本書從工程實施方法論的視角審視物聯網工程設計與實施的主要問題,從需求出發(fā),按照物聯網工程主要步驟,介紹物聯網工程的設計方法、設計條件、設計結果及工程實施方法。全書共分9章,分別介紹物聯網工程的總體過程、需求分析與可行性研究、網絡設計、數據中心設計、物聯網安全設計、軟件工程基礎、物聯網應用系統(tǒng)設計、物聯網工程實施、物聯網運行維護與管理。
“物聯網工程設計與實施”是綜合運用感知層、網絡層和應用層等關鍵技術和知識,進行傳感設備、RFID設備、網絡、嵌入式系統(tǒng)的選型,從而完成物聯網系統(tǒng)的構建的綜合性課程。
讀者不僅要對物聯網技術的各類相關技術有比較深入的了解,還要掌握相關的工程方法,綜合考慮項目的各項需求,最終實現符合需求的實際物聯網系統(tǒng)。
本書既適合作為高校物聯網工程及相關專業(yè)課程的教材,也適合從事物聯網工程相關工作的技術人員參考。
物聯網工程是為實現預定的應用目標而將物聯網的各要素有機地組織在一起的工程,涉及計算機信息工程、通信工程、控制工程等多個領域,是實現物聯網應用的最終途徑。
物聯網工程設計與實施包括的內容很多。對照網絡工程、通信工程等領域的特殊要求,本書可以從不同的角度和側重點組織相關內容。例如,可以物聯網應用系統(tǒng)設計為主線,以物聯網設計為主線,或以物聯網工程實施為主線;而在具體內容上,可以基本原理為主,或以案例為主。本書遵循《高等學校物聯網工程專業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究報告暨專業(yè)規(guī)范(試行)》所界定的范圍,從工程實施方法論的角度,按照工程邏輯挑癬組織相關內容,讓讀者能以工程思維、系統(tǒng)思維了解物聯網工程設計與實施的任務和方法,并能將其用于建設具體工程項目。
物聯網工程涉及范圍廣泛,實施階段的設計細節(jié)很多,與其他工程類似,并不存在一種絕對最優(yōu)的方法或方案,而是追求相對較優(yōu)、性價比高的設計方法和工程方案。本書所介紹的方法遵循了這一思路。
本書由黃傳河規(guī)劃和統(tǒng)籌,并撰寫第1~4章和第7~9章,涂航撰寫第5章,伍春香撰寫第6章,艾浩軍撰寫第10章。
由于學時的限制,具體使用本書時可對內容進行必要的取舍。例如,已經開設了軟件工程的學?陕匀サ6章,單獨開設了應用系統(tǒng)設計課程的學?陕匀サ10章。
由于資料來源廣泛,書中引用的很多資料未能一一注明出處,在此我們對所有原作者表示感謝。
前言
教學建議
第1章 物聯網工程設計與實施概述
1.1 物聯網工程的主要內容
1.1.1 物聯網工程的概念
1.1.2 物聯網工程的內容
1.1.3 物聯網工程的組織
1.2 物聯網工程設計的目標與約束條件
1.2.1 物聯網工程設計的目標
1.2.2 物聯網工程設計的約束條件
1.3 物聯網工程設計應遵循的原則
1.4 物聯網工程的設計方法
1.4.1 網絡系統(tǒng)生命周期
1.4.2 設計過程
1.5 物聯網工程設計的主要步驟與文檔
1.5.1 物聯網工程設計的主要步驟
1.5.2 物聯網工程設計與實施的主要文檔
第2章 需求分析與可行性研究
2.1 需求分析的目標、內容與步驟
2.1.1 需求分析的目標
2.1.2 需求分析的內容
2.1.3 需求分析的步驟
2.2 需求分析的收集
2.2.1 需求信息的收集方法
2.2.2 需求分析的實施
2.2.3 需求信息的歸納整理
2.3 需求說明書的編制
2.4 可行性研究
2.4.1 可行性研究與可行性研究報告
2.4.2 可行性研究報告的用途
2.4.3 可行性研究報告的編制要求
2.4.4 可行性研究報告的編制
第3章 網絡設計
3.1 邏輯網絡設計
3.1.1 邏輯網絡設計概述
3.1.2 邏輯網絡的結構及其設計
3.1.3 地址與命名規(guī)則設計
3.1.4 路由協(xié)議的選擇
3.1.5 帶寬與流量分析及性能設計
3.1.6 邏輯網絡設計文檔的編制
3.2 物理網絡設計
3.2.1 物理網絡設計概述
3.2.2 物理網絡的結構與網絡選型
3.2.3 結構化布線設計
3.2.4 物聯網設備的選型
3.2.5 物理網絡設計文檔的編制
第4章 數據中心設計
4.1 數據中心設計要點
4.2 高性能計算機及選型
4.2.1 高性能計算機的結構與類別
4.2.2 高性能計算機的CPU類型
4.2.3 高性能計算機的其他相關技術
4.2.4 高性能計算機的作業(yè)調度與管理系統(tǒng)
4.3 服務器及選型
4.3.1 服務器基本要求
4.3.2 服務器配置與選擇要點
4.4 存儲設備及選型
4.4.1 硬盤接口
4.4.2 獨立磁盤冗余陣列
4.4.3 磁帶庫
4.4.4 存儲體系結構
4.4.5 備份系統(tǒng)及備份軟件
4.5 云計算服務設計
4.5.1 云計算的類型
4.5.2 云存儲系統(tǒng)
4.5.3 云計算服務系統(tǒng)的設計
4.6 機房工程設計
4.6.1 電源系統(tǒng)設計
4.6.2 制冷系統(tǒng)設計
4.6.3 消防系統(tǒng)設計
4.6.4 監(jiān)控與報警系統(tǒng)設計
4.6.5 機房裝修設計
第5章 物聯網安全設計
5.1 感知與標識系統(tǒng)安全設計
5.1.1 RFID系統(tǒng)安全設計
5.1.2 傳感器網絡安全設計
5.1.3 感知層隱私保護
5.2 網絡系統(tǒng)安全設計
5.2.1 接入認證設計
5.2.2 6LoWPAN安全
5.2.3 RPL協(xié)議安全
5.2.4 EPCglobal網絡安全
5.3 物聯網數據中心安全設計
5.3.1 物聯網數據中心安全基礎/
5.3.2 物聯網數據中心運行安全
5.3.3 數據備份與容災
5.3.4 數據管理
5.3.5 Vmware安全
5.3.6 IBM物聯網解決方案RFIDIC安全
5.4 物聯網安全管理
5.4.1 物聯網信息安全管理內容
5.4.2 物聯網信息安全管理標準
5.4.3 物聯網工程安全實施方法
5.4.4 安全評估
5.4.5 安全文檔管理
5.5 物聯網安全設計文檔的編制
第6章 軟件工程基礎
6.1 軟件工程概述
6.2 軟件開發(fā)過程
6.2.1 軟件生命周期
6.2.2 軟件開發(fā)過程模型
6.2.3 敏捷軟件開發(fā)與XP
6.3 軟件計劃
6.3.1 問題定義
6.3.2 可行性研究
6.3.3 軟件規(guī)模估算
6.3.4 軟件成本和工作量估算
6.3.5 軟件開發(fā)進度安排
6.3.6 軟件計劃文檔
6.4 需求分析
6.4.1 需求分析概述
6.4.2 需求分析工具
6.4.3 需求分析過程
6.4.4 需求分析文檔
6.4.5 需求階段的質量保證工作
6.5 軟件設計
6.5.1 軟件設計概述
6.5.2 總體設計
6.5.3 詳細設計
6.6 軟件編碼
6.7 軟件測試
6.7.1 軟件測試概述
6.7.2 黑盒測試
6.7.3 白盒測試
6.7.4 測試文檔
6.8 軟件維護
6.8.1 軟件維護概述
6.8.2 軟件維護過程
6.8.3 軟件再工程
6.9 面向對象的軟件開發(fā)方法
6.9.1 面向對象的軟件開發(fā)模型
6.9.2 面向對象的軟件開發(fā)過程
6.10 軟件項目管理
6.10.1 軟件項目管理概述
6.10.2 軟件質量管理
6.10.3 軟件人員管理
6.10.4 軟件配置管理
6.10.5 軟件能力成熟度
第7章 物聯網應用軟件設計
7.1 物聯網應用軟件的特點
7.2 應用軟件設計模式
7.2.1 軟件架構設計
7.2.2 模塊劃分
7.3 嵌入式軟件設計方法
7.3.1 開發(fā)工具與平臺
7.3.2 基于虛擬機的調試與測試
7.4 分布式程序設計
7.4.1 分布式計算模型
7.4.2 分布式程序架構
7.4.3 分布式程序設計方法
7.5 物聯網應用部署
7.5.1 應用在末梢終端上的部署
7.5.2 應用在服務器上的部署
7.5.3 基于云計算的應用部署
第8章 物聯網工程實施
8.1 物聯網工程實施過程
8.2 招投標與設備采購
8.2.1 招投標過程
8.2.2 招投標文件
8.2.3 合同
8.2.4 設備采購與驗收
8.3 施工過程管理與質量監(jiān)控
8.3.1 施工進度計劃
8.3.2 施工過程管理
8.3.3 工程監(jiān)理
8.3.4 施工質量控制
8.4 工程驗收
8.4.1 物聯網工程驗收過程
8.4.2 驗收文檔
第9章 物聯網運行維護與管理
9.1 物聯網測試與維護
9.1.1 物聯網測試
9.1.2 物聯網維護
9.2 物聯網故障分析與處理
9.2.1 物聯網故障分類
9.2.2 物聯網故障排除過程
9.2.3 物聯網故障診斷工具
9.3 物聯網運行監(jiān)測與管理
9.3.1 物聯網運行監(jiān)測
9.3.2 物聯網管理
第10章 物聯網工程案例——智能建筑
10.1 需求分析
10.1.1 智能建筑及其發(fā)展背景
10.1.2 建設智能建筑的意義
10.1.3 智能建筑的發(fā)展趨勢
10.2 方案設計
10.2.1 辦公樓生態(tài)環(huán)境感知系統(tǒng)
10.2.2 辦公樓基礎設施智能監(jiān)管系統(tǒng)
10.2.3 辦公樓管理與服務系統(tǒng)
10.2.4 電子服務平臺
10.2.5 智慧辦公樓運行服務平臺
10.3 工程實施
10.3.1 項目啟動階段
10.3.2 項目開發(fā)階段
10.3.3 項目實施階段
10.3.4 項目驗收
參考及進一步閱讀文獻