本文關(guān)鍵詞：基于IP的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、技術(shù)與應(yīng)用，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

基于IP的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、技術(shù)與應(yīng)用簡(jiǎn)介

目　錄

第1部分　架構(gòu)

第1章　什么是智能物件　1
1.1　智能物件從何而來(lái)？　2
1.1.1　嵌入式系統(tǒng)　3
1.1.2　普適計(jì)算　5
1.1.3　移動(dòng)通信　6
1.1.4　遙測(cè)技術(shù)及機(jī)器間通信　7
1.1.5　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和泛在傳感器網(wǎng)絡(luò)　8
1.1.6　移動(dòng)計(jì)算　9
1.1.7　計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)　9
1.2　對(duì)智能物件的挑戰(zhàn)　10
1.2.1　節(jié)點(diǎn)級(jí)挑戰(zhàn)　10
1.2.2　網(wǎng)絡(luò)級(jí)挑戰(zhàn)　11
1.2.3　標(biāo)準(zhǔn)化　13
1.2.4　互通性　14
1.3　小結(jié)　14

第2章　IP協(xié)議架構(gòu)　17
2.1　引言　17
2.2　從NCP到TCP/IP　17
2.3　基本的TCP/IP架構(gòu)設(shè)計(jì)原則　18
2.4　跨層優(yōu)化的關(guān)鍵問(wèn)題　21
2.5　IP分層對(duì)智能物件網(wǎng)絡(luò)至關(guān)重要的原因　22
2.6　小結(jié)　23

第3章　智能物件為什么要采用IP協(xié)議　25
3.1　互通性　26
3.2　一個(gè)發(fā)展中的通用架構(gòu)　27
3.3　架構(gòu)的穩(wěn)定性和普遍性　28
3.4　可擴(kuò)展性　29
3.5　配置和管理　29
3.6　痕跡小　30
3.7　還有什么其他選擇？　31
3.8　為什么網(wǎng)關(guān)不好？　31
3.8.1　固有的復(fù)雜性　32
3.8.2　靈活性和可擴(kuò)展性的缺失　32
3.9　小結(jié)　32

第4章　用于智能物件網(wǎng)絡(luò)和物聯(lián)網(wǎng)的IPv6協(xié)議　33
4.1　引言　33
4.2　IPv4地址空間的耗盡　35
4.3　NAT：IPv4地址枯竭的一個(gè)(臨時(shí))解決方案　39
4.4　架構(gòu)討論　39
4.5　小結(jié)　41

第5章　路由　43
5.1　IP網(wǎng)絡(luò)中的路由　43
5.1.1　IP路由和QoS　43
5.1.2　IP路由和網(wǎng)絡(luò)可靠性　44
5.2　LLN中的路由特性　46
5.3　二層路由vs三層路由　48
5.4　小結(jié)　51

第6章　傳輸協(xié)議　53
6.1　UDP　53
6.1.1　盡力而為的數(shù)據(jù)報(bào)傳送　53
6.1.2　UDP頭　54
6.2　TCP　54
6.2.1　可靠的流傳送　55
6.2.2　TCP頭　56
6.2.3　TCP選項(xiàng)字段　57
6.2.4　往返時(shí)間估算　58
6.2.5　流量控制　58
6.2.6　擁塞控制　58
6.2.7　TCP狀態(tài)　59
6.3　用于智能物件的UDP　61
6.4　用于智能物件的TCP　61
6.5　小結(jié)　62

第7章　服務(wù)發(fā)現(xiàn)　63
7.1　IP網(wǎng)絡(luò)中的服務(wù)發(fā)現(xiàn)　63
7.2　服務(wù)發(fā)現(xiàn)協(xié)議　64
7.2.1　SLP　64
7.2.2　Zeroconf、Rendezvous和Bonjour　65
7.2.3　UPnP　66
7.3　小結(jié)　67

第8章　智能物件的安全性　69
8.1  安全的3個(gè)屬性　69
8.1.1　保密性　70
8.1.2　完整性　70
8.1.3　可用性　70
8.2　通過(guò)隱匿實(shí)現(xiàn)安全　71
8.3　加密　71
8.4　智能物件的安全機(jī)制　73
8.4.1　智能物件的安全策略　73
8.4.2　鏈路層加密　74
8.5　IP體系架構(gòu)上的安全機(jī)制　74
8.5.1　IPSec　74
8.5.2　TLS　75
8.6　小結(jié)　75

第9章　智能物件Web服務(wù)　77
9.1　Web服務(wù)基本概念　78
9.1.1　常見數(shù)據(jù)格式　79
9.1.2　表象化狀態(tài)轉(zhuǎn)變　80
9.2　智能物件Web服務(wù)的基本性能　82
9.2.1　實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度　83
9.2.2　性能　84
9.3　一個(gè)智能物件Web服務(wù)的例子——PACHUBE　86
9.3.1　交互模型　88
9.3.2　Pachube數(shù)據(jù)格式　88
9.3.3　HTTP請(qǐng)求　89
9.3.4　HTTP返回代碼　89
9.3.5　驗(yàn)證和安全　90
9.3.6　觸發(fā)器　90
9.4　小結(jié)　91

第10章　智能物件網(wǎng)絡(luò)連接模型　93
10.1　引言　93
10.2　自治型智能物件網(wǎng)絡(luò)模型　93
10.3　物聯(lián)網(wǎng)　94
10.4　擴(kuò)展Internet　94
10.5　小結(jié)　97

第2部分　技術(shù)

第11章　智能物件的硬件和軟件　99
11.1　硬件　99
11.1.1　通信設(shè)備　100
11.1.2　微控制器　101
11.1.3　傳感器與制動(dòng)器　102
11.1.4　電源　103
11.1.5　展望：片上系統(tǒng)、印制電路和電子黏土　104
11.2　智能物件軟件部分　105
11.2.1　智能物件的操作系統(tǒng)　106
11.2.2　多線程編程與事件驅(qū)動(dòng)編程的比較　110
11.2.3　內(nèi)存管理　112
11.2.4　展望：宏編程、Java　113
11.3　能量管理　114
11.3.1　無(wú)線能量管理機(jī)制　115
11.3.2　異步負(fù)載循環(huán)　116
11.3.3　同步負(fù)載循環(huán)　117
11.3.4　無(wú)線開啟時(shí)間示例　118
11.4　小結(jié)　118

第12章　智能物件的通信機(jī)制　121
12.1　智能物件的通信模式　121
12.1.1　一對(duì)一通信　122
12.1.2　一對(duì)多通信　122
12.1.3　多對(duì)一通信　123
12.2　物理通信標(biāo)準(zhǔn)　124
12.3　IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)　125
12.3.1　802.15.4地址　126
12.3.2　802.15.4物理層　127
12.3.3　媒體訪問(wèn)控制(MAC)層　128
12.3.4　802.15.4的幀格式　129
12.3.5　功耗　129
12.4　IEEE 802.11和Wi-Fi　130
12.4.1　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜徒Y(jié)構(gòu)　131
12.4.2　物理層　131
12.4.3　媒體訪問(wèn)控制(MAC)層　132
12.4.4　低功耗Wi-Fi　133
12.5　電力線通信(PLC)　134
12.5.1　物理層　135
12.5.2　MAC層　135
12.5.3　功耗　135
12.6　小結(jié)　136

第13章　uIP——輕量的IP協(xié)議�！�137
13.1　運(yùn)行原則　138
13.1.1　輸入處理　139
13.1.2　輸出處理　142
13.1.3　定期處理　143
13.1.4　數(shù)據(jù)分組轉(zhuǎn)發(fā)　143
13.2　uIP內(nèi)存緩沖器管理　143
13.3　uIP應(yīng)用程序接口　144
13.4　uIP協(xié)議實(shí)現(xiàn)　146
13.4.1　IP分段重組　147
13.4.2　TCP　147
13.4.3　校驗(yàn)和計(jì)算　148
13.5　內(nèi)存占用空間　148
13.6　小結(jié)　149

第14章　標(biāo)準(zhǔn)化　151
14.1　引言　151
14.2　IETF　151
14.2.1　IETF的目標(biāo)　152
14.2.2　IETF組織結(jié)構(gòu)　153
14.2.3　IETF標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程　153
14.2.4　IETF標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)程　155
14.2.5　IAB　156
14.3　和智能物件IP有關(guān)的工作組　157
14.3.1　基于低功耗無(wú)線個(gè)域網(wǎng)的IPv6工作組　158
14.3.2　ROLL工作組　160
14.4　小結(jié)　163

第15章　智能物件網(wǎng)絡(luò)中使用IPv6——技術(shù)復(fù)習(xí)　165
15.1　智能物件網(wǎng)絡(luò)中使用IPv6？　165
15.2　IPv6包的頭　166
15.2.1　IPv6固定的頭　166
15.2.2　擴(kuò)展頭　167
15.2.3　逐跳選項(xiàng)頭　168
15.2.4　路由頭　168
15.2.5　分片頭　169
15.2.6　目的地選項(xiàng)頭　170
15.2.7　無(wú)下一個(gè)頭　171
15.3　IPv6尋址架構(gòu)　171
15.3.1　單播、任播和多播的概念　171
15.3.2　IPv6地址的表示　171
15.3.3　單播地址　172
15.3.4　任播地址　174
15.3.5　多播地址　174
15.4　IPv6中的ICMP協(xié)議　176
15.4.1　ICMPv6錯(cuò)誤消息　176
15.4.2　ICMP信息消息　177
15.5　鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議　177
15.5.1　鄰居請(qǐng)求消息　178
15.5.2　鄰居通告消息　179
15.5.3　路由器通告消息　179
15.5.4　路由器請(qǐng)求消息　182
15.5.5　重定向消息　182
15.5.6　鄰居不可到達(dá)檢測(cè)(NUD)　182
15.6　負(fù)載平衡　183
15.7　IPv6自動(dòng)配置　183
15.7.1　創(chuàng)建鏈路本地地址　183
15.7.2　無(wú)狀態(tài)自動(dòng)配置過(guò)程　184
15.7.3　IPv6中無(wú)狀態(tài)地址自動(dòng)配置的隱私擴(kuò)展　186
15.8　DHCPv6　187
15.8.1　有狀態(tài)自動(dòng)配置　187
15.8.2　無(wú)狀態(tài)DHCP　187
15.9　IPv6服務(wù)質(zhì)量　188
15.9.1　Diffserv模型　188
15.9.2　IntServ模型　189
15.10　IPv4骨干網(wǎng)絡(luò)上的IPv6　189
15.11　IPv6多播　191
15.12　小結(jié)　192

第16章　6LoWPAN適配層　193
16.1　術(shù)語(yǔ)　193
16.2　6LoWPAN適配層　194
16.2.1　網(wǎng)狀尋址頭　195
16.2.2　分片　197
16.2.3　6LoWPAN頭壓縮　198
16.2.4　無(wú)狀態(tài)配置　207
16.3　小結(jié)　208

第17章　智能物件網(wǎng)絡(luò)中的RPL路由　209
17.1　簡(jiǎn)介　209
17.2　什么是低功耗有損網(wǎng)絡(luò)？　209
17.3　路由需求　210
17.4　智能物件網(wǎng)絡(luò)中的路由度量　212
17.4.1　聚集路由度量與記錄路由度量　213
17.4.2　本地度量與全局度量　213
17.4.3　路由度量/限制通用頭　213
17.4.4　節(jié)點(diǎn)狀態(tài)和屬性目標(biāo)　213
17.4.5　節(jié)點(diǎn)能源目標(biāo)　214
17.4.6　跳數(shù)目標(biāo)　214
17.4.7　吞吐量目標(biāo)　214
17.4.8　延遲目標(biāo)　214
17.4.9　鏈路可靠性目標(biāo)　214
17.4.10　鏈路顏色屬性　215
17.5　目標(biāo)功能　215
17.6　RPL：為智能物件網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的新的路由協(xié)議　217
17.6.1　協(xié)議綜述　217
17.6.2　多個(gè)DODAG的使用和RPL實(shí)例的概念　219
17.6.3　RPL消息　221
17.6.4　RPL DODAG創(chuàng)建過(guò)程　223
17.6.5　DODAG內(nèi)部以及DODAG間的節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)　225
17.6.6　使用DAO消息沿著DODAG填充路由表　226
17.6.7　RPL中的回路避免和回路檢測(cè)機(jī)制　229
17.6.8　全局和本地修復(fù)　231
17.6.9　RPL路由鄰接性　234
17.6.10　RPL定時(shí)器管理　235
17.6.11　模擬結(jié)果　236
17.7　小結(jié)　241

第18章　IP智能物件聯(lián)盟　243
18.1　IPSO聯(lián)盟的任務(wù)和目標(biāo)　243
18.2　IPSO聯(lián)盟　244
18.3　IPSO聯(lián)盟的關(guān)鍵活動(dòng)之一：互通性測(cè)試　245
18.4　小結(jié)　247

第19章　非IP智能物件技術(shù)　249
19.1　ZigBee　249
19.1.1　ZigBee設(shè)備類型　250
19.1.2　ZigBee協(xié)議棧的分層　250
19.1.3　物理層和MAC層　251
19.1.4　網(wǎng)絡(luò)層　251
19.1.5　應(yīng)用支撐子層　252
19.1.6　應(yīng)用框架層　252
19.1.7　網(wǎng)絡(luò)設(shè)置　253
19.1.8　ZigBee正在向IP遷移　253
19.2　Z-Wave　254
19.3　小結(jié)　254

第3部分　應(yīng)用

第20章　智能電網(wǎng)　255
20.1　簡(jiǎn)介　255
20.2　術(shù)語(yǔ)　259
20.3　核心網(wǎng)格監(jiān)視和控制　259
20.3.1　應(yīng)用案例1：二次變電站的監(jiān)控　259
20.3.2　應(yīng)用案例2：變電站狀態(tài)檢修　261
20.3.3　應(yīng)用案例3：線路動(dòng)態(tài)評(píng)分　262
20.3.4　技術(shù)特點(diǎn)與挑戰(zhàn)　262
20.4　智能計(jì)量(NAN)　265
20.4.1　應(yīng)用和案例　265
20.4.2　網(wǎng)絡(luò)特征和技術(shù)挑戰(zhàn)　266
20.5　HAN　267
20.5.1　應(yīng)用和案例　267
20.5.2　網(wǎng)絡(luò)特征和技術(shù)挑戰(zhàn)　270
20.5.3　技術(shù)挑戰(zhàn)的總結(jié)　271
20.6　小結(jié)　272

第21章　工業(yè)自動(dòng)化　273
21.1　機(jī)遇　273
21.2　挑戰(zhàn)　275
21.3　使用案例　276
21.3.1　狀態(tài)監(jiān)測(cè)　277
21.3.2　無(wú)線控制　278
21.3.3　移動(dòng)辦公　279
21.4　小結(jié)　280

第22章　智能城市與城市網(wǎng)絡(luò)　281
22.1　介紹　281
22.2　城市環(huán)境監(jiān)測(cè)　282
22.2.1　城市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)　282
22.2.2　自然災(zāi)害檢測(cè)和預(yù)報(bào)　284
22.2.3　技術(shù)特點(diǎn)和挑戰(zhàn)　285
22.3　社會(huì)性網(wǎng)絡(luò)　286
22.3.1　基于Web的社會(huì)化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的擴(kuò)展　287
22.3.2　監(jiān)測(cè)老人和孩子　288
22.3.3　技術(shù)特點(diǎn)和挑戰(zhàn)　289
22.4　智能交通系統(tǒng)　290
22.4.1　交通監(jiān)測(cè)和控制　291
22.4.2　自動(dòng)收費(fèi)/罰款系統(tǒng)　293
22.4.3　技術(shù)特點(diǎn)和挑戰(zhàn)　294
22.5　小結(jié)　294

第23章　家庭自動(dòng)化　297
23.1　簡(jiǎn)介　297
23.2　主要應(yīng)用及案例　298
23.2.1　照明控制　298
23.2.2　安全性和保密性　298
23.2.3　舒適性和便捷性　299
23.2.4　能源管理　299
23.2.5　遠(yuǎn)程家庭管理　300
23.2.6　老年人生活自理與輔助　300
23.3　技術(shù)挑戰(zhàn)和網(wǎng)絡(luò)特征　300
23.3.1　拓?fù)漕愋秃土髁烤仃嚒?01
23.3.2　設(shè)備數(shù)量　301
23.3.3　移動(dòng)程度　301
23.3.4　健壯性和可靠性　301
23.3.5　服務(wù)質(zhì)量的要求　302
23.3.6　電池操控　302
23.3.7　運(yùn)行環(huán)境　302
23.3.8　安全性　302
23.3.9　安裝和設(shè)置的簡(jiǎn)便性　303
23.4　小結(jié)　303

第24章　樓宇自動(dòng)化　305
24.1　BAS參考模型　305
24.2　新興樓宇自動(dòng)化應(yīng)用　306
24.2.1　入駐和撤離　307
24.2.2　能源管理　307
24.2.3　需求響應(yīng)　307
24.2.4　防火防煙　307
24.2.5　疏散　308
24.3　現(xiàn)有樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)　308
24.4　樓宇自動(dòng)化中傳感器和制動(dòng)器的特性　310
24.4.1　區(qū)域控制　311
24.4.2　片區(qū)控制　312
24.4.3　樓宇控制　312
24.5　新興的基于智能物件的BAS　313
24.5.1　新興的傳感器、制動(dòng)器和協(xié)議　313
24.5.2　基于IP的企業(yè)層協(xié)議　314
24.6　小結(jié)　314

第25章　建筑物健康監(jiān)測(cè)　315
25.1　簡(jiǎn)介　315
25.2　主要應(yīng)用和案例　317
25.3　技術(shù)挑戰(zhàn)　318
25.3.1　自動(dòng)配置　318
25.3.2　多播支持　318
25.3.3　路由　319
25.3.4　網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?19
25.3.5　網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性　319
25.3.6　移動(dòng)性　319
25.3.7　鏈路和設(shè)備特性　319
25.3.8　流量特征　320
25.3.9　服務(wù)質(zhì)量　320
25.3.10　安全　320
25.3.11　部署環(huán)境　320
25.4　數(shù)據(jù)采集與分析　320
25.5　未來(lái)的應(yīng)用與展望　321
25.6　小結(jié)　321

第26章　集裝箱跟蹤　323
26.1　GE CommerceGuard　323
26.2　IBM Secure Trade Lane　325
26.3　小結(jié)　326

參考文獻(xiàn)　327

  本文關(guān)鍵詞：基于IP的物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)、技術(shù)與應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。