本書以物聯網與智能電網的發展為基礎, 較為全面地介紹了物聯網與智能電網的關鍵技術, 主要包括物聯網架構、感知關鍵技術、通信與安全關鍵技術、大數據與邊緣計算技術、智能電網的優化與運行等, 最后分析了我國可再生能源的現狀與發展趨勢及相應的微電網技術。內容全面, 脈絡清晰, 文字通俗易懂, 方便讀者自學。
本書適合從事物聯網、智能電網、電力系統研究、開發及應用的工程技術人員、技術管理人員等, 也可作為高等院校相關專業的師生的參考教材。
曾憲武，青島科技大學信息學院，中國物聯網人才培養眾創聯盟副理事長，青島市軟件學會理事，系主任，教授，
教育背景：
（1）1987年7月畢業于北京郵電大學，通信工程系；
（2）1993年7月畢業于蘭州交通大學，鐵路運輸自動化方向，獲工學碩士學位；
（3）2008年畢業于中國海洋大學，海洋信息探測與處理方向，獲理學博士學位。
工作經歷與代表性科研成果：
（1）1987.07～1990.09，甘肅省郵電管理局，任載波通信助理工程師；
（2）1993.07～1996.04，蘭州交通大學，電信系，通信工程專業，任講師；
（3）1996.04～2002.12，煙臺東方電子信息產業集團有限公司，任通信事業部、配電自動化事業部主任工程師，主持了棗莊配電自動化、上海閔行及人民廣場配電自動化等項目，規劃設計了岳陽、東營等配電自動化系統；
（4）2003.01～至今，青島科技大學任教，從事通信工程與物聯網工程教學、智能電網方向的教學科研工作，完成國家自然科學基金資助項目“時滯離散變結構控制系統的分析與綜合（60574005）”，國家自然科學基金項目“具有時間滯后的離散變結構控制系統的分析與設計（60674020）”，及山東省自然科學重點基金項目“滯后廣義變結構控制系統的建模”（資助號：Z2006G11）。承擔自然科學基金資助項目“基于海量時空數據語義挖掘及分布密度估計的城市區域社會功能研究(61402246)”。先后發布科研論文40多篇，其中被SCI、EI收錄20篇，主持橫向課題3項、主講的《電磁場理論》被評為2010校級課程，2011年度被山東經信委、省教育廳評為山東省企校合作辦學先進個人。
第1 章 概述 / 1
1.1 物聯網的基本概念 / 1
1.1.1 物聯網的愿景與定義 / 1
1.1.2 物聯網的主要特征與面向服務的物聯網功能愿景 / 2
1.1.3 物聯網機遇 / 4
1.2 物聯網架構、元素與標準 / 5
1.2.1 物聯網架構 / 5
1.2.2 物聯網元素 / 7
1.2.3 物聯網標準 / 9
1.3 物聯網關鍵技術 / 13
1.3.1 應用域、中間件域、網絡域和對象域技術 / 13
1.3.2 互操作性和集成技術 / 14
1.3.3 可用性與可靠性技術 / 16
1.3.4 數據存儲、處理與可視化技術 / 17
1.3.5 可擴展性技術 / 18
1.3.6 管理與自配置技術 / 19
1.3.7 建模與仿真 / 20
1.3.8 標識的唯一性 / 20
1.3.9 安全與隱私 / 21
1.4 物聯網在中國的應用與發展 / 22
1.4.1 物聯網在中國的主要應用領域 / 23
1.4.2 物聯網在中國的發展 / 24
1.5 物聯網與智能電網 / 25
1.5.1 智能電網的基本概念 / 26
1.5.2 智能電網中的物聯網 / 27
1.6 智能電網中的物聯網關鍵技術 / 29
1.6.1 基于智能電網的物聯網架構層次 / 29
1.6.2 智能電網中的物聯網關鍵技術 / 30
1.7 智能電網誕生與政策推動 / 32
1.7.1 智能電網的誕生 / 32
1.7.2 主要國家對智能電網的政策推動 / 32
1.8 智能電網面臨的挑戰 / 35
1.8.1 信息和通信 / 35
1.8.2 感知、測量、控制 / 36
1.8.3 電力電子與電量存儲 / 38
1.9 小結 / 40
參考文獻 / 41
第2 章 智能電網基礎 / 54
2.1 電力系統構成 / 54
2.1.1 電力系統結構 / 54
2.1.2 發電與電網結構 / 54
2.2 電力自動化系統 / 57
2.2.1 電力自動化的目標、新技術與內容 / 57
2.2.2 變電站綜合自動化系統 / 60
2.2.3 電力調度自動化系統 / 64
2.2.4 配電網綜合自動化系統 / 66
2.2.5 電能自動抄表系統 / 68
2.3 新信息通信技術在電力系統中的應用 / 69
2.3.1 云計算與邊緣計算的狀態估計架構 / 70
2.3.2 智能電網中的大數據分析 / 78
2.4 小結 / 87
參考文獻 / 88
第3 章 感知技術 / 91
3.1 智能傳感器 / 91
3.1.1 智能傳感器的構成 / 91
3.1.2 智能傳感器的軟件系統 / 94
3.1.3 MEMS / 96
3.2 無線生化傳感器 / 97
3.2.1 無線電化學傳感器 / 98
3.2.2 無線電子化學傳感器 / 100
3.2.3 無線光學傳感器 / 101
3.2.4 其他轉導機制的無線傳感器 / 104
3.2.5 無線化學傳感器的挑戰與關鍵技術 / 105
3.3 智能電表 / 106
3.3.1 智能電表的發展與基本構成 / 106
3.3.2 智能電表的構成模塊 / 108
3.3.3 諧波對智能電表的影響及智能電表的安全與隱私及攻擊類型 / 110
3.4 RFID 與無線傳感器網絡 / 112
3.4.1 RFID / 112
3.4.2 無線傳感器網絡 / 115
3.4.3 IEEE 802.15.4 標準及ZigBee 協議規范 / 117
3.4.4 RFID 與WSN 的集成 / 119
3.5 NB-IoT 與LoRa 技術 / 121
3.5.1 NB-IoT / 122
3.5.2 LoRa 技術 / 136
3.6 定位技術 / 145
3.6.1 基于無線信號的定位技術 / 147
3.6.2 基于WLAN 信道狀態信息的室內定位技術 / 149
3.6.3 5G 定位技術 / 154
3.7 小結 / 157
參考文獻 / 158
第4 章 物聯網通信與安全技術 / 167
4.1 物聯網對通信與安全要求 / 167
4.1.1 物聯網通信系統的構成 / 167
4.1.2 對通信及安全的要求 / 168
4.2 無線網絡技術及其分類 / 170
4.2.1 物理層技術 / 170
4.2.2 媒質訪問控制層技術 / 173
4.2.3 網絡層技術 / 179
4.3 物聯網的無線通信標準 / 181
4.3.1 超短距離通信標準 / 181
4.3.2 短距離和低數據速率的標準 / 181
4.3.3 WiFi 標準 / 183
4.3.4 低功耗廣域網標準 / 184
4.3.5 蜂窩移動通信標準 / 185
4.4 物聯網的通信協議 / 187
4.4.1 應用協議 / 187
4.4.2 服務發現協議 / 194
4.4.3 基礎設施協議 / 195
4.4.4 其他協議 / 198
4.5 物聯網架構的安全 / 199
4.5.1 典型的商業物聯網架構 / 200
4.5.2 典型的商業物聯網架構的安全功能 / 207
4.6 5G 與物聯網 / 214
4.6.1 5G 物聯網的能力與要求 / 214
4.6.2 5G 物聯網的關鍵使能技術 / 216
4.6.3 5G-IoT 面臨的技術挑戰與發展趨勢 / 218
4.7 智能電網的通信技術 / 221
4.7.1 通信系統結構 / 221
4.7.2 有線通信技術 / 222
4.7.3 無線通信技術 / 223
4.8 智能電網的安全問題 / 224
4.8.1 智能電網安全挑戰和目標及一些相關工作簡介 / 224
4.8.2 威脅智能電網安全的技術來源 / 226
4.8.3 清除智能電網安全威脅的參考框架 / 228
4.9 小結 / 230
參考文獻 / 230
第5 章 智能電網中的大數據與物聯網的邊緣計算 / 244
5.1 智能電網與大數據 / 244
5.1.1 智能電網的大數據源及大數據分析帶來的益處 / 244
5.1.2 智能電網中的大數據應用 / 246
5.2 智能電網大數據分析的技術 / 249
5.2.1 大數據分析的平臺 / 249
5.2.2 對電能大數據的分析及其關鍵技術 / 251
5.3 物聯網中的邊緣/霧計算 / 253
5.3.1 基本概念 / 253
5.3.2 霧/邊緣計算架構 / 256
5.3.3 霧/邊緣計算提供的服務 / 258
5.4 物聯網霧/邊緣計算域內的協議與模擬技術 / 260
5.4.1 物聯網霧/邊緣計算域內的協議 / 261
5.4.2 物聯網霧/邊緣計算域內的模擬技術 / 264
5.4.3 安全與隱私 / 266
5.5 小結 / 269
參考文獻 / 270
第6 章 AMI 與DR 及其智能電網中信息處理的使能技術 / 279
6.1 高級計量基礎設施AMI / 279
6.1.1 AMI 與智能電網 / 279
6.1.2 AMI 的子系統 / 281
6.1.3 AMI 的安全 / 284
6.1.4 AMI 的相關標準和協議 / 288
6.2 需求響應（DR） / 289
6.2.1 DR 基本概念與實施DR 的益處 / 289
6.2.2 DR 中的用戶分類及用戶域的概念模型 / 291
6.2.3 DR 計劃 / 295
6.2.4 DR 的使能智能技術 / 296
6.3 智能電網中信息處理的使能技術 / 298
6.3.1 智能電網中信息處理技術面臨的挑戰 / 298
6.3.2 智能電網優化模型 / 299
6.3.3 在線電壓控制 / 301
6.3.4 在線安全分析 / 302
6.3.5 廣域監控、保護和控制 / 303
6.3.6 電力市場預測 / 303
6.3.7 自適應風電預測 / 304
6.4 小結 / 305
參考文獻 / 306
第7 章 可再生能源與微電網 / 314
7.1 中國的可再生能源與減排 / 314
7.1.1 水電 / 315
7.1.2 風電 / 315
7.1.3 太陽能 / 316
7.1.4 生物能 / 317
7.1.5 其他可再生能源 / 317
7.1.6 中國可再生能源發展的前景 / 317
7.2 智能電網與微電網的集成 / 318
7.2.1 微電網與混合AC/DC 微電網 / 319
7.2.2 混合AC/DC 的組件及其模型 / 320
7.3 微電網的優化運行問題 / 325
7.3.1 微電網的優化運行模型 / 325
7.3.2 微電網的優化運行模型解的概述 / 329
7.4 小結 / 330
參考文獻 / 331
附錄 / 336
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