[套装书]物联网之雾：基于雾计算的智能硬件快速反应与安全控制+物联网之云：云平台搭建与大数据处理（2册）

作者
曾凡太 王见 赵帅 曾鸣 孙昊 曾凡太
丛书名
物联网工程实战丛书
出版社
机械工业出版社
ISBN
9782007271540
简要
简介
内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------物联网之雾：基于雾计算的智能硬件快速反应与安全控制--------------------------- 本书为“物联网工程实战丛书”的第6卷。书中从物联网工程的实际需求出发，阐述了雾计算的相关背景知识和基础理论知识，并对雾计算在物联网中的应用做了介绍和展望，这对填补国内这一领域的空白有积极作用。 本书共7章。第1章介绍了雾计算、边缘计算的简单概念；第2章介绍了雾计算架构的IEEE参考标准；第3章介绍了雾计算在物联网中的应用案例；第4章介绍了边缘计算的概念；第5章介绍了物联网边缘计算产品设计案例；第6章介绍了区块链与物联网结合的可能性；第7章介绍了物联网工程实战案例，涉及参数采集、云计算服务、雾计算服务、自组网编程、执行器控制等。本书中的案例由作者独立实验并提供。 本书适合作为高等院校物联网工程、通信工程、网络工程、电子信息工程、微电子和集成电路等相关专业的教材，也适合物联网领域的雾计算与边缘计算等研发人员阅读。另外，本书还适合作为智慧城市建设等政府管理部门相关人员的参考读物。 ---------------------------物联网之云：云平台搭建与大数据处理--------------------------- 本书共10章。第1章介绍了物联网数据分析中的一些数学基础、概率论和数理统计方法，以及分布式计算、网格计算和云计算方法，及其在物联网中的应用；第2章给出了云计算的概念和原理，并针对云计算的一些技术和体系架构做了详细介绍；第3、4章阐述了云计算平台的建设，重点阐述了PaaS平台的搭建流程及其针对智慧城市和垂直行业的云平台搭建实战；第5、6章阐述了大数据概念及大数据处理的常见数学方法；第7章阐述了物联网云计算安全问题；第8章阐述了应对物联网安全而产生的私有云平台搭建方法；第9章阐述了应对云计算信息延迟和网络堵塞而产生的雾计算方法和产业发展展望；第10章总结了物联网云计算发展的现状，展望了云计算的发展趋势。
目录



---------------------------物联网之雾：基于雾计算的智能硬件快速反应与安全控制---------------------------


丛书序
序言
第1章 概述 1
1.1 互联网 1
1.2 物联网 2
1.3 云计算 3
1.4 雾计算 4
1.5 边缘计算 6
1.6 云计算、雾计算、边缘计算的关系 7
1.7 小结 8
1.8 习题 8
第2章 雾计算 9
2.1 雾计算概述 9
2.2 雾计算的标准 10
2.2.1 IEEE雾计算标准发布 12
2.2.2 雾计算标准诞生的背景 12
2.2.3 IEEE 1934—2018雾计算标准文献的结构 14
2.3 雾计算的支撑技术 14
2.3.1 安全支撑技术 16
2.3.2 可扩展性支撑技术 17
2.3.3 开放性支撑技术 18
2.3.4 自主性支撑技术 19
2.3.5 可靠性/可用性/可维护性 20
2.3.6 灵活性支撑技术 21
2.3.7 可编程支撑技术 22
2.4 物联网系统的结构层次 22
2.5 云雾结合的开发模型 24
2.6 雾计算参考架构 26
2.6.1 以功能需求为出发点来定义（设计）雾计算参考架构 26
2.6.2 以网络部署为出发点来定义（设计）雾计算参考架构 26
2.6.3 雾计算参考架构透视 30
2.7 架构概览 31
2.7.1 性能和规模层 32
2.7.2 安全层 32
2.7.3 管理层 35
2.7.4 数据分析和控制层 37
2.7.5 IT商业和交叉应用层 38
2.8 节点透视 39
2.8.1 网络 41
2.8.2 加速器 45
2.8.3 计算 46
2.8.4 存储 46
2.8.5 管理 47
2.8.6 安全 47
2.9 系统结构概览 51
2.9.1 硬件平台基础设施 51
2.9.2 环境条件 52
2.9.3 散热 52
2.9.4 模块化 52
2.9.5 模块间互相连接 53
2.9.6 硬件虚拟化和容器化 53
2.10 软件结构概览 54
2.10.1 软件架构层透视 54
2.10.2 节点管理 54
2.10.3 应用程序支持 56
2.10.4 应用服务 58
2.10.5 遵守雾计算参考架构标准 61
2.11 小结 61
2.12 习题 61
第3章 物联网与雾计算 62
3.1 云雾之间 62
3.2 雾计算与智慧车辆 63
3.2.1 车载雾计算节点 64
3.2.2 运输雾计算网络 65
3.2.3 交通控制系统 65
3.3 雾计算与安防监控 65
3.4 雾计算与智慧城市 66
3.5 雾计算与机场安检 68
3.5.1 机场视频监控 68
3.5.2 云雾结合和边缘处理方案比较 69
3.5.3 机场的视频安全需求分析 70
3.5.4 机器视觉用于视频监控 71
3.5.5 乘客机场登机过程 73
3.6 雾计算的深入研究 80
3.7 小结 81
3.8 习题 81
第4章 边缘计算 82
4.1 边缘计算的概念 82
4.2 边缘计算的方法 85
4.3 边缘计算技术架构 87
4.3.1 边缘计算技术架构1：MEC 87
4.3.2 边缘计算技术架构2：微云 89
4.3.3 边缘计算技术架构3：雾计算 89
4.3.4 三者对比分析 90
4.4 边缘计算应用 91
4.5 边缘计算研究进展 95
4.5.1 边缘计算要解决的关键问题 95
4.5.2 边缘计算技术的研究进展 96
4.5.3 边缘计算技术发展带来的影响 99
4.5.4 边缘计算发展的机遇与对策 100
4.5.5 企业对边缘计算的导向作用 101
4.6 边缘计算的发展与挑战 103
4.6.1 编程可行性 103
4.6.2 设备命名 103
4.6.3 数据抽象 104
4.6.4 服务管理 105
4.6.5 指标最优化 106
4.7 小结 106
4.8 习题 107
第5章 物联网与边缘计算 108
5.1 边缘计算网关 108
5.1.1 边缘计算网关的概念 108
5.1.2 智能网关的特征 110
5.1.3 多网融合的网关的设计 111
5.1.4 工业物联网智能网智能网关 113
5.2 边缘计算服务器 117
5.2.1 边缘计算服务器的优势 117
5.2.2 边缘计算服务器的特点 118
5.2.3 边缘服务器产品实例 118
5.3 边缘设备的部署 119
5.3.1 边缘计算结构 119
5.3.2 边缘计算类型 121
5.3.3 边缘计算部署施工 123
5.4 小结 125
5.5 习题 125
第6章 物联网与区块链 126
6.1 区块链的概念 126
6.2 区块链的基本结构 127
6.2.1 分布式数据库 127
6.2.2 区块链机制 128
6.2.3 区块链的性质 130
6.3 区块链的商用价值 132
6.3.1 区块链之跨境支付 135
6.3.2 区块链之贸易物流 136
6.3.3 区块链之供应链金融 137
6.3.4 区块链之征信 138
6.4 区块链的军事应用 139
6.4.1 区块链技术特性契合军事需求 139
6.4.2 区块链应用于武器装备寿命跟踪 140
6.4.3 区块链用于军用物流 140
6.4.4 区块链技术对于国家安全和经济的影响 141
6.5 区块链的物联网应用 141
6.5.1 区块链是物联网关键性配套技术 141
6.5.2 物联网发展的约束条件 142
6.5.3 物联网和区块链的共同点 142
6.5.4 物联网和区块链的结合点 143
6.5.5 物联网与区块链的融合 144
6.5.6 物联网与区块链应用案例 144
6.6 算法式信任与智能合约 145
6.7 区块链面临的挑战 147
6.7.1 区块链面临的商业挑战 147
6.7.2 区块链面临的监管挑战 148
6.7.3 区块链面临的技术挑战 148
6.7.4 区块链面临的安全挑战 150
6.8 区块链技术发展建议 151
6.8.1 区块链目前是不安全的 151
6.8.2 区块链发展的定位 152
6.8.3 区块链本身不产生价值 153
6.8.4 区块链核心技术不成熟 154
6.8.5 光明前景展望 155
6.9 小结 155
6.10 习题 156
第7章 物联网工程实战 157
7.1 物联网工程应用 157
7.1.1 物联网应用系统结构 157
7.1.2 电路原理图 158
7.1.3 模拟传感器实验电路 159
7.2 模拟传感器参数采集 160
7.2.1 多路模拟电子开关 160
7.2.2 模拟信号采样编程 161
7.3 数字传感器参数采集 163
7.3.1 多参数气体传感器PTQS1005 163
7.3.2 多参数气体传感器PTQS1005数据通信编程 166
7.4 传感器数据显示 168
7.4.1 彩色LCD液晶触摸串口屏 168
7.4.2 串口液晶屏显示控制编程 169
7.5 将传感器数据传送到云端 171
7.5.1 物联网云平台功能 172
7.5.2 物联网云平台通信协议 172
7.5.3 数据上云传输编程 174
7.6 云计算决策远程控制 175
7.6.1 物联网云平台远程控制操作步骤 175
7.6.2 物联网云平台远程控制设备端编程 176
7.7 物联网自组网技术实战 178
7.7.1 物联网自组网技术 178
7.7.2 自组网通信编程1：传感器阵列自组网 181
7.7.3 自组网通信编程2：雾计算服务节点 188
7.7.4 自组网通信编程3：本地执行设备净化器 200
7.7.5 自组网通信编程4：本地执行设备开窗器 203
7.7.6 自组网通信编程5：本地执行设备制氧机 207
7.8 小结 209
7.9 习题 210
后记 211
参考文献 212



---------------------------物联网之云：云平台搭建与大数据处理---------------------------


丛书序
序言一
序言二
第1章 云计算数学基础 1
1.1 概率论 1
1.1.1 概率论的发展简史 1
1.1.2 随机事件 2
1.1.3 随机事件的概率 3
1.2 数理统计基础 6
1.2.1 随机变量及其分布函数 6
1.2.2 随机变量的数字特征 9
1.2.3 随机变量的基本定理 11
1.3 分布式计算介绍 12
1.3.1 分布式计算概念 12
1.3.2 分布式计算的发展历史 12
1.3.3 分布式计算结构 13
1.3.4 主要分布式技术 13
1.4 网格计算介绍 14
1.4.1 网格的产生 15
1.4.2 网格技术的特征 15
1.4.3 网格协议体系结构 16
1.5 云计算介绍 16
1.5.1 云计算的概念 16
1.5.2 云计算服务的形式 18
1.5.3 云计算的产品 19
1.6 本章小结 20
1.7 习题 20
第2章 云计算方法 21
2.1 云计算的发展历程 21
2.2 计算资源使用模式 22
2.3 云计算原理 23
2.3.1 网络体系结构 23
2.3.2 网络协议模型 25
2.3.3 数据中心 28
2.3.4 虚拟化技术 32
2.3.5 Web技术 35
2.3.6 多租户技术 37
2.4 云计算技术与云服务模式 38
2.4.1 云计算基本技术 39
2.4.2 云计算服务模式 39
2.5 本章小结 41
2.6 习题 41
第3章 PaaS云平台基础 42
3.1 云平台的概念及模型 42
3.1.1 云平台的概念 42
3.1.2 PaaS模型 43
3.1.3 PaaS基础技术层 44
3.1.4 PaaS平台服务层 44
3.1.5 PaaS关键技术 45
3.1.6 PaaS的发展 47
3.2 弹性计算平台 47
3.2.1 弹性计算平台的概念 47
3.2.2 弹性计算平台的实现方式 48
3.2.3 弹性计算平台举例 50
3.3 智能监控运维平台 52
3.3.1 背景及概念 52
3.3.2 实现方法 52
3.3.3 未来发展 54
3.4 物联网智能硬件开发平台 54
3.4.1 物联网智能硬件开发平台简介 54
3.4.2 物联网云平台服务案例——机智云 55
3.5 本章小结 57
3.6 习题 57
第4章 云平台搭建实战 58
4.1 云平台的基础建设 58
4.1.1 云服务器介绍 58
4.1.2 云存储介绍 59
4.1.3 云存储结构 59
4.1.4 云存储的优、缺点 60
4.1.5 云存储的应用 61
4.1.6 高速光纤网络 62
4.1.7 云数据中心建设 62
4.2 智慧校园云平台搭建 63
4.2.1 智慧校园云概念 64
4.2.2 智慧校园云框架 64
4.2.3 智慧校园云的建设内容 65
4.2.4 智慧校园云的发展 69
4.3 智慧城市云平台搭建 69
4.3.1 智慧城市云概念 69
4.3.2 智慧城市云框架 70
4.3.3 智慧城市云的建设内容 71
4.3.4 智慧城市云的发展 73
4.4 智慧医疗云平台搭建 73
4.4.1 智慧医疗云概念 73
4.4.2 智慧医疗云框架 74
4.4.3 智慧医疗云的建设内容 75
4.4.4 智慧医疗云的发展 78
4.5 智能交通云平台搭建 79
4.5.1 智能交通云背景 79
4.5.2 智能交通云框架 79
4.5.3 智能交通云的建设内容 80
4.5.4 智能交通云的发展 82
4.6 本章小结 83
4.7 习题 83
第5章 大数据基础 84
5.1 数据仓库 84
5.1.1 从数据库到数据仓库 84
5.1.2 数据仓库的定义 86
5.1.3 数据仓库的组成 87
5.2 数据挖掘 88
5.2.1 什么是数据挖掘 88
5.2.2 数据挖掘要解决的问题 89
5.2.3 数据挖掘的任务和方法 90
5.3 社交媒体指挥中心 93
5.4 产品知识中心 94
5.5 基础设施和业务研究 96
5.6 基于位置的服务 96
5.7 市场细分 97
5.8 在线广告 98
5.9 改进风险管理 100
5.10 本章小结 101
5.11 习题 101
第6章 大数据处理方法 102
6.1 布隆过滤器（Bloom Filter） 102
6.1.1 基本思路 102
6.1.2 适用范围 103
6.1.3 实例 103
6.2 散列法（Hashing） 106
6.2.1 基本思路 107
6.2.2 适用范围 107
6.3 位图（BitMap） 109
6.3.1 基本思路 110
6.3.2 Map映射 110
6.3.3 适用范围 112
6.4 堆排序（Heapsort） 112
6.4.1 基本思路 112
6.4.2 适用范围和实例 113
6.5 双层桶划分 115
6.5.1 基本思路 115
6.5.2 适用范围和实例 115
6.6 数据库索引 116
6.6.1 基本思路 117
6.6.2 适用范围 117
6.7 倒排索引（Inverted index） 118
6.7.1 基本思路 118
6.7.2 适用范围 119
6.8 外排序 119
6.8.1 基本思路 120
6.8.2 适用范围 121
6.9 Trie树 121
6.9.1 Trie树的基本性质 122
6.9.2 Trie树的基本实现 122
6.9.3 Trie树的应用 122
6.9.4 Trie树复杂度分析 123
6.10 分布式处理（Map Reduce） 123
6.10.1 MapReduce详解 126
6.10.2 Map Reduce工作流程 127
6.10.3 适用范围 129
6.11 本章小结 130
6.12 习题 130
第7章 物联网安全 131
7.1 信息安全基础 131
7.2 物联网信息安全体系 133
7.2.1 物联网的安全需求及体系结构 133
7.2.2 物联网感知层安全 135
7.2.3 物联网网络传输层安全 135
7.2.4 物联网应用层安全 136
7.2.5 与物联网安全相关的法规与政策 136
7.3 物联网信息安全对策 137
7.3.1 隐私保护 137
7.3.2 认证 138
7.3.3 访问控制管理 138
7.3.4 数据保护 138
7.3.5 物理安全 138
7.3.6 设备保护和资产管理 139
7.3.7 攻击检测和防御 139
7.3.8 态势感知 140
7.3.9 通信保护 142
7.3.10 日志和审计 142
7.4 物联网信息安全技术 142
7.4.1 已有技术在物联网环境中的应用 143
7.4.2 新技术的探索 145
7.4.3 物联网相关设备、平台、系统的漏洞挖掘和安全设计 146
7.5 云计算安全 148
7.6 本章小结 148
7.7 习题 149
第8章 私有云服务 150
8.1 私有云 150
8.2 私有云解决方案 152
8.3 开源私有云解决方案之一——OpenStack 154
8.3.1 OpenStack概述 155
8.3.2 OpenStack架构 157
8.4 开源私有云解决方案之二——CloudStack 158
8.4.1 CloudStack系统架构 158
8.4.2 CloudStack设备层次 162
8.4.3 CloudStack管理平台 165
8.4.4 CloudStack工作流程 167
8.5 私有云服务规划与选型 169
8.5.1 企业私有云的设计与规划流程 169
8.5.2 家庭私有云的建立 170
8.6 私有云是物联网的存在形态之一 171
8.7 本章小结 172
8.8 习题 172
第9章 雾计算 173
9.1 雾计算起源 173
9.1.1 从物联网说起 173
9.1.2 终端的计算资源、存储资源的不足 173
9.1.3 云计算的通信资源不足 174
9.2 雾计算介绍 175
9.2.1 雾计算的概念 175
9.2.2 雾计算与云计算的区别 176
9.2.3 雾计算的实施 177
9.2.4 雾计算与物联网 177
9.3 雾计算架构 178
9.3.1 OpenFog架构的产生 178
9.3.2 云和雾的角色范畴 179
9.3.3 OpenFog架构特征 179
9.3.4 OpenFog参考架构技术支撑 182
9.3.5 雾计算架构模型实例 183
9.3.6 物联网计算边界的划分 184
9.4 雾计算特点 185
9.4.1 雾计算的主要特点 186
9.4.2 雾节点的位置 186
9.4.3 雾计算的优点 187
9.4.4 雾计算的缺点 188
9.4.5 云、雾联合计算 190
9.5 物联网计算模式 191
9.5.1 云计算 192
9.5.2 雾计算 192
9.5.3 边缘计算 193
9.5.4 霾计算 194
9.5.5 流计算 194
9.6 雾计算产业 195
9.6.1 产业布局 195
9.6.2 雾计算参与物联网布局势在必行 195
9.6.3 雾计算的商业价值 197
9.6.4 智慧城市对雾计算、边缘计算的需求 198
9.7 雾计算装备 200
9.7.1 雾计算服务器 200
9.7.2 雾计算路由器 200
9.7.3 雾计算网关 204
9.7.4 雾计算传感器 204
9.8 雾计算应用 206
9.8.1 智慧交通 206
9.8.2 无人机快递 207
9.8.3 雾计算推动物联网发展 209
9.9 本章小结 211
9.10 习题 211
第10章 云计算发展趋势展望 212
10.1 云计算关键技术研究进展 212
10.1.1 虚拟化技术 212
10.1.2 数据存储管理技术 213
10.1.3 节能技术 214
10.1.4 云计算技术新形态 215
10.2 云计算安全技术研究进展 216
10.3 云计算标准规范研究进展 218
10.4 云计算硬件基础建设进展 218
10.5 云计算服务个性化研究进展 219
10.5.1 资源调度服务 219
10.5.2 混合云服务 220
10.6 云计算商务模式创新研究 221
10.6.1 云计算商业模式创新 221
10.6.2 云计算改变产业布局 222
10.6.3 云计算产业发展趋势 223
10.7 云计算生态圈建设 225
10.8 云计算发展趋势展望 226
10.9 本章小结 228
10.10 习题 229



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