[套装书]物联网嵌入式软件（原书第3版）+雾计算：技术、架构及应用（2册）

作者
[丹麦]克劳斯·埃尔克（Klaus Elk）(美)蒋濛
丛书名
物联网核心技术丛书
出版社
机械工业出版社
ISBN
9781911191637
简要
简介
内容简介书籍计算机书籍 ---------------------------物联网嵌入式软件（原书第3版）--------------------------- 本书帮助读者了解物联网设备背后的技术细节。本书不仅提供了物联网的概述，还提供了构建和维护嵌入式系统所需的代码、版本控制和缺陷跟踪等方面的良好实践。本书首先介绍了互联网和万维网的历史，然后介绍了现代CPU和操作系统，最后深入研究了物联网的核心领域，包括有线网络和无线网络、数字滤波器、嵌入式系统和网络化系统的安全性，以及工业4.0统计过程控制。本书适用于准备进军嵌入式领域或者正在使用嵌入式系统的软件开发人员。 ---------------------------雾计算：技术、架构及应用--------------------------- 本书介绍了引领未来5G和物联网时代的雾计算技术、架构和应用。本书内容共11章，分为三部分。第1~4章介绍能够实现雾网络中设备的通信和管理的各种技术，包括和云的交互、相关带宽需求的管理，以及边缘设备如何相互协同工作以满足要求等。第5~7章阐述雾应用中涉及的两个基本组件：存储和计算。第8~11章讨论雾架构的应用，以及为实现这些应用需要面对的挑战。本书适合云计算、雾计算、5G、物联网等领域的人士阅读。
目录



---------------------------物联网嵌入式软件（原书第3版）---------------------------


译者序
前言
第1章　引言 1
1.1互联网的故事 1
1.2云 2
1.3物联网 3
1.4物联网相关术语 4
第一部分　基本体系
第2章　如何选择操作系统 8
2.1无操作系统和严格的轮询 9
2.2协程 12
2.3中断 12
2.4小型实时内核 14
2.5非抢占式操作系统 16
2.6完整的操作系统 18
2.7开源、GNU许可和Linux 20
2.8操作系统结构 22
2.9扩展阅读 22
第3章　使用哪个CPU 24
3.1概述 24
3.2CPU核心 26
3.3CPU架构 27
3.4字长 29
3.5内存管理单元 30
3.6RAM 30
3.7缓存 30
3.8EEPROM和闪存 31
3.9浮点运算器 31
3.10DSP 32
3.11加密引擎 32
3.12升级路径 32
3.13第二来源 33
3.14价格 33
3.15出口控制 33
3.16RoHS合规性 34
3.17评估板 34
3.18工具链 35
3.19基准测试 35
3.20功耗 36
3.21JTAG调试器 36
3.22外设 36
3.23自制或外购 40
3.24扩展阅读 42
第二部分　最佳实践
第4章　软件架构 44
4.1性能设计 44
4.2从零开始的恐惧 46
4.3分层 47
4.4不仅仅是API——还有更多的文件 48
4.5对象模型（包含层次结构） 49
4.6案例：CANOpen 49
4.7消息传递 51
4.8中间件 52
4.9案例：LAN-XI的架构重用 52
4.10理解C语言 54
4.11扩展阅读 56
第5章　调试工具 58
5.1模拟器 58
5.2在线仿真器 59
5.3后台或JTAG调试器 59
5.4目标的替代品 60
5.5调试器 60
5.6strace 62
5.7调试时不使用特殊工具 63
5.8监控消息 64
5.9测试流量 64
5.10扩展阅读 68
第6章　代码维护 70
6.1穷人备份 70
6.2版本控制及git 71
6.3构建和虚拟化 75
6.4静态代码分析 77
6.5检查 78
6.6跟踪缺陷和特性 79
6.7白板 82
6.8文档 82
6.9Yocto 82
6.10OpenWRT 84
6.11扩展阅读 85
第三部分　物联网技术
第7章　网络 88
7.1互联网协议简介 88
7.2瑟夫和卡恩：互联网是网中网 88
7.3数据包的生命周期 89
7.4数据包之前的生命周期 95
7.5获取IP地址 98
7.6DHCP 99
7.7网络掩码、CIDR和特殊范围 101
7.8保留的IP范围 102
7.9　NAT 102
7.10DNS 103
7.11引入 HTTP 105
7.12REST 107
7.13Windows下IPv4的TCP套接字 109
7.14IP分片 116
7.15引入IPv6地址 118
7.16Linux下IPv6的TCP套接字 120
7.17数据传输 125
7.18UDP套接字 128
7.19案例：IPv6上的UDP 130
7.20应用层协议 133
7.21套接字API的替代品 136
7.22以太网电缆 137
7.23物理层的问题 139
7.24扩展阅读 140
第8章　网络工具 141
8.1查找IP地址 141
8.2交换机作为一种工具 143
8.2.1镜像 143
8.2.2统计 144
8.2.3模拟丢帧 145
8.2.4暂停帧 145
8.3tap 146
8.4SNMP 147
8.5Wireshark 148
8.6网络命令 149
8.7扩展阅读 149
第9章　无线网络 151
9.1引言 151
9.2Wi-Fi基础 154
9.3接入点作为中继器 155
9.4如何计算速度 157
9.5案例：Wi-Fi数据传输 159
9.6案例：信标 161
9.7案例：奇怪的滞后 163
9.8聚合帧 164
9.9信道评估 166
9.10低功耗蓝牙 167
9.11认证 169
9.12扩展阅读 170
第10章　安全 171
10.1引言 171
10.2黑客的目标 173
10.3网络安全概念 174
10.4散列函数 176
10.5对称密钥加密 177
10.6　案例：Enigma 178
10.7非对称密钥加密 179
10.8数字签名 181
10.9证书 182
10.10消息认证码 183
10.11nonce 184
10.12安全的套接字通信 185
10.13OpenSSL 187
10.14案例：心血漏洞 188
10.15案例：Wi-Fi安全 189
10.16软件加密库 191
10.17可信平台模块 192
10.18嵌入式系统 193
10.19嵌入式系统中的漏洞 194
10.20出口管制 197
10.21扩展阅读 199
第11章　数字滤波器 201
11.1数字化的原因 201
11.2为何需要滤波器 202
11.3采样频率 203
11.4时域和频域 203
11.5模拟和数字定义 205
11.6更多的二元性 206
11.7表现良好的系统 212
11.8IIR滤波器基础知识 213
11.9IIR的实现 214
11.10FIR滤波器基础知识 217
11.11FIR的实现 220
11.12动态范围与精度 222
11.13整数 222
11.14定点运算 224
11.15Q记号和乘法 225
11.16除法 226
11.17BCD 226
11.18扩展阅读 227
第12章　统计过程控制 228
12.1简介 228
12.2重要术语 231
12.3控制图 231
12.4查找控制限制 233
12.5子组 236
12.6案例：绝缘板 236
12.7EWMA控制图 240
12.8过程能力指数 240
12.9扩展阅读 241
后记 242



---------------------------雾计算：技术、架构及应用---------------------------



译者序
前言
第一部分　雾的通信与管理
第1章　ParaDrop：家用网关的边缘计算平台2
　1.1　引言2
1.1.1　通过ParaDrop实现无线网关的多重任务管理及相关应用3
1.1.2　ParaDrop平台的性能4
　1.2　在ParaDrop平台上实现服务5
　1.3　为ParaDrop平台开发服务7
1.3.1　依托ParaDrop平台实现监控摄像头业务7
1.3.2　依托ParaDrop平台实现环境传感器业务10
　参考文献10
第2章　管理带宽11
　2.1　引言11
2.1.1　利用雾12
2.1.2　家庭问题的解决方案12
　2.2　相关研究14
　2.3　信用分配和最优信用支出15
2.3.1　信用分配15
2.3.2　最优信用支出17
　2.4　在线带宽分配算法18
2.4.1　估计其他网关的支出18
2.4.2　在线信用支出决策和应用优先级设置20
　2.5　设计与实现20
2.5.1　流量和设备分类22
2.5.2　速率限制引擎22
2.5.3　流量优先级设置引擎23
　2.6　实验结果24
2.6.1　速率限制24
2.6.2　流量优先级设置25
　2.7　网关共享结果26
　2.8　结论29
　致谢30
　附录2.A30
　参考文献33
第3章　面向雾网络的社交感知协作D2D与D4D通信35
　3.1　引言35
3.1.1　从社交信任和社交互惠到D2D协作36
3.1.2　智能电网：社交感知协作的D2D和D4D通信的物联网案例37
3.1.3　主要结论39
　3.2　相关研究39
　3.3　系统模型40
3.3.1　物理（通信）图模型40
3.3.2　社交图模型42
　3.4　面向雾网络的社交感知协作D2D和D4D通信概述42
3.4.1　基于社交信任的中继选择43
3.4.2　基于社交互惠的中继选择43
3.4.3　基于社交信任和社交互惠的中继选择47
　3.5　网络辅助中继选择机制48
3.5.1　互惠中继选择循环发现48
3.5.2　NARS机制49
3.5.3　NARS机制的特性51
　3.6　仿真53
3.6.1　ER社交图53
3.6.2　基于实际追踪的社交图56
　3.7　结论58
　致谢59
　参考文献59
第4章　你值得拥有更好的性能（来自你的智能设备）62
　4.1　为什么需要提供更好的性能62
　4.2　需要在哪里提供更好的性能63
　4.3　需要提供什么性能并且怎样提供64
4.3.1　透明度64
4.3.2　可预测性能68
4.3.3　开放性73
　4.4　结论74
　致谢75
　参考文献75
第二部分　雾的存储与计算
第5章　提高通信效率的分布式缓存80
　5.1　引言80
　5.2　微微缓存81
5.2.1　系统模型81
5.2.2　来自帮助者节点的
自适应流84
　5.3　用户缓存85
5.3.1　基于簇的缓存和D2D通信85
5.3.2　基于ITLinQ的缓存和通信…88
5.3.3　编码组播93
　5.4　结论和展望96
　参考文献96
第6章　无线视频雾网络：错误可恢复的实时协作数据流99
　6.1　引言99
　6.2　相关研究102
　6.3　系统运行和网络模型103
　6.4　问题建模和复杂度105
6.4.1　NC数据包选择优化106
6.4.2　广播者选择优化107
6.4.3　复杂度分析108
　6.5　VBCR:一种用于实时视频且能实现协作恢复的分布启发式算法108
6.5.1　初始信息交换108
6.5.2　协作恢复109
6.5.3　更新信息交换111
6.5.4　视频数据包转发112
　6.6　仿真结果113
　6.7　结论116
　参考文献117
第7章　弹性移动终端云：借助移动终端提供边缘的云计算服务119
　7.1　引言119
　7.2　设计领域及实例121
7.2.1　Mont-Blanc121
7.2.2　计算与充电并行处理122
7.2.3　FemtoCloud123
7.2.4　Serendipity125
　7.3　FemtoCloud性能评估126
7.3.1　实验设置126
7.3.2　FemtoCloud仿真结果127
7.3.3　FemtoCloud原型评估130
　7.4　Serendipity性能评估131
7.4.1　实验设置131
7.4.2　Serendipity性能增益132
7.4.3　网络环境的影响132
7.4.4　工作属性的影响136
　7.5　挑战137
　参考文献138
第三部分　雾的应用
第8章　雾计算在未来汽车行业中的作用142
　8.1　引言142
　8.2　当前的汽车电子架构143
　8.3　汽车E/E架构的未来挑战及解决策略145
　8.4　未来汽车——车轮上的雾节点149
　8.5　凭借实时计算和时间触发技术实现车轮上的确定性雾节点150
8.5.1　通过虚拟化解决可扩展性挑战的确定性雾节点151
8.5.2　解决连接和安全挑战的确定性雾节点152
8.5.3　汽车应用中确定性雾节点的新用例——全车虚拟化154
　8.6　结论155
　参考文献155
第9章　现场网络的位置寻址156
　9.1　引言156
9.1.1　现场网络156
9.1.2　现场网络面临的挑战157
　9.2　位置寻址158
　9.3　SAGP:现场的无线位置寻址160
9.3.1　SAGP处理流程160
9.3.2　SAGP重传启发式算法161
9.3.3　SAGP数据包传播示例162
9.3.4　跟随发送:有效的SAGP数据流动163
9.3.5　迎接挑战164
　9.4　地理路由:将GA延伸到云端165
　9.5　SGAF:大规模GA的一种多层架构166
9.5.1　不同层之间的桥接167
9.5.2　混合安全架构168
　9.6　AT&T实验室的位置辅助多播架构169
　9.7　两个GA应用实例170
9.7.1　PSCommander170
9.7.2　位置辅助多播游戏172
　9.8　结论174
　参考文献174
第10章　面向智慧星球的分布式在线学习和流处理175
　10.1　引言：智慧星球175
　10.2　实例问题：交通运输177
　10.3　流处理特征178
　10.4　分



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