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出版者:中国劳动社会保障出版社

作者:陈捷

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:1900-01-01

价格:18.0

装帧:

isbn号码:9787504538475

丛书系列:

图书标签:

• 社会学
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现代物联网系统设计与实现 图书简介 本书全面系统地介绍了现代物联网（IoT）系统的设计、开发、部署与管理。内容涵盖了从底层硬件感知到顶层云端服务的完整技术栈，旨在为读者提供一套扎实且前沿的物联网工程实践知识体系。 第一部分：物联网基础理论与架构 本部分首先奠定了物联网的理论基础，深入探讨了物联网的定义、发展历程、核心特征以及其在各个垂直行业（如智能家居、工业控制、智慧城市、智慧农业等）中的应用前景与挑战。 第1章：物联网概述与演进 详细解析了物联网的三个发展阶段：从早期的RFID和M2M（机器到机器）通信，到当前以云计算、大数据和人工智能为驱动的深度融合阶段。重点阐述了物联网的“物、联、智”三大核心要素之间的关系。讨论了物联网的标准化工作，包括IEEE、ITU-T等组织在语义互操作性方面的工作。 第2章：物联网系统参考架构 系统地介绍了主流的物联网参考架构模型，如三层架构（感知层、网络层、应用层）的局限性与演进，以及更精细的五层或七层架构（如感知层、传输层、平台层、应用层）。深入分析了边缘计算（Edge Computing）在中间层的重要性，阐述了其如何解决实时性、带宽和安全挑战。 第3章：传感器与执行器技术 本章专注于物联网的“感知”环节。详细介绍了各类主流传感器（如温度、湿度、压力、光照、气体、惯性测量单元IMU等）的工作原理、技术指标、选型考量及其在实际环境中的部署技巧。同时，讲解了执行器的分类、驱动电路设计及精度控制方法，为构建精确的反馈控制系统打下基础。 第二部分：物联网网络与通信协议 本部分是物联网实现互联互通的核心，聚焦于数据在异构网络间的可靠传输机制。 第4章：短距离无线通信技术 全面对比分析了Wi-Fi（802.11系列）、蓝牙（经典蓝牙与低功耗蓝牙BLE）、ZigBee、NFC等短距离通信技术的物理层特性、网络拓扑、功耗表现及适用场景。重点讲解了BLE的广告（Advertising）机制、服务（Services）与特征（Characteristics）的定义，并提供了使用GATT Profile进行数据交互的实践案例。 第5章：广域网通信技术（LPWAN） 深入探讨了低功耗广域网（LPWAN）技术，这是实现大规模、低功耗设备连接的关键。详细解析了LoRaWAN、NB-IoT（窄带物联网）和eMTC（增强型机器类通信）的空中接口协议、网络结构（如LoRa的星形拓扑、NB-IoT的蜂窝网络接入）、覆盖范围与带宽限制。讨论了在选择LPWAN技术时需要权衡的成本、延迟与数据速率。 第6章：物联网网络协议栈 系统梳理了物联网通信协议的演进，从传统的TCP/IP栈在资源受限设备上的应用挑战出发，重点解析了轻量级应用层协议。详尽阐述了MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）的设计哲学、QoS等级（0, 1, 2）的选择与影响、主题（Topic）的构建策略。同时，对比分析了CoAP（Constrained Application Protocol）与HTTP的差异，并讲解了其在RESTful设计中的体现。 第三部分：物联网平台与数据处理 本部分聚焦于如何管理海量设备连接、处理和存储数据，并从中提取价值。 第7章：设备管理与安全接入 阐述了设备注册、身份认证、密钥管理、固件空中升级（FOTA/OTA）的必要性与实现流程。重点讲解了基于TLS/DTLS的安全连接建立过程，以及在资源受限设备上实现公钥基础设施（PKI）的挑战与应对方案。讨论了设备影子（Device Shadow）的概念，用于解决设备离线时状态同步的问题。 第8章：物联网云平台架构与服务 分析了主流公有云（如AWS IoT、Azure IoT Hub、阿里云IoT平台）提供的核心服务模块，包括设备网关、消息代理、规则引擎和数据存储。详细介绍了规则引擎（Rule Engine）的配置逻辑，如何通过定义输入、转换和输出，实现数据的实时路由和初步处理。 第9章：时序数据存储与分析 物联网生成的数据大多具有时间戳属性，本章专门讲解时序数据库（Time-Series Database, TSDB）的原理与优势（如InfluxDB、TimescaleDB）。探讨了数据清洗、聚合、降采样（Downsampling）的策略，以及如何基于历史数据进行趋势分析和异常检测的初步建模。 第四部分：边缘计算与高级应用 本部分转向当前物联网发展的热点——将计算能力下沉到网络边缘。 第10章：边缘计算原理与部署 深入解析了边缘计算（Edge Computing）与云计算的协作关系，强调了边缘计算在低延迟决策和带宽优化中的作用。讲解了边缘计算框架的搭建，包括容器化技术（如Docker）在嵌入式设备上的应用，以及边缘设备与云端服务的同步机制。 第11章：实时数据流处理 介绍了用于处理高吞吐量实时数据的流处理框架（如Apache Kafka、MQTT Broker集群）。讲解了窗口函数（如滑动窗口、滚动窗口）在计算实时平均值、峰值检测中的应用，为构建实时报警与控制系统提供技术支撑。 第12章：面向AIoT的设备端智能 探讨了人工智能与物联网的结合（AIoT）。重点介绍了模型压缩、量化和剪枝技术，使得复杂的机器学习模型（如轻量级卷积神经网络）能够部署到资源受限的微控制器或边缘网关上。通过实例说明如何在设备侧实现本地化的目标识别或异常行为预警。 实践与展望 全书穿插了多个贯穿始终的综合性案例，例如一个基于LoRaWAN的智慧环境监测系统的完整设计流程，以及一个使用MQTT和边缘网关实现本地化控制的智能安防项目。最后，本书对物联网的未来趋势进行了展望，包括后5G时代的万物互联、数字孪生（Digital Twin）技术的深入应用以及联邦学习在物联网安全隐私保护中的潜力。 本书适合高等院校信息技术、自动化、电子工程等专业的本科生、研究生，以及希望全面掌握现代物联网系统工程实践的软件工程师和系统架构师阅读参考。要求读者具备一定的嵌入式系统基础和网络通信知识。

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这本书的语言风格颇具特色，它在保持技术严谨性的同时，又流露出一种非常接地气的亲和力。作者似乎深谙如何将晦涩难懂的专业术语转化为普通人也能理解的白话。阅读过程中，我几乎感觉不到自己在“学习”，而更像是在一位经验丰富的老技师的指导下，进行一次轻松愉快的技术交流。例如，在解释某些底层协议时，作者会巧妙地穿插一些生动的比喻或者实际操作中的“小陷阱”，这些都不是标准教科书里会有的内容，却是真正解决问题时最需要的“内功心法”。这种行文方式极大地增强了阅读的代入感和趣味性。不像有些技术书籍，读起来如同嚼蜡，这本书的每一页都充满了鲜活的生命力，让人忍不住想要立刻动手实践一番。这种叙事手法的运用，无疑是本书的一大亮点。

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这本书的排版真是让人眼前一亮，细节之处见真章。封面设计简约而不失专业感，一看就知道是精心打磨过的作品。内页的纸张质量上乘，触感温润，即便是长时间阅读也不会感到疲劳。最让我欣赏的是它的图文排版布局，逻辑清晰，层次分明。作者在关键概念的阐述上，采用了大量的插图和流程图，这些视觉辅助工具极大地降低了理解复杂理论的门槛。特别是那些电路图和硬件结构图，绘制得极其精确和细致，即便是初学者也能对照着图示快速定位和理解各个部件的功能。这种对细节的极致追求，使得阅读过程本身变成了一种享受，而不是一项艰巨的任务。它不仅仅是一本技术手册，更像是一件艺术品，处处体现着作者对知识传递的尊重与用心。这种用心，足以让读者在尚未深入内容之前，就已经对这本书充满了期待和信任。

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这本书的知识体系构建堪称典范，展现了作者深厚的学术功底和丰富的实践经验的完美结合。它并没有仅仅停留在对理论知识的罗列上，而是非常注重知识的系统性和递进性。章节之间的衔接过渡自然流畅，从宏观的系统架构到微观的元器件分析，每一步都铺垫得恰到好处，形成了一个完整的知识闭环。更难得的是，作者似乎预见到了读者在学习过程中可能遇到的所有知识盲点，并在适当的时机提供了详尽的补充说明或历史背景介绍，这使得读者对所学内容的理解不仅仅停留在“是什么”，更能深入到“为什么”和“如何演变”。这种全景式的知识视野，远超出了我预期的技术手册范畴，更像是一部浓缩的行业发展史，让人受益匪浅。

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这本书的实用价值是立竿见影的，它不仅仅停留在理论层面，而是真正教会了读者“如何去做”。书中大量的实操案例分析，详细记录了从故障的初步诊断到最终修复的全过程，每一个步骤都配有清晰的注解和注意事项。这些案例的选择非常贴近实际工作场景，覆盖了从常见的小毛病到相对棘手的疑难杂症。读完这些案例，我感觉自己仿佛完成了无数次模拟实战演练。它不像有些教材那样只给出一个理想化的模型，而是充分考虑了现实环境中的各种干扰因素和非标准情况。这种强调“实战”的编辑思路，极大地提升了这本书作为工具书的效率，让学习者能够迅速将书本知识转化为解决实际问题的能力，这一点非常值得称赞。

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如果用一个词来形容这本书带给我的感受，那便是“可靠”。在技术资料泛滥的今天，信息的准确性和时效性是衡量一本工具书价值的关键标准。这本书在这方面表现得无可挑剔。每一个数据、每一个参数、每一个操作步骤，都经过了严谨的核实，读起来让人心里踏实无比。我曾尝试用书中的方法去验证一些老旧设备的调试流程，结果发现其精确度甚至超越了我手上几份陈旧的官方文档。作者显然投入了巨大的心力去确保内容的真实性与权威性。这种对事实的坚守，是所有严肃技术类书籍的基石，而这本书，无疑将这个基石打磨得无比坚固。对于需要依据这些信息进行实际操作的专业人士而言，这种可靠性是无价的财富。

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