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　　物聯(lián)網(wǎng)由于其廣闊的應(yīng)用前景和巨大的經(jīng)濟(jì)效益而受到世界各國(guó)的普遍關(guān)注，我國(guó)也在《“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確將物聯(lián)網(wǎng)作為重要任務(wù)和重大工程。作為高等院校的物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)，培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的綜合設(shè)計(jì)能力是一個(gè)非常重要的任務(wù)。

　　全書(shū)共8章。第1章主要介紹物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)、物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的分類(lèi)、物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程等。第2章介紹物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中進(jìn)行需求分析的重要性、需求分析的特點(diǎn)、需求分析的內(nèi)容和方法、如何編寫(xiě)高質(zhì)量的需求分析文檔，并結(jié)合智能家居的開(kāi)發(fā)實(shí)例介紹了需求分析的具體內(nèi)容。第3章概述物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)基本內(nèi)容、接口設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，介紹物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，并結(jié)合智能家居設(shè)計(jì)實(shí)例詳細(xì)描述系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)和軟件模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。概要設(shè)計(jì)經(jīng)復(fù)查確認(rèn)后進(jìn)人物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段，第4章詳細(xì)介紹物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)基本內(nèi)容、面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)和用戶界面設(shè)計(jì)，結(jié)合智能家居設(shè)計(jì)實(shí)例具體介紹了細(xì)化用戶功能設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工作。網(wǎng)絡(luò)層是設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，第5章介紹物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)層的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、基于網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)、基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)以及應(yīng)用案例。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)中，往往包含一些硬件模塊和部分軟件組件。第6章介紹物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備選型的一些基本原則和傳感器設(shè)備選型、射頻標(biāo)簽選型和中間件選型等內(nèi)容。第7章介紹物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成在物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈中的作用、系統(tǒng)集成的主要特點(diǎn)和分類(lèi)以及系統(tǒng)集成方案的選擇。第8章介紹了物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)測(cè)試的基本概念、軟件測(cè)試、硬件測(cè)試、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試等內(nèi)容。

　　相關(guān)開(kāi)發(fā)文檔的編寫(xiě)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中非常重要的環(huán)節(jié)，為了便于更加深入理解和應(yīng)用前面各章介紹的內(nèi)容，本書(shū)通過(guò)附錄的形式列舉了“智能照明系統(tǒng)”開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要編寫(xiě)的“系統(tǒng)需求分析報(bào)告”“系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)報(bào)告”“系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告”以及“系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告”，同時(shí)還給出了學(xué)生在完成該系統(tǒng)設(shè)計(jì)后編寫(xiě)的“課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告”樣例。

　　本書(shū)由魯宏偉、劉群共同編寫(xiě)，附錄列舉的若干報(bào)告是華中科技大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院部分物聯(lián)網(wǎng)工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生（張?jiān)七h(yuǎn)、霍亮、常祥雨、張夢(mèng)雪、殷淑君）完成的綜合課程設(shè)計(jì)報(bào)告。本書(shū)在編寫(xiě)的過(guò)程中，參閱了大量的書(shū)籍、刊物和學(xué)位論文中的一些內(nèi)容，其中包括從互聯(lián)網(wǎng)上獲得的許多資料，而這些資料難以一一列舉出來(lái)，在此向所有這些資料的作者表示衷心的感謝。最后感謝所有對(duì)本書(shū)的寫(xiě)作和出版提供幫助的人們。

　　由于作者的水平和學(xué)識(shí)有限，本書(shū)難免存在不足之處，懇請(qǐng)各位專(zhuān)家和讀者不吝指正。讀者在閱讀本書(shū)的過(guò)程中如有反饋信息，請(qǐng)發(fā)郵件至luhw@hust.edu.cn。

　　本書(shū)為讀者提供相關(guān)教學(xué)資料，可從清華大學(xué)出版社的網(wǎng)站（www.tup.tsinghua.edu.cn）下載。

第1章 概述

1．1 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的特點(diǎn)

1．2 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

1．2．1 物聯(lián)網(wǎng)三維體系結(jié)構(gòu)

1．2．2 三類(lèi)功能部件的關(guān)系

1．3 物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)分類(lèi)及系統(tǒng)架構(gòu)

1．3．1 業(yè)務(wù)分類(lèi)

1．3．2 系統(tǒng)架構(gòu)

1．4 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

1．4．1 物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織

1．4．2 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)

1．4．3 NB-IoT標(biāo)準(zhǔn)

1．4．4 LTE-V標(biāo)準(zhǔn)

1．5 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域

1．6 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)分析

1．7 中國(guó)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展趨勢(shì)

1．8 物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用實(shí)例

1．8．1 智能家居概述

1．8．2 智能家居產(chǎn)業(yè)發(fā)展階段

1．8．3 智能家居的組成

1．9 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程

1．1 0小結(jié)

第2章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需求分析

2．1 需求分析概述

2．1．1 需求分析的特點(diǎn)

2．1．2 需求分析的重要性

2．1．3 需求是創(chuàng)新的源泉

2．1．4 需求分析的任務(wù)

2．2 需求分析的過(guò)程

2．2．1 獲取用戶需求

2．2．2 分析用戶需求

2．2．3 編寫(xiě)需求文檔

2．2．4 需求分析評(píng)審

2．3 需求分析內(nèi)容

2．3．1 市場(chǎng)需求分析

2．3．2 技術(shù)需求分析

2．3．3 安全需求分析

2．4 需求分析方法

2．4．1 原型化方法

2．4．2 面向過(guò)程的結(jié)構(gòu)化方法

2．4．3 面向?qū)ο蠓椒?

2．4．4 用例建模

2．5 需求分析過(guò)程中需要注意的問(wèn)題

2．6 需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)

2．6．1 高質(zhì)量需求敘述的特性

2．6．2 高質(zhì)量需求說(shuō)明書(shū)的特征

2．7 需求分析實(shí)例

2．7．1 智能家居系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2．7．2 業(yè)務(wù)需求

2．7．3 用戶需求

2．7．4 功能需求

2．7．5 非功能需求

2．8 小結(jié)

第3章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)

3．1 概要設(shè)計(jì)概述

3．1．1 基本概念

3．1．2 設(shè)計(jì)任務(wù)

3．1．3 設(shè)計(jì)原則

3．1．4 圖形工具

3．1．5 設(shè)計(jì)方法

3．2 接口設(shè)計(jì)

3．3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

3．3．1 設(shè)計(jì)原則

3．3．2 設(shè)計(jì)方法

3．3．3 設(shè)計(jì)步驟

3．3．4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)組成

3．4 概要設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)的銜接

3．5 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

3．5．1 概述

3．5．2 系統(tǒng)架構(gòu)

3．5．3 設(shè)計(jì)基本要求

3．5．4 設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)方案

3．5．5 子層結(jié)構(gòu)圖

3．5．6 相關(guān)硬件知識(shí)

3．6 基于實(shí)例的概要設(shè)計(jì)

3．6．1 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

3．6．2 軟件模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3．6．3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

3．7 小結(jié)

第4章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)

4．1 詳細(xì)設(shè)計(jì)概述

4．1．1 設(shè)計(jì)任務(wù)

4．1．2 表示工具

4．1．3 設(shè)計(jì)方法

4．2 面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)

4．2．1 概述

4．2

4．2．3 對(duì)象模型

4．2．4 動(dòng)態(tài)模型

4．2．5 功能模型

4．2．6 設(shè)計(jì)原則

4．2．7 對(duì)象設(shè)計(jì)

4．2．8 設(shè)計(jì)模式

4．3 用戶界面設(shè)計(jì)

4．3．1 概述

4．3．2 工作流程

4．3．3 用戶界面設(shè)計(jì)規(guī)范

4．4 基于實(shí)例的詳細(xì)設(shè)計(jì)

4．4．1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

4．4．2 用戶功能詳細(xì)設(shè)計(jì)

4．5 小結(jié)

第5章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)

5．1 物聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)

5．1．1 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)

5．1．2 外部網(wǎng)絡(luò)

5．2 網(wǎng)絡(luò)層的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

5．2．1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類(lèi)型

5．2．2 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的控制

5．3 基于網(wǎng)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)

5．3．1 網(wǎng)絡(luò)層分層設(shè)計(jì)

5．3．2 網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)

5．3．3 網(wǎng)絡(luò)層的尋址和路由

5．4 基于IPv6的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)

5．4．1 網(wǎng)絡(luò)互連方式

5．4．2 引入6LoWPAN的原因

5．4．3 6LoWPAN協(xié)議棧

5．4．4 LoWPAN適配層協(xié)議

5．5 基于實(shí)例的網(wǎng)絡(luò)層設(shè)計(jì)

5．5．1 智能網(wǎng)關(guān)

5．5．2 基于6LoWPAN組網(wǎng)

5．6 小結(jié)

第6章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)備選型

6．1 設(shè)備選型概述

6．2 傳感器的選擇

6．2．1 傳感器的組成

6．2．2 傳感器的分類(lèi)

6．2．3 傳感器的選型原則

6．3 射頻標(biāo)簽的選擇

6．3．1 工作原理和通信頻率

6．3．2 標(biāo)簽供電方式

6．3．3 標(biāo)簽材質(zhì)及封裝

6．3．4 閱讀器的技術(shù)參數(shù)

6．3．5 閱讀器安裝使用方式

6．4 中間件的選擇

6．4．1 中間件選擇原則

6．4．2 RFID中間件

6．5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的選擇

6．5．1 PHY/MAC層標(biāo)準(zhǔn)

6．5．2 其他無(wú)線個(gè)域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

6．5．3 路由及高層標(biāo)準(zhǔn)

6．6 小結(jié)

第7章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)集成

7．1 物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)

7．2 系統(tǒng)集成

7．2．1 系統(tǒng)集成技術(shù)的演變歷程

7．2．2 系統(tǒng)集成的特點(diǎn)

7．2．3 系統(tǒng)集成的分類(lèi)

7．3 系統(tǒng)集成方案選型

7．3．1 數(shù)據(jù)集成方案

7．3．2 業(yè)務(wù)流集成方案

7．3．3 Web Service集成方案

7．4 小結(jié)

第8章 物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)測(cè)試

8．1 系統(tǒng)測(cè)試概述

8．2 軟件測(cè)試

8．2．1 軟件測(cè)試分類(lèi)

8．2．2 軟件測(cè)試過(guò)程

8．2．3 軟件測(cè)試的原則

8．2．4 靜態(tài)測(cè)試和動(dòng)態(tài)測(cè)試

8．2．5 測(cè)試用例設(shè)計(jì)

8．3 硬件測(cè)試和軟件測(cè)試的區(qū)別

8．4 系統(tǒng)集成測(cè)試

8．4．1 集成測(cè)試概述

8．4．2 集成測(cè)試實(shí)例

8．5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)測(cè)試

8．5．1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障類(lèi)型

8．5．2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障診斷的特點(diǎn)

8．5．3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)故障檢測(cè)與診斷方式

8．6 小結(jié)

附錄A 家庭智能照明系統(tǒng)需求分析報(bào)告

附錄B 家庭智能照明系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)報(bào)告

附錄C 家庭智能照明系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì)報(bào)告

附錄D 家庭智能照明系統(tǒng)測(cè)試報(bào)告

附錄E 家庭智能照明系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告

參考文獻(xiàn)