本書全面、系統、客觀地介紹了有關物聯網的歷史溯源、體系架構及其相關技術和套用領域等內容。作者創新性地提出了在我國“新型城鎮化”建設與大發展中，構建“物聯網體系架構運營平台”，形成“物聯網現代信息服務業”與“物聯網終端產業集群”，同時，給出了物聯網運營商的願景。除此之外，本書綜述了物聯網的感知層、網路層和套用層的相關技術。本書最後還提出了一系列具有獨立智慧財產權的物聯網產業集群綜合套用。本書深入淺出，理論與實踐相結合，是一本幫助讀者理清物聯網理念，了解物聯網套用技術和產業覆蓋範圍的參考書，適合對物聯網感興趣的讀者閱讀。
基本介紹
- 書名：智慧城市:物聯網體系架構及套用
- 作者：張學記 等
- 出版日期：2014年1月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：7121206536
- 外文名：The Smart City:Architectures and Applications of IoT
- 出版社：電子工業出版社
- 頁數：310頁
- 開本：16
- 品牌：電子工業出版社
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,序言,名人推薦,
基本介紹
內容簡介
《智慧城市:物聯網體系架構及套用》深入淺出，理論與實踐相結合，是一本幫助讀者理清物聯網理念，了解物聯網套用技術和產業覆蓋範圍的參考書，適合對物聯網感興趣的讀者閱讀。
作者簡介
張學記，世界著名感測器件專家。俄羅斯工程院外籍院士，“國家千人計畫”特聘教授，博士生導師，北京科技大學化學與生物工程學院院長，南京理工大學環境與生物工程學院院長，中國科學院客座教授， 兼任中國人民解放軍總醫院（301）臨床生化部副主任。1989年本科畢業於武漢大學化學系，1994年於武漢大學獲博士學位。1995—1999年分別為斯洛維尼亞國立化學研究所、瑞士聯邦理工學院（ETH）化學感測器中心、美國新墨西哥州立大學化學系博士後。1999年起，歷任（美國）世界精密公司研究員、化學部部長、副總、首席科學家、高級副總裁，南佛羅里達大學化學系兼職副教授、兼職教授。2009年入選中組部“千人計畫”回國。現任《American Journal of Biomedical Sciences》主編，《Frontiers in Bioscience》副主編，《Archives of Medical Science》副主編及《Nature Reviews, Clinical Oncology（Chinese Edition）》，《Sensors》等15個國際期刊編委。曾任美國海灣中美協會主席，美國NIH基金、美國NSF基金、美國國防部科研基金、美國化學會石油研究基金（ACSPRF）、歐盟科學基金評審，美國中小企業創新獎和新加坡國家科技獎評審。美國宇航局、歐洲宇航局科技顧問，佛羅里達（USF）納米研究中心學術委員會委員，國際華人自由基生物學與自由基醫學學會主席。美國化學會、美國科學會、美國神經科學會和國際自由基生物學與自由基醫學學會會員。中國國家自然科學基金委評審， 中國國家自然科學獎評審，中國生物化學與分子生物學學會臨床套用生物化學與分子生物學分會理事，中國自由基生物學與自由基醫學專業委員會委員，生命分析化學國家重點實驗室學術委員會委員。近年來，主持或參與美國NIH、NSF、NASA、國防部，北約，能源部和歐洲宇航局，中國自然科學基金等研究課題多項。已在國際一流刊物發表論文150餘篇，專利32項，分別在Elsevier、Springer、化學工業出版社出版中英文專著4部，研究工作被引用近4000次，H指數為39。開發新儀器和感測器30餘項，在全球100多個國家得到廣泛套用。多次擔任國際學術會議學術委員會委員、分會主席，在國際學術會議作大會報告或專題學術報告60多次。
圖書目錄
第1章 概述1
1.1 物聯網的溯源2
1.2 物聯網的定義7
1.3 物聯網的組成10
1.3.1感知層11
1.3.2網路層12
1.3.3套用層13
1.4 物聯網的套用領域14
1.4.1智慧家居16
1.4.2智慧醫療17
1.4.3智慧安防18
1.4.4智慧環保18
1.4.5智慧交通19
1.4.6智慧農業20
1.4.7智慧物流21
1.4.8智慧校園21
1.4.9智慧電網22
1.5 相關概念23
1.5.1Internet23
1.5.2MachinetoMachine（M2M）24
1.5.3WirelessSensorNetwork（WSN）25
1.5.4CyberPhysicalSystem（CPS）27
1.5.5泛在網路28
1.6 小結29
第2章 物聯網贏在中國31
2.1 物聯網的分類32
2.1.1非經營屬性的物聯網33
2.1.2市場經營屬性的物聯網34
2.2 “物聯網”中國創造的機遇35
2.3 我國物聯網政策36
2.4 我國物聯網的發展現狀38
2.4.1江蘇：打造無錫物聯網產業創新集群39
2.4.2北京：中關村建設中國物聯網產業中心40
2.4.3廣東：搶占物聯網產業發展高地41
2.4.4上海、福建：推進物聯網示範工程建設41
2.4.5四川：積極發展物聯網產業42
2.4.6山東：數十個行業牽手物聯網42
2.4.7重慶：籌建國內首個物聯網產業園42
2.5 物聯網在中國的標準化工作構想43
2.5.1ITU—T物聯網標準進展44
2.5.2ETSI物聯網標準進展45
2.5.33GPP/3GPP2物聯網標準45
2.5.4IEEE物聯網標準46
2.5.5中國物聯網標準進展46
2.6 我國推進物聯網產業發展時需要注意的問題48
2.7 小結49
第3章 物聯網體系架構51
3.1 商業模式“物聯網現代信息服務業”簡介52
3.2 物聯網產業發展行動方案目標的願景53
3.3 商業模式物聯網運營市場內涵54
3.4 產業發展方案建設目標55
3.4.1物聯網體系架構及運營平台的規劃、設計與建設56
3.4.2物聯網科技與產業的規劃、設計與建設57
3.5 物聯網體系架構頂層設計基本結構簡介58
3.5.1政務物聯網平台的主要功能60
3.5.2工業物聯網平台與商務物聯網平台的主要功能61
3.5.3商業模式物聯網平台與物聯網綜合信息港的主要功能62
3.6 智慧城市商業模式及物聯網綜合信息港基本結構62
3.7 物聯網體系架構項目組織與開發建設方法64
3.8 小結67
第4章 物聯網的感知層69
4.1 RFID技術70
4.1.1RFID的歷史70
4.1.2RFID的組成71
4.1.3RFID的分類73
4.1.4RFID的套用75
4.1.5RFID的標準化76
4.1.6RFID的未來78
4.2 感測器技術79
4.2.1感測器概述79
4.2.2智慧型網路化感測單元81
4.2.3IEEE1451標準84
4.2.4感測器技術的發展88
4.3 地理信息系統88
4.3.1GPS定位88
4.3.2移動蜂窩基站定位90
4.3.3基於位置的服務91
4.4 移動智慧型終端92
4.4.1個人數字助理（PDA）92
4.4.2車載設備93
4.4.3智慧型行動電話94
4.4.4DVB—H96
4.5 小結98
第5章 物聯網的網路層101
5.1 網際網路102
5.1.1網際網路相關協定102
5.1.2接入技術103
5.1.3網路套用技術104
5.1.4IPv6技術105
5.2 無線寬頻網路107
5.2.1無線城域網108
5.2.2無線區域網路112
5.2.3無線個域網115
5.3 無線低速網路117
5.3.1藍牙117
5.3.2ZigBee120
5.3.3藍牙和ZigBee的混合系統套用124
5.4 移動通信網路124
5.4.1Femto技術125
5.4.23G家庭網關技術127
5.4.3LTE技術128
5.5 下一代無線網路——泛在無線環境132
5.5.1NGMN的網路發展願景133
5.5.2MUSE的泛在網路願景134
5.5.3UCWW的無線泛在網路願景136
5.5.4泛在無線環境UCWW的CBM方案138
5.5.5下一代無線網路的美好願景140
5.6 小結141
第6章 物聯網的套用軟體技術143
6.1 基於伺服器和客戶端的應用程式144
6.1.1Web伺服器145
6.1.2套用伺服器146
6.2 基於Java的Web應用程式設計148
6.2.1Struts148
6.2.2Spring150
6.2.3Hibernate152
6.3 OSGi服務平台155
6.4 搜尋引擎Lucene157
6.5 基於多智慧型體的應用程式159
6.5.1P2P模式和智慧型體技術160
6.5.2JADE162
6.5.3JADEX165
6.6 規則引擎166
6.6.1Jess168
6.6.2Drools168
6.7 移動終端開發技術170
6.7.1HTML5腳本語言171
6.7.2jQuery移動終端腳本語言175
6.7.3SenchaTouch2移動開發框架177
6.7.4Android179
6.8 JavaCard182
6.8.1JavaCard2.0184
6.8.2JavaCard3.0186
6.9 小結187
第7章 物聯網的雲套用軟體189
7.1 什麼是雲計算190
7.1.1雲計算的服務模式192
7.1.2雲計算的套用195
7.2 物聯網中的雲數據存儲服務196
7.2.1雲存儲的結構模型197
7.2.2雲存儲的組成198
7.2.3雲存儲數據即服務199
7.3 物聯網中的雲套用組件200
7.3.1HDFS分散式檔案存儲格式204
7.3.2Map/Reduce計算模型208
7.3.3HBase—No—SQL的開源實現211
7.3.4Hive215
7.3.5Flume219
7.4 小結222
第8章 物聯網產業集群綜合套用225
8.1 智慧城市能源需求側物聯網226
8.1.1智慧型家居228
8.1.2國內外現狀230
8.1.3市場分析和社會價值232
8.1.4系統設計總體架構234
8.1.5能源需求側解決方案235
8.1.6能源需求側物聯網網路層和網路服務管理套用層240
8.1.7能源需求側物聯網的創新性241
8.2 智慧城市消防物聯網244
8.2.1國內外現狀246
8.2.2市場分析和社會價值247
8.2.3系統設計總體架構250
8.2.4智慧城市消防物聯網解決方案253
8.2.5智慧城市消防物聯網網路層256
8.2.6消防物聯網網路服務管理套用層257
8.2.7消防物聯網的創新性262
8.3 智慧醫療物聯網263
8.3.1個體域智慧醫療系統264
8.3.2國內外現狀265
8.3.3系統設計總體架構266
8.3.4區域協同醫療及養老院物聯網運營平台270
8.3.5商品/藥品安全追溯物聯網272
8.4 智慧城市靜態交通泊車與車輛牌照監管物聯網277
8.5 低空航空器ADS—M空中監管物聯網282
8.6 分散式新能源物聯網285
8.7 小結290
附錄A 作者相關資料291
A.1 物聯網相關專利列表（2013.10）292
A.2 物聯網相關論文列表（Scopus，2013.10）293
附錄B 主要參考文獻297
後記307
1.1 物聯網的溯源2
1.2 物聯網的定義7
1.3 物聯網的組成10
1.3.1感知層11
1.3.2網路層12
1.3.3套用層13
1.4 物聯網的套用領域14
1.4.1智慧家居16
1.4.2智慧醫療17
1.4.3智慧安防18
1.4.4智慧環保18
1.4.5智慧交通19
1.4.6智慧農業20
1.4.7智慧物流21
1.4.8智慧校園21
1.4.9智慧電網22
1.5 相關概念23
1.5.1Internet23
1.5.2MachinetoMachine（M2M）24
1.5.3WirelessSensorNetwork（WSN）25
1.5.4CyberPhysicalSystem（CPS）27
1.5.5泛在網路28
1.6 小結29
第2章 物聯網贏在中國31
2.1 物聯網的分類32
2.1.1非經營屬性的物聯網33
2.1.2市場經營屬性的物聯網34
2.2 “物聯網”中國創造的機遇35
2.3 我國物聯網政策36
2.4 我國物聯網的發展現狀38
2.4.1江蘇：打造無錫物聯網產業創新集群39
2.4.2北京：中關村建設中國物聯網產業中心40
2.4.3廣東：搶占物聯網產業發展高地41
2.4.4上海、福建：推進物聯網示範工程建設41
2.4.5四川：積極發展物聯網產業42
2.4.6山東：數十個行業牽手物聯網42
2.4.7重慶：籌建國內首個物聯網產業園42
2.5 物聯網在中國的標準化工作構想43
2.5.1ITU—T物聯網標準進展44
2.5.2ETSI物聯網標準進展45
2.5.33GPP/3GPP2物聯網標準45
2.5.4IEEE物聯網標準46
2.5.5中國物聯網標準進展46
2.6 我國推進物聯網產業發展時需要注意的問題48
2.7 小結49
第3章 物聯網體系架構51
3.1 商業模式“物聯網現代信息服務業”簡介52
3.2 物聯網產業發展行動方案目標的願景53
3.3 商業模式物聯網運營市場內涵54
3.4 產業發展方案建設目標55
3.4.1物聯網體系架構及運營平台的規劃、設計與建設56
3.4.2物聯網科技與產業的規劃、設計與建設57
3.5 物聯網體系架構頂層設計基本結構簡介58
3.5.1政務物聯網平台的主要功能60
3.5.2工業物聯網平台與商務物聯網平台的主要功能61
3.5.3商業模式物聯網平台與物聯網綜合信息港的主要功能62
3.6 智慧城市商業模式及物聯網綜合信息港基本結構62
3.7 物聯網體系架構項目組織與開發建設方法64
3.8 小結67
第4章 物聯網的感知層69
4.1 RFID技術70
4.1.1RFID的歷史70
4.1.2RFID的組成71
4.1.3RFID的分類73
4.1.4RFID的套用75
4.1.5RFID的標準化76
4.1.6RFID的未來78
4.2 感測器技術79
4.2.1感測器概述79
4.2.2智慧型網路化感測單元81
4.2.3IEEE1451標準84
4.2.4感測器技術的發展88
4.3 地理信息系統88
4.3.1GPS定位88
4.3.2移動蜂窩基站定位90
4.3.3基於位置的服務91
4.4 移動智慧型終端92
4.4.1個人數字助理（PDA）92
4.4.2車載設備93
4.4.3智慧型行動電話94
4.4.4DVB—H96
4.5 小結98
第5章 物聯網的網路層101
5.1 網際網路102
5.1.1網際網路相關協定102
5.1.2接入技術103
5.1.3網路套用技術104
5.1.4IPv6技術105
5.2 無線寬頻網路107
5.2.1無線城域網108
5.2.2無線區域網路112
5.2.3無線個域網115
5.3 無線低速網路117
5.3.1藍牙117
5.3.2ZigBee120
5.3.3藍牙和ZigBee的混合系統套用124
5.4 移動通信網路124
5.4.1Femto技術125
5.4.23G家庭網關技術127
5.4.3LTE技術128
5.5 下一代無線網路——泛在無線環境132
5.5.1NGMN的網路發展願景133
5.5.2MUSE的泛在網路願景134
5.5.3UCWW的無線泛在網路願景136
5.5.4泛在無線環境UCWW的CBM方案138
5.5.5下一代無線網路的美好願景140
5.6 小結141
第6章 物聯網的套用軟體技術143
6.1 基於伺服器和客戶端的應用程式144
6.1.1Web伺服器145
6.1.2套用伺服器146
6.2 基於Java的Web應用程式設計148
6.2.1Struts148
6.2.2Spring150
6.2.3Hibernate152
6.3 OSGi服務平台155
6.4 搜尋引擎Lucene157
6.5 基於多智慧型體的應用程式159
6.5.1P2P模式和智慧型體技術160
6.5.2JADE162
6.5.3JADEX165
6.6 規則引擎166
6.6.1Jess168
6.6.2Drools168
6.7 移動終端開發技術170
6.7.1HTML5腳本語言171
6.7.2jQuery移動終端腳本語言175
6.7.3SenchaTouch2移動開發框架177
6.7.4Android179
6.8 JavaCard182
6.8.1JavaCard2.0184
6.8.2JavaCard3.0186
6.9 小結187
第7章 物聯網的雲套用軟體189
7.1 什麼是雲計算190
7.1.1雲計算的服務模式192
7.1.2雲計算的套用195
7.2 物聯網中的雲數據存儲服務196
7.2.1雲存儲的結構模型197
7.2.2雲存儲的組成198
7.2.3雲存儲數據即服務199
7.3 物聯網中的雲套用組件200
7.3.1HDFS分散式檔案存儲格式204
7.3.2Map/Reduce計算模型208
7.3.3HBase—No—SQL的開源實現211
7.3.4Hive215
7.3.5Flume219
7.4 小結222
第8章 物聯網產業集群綜合套用225
8.1 智慧城市能源需求側物聯網226
8.1.1智慧型家居228
8.1.2國內外現狀230
8.1.3市場分析和社會價值232
8.1.4系統設計總體架構234
8.1.5能源需求側解決方案235
8.1.6能源需求側物聯網網路層和網路服務管理套用層240
8.1.7能源需求側物聯網的創新性241
8.2 智慧城市消防物聯網244
8.2.1國內外現狀246
8.2.2市場分析和社會價值247
8.2.3系統設計總體架構250
8.2.4智慧城市消防物聯網解決方案253
8.2.5智慧城市消防物聯網網路層256
8.2.6消防物聯網網路服務管理套用層257
8.2.7消防物聯網的創新性262
8.3 智慧醫療物聯網263
8.3.1個體域智慧醫療系統264
8.3.2國內外現狀265
8.3.3系統設計總體架構266
8.3.4區域協同醫療及養老院物聯網運營平台270
8.3.5商品/藥品安全追溯物聯網272
8.4 智慧城市靜態交通泊車與車輛牌照監管物聯網277
8.5 低空航空器ADS—M空中監管物聯網282
8.6 分散式新能源物聯網285
8.7 小結290
附錄A 作者相關資料291
A.1 物聯網相關專利列表（2013.10）292
A.2 物聯網相關論文列表（Scopus，2013.10）293
附錄B 主要參考文獻297
後記307
序言
序一
從感知中國到物聯網
2009年，溫家寶在江蘇提出了“感知中國”以後，國家感測信息中心在無錫成立。2010年，政府工作報告明確將物聯網定位為國家戰略性新興產業。2012年，工信部發布《物聯網“十二五”發展規劃》，強調“物聯網已成為當今世界新一輪經濟和科技發展的戰略制高點之一”。2013年，國務院正式發布《國務院關於推進物聯網有序健康發展的指導意見》，提出了我國已將物聯網作為戰略性新興產業的一項重要組成內容。
如今，物聯網已經成為學術界、工業界和政府發展信息產業的關鍵字。在學術界，國家對基於物聯網尤其是RFID的基礎研究進行了大量的投入，但是這些研究機構都是以一個部門為基本單位，缺乏合作。在工業界，各個行業分別提出了物聯網建設，導致大量的重複投入。由於沒有相關的標準，對經濟和社會的發展沒有起到物聯網初始願景的作用。
本書由南京理工大學國家“千人計畫”物聯網研究中心相關人員撰寫，該中心創新性地提出了智慧城市物聯網體系架構運營平台，目標是構建物聯網現代信息服務業與物聯網終端產業集群，促進物聯網相關產業和相關套用在中國的發展。同時作者提出，通過物聯網體系架構及運營平台的建設，構築我國“物聯網運營商”及現代服務業；在發展我國物聯網套用市場與套用技術、轉變經濟發展方式、調整經濟結構中起到巨大作用，實現我國物聯網套用市場高端發展的戰略；推動物聯網終端產業集群建設，使我國物聯網產業的規劃與發展趕上世界先進國家。
本書有助於讀者了解物聯網理念、技術、套用領域等相關內容。相信本書的出版能夠讓讀者更深入地了解物聯網的相關知識，從而加入研究物聯網的隊伍中來，為推動物聯網技術及產業的發展奉獻自己的一份力量。
南京理工大學校長 王曉鋒
2013年8月3日
序二
物聯網體系架構運營平台
根據十八大精神，積極落實我國經濟“調結構、擴內需、促增長”能力提升計畫，以及《國務院關於推進物聯網有序健康發展的指導意見》（國發〔2013〕7號），南京理工大學按照“國家急需、世界一流”的要求，發揮學校多學科、多功能的優勢，集聚國家“千人計畫”一批拔尖創新人才，有效整合資源，構建協同創新的新模式與新機制，在物聯網體系架構運營平台、物聯網終端與軟體體系中，取得了三十多項國家發明專利等標誌性成果。同時，南京理工大學聯合清華大學、北京中科院軟體中心有限公司等單位，組成協同創新團隊。本書由該團隊相關人員撰寫，戰略性地提出了在我國“新型城鎮化”建設與大發展中，構建我國的“物聯網體系架構運營平台”，在我國形成“物聯網現代信息服務業”與“物聯網終端產業集群”。構建我國物聯網體系架構運營平台的意義深遠，這是我國經濟總需求中拓展的新經濟市場方向，即新興的“物聯網現代信息服務業”市場；是體現當今世界知識經濟、技術密集型產業、低碳環保經濟發展潮流，並且對我國經濟社會具有全局帶動和重大引領作用的產業項目之一；是在“電信運營平台”、“移動通信運營平台”、“有線電視運營平台”所形成的運營商的基礎上誕生的我國“物聯網運營商”現代信息服務新興“行業”。通過我國“物聯網運營商”現代信息服務業，將有力地推動我國“物聯網終端產業集群”的大發展。
我國城鎮數量眾多，在“新型城鎮化”建設與發展中，具有得天獨厚的、巨大的“物聯網現代信息服務業”市場，而且可以通過“物聯網體系架構運營平台”的構建來推進節約、安全、環保、和諧型城鎮化建設。
在我國“新型城鎮化”建設中，構建我國的“物聯網體系架構運營平台”，有助於我國社會主義市場經濟結構的協調與發展，能有效帶動各類型金融資本投資我國“物聯網現代信息服務業”與“物聯網終端產業集群”平台，具有提升我國經濟“調結構、擴內需、促增長”的巨大作用。
本書特別指出要構建我國物聯網體系架構運營平台，該平台是我國自主創新形成的“物聯網現代信息服務業”與“物聯網終端產業集群”。我國具備構建物聯網體系架構運營平台的政治環境、社會環境、市場環境、技術支撐環境，以及經濟運行環境等優勢。因此，應該發揮我國社會主義市場經濟結構優勢，使我國物聯網現代產業健康發展。
本書對物聯網進行了比較全面、系統的介紹，最後還提出了一系列具有獨立智慧財產權的物聯網產業集群綜合套用，希望本書能為物聯網研究者以及對物聯網感興趣的人士帶來幫助。
蘇州大學特聘教授，國家“千人計畫”專家 許偉剛
2013年8月
前言
物聯網被看做繼計算機、網際網路與移動通信網之後的又一次信息產業浪潮，將成為未來帶動中國經濟發展的主要生力軍。2009年，在美國總統歐巴馬與工商業領袖舉辦的圓桌會議上，IBM執行長首次提出了“智慧地球”（Smart Earth）的構想，同年，歐盟發布了物聯網研究戰略路線圖（Internet of Things Strategic Research Roadmap）。在我國，物聯網同樣得到了高度重視，在2010年“兩會”期間物聯網已經被寫入政府工作報告，確立為國家五大戰略性新興產業之一。2012年年底，胡錦濤視察了國家軟體與積體電路公共服務平台物聯網產業研究院（CAID），對物聯網相關創新表示肯定，提出“科技服務經濟，成果造福人民”，強調物聯網產業應注重於套用。2013年2月，國務院正式出台《關於推進物聯網有序健康發展的指導意見》，該檔案的出台，必將掀起新一輪的物聯網熱潮。
本書創新性地提出了中國物聯網的概念，該理念不同於國外物聯網（Internet of Things）的概念，是屬於“中國創造”範疇。在中國特有的政治環境、社會環境、市場環境、技術支撐環境及經濟運行環境下，中國物聯網將被建設成帶動我國核心經濟區率先規劃發展的“物聯網現代信息服務業”，從而組建我國“物聯網運營商”。物聯網運營商是繼電信運營商、有線電視運營商、移動通信運營商後，在我國即將誕生的新興的服務於現代信息服務業的第四大運營商。我國物聯網產業的規劃與發展，具備趕上世界先進國家重大歷史的機遇。
物聯網運營商是通過與政府合作，組織產業內的設備提供商、運營商、系統集成商、軟體開發商，在各方平等互利的前提下與各公共事業部門搭建公共平台，並以平台為基礎設施，以信息服務為產品，面向社會提供服務的行業實體。
構建我國物聯網運營平台及組建物聯網運營商，面向我國城市公共領域重大基礎設施的智慧型化建設，形成我國物聯網現代信息服務業與物聯網信息終端製造業，才是我國物聯網產業發展的主要戰略。一個新興的物聯網現代信息服務業不僅能促進大量的人員就業，而且還能推動我國成為創新型國家，為國民經濟發展再造新優勢。
本書作者根據多年的研發經驗及近30項物聯網相關發明專利拋磚引玉，希望給讀者一些啟迪和幫助。本書第1章主要介紹了物聯網的理念及其歷史溯源，簡單闡述了物聯網的三層架構（感知層、網路層和套用層），並介紹了物聯網在各個套用領域發揮的作用。第2章主要闡述了物聯網的經營形式、物聯網在中國的發展現狀和前景，以及物聯網在中國的標準化工作構想，從而提出了物聯網運營商的概念。第3章介紹了南京理工大學物聯網體系架構的基本組成、主要功能、智慧城市商業模式及物聯網綜合信息港等內容。第4～6章分別詳細描述了物聯網三層架構中的相關技術。第7章介紹了雲計算的相關內容。第8章給出了物聯網在產業集群中的綜合套用，例如在消防、醫療、交通、家居等方面的具體實現願景，具體包括能源需求側物聯網、智慧城市消防物聯網、智慧醫療物聯網、智慧城市靜態交通泊車與車輛牌照監管物聯網、低空航空器ADS-M空中監管物聯網、分散式新能源物聯網。
希望本書能夠對關心物聯網產業發展的各級領導和行政監管部門、高校物聯網及相關專業的師生及投資人士有所幫助。由於筆者水平及時間有限，加上物聯網產業的飛速發展，技術日新月異，書中難免會有局限和諸多不足之處，歡迎專家和讀者不吝指正。
從感知中國到物聯網
2009年，溫家寶在江蘇提出了“感知中國”以後，國家感測信息中心在無錫成立。2010年，政府工作報告明確將物聯網定位為國家戰略性新興產業。2012年，工信部發布《物聯網“十二五”發展規劃》，強調“物聯網已成為當今世界新一輪經濟和科技發展的戰略制高點之一”。2013年，國務院正式發布《國務院關於推進物聯網有序健康發展的指導意見》，提出了我國已將物聯網作為戰略性新興產業的一項重要組成內容。
如今，物聯網已經成為學術界、工業界和政府發展信息產業的關鍵字。在學術界，國家對基於物聯網尤其是RFID的基礎研究進行了大量的投入，但是這些研究機構都是以一個部門為基本單位，缺乏合作。在工業界，各個行業分別提出了物聯網建設，導致大量的重複投入。由於沒有相關的標準，對經濟和社會的發展沒有起到物聯網初始願景的作用。
本書由南京理工大學國家“千人計畫”物聯網研究中心相關人員撰寫，該中心創新性地提出了智慧城市物聯網體系架構運營平台，目標是構建物聯網現代信息服務業與物聯網終端產業集群，促進物聯網相關產業和相關套用在中國的發展。同時作者提出，通過物聯網體系架構及運營平台的建設，構築我國“物聯網運營商”及現代服務業；在發展我國物聯網套用市場與套用技術、轉變經濟發展方式、調整經濟結構中起到巨大作用，實現我國物聯網套用市場高端發展的戰略；推動物聯網終端產業集群建設，使我國物聯網產業的規劃與發展趕上世界先進國家。
本書有助於讀者了解物聯網理念、技術、套用領域等相關內容。相信本書的出版能夠讓讀者更深入地了解物聯網的相關知識，從而加入研究物聯網的隊伍中來，為推動物聯網技術及產業的發展奉獻自己的一份力量。
南京理工大學校長 王曉鋒
2013年8月3日
序二
物聯網體系架構運營平台
根據十八大精神，積極落實我國經濟“調結構、擴內需、促增長”能力提升計畫，以及《國務院關於推進物聯網有序健康發展的指導意見》（國發〔2013〕7號），南京理工大學按照“國家急需、世界一流”的要求，發揮學校多學科、多功能的優勢，集聚國家“千人計畫”一批拔尖創新人才，有效整合資源，構建協同創新的新模式與新機制，在物聯網體系架構運營平台、物聯網終端與軟體體系中，取得了三十多項國家發明專利等標誌性成果。同時，南京理工大學聯合清華大學、北京中科院軟體中心有限公司等單位，組成協同創新團隊。本書由該團隊相關人員撰寫，戰略性地提出了在我國“新型城鎮化”建設與大發展中，構建我國的“物聯網體系架構運營平台”，在我國形成“物聯網現代信息服務業”與“物聯網終端產業集群”。構建我國物聯網體系架構運營平台的意義深遠，這是我國經濟總需求中拓展的新經濟市場方向，即新興的“物聯網現代信息服務業”市場；是體現當今世界知識經濟、技術密集型產業、低碳環保經濟發展潮流，並且對我國經濟社會具有全局帶動和重大引領作用的產業項目之一；是在“電信運營平台”、“移動通信運營平台”、“有線電視運營平台”所形成的運營商的基礎上誕生的我國“物聯網運營商”現代信息服務新興“行業”。通過我國“物聯網運營商”現代信息服務業，將有力地推動我國“物聯網終端產業集群”的大發展。
我國城鎮數量眾多，在“新型城鎮化”建設與發展中，具有得天獨厚的、巨大的“物聯網現代信息服務業”市場，而且可以通過“物聯網體系架構運營平台”的構建來推進節約、安全、環保、和諧型城鎮化建設。
在我國“新型城鎮化”建設中，構建我國的“物聯網體系架構運營平台”，有助於我國社會主義市場經濟結構的協調與發展，能有效帶動各類型金融資本投資我國“物聯網現代信息服務業”與“物聯網終端產業集群”平台，具有提升我國經濟“調結構、擴內需、促增長”的巨大作用。
本書特別指出要構建我國物聯網體系架構運營平台，該平台是我國自主創新形成的“物聯網現代信息服務業”與“物聯網終端產業集群”。我國具備構建物聯網體系架構運營平台的政治環境、社會環境、市場環境、技術支撐環境，以及經濟運行環境等優勢。因此，應該發揮我國社會主義市場經濟結構優勢，使我國物聯網現代產業健康發展。
本書對物聯網進行了比較全面、系統的介紹，最後還提出了一系列具有獨立智慧財產權的物聯網產業集群綜合套用，希望本書能為物聯網研究者以及對物聯網感興趣的人士帶來幫助。
蘇州大學特聘教授，國家“千人計畫”專家 許偉剛
2013年8月
前言
物聯網被看做繼計算機、網際網路與移動通信網之後的又一次信息產業浪潮，將成為未來帶動中國經濟發展的主要生力軍。2009年，在美國總統歐巴馬與工商業領袖舉辦的圓桌會議上，IBM執行長首次提出了“智慧地球”（Smart Earth）的構想，同年，歐盟發布了物聯網研究戰略路線圖（Internet of Things Strategic Research Roadmap）。在我國，物聯網同樣得到了高度重視，在2010年“兩會”期間物聯網已經被寫入政府工作報告，確立為國家五大戰略性新興產業之一。2012年年底，胡錦濤視察了國家軟體與積體電路公共服務平台物聯網產業研究院（CAID），對物聯網相關創新表示肯定，提出“科技服務經濟，成果造福人民”，強調物聯網產業應注重於套用。2013年2月，國務院正式出台《關於推進物聯網有序健康發展的指導意見》，該檔案的出台，必將掀起新一輪的物聯網熱潮。
本書創新性地提出了中國物聯網的概念，該理念不同於國外物聯網（Internet of Things）的概念，是屬於“中國創造”範疇。在中國特有的政治環境、社會環境、市場環境、技術支撐環境及經濟運行環境下，中國物聯網將被建設成帶動我國核心經濟區率先規劃發展的“物聯網現代信息服務業”，從而組建我國“物聯網運營商”。物聯網運營商是繼電信運營商、有線電視運營商、移動通信運營商後，在我國即將誕生的新興的服務於現代信息服務業的第四大運營商。我國物聯網產業的規劃與發展，具備趕上世界先進國家重大歷史的機遇。
物聯網運營商是通過與政府合作，組織產業內的設備提供商、運營商、系統集成商、軟體開發商，在各方平等互利的前提下與各公共事業部門搭建公共平台，並以平台為基礎設施，以信息服務為產品，面向社會提供服務的行業實體。
構建我國物聯網運營平台及組建物聯網運營商，面向我國城市公共領域重大基礎設施的智慧型化建設，形成我國物聯網現代信息服務業與物聯網信息終端製造業，才是我國物聯網產業發展的主要戰略。一個新興的物聯網現代信息服務業不僅能促進大量的人員就業，而且還能推動我國成為創新型國家，為國民經濟發展再造新優勢。
本書作者根據多年的研發經驗及近30項物聯網相關發明專利拋磚引玉，希望給讀者一些啟迪和幫助。本書第1章主要介紹了物聯網的理念及其歷史溯源，簡單闡述了物聯網的三層架構（感知層、網路層和套用層），並介紹了物聯網在各個套用領域發揮的作用。第2章主要闡述了物聯網的經營形式、物聯網在中國的發展現狀和前景，以及物聯網在中國的標準化工作構想，從而提出了物聯網運營商的概念。第3章介紹了南京理工大學物聯網體系架構的基本組成、主要功能、智慧城市商業模式及物聯網綜合信息港等內容。第4～6章分別詳細描述了物聯網三層架構中的相關技術。第7章介紹了雲計算的相關內容。第8章給出了物聯網在產業集群中的綜合套用，例如在消防、醫療、交通、家居等方面的具體實現願景，具體包括能源需求側物聯網、智慧城市消防物聯網、智慧醫療物聯網、智慧城市靜態交通泊車與車輛牌照監管物聯網、低空航空器ADS-M空中監管物聯網、分散式新能源物聯網。
希望本書能夠對關心物聯網產業發展的各級領導和行政監管部門、高校物聯網及相關專業的師生及投資人士有所幫助。由於筆者水平及時間有限，加上物聯網產業的飛速發展，技術日新月異，書中難免會有局限和諸多不足之處，歡迎專家和讀者不吝指正。
名人推薦
本書對物聯網進行了全面、系統的介紹，並創新性地提出了物聯網運營商的概念。此外，根據作者多項國家發明專利，給出了一系列具有獨立智慧財產權的物聯網產業集群綜合套用，包括能源需求側物聯網、智慧消防物聯網、智慧醫療物聯網、商品/藥品安全追溯物聯網、車輛牌照監管物聯網、低空航空器空中監管物聯網、分散式新能源物聯網，對於物流網產業具有很好的參考價值。
——劊橋大掌研究員王寧
毋庸置疑，這是一本優秀的物聯網技術圖書。本書提出了在我國城鎮化建設與大發展中，通過構建“物聯網體系架構運營平台”，形成“物聯網現代信息服務業”與“物聯網終端產業集群”，這是我國經濟總需求中拓展的新經濟市場方向，即新興的“物聯網現代信息服務業”市場，對經濟發展具有深遠意義。同時，本書給出了智慧城市頂層設計的概念和方案，具有一定的前瞻牲。
——利默里克大學研究員 李忠來
本書詳細給出了智慧城市以及物聯網的體系架構，描述了物聯網感知層、網路層和套用層的概念與相關技術，尤其在物聯網產業集群綜合套用章節中，給出了一系列具有自主智慧財產權的物聯網產業示範項目，提出了實施“智慧城市物聯網體系架構運營平台”的總體解決方案。本書通過規劃智慧城市頂層設計，整合引領城市各領域物聯網套用平台，從而達到綱舉目張的效果，是一本值得推薦的物聯網技術圖書。
——愛爾蘭BUSTEC公司高級工程師 張帆
——劊橋大掌研究員王寧
毋庸置疑，這是一本優秀的物聯網技術圖書。本書提出了在我國城鎮化建設與大發展中，通過構建“物聯網體系架構運營平台”，形成“物聯網現代信息服務業”與“物聯網終端產業集群”，這是我國經濟總需求中拓展的新經濟市場方向，即新興的“物聯網現代信息服務業”市場，對經濟發展具有深遠意義。同時，本書給出了智慧城市頂層設計的概念和方案，具有一定的前瞻牲。
——利默里克大學研究員 李忠來
本書詳細給出了智慧城市以及物聯網的體系架構，描述了物聯網感知層、網路層和套用層的概念與相關技術，尤其在物聯網產業集群綜合套用章節中，給出了一系列具有自主智慧財產權的物聯網產業示範項目，提出了實施“智慧城市物聯網體系架構運營平台”的總體解決方案。本書通過規劃智慧城市頂層設計，整合引領城市各領域物聯網套用平台，從而達到綱舉目張的效果，是一本值得推薦的物聯網技術圖書。
——愛爾蘭BUSTEC公司高級工程師 張帆
