[套装书]物联网导论+信息物理融合系统（CPS）原理（2册）

作者
[印度]拉杰·卡马尔（Raj Kamal）（美）拉吉夫·阿卢尔（Rajeev Alur）
丛书名
物联网工程专业规划教材
出版社
机械工业出版社
ISBN
9782002101714
简要
简介
内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------物联网导论--------------------------- 本书是一本独特的物联网入门教材。从物联网的架构、设计原则、数据分析三个角度介绍物联网的基本知识和概念；从物联网中系统硬件和原型构建的角度，介绍如何设计和选择物联网中各个部分的组件，以构建安全的物联网。本书内容系统、案例丰富，适合作为高校物联网入门课程的教材，也适合作为物联网技术人员的参考书籍。 ---------------------------信息物理融合系统（CPS）原理--------------------------- 本书主要介绍信息物理融合系统的基本理论，包括系统设计、规约、建模和分析方法。针对基于模型的设计、并发理论、分布式算法、形式化的规约和验证方法、控制理论、实时系统和混成系统等分支学科，从不同侧面对信息物理融合系统进行描述。本书采用数学化的建模、规约与分析等概念，并配以案例阐述信息物理系统所涉及的分布式算法、网络协议、控制设计和机器人等理论。 本书适合作为计算科学、计算机工程和电子工程相关学科的高年级本科生或一年级研究生的教材。
目录



---------------------------物联网导论---------------------------


译者序
前　言
致　谢
第1章　物联网概述 /1
1.1　物联网 /1
1.1.1　物联网的定义 /2
1.1.2　物联网的愿景 /2
1.1.3　智能和超级互联设备 /3
1.2　物联网概念框架 /4
1.3　物联网体系结构视图 /6
1.4　物联网背后的技术 /9
1.4.1　服务器端技术 /10
1.4.2　物联网系统的主要组件 /10
1.4.3　物联网的开发工具和开源框架 /12
1.4.4　API和设备接口组件 /12
1.4.5　平台和集成工具 /13
1.5　物联网的资源 /14
1.5.1　流行的物联网开发板 /14
1.5.2　RFID的作用和物联网应用程序 /15
1.5.3　无线传感网 /15
1.6　M2M通信 /16
1.6.1　M2M到IoT /16
1.6.2　M2M体系结构 /17
1.6.3　软件和开发工具 /17
1.7　物联网的实例 /19
1.7.1　可穿戴智能手表 /19
1.7.2　智能家居 /20
1.7.3　智慧城市 /20
关键概念 /22
学习效果 /22
习题 /23
第2章　连接设备设计原则 /26
2.1　概述 /27
2.2　IoT/M2M系统、层和设计标准 /29
2.2.1　为IoT/M2M改进的OSI模型 /29
2.2.2　ITU-T参考模型 /30
2.2.3　ETSI M2M域和高级功能 /32
2.3　通信技术 /34
2.3.1　无线通信技术 /34
2.3.2　有线通信技术 /39
2.3.3　通信技术比较 /41
2.4　网关数据增强、数据融合和设备管理 /43
2.4.1　网关数据管理和融合 /44
2.4.2　设备管理网关 /46
2.5　设计简易性与经济实用性 /48
关键概念 /48
学习效果 /49
习题 /49
第3章　Web连接设计原则 /54
3.1　概述 /54
3.2　连接设备的Web通信协议 /57
3.2.1　受约束的应用协议 /59
3.2.2　轻量级机器对机器通信协议 /61
3.2.3　JSON格式 /63
3.2.4　标签长度值格式 /65
3.2.5　MIME /65
3.3　连接设备的消息通信协议 /67
3.3.1　术语 /67
3.3.2　通信协议 /69
3.3.3　XMPP /73
3.4　使用网关、SOAP、REST、HTTP RESTful和WebSocket连接设备网络的Web连接 /76
3.4.1　通信网关 /77
3.4.2　HTTP请求和响应方法 /77
3.4.3　SOAP /78
3.4.4　REST和RESTful HTTP Web应用程序 /79
3.4.5　WebSocket /81
关键概念 /84
学习效果 /84
习题 /85
第4章　因特网连接原则 /89
4.1　概述 /90
4.2　因特网连接 /91
4.3　基于因特网的通信 /92
4.3.1　网际协议 /93
4.3.2　6LoWPAN /97
4.3.3　TCP/IP套件 /98
4.4　物联网IP寻址 /102
4.4.1　IP地址 /102
4.4.2　IPv6地址 /105
4.5　媒体访问控制 /105
4.6　应用层协议：HTTP、HTTPS、FTP、Telnet及其他 /107
4.6.1　HTTP和HTTPS端口 /107
4.6.2　其他端口 /109
关键概念 /111
学习效果 /111
习题 /112
第5章　数据获取、组织、处理和分析 /115
5.1　概述 /115
5.2　数据采集和存储 /118
5.2.1　数据生成 /118
5.2.2　数据获取 /119
5.2.3　数据验证 /120
5.2.4　存储数据分类 /120
5.2.5　事件的汇编软件 /120
5.2.6　数据存储 /120
5.2.7　数据中心管理 /121
5.2.8　服务器管理 /121
5.2.9　空间存储 /121
5.3　数据组织 /123
5.3.1　数据库 /123
5.3.2　查询处理 /125
5.3.3　SQL /126
5.3.4　NoSQL /126
5.3.5　提取、转换和加载 /127
5.3.6　关系时间序列服务 /127
5.3.7　实时和智能 /127
5.4　事务、业务流程、集成和企业系统 /129
5.4.1　在线事务和处理 /129
5.4.2　业务流程 /130
5.4.3　商业智能 /130
5.4.4　分布式业务流程 /131
5.4.5　复杂的应用整合和面向服务的体系结构 /132
5.4.6　集成和企业系统 /133
5.5　分析 /134
5.5.1　分析阶段 /135
5.5.2　事件分析 /138
5.5.3　内存数据处理和分析 /138
5.5.4　实时分析管理 /139
5.5.5　使用IoT/M2M中的大数据进行分析 /139
5.5.6　大数据分析 /139
5.5.7　数据分析架构和栈 /140
5.6　知识获取、管理和存储过程 /142
关键概念 /144
学习效果 /144
习题 /146
第6章　云平台数据收集、存储和计算 /149
6.1　概述 /149
6.2　用于数据收集、存储和计算的云计算范式 /150
6.2.1　云计算范式 /152
6.2.2　云部署模型 /154
6.3　一切即服务和云服务模式 /156
6.4　Xively、Nimbits和其他平台的物联网云服务 /157
6.4.1　Xively进行物联网云数据的收集、存储和计算服务 /158
6.4.2　Nimbits进行物联网云数据的收集、存储和计算服务 /161
6.4.3　公有云物联网平台 /167
关键概念 /168
学习效果 /168
习题 /169
第7章　传感器、交互式传感、RFID和无线传感网 /172
7.1　概述 /173
7.2　传感器技术 /173
7.2.1　感知现实世界 /173
7.2.2　传感器示例 /180
7.3　交互式传感、工业物联网和汽车物联网 /187
7.3.1　工业物联网 /187
7.3.2　汽车物联网 /189
7.4　执行器 /191
7.5　传感器数据通信协议 /193
7.6　射频识别技术 /197
7.6.1　RFID物联网系统 /197
7.6.2　EPCglobal体系结构框架 /200
7.6.3　RFID物联网 /201
7.7　无线传感网技术 /203
7.7.1　WSN概念 /203
7.7.2　WSN体系结构 /204
7.7.3　WSN协议 /207
7.7.4　WSN基础设施建立 /208
7.7.5　WSN节点安全通信 /209
7.7.6　WSN物联网应用 /210
关键概念 /212
学习效果 /212
习题 /213
第8章　IoT/M2M嵌入式设备原型设计 /217
8.1　概述 /217
8.2　嵌入式计算基础 /219
8.2.1　嵌入式软件 /219
8.2.2　集成开发环境 /220
8.2.3　嵌入式硬件单元 /220
8.3　用于原型设计的嵌入式平台 /224
8.3.1　Arduino /224
8.3.2　Intel Galileo /227
8.3.3　Intel Edison /229
8.3.4　树莓派 /229
8.3.5　BeagleBone /231
8.3.6　mBed /232
8.3.7　计算系统（手机和平板电脑） /234
8.4　物体常连到因特网/云 /236
8.4.1　物体连接 /236
8.4.2　因特网连接 /236
关键概念 /238
学习效果 /239
习题 /239
第9章　物联网应用软件原型与设计 /242
9.1　概述 /243
9.2　嵌入式设备软件原型设计 /246
9.2.1　嵌入式设备编程平台Arduino /247
9.2.2　读取传感器与设备输入 /252
9.2.3　嵌入式设备平台Galileo、树莓派、BeagleBone和mBed的编程 /262
9.2.4　联网的嵌入式设备平台编程 /264
9.3　设备、网关、因特网和Web/云服务软件开发 /270
9.3.1　将软件栈用于预期的完整解决方案 /270
9.3.2　Eclipse IoT栈的Java端到端IoT解决方案 /271
9.4　在线API和Web API的原型设计 /283
9.4.1　在应用程序或服务开发中使用大量混合API /284
9.4.2　REST方法实现API /287
9.4.3　WebSocket实现API /287
关键概念 /290
学习效果 /290
习题 /291
第10章　物联网隐私、安全和漏洞解决方案 /295
10.1　概述 /296
10.2　漏洞、安全要求和威胁分析 /298
10.2.1　隐私 /298
10.2.2　物联网的漏洞 /298
10.2.3　安全要求 /300
10.2.4　威胁分析 /301
10.3　用例和误用案例 /302
10.4　物联网安全层析成像和分层攻击者模型 /304
10.4.1　安全层析成像 /304
10.4.2　分层攻击者模型 /304
10.5　身份管理、建立、访问控制和安全消息通信 /306
10.5.1　身份管理和建立 /307
10.5.2　访问控制 /307
10.5.3　消息完整性 /309
10.5.4　消息不可否认性 /309
10.5.5　消息可用性 /310
10.6　物联网安全模型、配置文件和协议 /311
关键概念 /313
学习效果 /313
习题 /314
第11章　物联网业务模式和应用流程 /318
11.1　概述 /319
11.2　业务模式和业务模式创新 /319
11.2.1　业务模式 /320
11.2.2　业务模式创新 /323
11.3　物联网中的价值创造 /325
11.4　物联网业务模型场景 /327
关键概念 /328
学习效果 /328
习题 /329
第12章　物联网案例 /331
12.1　概述 /332
12.2　设计层、设计复杂度和使用云PaaS进行设计 /334
12.2.1　开发和部署期间的设计层和阶段 /334
12.2.2　物联网原型、产品开发和部署中的设计复杂度级别 /335
12.2.3　工具、项目和平台 /337
12.2.4　平台即服务连接云 /337
12.3　建筑、供应链和客户监测中的IoT/IIoT应用 /342
12.3.1　案例研究：联网的ATM机房监测项目 /342
12.3.2　案例研究：联网的RFID供应链监测项目 /345
12.3.3　案例研究：物联网应用/服务项目中的客户监测 /346
12.4　网联车及其应用和服务 /350
12.4.1　网联车 /350
12.4.2　基于汽车零部件预测的汽车维修服务和重新规划制造流程 /352
12.4.3　配备半自动辅助驾驶系统的特斯拉汽车 /354
12.5　物联网应用于智能家居、智慧城市、智能环境监测和智慧农业 /355
12.5.1　智能家居 /355
12.5.2　智慧城市 /358
12.5.3　智能环境监测 /362
12.5.4　智慧农业 /367
12.6　案例研究：智能城市路灯控制和监测 /370
关键概念 /377
学习效果 /378
习题 /380
习题答案 /385
参考文献 /387
缩写和首字母缩略词 /390
索引 /396



---------------------------信息物理融合系统（CPS）原理---------------------------


出版者的话
译者序
前言
第1章　简介1
1.1　什么是信息物理融合系统1
1.2　信息物理融合系统的主要特征1
1.3　研究主题概述3
1.4　课程组织指南5
第2章　同步模型8
2.1　反应式构件8
2.1.1　变量、值和表达式8
2.1.2　输入、输出和状态9
2.1.3　初始化9
2.1.4　更新10
2.1.5　执行11
2.1.6　扩展状态机12
2.2　构件属性13
2.2.1　有限状态构件13
2.2.2　复合构件14
2.2.3　事件触发构件*14
2.2.4　非确定性构件16
2.2.5　输入使能构件17
2.2.6　任务图和等待依赖关系18
2.3　构件构成22
2.3.1　方框图22
2.3.2　输入/输出变量重命名23
2.3.3　并行组合23
2.3.4　输出隐藏29
2.4　同步设计30
2.4.1　同步电路30
2.4.2　巡航控制系统33
2.4.3　同步网络*36
参考文献说明38
第3章　安全性需求40
3.1　安全性规约40
3.1.1　迁移系统的不变量40
3.1.2　需求在系统设计中的作用43
3.1.3　安全监控器46
3.2　验证不变量48
3.2.1　证明不变量48
3.2.2　不变量的自动验证*52
3.2.3　基于模拟的分析54
3.3　枚举搜索*55
3.4　符号搜索60
3.4.1　符号迁移系统60
3.4.2　符号广度优先搜索63
3.4.3　约简有序二叉判定图*67
参考文献说明75
第4章　异步模型77
4.1　异步进程77
4.1.1　状态、输入和输出77
4.1.2　输入、输出和内部动作78
4.1.3　执行80
4.1.4　扩展的状态机82
4.1.5　进程操作83
4.1.6　安全性需求87
4.2　异步设计原语88
4.2.1　阻塞同步与非阻塞同步88
4.2.2　死锁88
4.2.3　共享存储器90
4.2.4　公平性假设*95
4.3　异步协调协议100
4.3.1　领导选举100
4.3.2　可靠传输103
4.3.3　等待无关共识*105
参考文献说明110
第5章　活性需求111
5.1　时序逻辑111
5.1.1　线性时序逻辑111
5.1.2　LTL规约116
5.1.3　异步进程的LTL规约*118
5.1.4　超越LTL*121
5.2　模型检查122
5.2.1　Büchi自动机123
5.2.2　从LTL到Büchi自动机*126
5.2.3　嵌套深度优先搜索*130
5.2.4　符号重复性检查132
5.3　活性证明*136
5.3.1　eventuality属性136
5.3.2　条件response属性137
参考文献说明140
第6章　动态系统142
6.1　连续时间模型142
6.1.1　连续变化的输入和输出142
6.1.2　扰动模型148
6.1.3　构件构成148
6.1.4　稳定性149
6.2　线性系统151
6.2.1　线性度152
6.2.2　线性微分方程的解154
6.2.3　稳定性159
6.3　控制器设计161
6.3.1　开环控制器与反馈控制器162
6.3.2　稳定化控制器162
6.3.3　PID控制器*165
6.4　分析技术*170
6.4.1　数值模拟170
6.4.2　栅栏函数172
参考文献说明176
第7章　时间模型177
7.1　时间进程177
7.1.1　基于时间的电灯开关177
7.1.2　有界延迟的缓冲器178
7.1.3　多个时钟179
7.1.4　形式化模型180
7.1.5　时间进程组合182
7.1.6　不完全时钟的建模184
7.2　基于时间的协议184
7.2.1　基于时间的分布式协调184
7.2.2　音频控制协议186
7.2.3　双腔植入式心脏起搏器190
7.3　时间自动机194
7.3.1　时间自动机的模型194
7.3.2　区域等价*195
7.3.3　基于矩阵表示的符号分析201
参考文献说明207
第8章　实时调度208
8.1　调度概念208
8.1.1　调度器架构208
8.1.2　周期作业模型209
8.1.3　可调度性211
8.1.4　其他的作业模型215
8.2　EDF调度216
8.2.1　周期作业模型的EDF217
8.2.2　EDF的最优性219
8.2.3　基于利用率的可调度性测试220
8.3　固定优先级调度223
8.3.1　单调截止期策略和单调速率策略223
8.3.2　单调截止期策略的最优性*225
8.3.3　单调速率策略的可调度性测试*229
参考文献说明234
第9章　混成系统235
9.1　混成动态模型235
9.1.1　混成进程235
9.1.2　进程组合239
9.1.3　奇诺行为241
9.1.4　稳定性243
9.2　混成系统设计244
9.2.1　自动驾驶车辆244
9.2.2　多机器人协调的障碍规避246
9.2.3　多跳控制网络*251
9.3　线性混成自动机*256
9.3.1　追赶游戏例子256
9.3.2　形式化模型258
9.3.3　符号可达性分析260
参考文献说明266
参考文献267
索引274



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