从M2M到物联网-架构.技术及应用-计算机科学丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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杨霍勒 著

图书标签:

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• 架构
• 技术
• 应用
• 计算机科学
• 传感器网络
• 无线通信
• 数据分析
• 嵌入式系统

店铺： 北京图书大厦旗舰店

出版社： 机械工业出版社发行室

ISBN：9787111541824

商品编码：10540115801

丛书名： 计算机科学丛书

出版时间：2016-07-01

基本信息

商品名称： 从M2M到物联网-架构.技术及应用	出版社： 机械工业出版社发行室	出版时间：2016-07-01
作者：杨.霍勒	译者：李长乐	开本： 16开
定价： 69.00	页数：243	印次： 1
ISBN号：9787111541820	商品类型：图书	版次： 1

目录

出版者的话译者序译者简介序1序2致谢作者简介**部分 从M2M到物联网的前景展望第1章 引言与内容结构21.1 引言21.2 本书的内容结构3第2章 从M2M到物联网—愿景62.1 引言62.2 从M2M到物联网62.2.1 背景简介62.2.2 M2M通信72.2.3 物联网92.3 M2M向物联网的演进—全球背景122.3.1 改变规则的因素132.3.2 科学技术的整体趋势152.3.3 信息通信技术的发展趋势152.3.4 物联网的意义202.3.5 发展障碍与问题212.4 用例222.5 不同的特征25第3章 从M2M到物联网——市场视角273.1 引言273.2 相关定义283.2.1 全球价值链283.2.2 生态系统与价值链283.2.3 产业结构293.3 M2M价值链293.4 物联网价值链303.5 新兴的物联网产业结构333.6 国际化驱动下的全球价值链和全球信息垄断403.7 总结40第4章 从M2M到物联网——架构综述414.1 架构创建414.2 主要设计准则和功能需求424.3 物联网架构框架464.4 标准考量51第二部分 物联网技术与架构第5章 M2M和物联网技术基础545.1 设备和网关545.1.1 引言545.1.2 基本设备565.1.3 网关585.1.4 高级设备595.1.5 总结与展望605.2 局域网和广域网615.2.1 网络化需求615.2.2 广域网655.2.3 局域网675.3 数据管理725.3.1 引言725.3.2 管理M2M数据735.3.3 M2M数据考虑因素765.3.4 总结785.4 物联网中的业务流程785.4.1 引言785.4.2 物联网与企业系统集成795.4.3 物联网中的分布式业务流程815.4.4 考虑835.4.5 总结845.5 一切皆服务（XaaS）845.6 M2M和物联网分析865.6.1 引言865.6.2 目的及考虑885.6.3 分析架构895.6.4 方法论915.7 知识管理965.7.1 数据、信息和知识965.7.2 知识管理参考架构975.7.3 检索层99第6章 物联网架构现状1006.1 引言1006.2 现状1006.2.1 欧洲电信标准协会M2M/oneM2M1006.2.2 国际电信联盟—电信部门观点1086.2.3 互联网工程任务组架构部分1096.2.4 开放地理空间联盟架构112第7章 架构参考模型1157.1 引言1157.2 参考模型和架构1157.3 物联网参考模型1187.3.1 物联网域模型1187.3.2 信息模型1257.3.3 功能模型1307.3.4 通信模型1337.3.5 安全、隐私、信任、安保模型134第8章 物联网参考架构1378.1 引言1378.2 功能视图1378.2.1 设备和应用功能组1388.2.2 通信功能组1388.2.3 物联网服务功能组1398.2.4 虚拟实体功能组1408.2.5 物联网进程管理功能组1418.2.6 服务组织功能组1428.2.7 安全功能组1428.2.8 管理功能组1438.3 信息视图1448.3.1 信息描述1448.3.2 信息流程和生命周期1448.3.3 信息处理1478.4 部署及操作视图1518.5 其他相关架构视图155第9章 实际设计的约束条件1569.1 引言1569.2 技术设计的局限性—硬件方面1569.3 数据表示和可视化1609.4 交互及远程控制160第三部分 物联网应用实例第10章 资产管理16310.1 引言16310.2 预期效益16310.3 M2M时代的电子维护16410.4 M2M时代的危险物品管理16610.5 总结168第11章 工业自动化16911.1 基于面向服务架构的设备集成16911.2 SOCRADES：实现企业与物联网整合17111.3 IMC-AESOP：从物联网到物联云17311.4 总结175第12章 智能电网17612.1 引言17612.2 智能测量17912.3 智能家居18012.4 智慧能量城市18312.5 总结185第13章 商业楼宇自动化18613.1 引言18613.2 案例研究：**阶段——商业楼宇自动化现状18713.2.1 背景18713.2.2 技术概述18813.2.3 价值链18913.3 案例研究：第二阶段——商业楼宇自动化前景19013.3.1 商业楼宇自动化的演进19013.3.2 背景19113.3.3 技术概述19213.3.4 商业楼宇自动化价值链的演进193第14章 智慧城市19514.1 引言19514.2 智慧城市—必要性19514.3 智慧城市—有效定义19614.4 智慧城市—案例19614.5 作用、角色、参与19714.6 交通和物流—物联网的视角19714.6.1 交通运输的物理基础设施20014.6.2 交通和物流的信息市场20314.7 总结205第15章 参与式感知20615.1 引言20615.2 作用、角色、参与20615.2.1 集体设计和调查20715.2.2 公众贡献20715.2.3 个人使用和表达20715.3 参与式感知过程20715.4 技术概述20815.5 早期场景20915.6 近期趋势21015.6.1 民间记者21115.6.2 被动参与21115.7 现代实例211第16章 总结与展望214缩略词216参考文献219索引228

精彩书摘

本书概述了物联网（IoT）和M2M（机器到机器）通信及服务的背景知识和整体愿景，包括主要标准、关键技术，还讲述了从设备的物理仪器到用于收集数据的云基础设施。此外，讨论了如何导出信息与知识和如何将这些信息和知识集成到企业过程，以及系统架构和管理需求。同时，本书还举出了许多实际的服务案例来说明如何持续和高效地开发和实现物联网和M2M通信技术。

智能互联世界的基石：深度探索通信协议、数据处理与安全防护 本书并非关于“从M2M到物联网”的架构、技术及应用，而是旨在为读者构建一个关于现代通信网络、数据处理的基石性理解。我们将深入剖析支撑起我们日益互联世界的关键技术，从最底层的通信协议，到复杂的数据分析与管理，再到保障信息安全的方方面面，为您呈现一个全面而深入的技术图景。 第一部分：通信的基石——无处不在的连接 现代通信的繁荣离不开一套精巧而高效的协议体系。本部分将以一种循序渐进的方式，带领您领略不同通信场景下，协议是如何发挥其核心作用的。 网络通信的语言：TCP/IP协议详解 TCP/IP模型的前世今生： 从ARPANET到今天的互联网，TCP/IP协议如何演变，其分层模型（应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层）各自承担的职责，以及它们之间的协同工作机制。我们将回顾分层的设计理念，为何它如此重要，如何提高了协议的灵活性和可扩展性。 传输层：可靠与高效的保障： 深度解析TCP（Transmission Control Protocol）的连接建立（三次握手）、数据传输（滑动窗口、拥塞控制）和连接终止（四次挥手）过程，理解其如何实现端到端的可靠数据传输，以及UDP（User Datagram Protocol）的特性，为何在实时性要求高的场景下更受青睐。我们将通过具体的例子，说明TCP和UDP在不同应用场景下的选择考量。 网络层：寻址与路由的艺术： IP（Internet Protocol）地址的结构与分配，IPv4与IPv6的演进，以及它们各自的优势与挑战。详细讲解路由协议（如RIP、OSPF、BGP）的工作原理，路由器如何选择最佳路径，以及数据包如何在复杂的网络中穿梭。我们将模拟路由器的决策过程，让读者清晰理解数据包的旅程。 数据链路层与物理层：数据的“搬运工”： MAC地址的作用，以太网帧的结构，以及ARP（Address Resolution Protocol）在IP地址与MAC地址之间的映射。介绍不同类型的物理介质（如双绞线、光纤、无线电波）及其传输特性，以及编码、信号调制等底层技术如何将数字信息转化为可传输的信号。 无线通信的飞跃：Wi-Fi与蜂窝网络的演进 Wi-Fi标准：从802.11b到Wi-Fi 6E： 深入探讨不同Wi-Fi标准的演进，包括速度、频率、信道带宽、调制方式以及安全性（WEP、WPA/WPA2/WPA3）的提升。理解CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）在共享无线信道中的作用，以及OFDMA、MU-MIMO等新技术如何提高Wi-Fi网络的容量和效率。 蜂窝网络：从1G到5G及未来： 回顾蜂窝通信技术的代际演进，重点分析4G LTE和5G NR的关键技术，如OFDM、MIMO、波束赋形、网络切片等。理解其如何实现更高的速率、更低的延迟和更大的连接数，以及5G在物联网、自动驾驶等领域的应用潜力。我们将对比不同代际蜂窝网络的技术特点和应用场景。 蓝牙与低功耗蓝牙（BLE）：近场通信的便捷 蓝牙技术的原理与应用： 介绍蓝牙的配对、连接过程，以及不同版本的蓝牙协议（如经典蓝牙、BLE）在音频传输、设备互联等方面的差异。 BLE的低功耗优势： 深入解析BLE的广播机制、事件驱动模型，以及其如何实现极低的功耗，使其成为智能穿戴、传感器等设备的理想选择。 第二部分：数据之海的驾驭——存储、处理与分析 海量数据的产生与汇聚，对数据的存储、处理和分析能力提出了前所未有的挑战。本部分将为您揭示应对这一挑战的关键技术。 数据存储的演进：从关系型数据库到大数据平台 关系型数据库（RDBMS）的原理与实践： SQL（Structured Query Language）的基础知识，表、视图、索引、事务等概念，以及ACID（Atomicity, Consistency, Isolation, Durability）特性如何保证数据的一致性和可靠性。介绍不同类型的关系型数据库（如MySQL, PostgreSQL, Oracle），以及它们的适用场景。 NoSQL数据库的崛起： 探索不同类型的NoSQL数据库，如键值数据库（Redis, Memcached）、文档数据库（MongoDB）、列族数据库（Cassandra）和图数据库（Neo4j）。理解它们如何解决关系型数据库在处理大规模、非结构化数据时的局限性，以及各自的应用优势。 分布式文件系统与对象存储： HDFS（Hadoop Distributed File System）的架构与原理，以及对象存储（如Amazon S3, Ceph）如何提供高可用、可扩展的数据存储解决方案。 大数据处理框架：驾驭海量数据的利器 批处理的经典：Hadoop MapReduce MapReduce编程模型： 详细讲解Map和Reduce两个核心阶段的工作流程，以及Shuffle、Sort等中间环节。通过实际例子，展示如何用MapReduce处理大规模数据集。 Hadoop生态系统： 介绍HDFS、YARN（Yet Another Resource Negotiator）以及HBase等Hadoop生态组件，理解它们如何协同工作，构建一个完整的大数据处理平台。 实时数据流处理： Apache Kafka：高性能分布式消息队列： 深入理解Kafka的主题（Topic）、分区（Partition）、生产者（Producer）和消费者（Consumer）模型，以及其如何实现高吞吐量、低延迟的数据缓冲与分发。 Apache Spark Streaming与Apache Flink： 对比Spark Streaming和Flink在流处理的微批次与原生流处理模型上的差异，解析它们如何实现对实时数据流的低延迟处理、状态管理和事件时间处理。 数据分析与可视化：从数据中发现价值 数据仓库与数据湖： 理解数据仓库（Data Warehouse）的结构化存储与ETL（Extract, Transform, Load）流程，以及数据湖（Data Lake）的灵活性与海量原始数据存储能力。 数据挖掘与机器学习基础： 介绍常见的聚类、分类、回归等数据挖掘算法的基本原理，以及监督学习、无监督学习、强化学习的概念。 数据可视化技术： 探索Tableau, Power BI, Matplotlib, Seaborn等工具，学习如何将复杂的数据转化为直观易懂的图表，辅助决策。 第三部分：数字世界的守护者——安全与隐私 在信息爆炸的时代，数据安全与隐私保护已成为至关重要的议题。本部分将深入剖析保障信息安全的关键技术与策略。 网络安全基础：防御与侦测 加密技术： 对称加密（如AES）与非对称加密（如RSA）的原理、应用场景及优劣势。深入讲解哈希函数（如SHA-256）在数据完整性校验中的作用。 数字签名与证书： 理解数字签名如何保证信息的不可否认性与完整性，以及数字证书（X.509）在身份验证中的作用。 网络攻击与防御： 剖析常见的网络攻击类型，如DDoS攻击、SQL注入、XSS攻击、中间人攻击等，并介绍相应的防御措施，如防火墙、入侵检测系统（IDS）、入侵防御系统（IPS）。 身份认证与访问控制：谁能访问什么 认证机制： 密码学认证、多因素认证（MFA）、生物识别等技术。 授权与访问控制： RBAC（Role-Based Access Control）模型，最小权限原则，以及OAuth、OpenID Connect等协议在身份联合与授权中的应用。 数据隐私保护：在数据价值与用户权益间寻求平衡 隐私计算技术： 差分隐私、同态加密、联邦学习等新兴技术，如何在不泄露原始数据的前提下进行数据分析。 数据脱敏与匿名化： 介绍数据在共享与分析前进行脱敏和匿名化的技术手段，如模糊化、随机化、k-匿名等。 法律法规与合规性： 简要介绍GDPR、CCPA等重要的数据隐私保护法律法规，以及企业在数据处理中的合规性要求。 区块链技术：去中心化的信任机制 区块链的核心概念： 区块、链、哈希指针、共识机制（如PoW, PoS）的原理。 智能合约： 介绍智能合约的概念，以及其在自动化执行、数据不可篡改方面的应用。 区块链的应用场景： 探讨区块链在金融、供应链、版权保护等领域的潜在价值。 本书旨在为您提供一个坚实的知识框架，帮助您理解支撑现代通信、数据处理和安全防护的底层技术原理。通过掌握这些核心概念，您将能更深刻地理解数字世界的工作方式，并为应对未来的技术挑战奠定坚实基础。

评分☆☆☆☆☆

如果说前述的特点是关于内容的深度和广度，那么这本书的排版和辅助材料的质量也值得称道。尽管我手上的资料不包含原书的实物，但我可以推测，如此专业的计算机科学丛书，其图表的绘制和流程的示意必然是极为精良的。对于理解复杂的协议栈和数据流转过程而言，一张清晰的架构图胜过千言万语的文字描述。我希望书中包含了大量的UML图、时序图和系统交互模型，用以可视化那些抽象的软件定义网络和数据管道。此外，优秀的教材或参考书往往会附带一些动手实践的建议或代码片段的指引，即使不包含完整的源代码，对关键算法或接口的伪代码演示也是极大的加分项。这种对细节的关注，体现了编者对目标读者——那些需要在实际项目中应用这些知识的专业人士——的充分尊重。它不是一本可以快速浏览的书，更像是一本需要反复研读、在实际操作中不断查阅的工具箱，其内容深度决定了它必然是需要读者投入足够精力和时间的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的文字风格，用一种近乎哲学思辨的方式来探讨技术问题，给我留下了深刻印象。它不仅仅是告诉你“应该怎么做”，更是在引导你思考“为什么这样做才是最优解”。例如，在讨论边缘智能的必要性时，作者没有直接推荐某个特定的边缘计算框架，而是从信息论、延迟敏感性和数据主权的角度，层层递进地论证了将计算能力下沉的必然性。这种深度的哲学思辨，让原本冰冷的技术讨论充满了人文关怀和系统思维。我特别欣赏书中对不同技术流派的客观公正评价，它避免了对某一特定技术栈的盲目推崇，而是鼓励读者根据自身的业务需求和约束条件，进行“量体裁衣”式的架构设计。此外，书中对安全性的讨论是贯穿始终的主线，它强调了安全不是一个事后添加的模块，而是必须内嵌于从芯片到云端的每一个环节的设计原则之中。这种全生命周期的安全观，对于当前频发的物联网安全事件而言，无疑是及时的警示和实用的指导。总而言之，这本书的价值在于培养读者的“架构师思维”，而非仅仅是“实现者技能”。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我带来的最核心的收获，是它提供了一个看待未来技术趋势的“放大镜”。它将M2M这个略显过时的概念，巧妙地置于一个更宏大、更具变革性的物联网背景之下进行审视。作者的视角非常敏锐，能够准确捕捉到技术融合的临界点。例如，它或许探讨了5G技术如何从单纯的带宽提升，转变为赋能大规模物联网部署的关键使能技术，尤其是在超低延迟和大规模机器类通信（mMTC）方面的突破。这种对“使能技术”的深刻剖析，远超出了对单一技术特性的介绍。更令人鼓舞的是，书中对技术标准的演进和产业生态的博弈也有所涉及，这对于理解为什么某些技术最终胜出、某些被市场边缘化至关重要。对于希望在这一领域做出长期职业规划的人来说，理解这些“非技术性”因素（如标准化、生态系统建设和政策影响）同样关键。这本书成功地将技术硬核知识与宏观产业洞察熔于一炉，是一部值得反复阅读、常读常新的参考佳作。

评分☆☆☆☆☆

这本关于M2M到物联网的架构、技术和应用的著作，无疑为我们描绘了一幅宏大而细致的图景。尽管我手头的这本厚重的书册中没有涉及具体的“从M2M到物联网-架构.技术及应用-计算机科学丛书”这一具体的书名信息，但从其广阔的主题范围来看，它显然深入剖析了从机器对机器通信的早期阶段，到如今万物互联的物联网生态系统所经历的演进历程。我能想象，书中必然会详细探讨物联网在不同垂直领域——比如智能制造、智慧城市、远程医疗等——是如何落地并发挥其核心价值的。这种跨学科的整合能力，要求作者不仅要精通底层网络协议和硬件集成，更需要对上层数据处理、安全保障和商业模式创新有深刻的理解。例如，在探讨架构层面时，书籍或许会对比中央集中式、边缘计算和分布式账本等不同的系统设计范式，并分析每种范式在面对海量设备连接和实时数据流时的优劣权衡。这种对技术栈全景式的梳理，对于那些试图构建下一代智能系统的工程师和架构师来说，简直是不可多得的指南。它不只是罗列技术名词，更重要的是阐述了技术选择背后的逻辑和权衡艺术，这才是真正体现一本优秀技术书籍价值的地方。我尤其期待看到关于数据治理和隐私保护在物联网环境下的最新实践，毕竟，随着设备数量的爆炸式增长，如何负责任地使用这些数据，已经成为技术和伦理共同关注的焦点。

评分☆☆☆☆☆

读完这本（假定主题相关的）书后，我最大的感受是它对技术演进的叙事手法极为高明，丝毫没有陷入枯燥的教科书式的陈述。它更像是一部技术史诗，讲述了传感器、微控制器和云计算如何协同作战，构建起一个前所未有的智能基础设施。书中对“技术”的阐释，绝非停留在理论层面，而是紧密结合了产业界的实际案例和面临的挑战。比如，对于低功耗广域网络（LPWAN）技术的深入分析，不仅仅停留在LoRaWAN和NB-IoT的参数对比上，更延伸至它们如何解决了特定场景下的功耗和覆盖难题，以及在实际部署中遇到的频段限制和成本控制问题。这种由宏观趋势到微观实践的切换自如，使得即便是对物联网有一定基础的读者，也能从中获得新的启发。而且，书中对“应用”的探讨也极具前瞻性，它似乎预见到了一些尚未完全成熟但潜力巨大的领域，比如AIoT的融合、数字孪生的工业应用，甚至是对去中心化物联网（DePIN）的初步构想。整体阅读体验非常流畅，结构清晰，逻辑严密，让人仿佛置身于一个由无数数据点和连接构成的复杂网络之中，并清晰地看到了穿梭其中的脉络。