1 RFID的基礎知識29
2.2.2 RFID的工作原理及應用領域31
2.2.3 標簽33
2.2.4 RFID知識進階34
2.2.5 RFID工作頻率的分類36
2.2.6 RFID工作頻率指南和典型應用37
2.2.7 RFID天線知識40
2.2.8 電子標簽耦合及制作、封裝41
2.2.9 RFID讀寫設備43
2.2.1 0RFID中間件知識452.2.1 1如何保護中間件內部信息48
2.2.1 2RFID標準化組織51
2.3 從傳統條形碼到RFID——傳統二維條形碼與無線射頻識別技術縱覽53
2.3.1 狹小的一維空間53
2.3.2 從“線”到“面”的飛躍——二維條形碼VS傳統條形碼55
2.3.3 從“有形”到“無形”的革命——RFID優勢巨大57
2.3.4 RFID開始進入應用階段57
2.3.5 射頻技術和條形碼比較59
2.3.6 RFID標簽能否取代條形碼技術60
2.3.7 使用高頻標簽是否會對人體產生輻射危害60
2.3.8 RFID面臨的問題61
2.4 傳感器技術61
2.5 MEMS技術63
2.5.1 MEMS的基本概念與發展歷史63
2.5.2 MEMS的應用67
2.5.3 MEMS技術和器件的研究進展69
2.5.4 用于通信領域的MEMS器件75
2.5.5 用于生化醫學領域的MEMS器件80
2.5.6 用于光通信領域的MEMS器件87
2.5.7 用于慣性測量用的MEMS器件93
2.5.8 幾種MEMS微執行器101
2.6 EPC系統111
2.6.1 EPC系統簡介112
2.6.2 電子產品編碼與RFID113
2.6.3 EPC的編碼原則115
2.6.4 EPC編碼關注的問題116
2.7 無線傳感器網絡117
2.7.1 無線傳感器網絡概述117
2.7.2 傳感器網絡體系結構117
2.7.3 傳感器網絡的特征119
2.7.4 傳感器網絡的應用121
2.7.5 傳感器網絡的關鍵技術122

第3章 物聯網的網絡層125
3.1 互聯網125
3.1.1 互聯網的起源與發展125
3.1.2 互聯網的特征125
3.1.3 互聯網的影響127
3.1.4 互聯網的應用1293.1.5 互聯網運作的基本知識131
3.2 云計算134
3.2.1 云計算的概念134
3.2.2 云計算的形式137
3.2.3 云計算在提高企業管理效益中的優勢138
3.3 TDSCDMA139
3.3.1 TDSCDMA基本特點139
3.3.2 TDSCDMA關鍵技術對網絡規劃的影響140
3.3.3 GSM和TDSCDMA網絡規劃比較151
3.3.4 TDSCDMA和WCDMA網絡規劃比較152
3.4 無線網絡154
3.4.1 超寬帶(UWB)無線通信技術154
3.4.2 Zigbee159
3.4.3 藍牙163
3.4.4 WiFi技術166
3.4.5 IrDA技術170
3.4.6 NFC技術170

第4章 應用層：物聯網對于產業發展的巨大影響172
4.1 感知城市172
4.1.1 感知城市概述172
4.1.2 物聯網技術在城市信息化的應用及實例174
4.2 物聯網與智能交通178
4.2.1 智能交通概述178
4.2.2 物聯網技術在智能交通中的應用178
4.3 智能電網186
4.3.1 智能電網概述186
4.3.2 智能電網技術187
4.3.3 智能電網應用189
4.4 智能樓宇191
4.4.1 智能樓宇概述191
4.4.2 物聯網技術在智能大廈的應用191
4.4.3 物聯網技術在智能大廈應用案例192
4.5 智能物流193
4.5.1 智能物流概述193
4.5.2 智能物流應用技術194
4.5.3 智能物流案例198
4.6 物聯網與精致農業、智能林牧業201
4.6.1 精致農業概述201
4.6.2 物聯網技術在農、林、牧業中的應用201
4.6.3 物聯網在農業其他方面的應用與案例2034.7 智能消防安保211
4.7.1 智能安保概述211
4.7.2 智能安保應用212
4.8 智能醫療、藥品222
4.8.1 概述222
4.8.2 物聯網技術在醫療衛生領域的應用223

第2篇 經濟社會中的物聯網229
第5章 物聯網的商務應用230
5.1 概述230
5.2 商業應用領域232
5.3 移動商務的實現236
5.4 物聯網商務的應用案例239
5.4.1 麥德龍的未來商店239
5.4.2 沃爾瑪的互聯網交易系統243
5.4.3 物聯網商務全面應用的困境244

第6章 物聯網在財務管理中的應用245
6.1 概述245
6.2 物聯網對會計信息、財務管理的影響246
6.2.1 當前會計信息化存在的問題246
6.2.2 物聯網時代企業財務管理的缺陷247
6.2.3 物聯網對會計信息化的影響248
6.2.4 物聯網經濟下企業財務管理的革新249
6.3 在生產、物流領域物聯網的應用對財務管理的影響250
6.3.1 在生產領域物聯網的應用對財務管理的影響251
6.3.2 在物流領域物聯網的應用對財務管理的影響253
6.3.3 物聯網建設成本是制約其在物流產業應用的問題257
6.4 物聯網在固定資產管理中的應用257
6.4.1 RFID技術在固定資產管理上的技術優勢258
6.4.2 固定資產管理系統的設計和應用259
6.4.3 固定資產折舊核算262
6.4.4 固定資產盤點管理264

第7章 經濟社會中物聯網發展帶來的影響265
7.1 物聯網發展對經濟的影響265
7.2 物聯網的資本發展狀況2677.2.1 物聯網目前投資狀態268
7.2.2 物聯網政策缺失困境269
7.3 物聯網的構建成本問題269
7.4 物聯網的隱性成本270
7.4.1 物聯網的安全建設成本271
7.4.2 物聯網構建、使用環節存在的污染273
參考文獻280

4.7.2.2 物聯網技術應用于消防安全防范領域
隨著社會和社會經濟的不斷發展，城市高層建筑、大型建筑日益增多，火災隱患也大大增加，關乎到人民群眾生命和財產安全的消防工作日益重要。目前很多建筑安裝了消防火災自動報警系統，可在一定程度上做到火災預警。這些消防監控系統基本上都是各單位獨立選購安裝與獨立工作的，監控系統一旦發現火災就會發出警報，單位值班人員收到警報後立即驗證，確認火災後通知消防單位，由消防單位進行撲救。但是由于人為因素導致火災信息漏報、遲報，報警設備出現故障沒有及時恢復開通的情況時有發生，由此造成火勢蔓延，釀成巨大損失。
因此，現實的狀況要求現代化的城市消防必須形成一個有效的城市消防遠程監控系統，時刻監控城市建筑的情況。當發生異常情況時，立即向監控部門報警，及早確定火情，將火災控制、消滅在萌芽階段，以減少城市火災帶來的災難。同時，對部署了安防視頻監控系統的單位來說，當發生火災報警時，能夠實現對報警區域進行聯動視頻監控，不僅可以對消防指揮中心部門判斷火災報警提供詳實的依據，更可以為火災救援單位提供報警現場的視頻圖像，能夠使救援單位更有效、明確地開展火災救援工作。因此，建立城市消防遠程監控系統并結合視頻監控系統勢在必行。
在火災防范領域中，按照國家《火災自動報警系統設計規范》的要求，應在建筑物內的保護區域中安裝煙感探測器，探測器能夠通過檢測空氣中的煙霧濃度來判斷是否發生火災，并及時報警。但是這種常規的探測器并不能很好地滿足不斷提升的公共安全需求，因此，使用智能技術對常規探測器進行升級改造，使之成為具備智能感知能力的探測器，并利用無線傳感網絡技術組成Mesh網絡，相互之間能夠進行最優路徑通信。
正常情況下，智能探測器按照采樣周期定期蘇醒采集數據，其余時間處于休眠狀態以降低能耗。當某個智能探測器的探測值明顯提高，并達到設定閾值一半的時候，該探測器被激活，采樣周期縮短為原來一半，并且啟動蜂鳴器發出頻率適中的危險報警，實施觀測一段時間，如果在此期間，探測值繼續上升，那么該探測器將會迅速激活其臨近探測器。當探測值超過設定閾值後，探測器進行火災報警，蜂鳴器發出尖銳急促的叫聲。另外，已報警的探測器通知其上一級的未報警探測器進行數據備份，這樣，即使一些探測器被毀壞，救援人員也能夠在現場使用PDA從未毀壞探測器中得到火災區域的煙氣濃度等重要參數，對于火災反演、判斷火勢和災情蔓延具有重要意義。同時在後方的監控界面中，所有未報警的探測器顯示為綠色，進行危險報警的探測器周邊顯示為黃色，而進行火災報警的探測器區域顯示為紅色，這樣就突顯了危險分區的概念，有助于人員疏散和救援指揮。（1）遠程監控系統的結構
城市消防遠程監控系統是通過有線、無線通信網絡將各建筑物內獨立的火災自動報警系統聯網，運用地理信息系統進行定位，并與視頻監控聯動等對所有聯網單位建筑進行實時火警監控，對消防設施進行集中管理的消防信息化應用系統。
根據物聯網的體系結構，建立城市消防安防聯動遠程監控系統，同時參考城市消防遠程監控系統技術規范（GB50440-2007），系統結構圖如圖4－33所示。