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[日] NTT，DATA集团，河村雅人，大塚纮史，小林佑辅 ... 著，丁灵 译

图书标签:

• 物联网
• 传感器
• 无线通信
• 嵌入式系统
• 智能硬件
• 数据分析
• 云计算
• 边缘计算
• Python
• 应用开发

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115451699

版次：1

商品编码：12177484

包装：平装

丛书名： 图灵程序设计丛书

开本：大32开

出版时间：2017-04-01

用纸：胶版纸

页数：299

正文语种：中文

编辑推荐

　　从基础知识到实际应用，230张图全面了解物联网！

　　网罗硬件、软件、数据分析等专业知识

　　架构/传感器/原型设计/感测技术/无线通信/网络安全/机器学习/可穿戴设备/机器人

　　1.各领域知识汇总，硬件和软件工程师需要知道的事！

　　本书从物联网的基础知识讲起，介绍了硬件工程师、软件工程师乃至数据分析师各自擅长的技术知识，力求让工程师们彼此理解对方领域的知识。

　　2.专业团对撰写，理论结合实际！

　　本书作者团队来自日本IT服务领域领军企业NTTDATA集团。书中以NTTDATA集团实际开发的物联网系统为例，讲解了物联网服务的开发要点、应用窍门等。

　　3.图文并茂，清晰易懂，面面俱到！

　　以图配文，讲解细致。内容涵盖物联网架构、传感器、感测技术、无线通信、机器学习、可穿戴设备等热点问题，深入浅出，便于理解。

内容简介

本书图例丰富，从设备、传感器及传输协议等构成IoT的技术要素讲起，逐步深入讲解如何灵活运用IoT。内容包括用于实现IoT的架构、传感器的种类及能从传感器获取的信息等，并介绍了传感设备原型设计必需的Arduino等平台及这些平台的选择方法，连接传感器的电路，传感器的数据分析，乃至IoT跟智能手机/可穿戴设备的联动等。此外，本书以作者们开发的IoT系统为例，讲述了硬件设置、无线通信及网络安全等运用IoT系统时会出现的问题和诀窍。

作者简介

日本NTT DATA集团

河村雅人
从事物联网与机器人的研发，工作内容涉及软件架构、产品选定，甚至还包括焊接、编程等。

大塚纮史
曾参与过应用了机器人中间件和AR交互技术的机器人服务开发，现致力于物联网和机器对机器通信领域，以及与传感器相关的研发。

小林佑辅
致力于技术开发，近年来尝试着把自己在数据分析工作上的经验应用到技术开发中。

小山武士
负责安全技术开发，现在热衷于开发设计可穿戴设备安全性方面的应用技术。

宫崎智也
专注于开发那些用来解决社会问题的机器人服务，从事云机器人基础架构的研发以及服务模型和应用方案的拟定。

石黑佑树
在大学和研究生时期专攻机器人专用中间件的应用和机器人系统集成。进入NTT DATA后一直追求与未来相关的主题，如基于机器人和云的联动技术的植物工厂等。

小岛康平
致力于云机器人基础架构的研发，以及有关物联网和机器人的技术开发，力图在服务型机器人的社会应用方面做出贡献。

目录

第1章　物联网的基础知识　　1
1．1　物联网入门……2
1．1．1　物联网……2
1．1．2　物联网的相关动向……2
1．2　物联网所实现的世界……3
1．2．1　“泛在网络”社会……3
1．2．2　“物”的互联网连接……4
1．2．3　机器对机器通信所实现的事……5
1．2．4　物联网实现的世界……6
蓬勃发展的标准化活动……8
1．3　实现物联网的技术要素……9
1．3．1　设备……9
1．3．2　传感器……13
1．3．3　网络……15
1．3．4　物联网服务……17
1．3．5　数据分析……20
第2章　物联网的架构　23
2．1　物联网的整体结构……24
2．1．1　整体结构……24
2．1．2　网关……25
2．1．3　服务器的结构……27
2．2　采集数据……28
2．3　接收数据……30
2．3．1　数据接收服务器的作用……30
2．3．2　HTTP协议……30
REST API……31
2．3．3　WebSocket……32
2．3．4　MQTT……33
2．3．5　数据格式……40
图像、语音、视频数据的处理……43
2．4　处理数据……44
2．4．1　处理服务器的作用……44
2．4．2　批处理……44
2．4．3　流处理……47
2．5　存储数据……49
2．5．1　数据库的作用……49
2．5．2　数据库的种类和特征……50
2．6　控制设备……54
2．6．1　发送服务器的作用……54
2．6．2　使用HTTP发送数据……54
2．6．3　使用WebSocket发送数据……55
2．6．4　使用MQTT发送数据……55
事例：面向植物工厂的环境控制系统……56
第3章　物联网设备……59
3．1　设备——通向现实世界的接口……60
3．1．1　为什么要学习设备的相关知识……60
3．1．2　连通性带来的变化……60
3．2　物联网设备的结构……63
3．2．1　基本结构……63
3．2．2　微控制器主板的类型和选择方法……68
开源硬件的兴起……80
3．3　连接“云”与现实世界……80
3．3．1　与全球网络相连接……80
3．3．2　与网关设备的通信方式……81
3．3．3　有线连接……82
3．3．4　无线连接……84
3．3．5　获得电波认证……89
3．4　采集现实世界的信息……89
3．4．1　传感器是什么……89
3．4．2　传感器的机制……90
3．4．3　传感器的利用过程……94
3．4．4　放大传感器的信号……95
3．4．5　把模拟信号转换成数字信号……96
3．4．6　传感器的校准……98
3．4．7　如何选择传感器……100
3．5　反馈给现实世界……103
3．5．1　使用输出设备时的重要事项……103
3．5．2　驱动的作用……104
3．5．3　制作正确的电源……107
3．5．4　把数字信号转换成模拟信号……108
3．6　硬件原型设计……110
3．6．1　原型设计的重要性……110
3．6．2　硬件原型设计的注意事项……111
3．6．3　硬件原型设计的工具……114
挑战制作电路板！……115
3．6．4　原型制作结束之后……116
第4章　先进的感测技术……119
4．1　逐步扩张的传感器世界……120
4．2　先进的感测设备……120
4．2．1　RGB-D传感器……122
4．2．2　自然用户界面……129
4．3　先进的感测系统……132
4．3．1　卫星定位系统……133
4．3．2　准天顶卫星……144
4．3．3　IMES……145
4．3．4　使用了Wi-Fi的定位技术……147
4．3．5　Beacon……150
4．3．6　位置信息和物联网的关系……152
第5章　物联网服务的系统开发……153
5．1　物联网和系统开发……154
5．1．1　物联网系统开发的问题……154
5．1．2　物联网系统开发的特征……155
5．2　物联网系统开发的流程……157
5．2．1　验证假设阶段……158
5．2．2　系统开发阶段……159
5．2．3　维护应用阶段……159
收益共享……160
5．3　物联网服务的系统开发案例……161
5．3．1　楼层环境监控系统……161
5．3．2　节能监控系统……164
5．4　物联网服务开发的重点……166
5．4．1　设备……167
5．4．2　处理方式设计……175
5．4．3　网络……183
5．4．4　安全性……185
5．4．5　应用与维护……192
5．5　面向物联网服务的系统开发……195
第6章　物联网与数据分析……197
6．1　传感器数据与分析……198
6．2　可视化……200
6．3　高级分析……207
6．3．1　高级分析的基础……207
机器学习和数据挖掘……216
6．3．2　用分析算法来发现和预测……216
6．3．3　预测……217
6．4　分析所需要的要素……221
6．4．1　数据分析的基础架构……221
6．4．2　CEP……224
6．4．3　Jubatus……225
分析的难度……227
第7章　物联网与可穿戴设备……229
7．1　可穿戴设备的基础……230
7．1．1　物联网和可穿戴设备的关系……230
7．1．2　可穿戴设备市场……233
7．1．3　可穿戴设备的特征……237
7．2　可穿戴设备的种类……239
7．2．1　可穿戴设备的分类……239
7．2．2　眼镜型……243
7．2．3　手表型……248
7．2．4　饰品型……250
7．2．5　按照目的来选择……253
7．3　可穿戴设备的应用……261
7．3．1　可穿戴设备的方便之处……261
7．3．2　消费者应用情景……262
7．3．3　用于企业领域……265
硬件开发的近期动向……268
第8章　物联网与机器人……271
8．1　由设备到机器人……272
8．1．1　机器人——设备的延续……272
8．1．2　机器人的实用范围正在扩大……273
8．1．3　构建机器人系统的关键……274
8．2　利用机器人专用中间件……275
8．2．1　机器人专用中间件的作用……275
8．2．2　RT中间件……276
8．2．3　ROS……278
8．3　连接到云端的机器人……280
8．3．1　云机器人……280
8．3．2　UNR-PF……281
8．3．3　RoboEarth……284
8．4　物联网和机器人的未来……287

后记……289
参考文献……291
作者……296

《数字世界的设计师：连接、感知与智能的未来》 在日新月异的科技浪潮中，一股无形的力量正悄然重塑我们的生活、工作乃至整个社会的面貌。它不再是科幻电影中遥不可及的设想，而是触手可及的现实，是推动我们迈向未来的关键引擎。这本书，将带您深入探索这个正在蓬勃发展的数字世界，揭示其核心驱动力，并勾勒出它所描绘的激动人心的未来图景。 我们将从最根本的“连接”开始。想象一下，当您手中的智能手机，家中的冰箱、空调，甚至城市里的交通信号灯、路灯，都能够彼此“对话”，互相传递信息，会发生什么？这不仅仅是设备数量的爆炸式增长，更是信息流通方式的根本性变革。我们将会详细解析，是什么技术支撑起了这种庞大的连接网络？从最初的Wi-Fi、蓝牙，到如今覆盖全球的蜂窝网络（4G、5G），再到LPWAN（低功耗广域网）等专为物联网设计的通信技术，我们将一一梳理其发展脉络、技术原理以及各自的优劣势。您将了解到，不同的应用场景对连接有着怎样的需求，为什么有些场景需要极高的带宽和低延迟，而另一些则更看重连接的稳定性和低功耗。我们将探讨这些连接技术是如何协同工作，构建起一个万物互联的宏大舞台。 但仅仅连接还不够，数字世界还需要“感知”的能力。我们的设备如何才能“看”、“听”、“闻”甚至“触碰”周围的环境？这便是感知层面的奥秘所在。本书将聚焦于各种传感器技术，从最常见的温度传感器、湿度传感器，到更复杂的图像传感器、声音传感器、气体传感器，乃至新兴的生物传感器和压力传感器。您将了解这些传感器是如何将物理世界中的信息转化为数字信号的，它们的精度、灵敏度如何影响数据的质量，以及它们在不同应用中的具体作用。例如，在智慧农业中，土壤湿度传感器如何帮助农民精准灌溉；在智能家居中，人体移动传感器如何实现灯光的自动开关；在工业生产中，压力传感器又如何保障设备的运行安全。我们将深入浅出地讲解各种传感器的基本原理，并展示它们如何在实际应用中发挥关键作用。 信息得以连接和感知，下一步便是如何让这些海量的数据变得“有意义”。这时，“智能”的力量便显现出来。这本书将带您走进人工智能（AI）和机器学习（ML）的奇妙世界，探讨它们如何从纷繁复杂的数据中提取价值，做出判断，甚至预测未来。您将了解到，各种算法是如何学习并不断优化的，例如决策树、神经网络、深度学习等。我们将以生动的案例，说明AI是如何在智能设备中实现“思考”能力的。例如，智能音箱如何理解您的语音指令，自动驾驶汽车如何识别路况并做出决策，推荐系统如何根据您的喜好推送内容。我们还将探讨数据分析在其中扮演的关键角色，以及如何通过数据挖掘和模式识别，发现隐藏在海量信息中的规律。 当我们把“连接”、“感知”和“智能”这三个核心要素融合在一起，便诞生了如今我们所说的“智慧化”的解决方案。本书将深入剖析这些解决方案如何在各个领域掀起变革的浪潮。 在智慧城市领域，我们将看到，通过部署大量的传感器和智能终端，城市管理者能够实时监测交通流量，优化信号灯配时，缓解拥堵；能够监测空气质量、噪音污染，为市民提供更健康的生活环境；能够管理能源消耗，实现更高效的城市运营。智能路灯不仅仅是照明，还能集成环境监测、Wi-Fi热点、甚至安防摄像头等多种功能。智能垃圾桶能够监测容量，优化清运路线，提升城市管理效率。 在智能家居领域，本书将描绘一个温馨而便捷的未来生活图景。您无需动手，家中的一切都能根据您的习惯和需求自动调整。起床时，窗帘缓缓拉开，柔和的灯光亮起，咖啡机开始工作；离家时，灯光自动关闭，安防系统启动，家电进入节能模式；回家前，空调自动开启，为您营造舒适的温度。智能安防系统能够实时监控家中情况，并通过手机推送警报，让您随时随地安心。 在工业互联网领域，制造业将迎来一场深刻的转型。设备之间能够实现“自诊断”、“自修复”，预测性维护将大大减少停机时间，提高生产效率。通过对生产数据的实时分析，企业能够优化生产流程，提高产品质量，降低生产成本。例如，传感器能够监测生产线上每一台机器的运行状态，一旦出现异常，系统能够提前发出预警，避免重大故障的发生。 在智慧医疗领域，远程诊断、个性化治疗和健康管理将成为现实。可穿戴设备能够实时监测用户的健康数据，如心率、睡眠质量、运动量等，并将这些数据传输给医生，实现更及时的健康评估和疾病预警。医生可以通过远程视频和数据分析，为患者提供更便捷、更精准的医疗服务。 在智慧农业领域，精准农业将彻底改变传统耕作方式。传感器监测土壤的湿度、温度、养分含量，以及作物的生长状况，并通过数据分析，指导农民进行精准施肥、灌溉和病虫害防治，从而提高产量，减少资源浪费。 本书还将探讨支撑这些技术发展的关键基础设施，如云计算和边缘计算。您将了解，海量的数据是如何被存储、处理和分析的，以及云计算如何提供强大的计算能力，而边缘计算又如何在靠近数据源的地方进行实时处理，从而降低延迟，提升响应速度。 最后，我们将展望这个数字世界所带来的深远影响，以及它可能面临的挑战。数据安全和隐私保护将是至关重要的问题，如何确保海量数据的安全，保护个人隐私，是我们需要共同面对的课题。同时，技术的普及也将带来新的社会伦理问题，例如失业、数字鸿沟等，这些都将是我们深入探讨的内容。 《数字世界的设计师：连接、感知与智能的未来》不仅仅是一本关于技术的书籍，更是一次关于未来生活方式的探索。它将为您打开一扇通往数字世界的窗户，让您看清那些驱动我们前进的无形之手，理解那些正在改变我们生活的强大力量，并激发您对未来无限的想象。无论您是技术爱好者、行业从业者，还是对未来充满好奇的普通读者，都能从中获得深刻的启发和实用的洞见，成为这个数字化浪潮中的积极参与者和智慧的创造者。

评分☆☆☆☆☆

一直以来，我对物联网的世界充满了好奇，但又觉得它是一个非常复杂、技术门槛很高的领域。《图解物联网》这本书的出现，彻底改变了我的看法。它采用了一种非常独特且高效的图文结合的方式，将原本晦涩难懂的物联网概念和技术，转化为了一幅幅生动形象的画面。我惊喜地发现，通过那些精美的插图和清晰的流程图，我能够轻松理解很多之前困扰我的问题。例如，在讲解物联网的连接方式时，书中用了一个非常巧妙的比喻，将不同的连接技术类比成不同的交通工具，汽车、火车、飞机，生动地展示了它们在速度、范围和功耗上的差异。此外，这本书在介绍物联网的各个层级时，采用了分而治之的方法，每一个层级都配有详细的图示，解释了其功能和与其他层级的交互方式，让我能够清晰地把握整个物联网系统的架构。最让我感到满意的是，它并没有停留在理论层面，而是深入到了具体的应用场景，例如智能家居、智慧医疗等，并通过详细的图解展示了这些场景下物联网是如何运作的，让我看到了物联网的实际价值和无限潜力。这本书让我觉得学习物联网不再是枯燥的背诵，而是充满乐趣的探索之旅。

评分☆☆☆☆☆

作为一名初学者，想要进入物联网这个领域，确实感到有些迷茫。《图解物联网》这本书就像一盏明灯，为我指明了方向。它摒弃了传统技术书籍的晦涩难懂，以一种全新的、更易于接受的方式进行知识的传递。首先，这本书的开篇就非常抓人眼球，用一个大篇幅的视觉化图表，展示了物联网的宏观全景，让我立刻对整个体系有了大致的了解。接着，它循序渐进地讲解物联网的各个关键组成部分，从末端的传感器、执行器，到中间的网络通信，再到后端的平台和应用，每一个环节都配有大量的示意图和流程图。我特别喜欢它关于网络通信部分的讲解，用非常直观的图示解释了Wi-Fi、蓝牙、NB-IoT等不同通信技术的优缺点和适用场景，让我不再被各种缩写搞晕。而且，它还巧妙地融入了许多实际应用案例，比如智能电表、智能交通信号灯等，通过图文并茂的方式，展示了物联网在不同领域的落地情况。这不仅让我看到了物联网的广泛应用前景，也为我未来的学习和实践提供了具体的参考。这本书的阅读体验非常好，让我觉得学习技术不再是一件枯燥乏味的事情，而是充满探索和乐趣的过程。

评分☆☆☆☆☆

这本《图解物联网》真是让人眼前一亮！我一直对物联网这个概念很感兴趣，但总觉得它离我们有点远，而且技术术语让人望而却步。翻开这本书，我才发现原来物联网可以这么直观有趣。扉页就甩来一张清晰的物联网架构图，把设备、网络、平台、应用层层剥开，比我之前看过的任何文字描述都来得明白。然后，每一页几乎都有精心绘制的插图，把那些抽象的概念具象化。比如讲到传感器时，不是干巴巴地列举几种，而是用生动的图示展示了不同传感器的外观和工作原理，像是温湿度传感器，图上就画出了温度计和湿度计的符号，旁边还有一行简单的解释，瞬间就理解了。更赞的是，它并没有只停留在理论层面，还结合了很多生活化的案例。比如智能家居部分，图解了智能灯泡如何通过Wi-Fi联网，手机App如何控制开关和亮度，甚至还有智能门锁的安全性设计，都用小图标和箭头清晰地勾勒出来，让我觉得物联网真的已经渗透到我们的生活里了。阅读体验非常流畅，完全没有学习新技术时的那种枯燥和压力，感觉就像在看一本关于未来生活的科幻绘本，但又充满了扎实的技术依据。

评分☆☆☆☆☆

我平时的工作内容和技术领域离物联网有些距离，但随着行业的发展，感觉不了解一些基础知识迟早会被淘汰。因此，我特意找了这本《图解物联网》来“扫盲”。这本书最大的亮点就是它的“图解”二字，名副其实。它非常善于运用视觉化的方式来呈现信息，大量的插画、图表和照片，将原本枯燥的技术原理变得生动有趣。不像我之前读过的几本关于互联网的书，里面充斥着密密麻麻的文字，看得我头昏脑涨，《图解物联网》则让我感觉像是在逛一个科技展览。比如，在讲解物联网安全问题时，它用一个形象的“数字盾牌”来比喻防火墙，用“加密钥匙”来代表数据加密，让我瞬间就理解了这些抽象的安全措施。而且，它并没有为了“图解”而牺牲内容的深度，在每一张图的旁边，都有简练精辟的文字说明，既保证了信息的准确性，又不会让读者感到信息过载。我尤其喜欢它关于数据采集和处理部分的图解，把从设备到云端再到应用的整个数据流描绘得非常清楚，让我这个非技术出身的人也能明白数据是如何被收集、存储、分析和利用的。这本书让我对物联网有了更全面、更直观的认识，也激发了我进一步学习的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

最近一直在思考如何在自己的小项目里引入一些智能化的元素，但苦于缺乏系统性的知识。朋友推荐了《图解物联网》，抱着试试看的心态入手，没想到给了我巨大的启发。这本书的结构非常合理，从物联网的基本概念和组成要素讲起，逐步深入到各种关键技术的原理。它没有像很多技术书籍那样堆砌大量的代码和公式，而是通过大量的流程图、架构图和原理示意图，把复杂的系统讲解得通俗易懂。举个例子，在介绍数据传输协议的时候，它没有长篇大论地讲TCP/IP的细节，而是用一个生动的比喻，把数据包比作信件，路由器比作邮局，把整个网络传输过程形象地描绘出来，让我一下子就抓住了核心。对于我这种实践派来说，最吸引我的是它后面章节里对不同应用场景的深入剖析，从工业物联网到智慧城市，再到个人穿戴设备，每一种场景都配备了详尽的图示，展示了各个环节是如何协同工作的。例如，在智慧农业的部分，它详细展示了土壤传感器如何采集数据，无线模块如何传输到云平台，云平台如何进行分析并向农户发送灌溉建议，整个流程一目了然。这本书为我构建起了一个完整的物联网知识框架，让我对如何将理论转化为实际应用有了更清晰的思路，真的非常实用。

评分☆☆☆☆☆

便宜便宜便宜好用的产品

评分☆☆☆☆☆

京东购物棒棒哒。物流更是没话说。。。。。

评分☆☆☆☆☆

very good,值得再次购买。

评分☆☆☆☆☆

书还没看，质量不错

评分☆☆☆☆☆

入门小册子，易懂好读

评分☆☆☆☆☆

还行，以后还会关注这家。

评分☆☆☆☆☆

学习下物联网知识、书本身通俗易懂。

评分☆☆☆☆☆

物流速度快，物有所值！

评分☆☆☆☆☆

很好很快很放心，发票齐全