第1部分　架構
第1章　什麼是智能物件　1
1.1　智能物件從何而來？　2
1.1.1　嵌入式係統　3
1.1.2　普適計算　5
1.1.3　移動通信　6
1.1.4　遙測技術及機器間通信　7
1.1.5　無綫傳感器網絡和泛在傳感器網絡　8
1.1.6　移動計算　9
1.1.7　計算機網絡　9
1.2　對智能物件的挑戰　10
1.2.1　節點級挑戰　10
1.2.2　網絡級挑戰　11
1.2.3　標準化　13
1.2.4　互通性　14
1.3　小結　14
第2章　IP協議架構　17
2.1　引言　17
2.2　從NCP到TCP/IP　17
2.3　基本的TCP/IP架構設計原則　18
2.4　跨層優化的關鍵問題　21
2.5　IP分層對智能物件網絡至關重要的原因　22
2.6　小結　23
第3章　智能物件為什麼要采用IP協議　25
3.1　互通性　26
3.2　一個發展中的通用架構　27
3.3　架構的穩定性和普遍性　28
3.4　可擴展性　29
3.5　配置和管理　29
3.6　痕跡小　30
3.7　還有什麼其他選擇？　31
3.8　為什麼網關不好？　31
3.8.1　固有的復雜性　32
3.8.2　靈活性和可擴展性的缺失　32
3.9　小結　32
第4章　用於智能物件網絡和物聯網的IPv6協議　33
4.1　引言　33
4.2　IPv4地址空間的耗盡　35
4.3　NAT：IPv4地址枯竭的一個(臨時)解決方案　39
4.4　架構討論　39
4.5　小結　41
第5章　路由　43
5.1　IP網絡中的路由　43
5.1.1　IP路由和QoS　43
5.1.2　IP路由和網絡可靠性　44
5.2　LLN中的路由特性　46
5.3　二層路由vs三層路由　48
5.4　小結　51
第6章　傳輸協議　53
6.1　UDP　53
6.1.1　盡力而為的數據報傳送　53
6.1.2　UDP頭　54
6.2　TCP　54
6.2.1　可靠的流傳送　55
6.2.2　TCP頭　56
6.2.3　TCP選項字段　57
6.2.4　往返時間估算　58
6.2.5　流量控製　58
6.2.6　擁塞控製　58
6.2.7　TCP狀態　59
6.3　用於智能物件的UDP　61
6.4　用於智能物件的TCP　61
6.5　小結　62
第7章　服務發現　63
7.1　IP網絡中的服務發現　63
7.2　服務發現協議　64
7.2.1　SLP　64
7.2.2　Zeroconf、Rendezvous和Bonjour　65
7.2.3　UPnP　66
7.3　小結　67
第8章　智能物件的安全性　69
8.1 安全的3個屬性　69
8.1.1　保密性　70
8.1.2　完整性　70
8.1.3　可用性　70
8.2　通過隱匿實現安全　71
8.3　加密　71
8.4　智能物件的安全機製　73
8.4.1　智能物件的安全策略　73
8.4.2　鏈路層加密　74
8.5　IP體係架構上的安全機製　74
8.5.1　IPSec　74
8.5.2　TLS　75
8.6　小結　75
第9章　智能物件Web服務　77
9.1　Web服務基本概念　78
9.1.1　常見數據格式　79
9.1.2　錶象化狀態轉變　80
9.2　智能物件Web服務的基本性能　82
9.2.1　實現的復雜度　83
9.2.2　性能　84
9.3　一個智能物件Web服務的例子——PACHUBE　86
9.3.1　交互模型　88
9.3.2　Pachube數據格式　88
9.3.3　HTTP請求　89
9.3.4　HTTP返迴代碼　89
9.3.5　驗證和安全　90
9.3.6　觸發器　90
9.4　小結　91
第10章　智能物件網絡連接模型　93
10.1　引言　93
10.2　自治型智能物件網絡模型　93
10.3　物聯網　94
10.4　擴展Internet　94
10.5　小結　97
第2部分　技術
第11章　智能物件的硬件和軟件　99
11.1　硬件　99
11.1.1　通信設備　100
11.1.2　微控製器　101
11.1.3　傳感器與製動器　102
11.1.4　電源　103
11.1.5　展望：片上係統、印製電路和電子黏土　104
11.2　智能物件軟件部分　105
11.2.1　智能物件的操作係統　106
11.2.2　多綫程編程與事件驅動編程的比較　110
11.2.3　內存管理　112
11.2.4　展望：宏編程、Java　113
11.3　能量管理　114
11.3.1　無綫能量管理機製　115
11.3.2　異步負載循環　116
11.3.3　同步負載循環　117
11.3.4　無綫開啓時間示例　118
11.4　小結　118
第12章　智能物件的通信機製　121
12.1　智能物件的通信模式　121
12.1.1　一對一通信　122
12.1.2　一對多通信　122
12.1.3　多對一通信　123
12.2　物理通信標準　124
12.3　IEEE 802.15.4標準　125
12.3.1　802.15.4地址　126
12.3.2　802.15.4物理層　127
12.3.3　媒體訪問控製(MAC)層　128
12.3.4　802.15.4的幀格式　129
12.3.5　功耗　129
12.4　IEEE 802.11和Wi-Fi　130
12.4.1　網絡拓撲和結構　131
12.4.2　物理層　131
12.4.3　媒體訪問控製(MAC)層　132
12.4.4　低功耗Wi-Fi　133
12.5　電力綫通信(PLC)　134
12.5.1　物理層　135
12.5.2　MAC層　135
12.5.3　功耗　135
12.6　小結　136
第13章　uIP——輕量的IP協議棧　137
13.1　運行原則　138
13.1.1　輸入處理　139
13.1.2　輸齣處理　142
13.1.3　定期處理　143
13.1.4　數據分組轉發　143
13.2　uIP內存緩衝器管理　143
13.3　uIP應用程序接口　144
13.4　uIP協議實現　146
13.4.1　IP分段重組　147
13.4.2　TCP　147
13.4.3　校驗和計算　148
13.5　內存占用空間　148
13.6　小結　149
第14章　標準化　151
14.1　引言　151
14.2　IETF　151
14.2.1　IETF的目標　152
14.2.2　IETF組織結構　153
14.2.3　IETF標準化過程　153
14.2.4　IETF標準化過程　155
14.2.5　IAB　156
14.3　和智能物件IP有關的工作組　157
14.3.1　基於低功耗無綫個域網的IPv6工作組　158
14.3.2　ROLL工作組　160
14.4　小結　163
第15章　智能物件網絡中使用IPv6——技術復習　165
15.1　智能物件網絡中使用IPv6？　165
15.2　IPv6包的頭　166
15.2.1　IPv6固定的頭　166
15.2.2　擴展頭　167
15.2.3　逐跳選項頭　168
15.2.4　路由頭　168
15.2.5　分片頭　169
15.2.6　目的地選項頭　170
15.2.7　無下一個頭　171
15.3　IPv6尋址架構　171
15.3.1　單播、任播和多播的概念　171
15.3.2　IPv6地址的錶示　171
15.3.3　單播地址　172
15.3.4　任播地址　174
15.3.5　多播地址　174
15.4　IPv6中的ICMP協議　176
15.4.1　ICMPv6錯誤消息　176
15.4.2　ICMP信息消息　177
15.5　鄰居發現協議　177
15.5.1　鄰居請求消息　178
15.5.2　鄰居通告消息　179
15.5.3　路由器通告消息　179
15.5.4　路由器請求消息　182
15.5.5　重定嚮消息　182
15.5.6　鄰居不可到達檢測(NUD)　182
15.6　負載平衡　183
15.7　IPv6自動配置　183
15.7.1　創建鏈路本地地址　183
15.7.2　無狀態自動配置過程　184
15.7.3　IPv6中無狀態地址自動配置的隱私擴展　186
15.8　DHCPv6　187
15.8.1　有狀態自動配置　187
15.8.2　無狀態DHCP　187
15.9　IPv6服務質量　188
15.9.1　Diffserv模型　188
15.9.2　IntServ模型　189
15.10　IPv4骨乾網絡上的IPv6　189
15.11　IPv6多播　191
15.12　小結　192
第16章　6LoWPAN適配層　193
16.1　術語　193
16.2　6LoWPAN適配層　194
16.2.1　網狀尋址頭　195
16.2.2　分片　197
16.2.3　6LoWPAN頭壓縮　198
16.2.4　無狀態配置　207
16.3　小結　208
第17章　智能物件網絡中的RPL路由　209
17.1　簡介　209
17.2　什麼是低功耗有損網絡？　209
17.3　路由需求　210
17.4　智能物件網絡中的路由度量　212
17.4.1　聚集路由度量與記錄路由度量　213
17.4.2　本地度量與全局度量　213
17.4.3　路由度量/限製通用頭　213
17.4.4　節點狀態和屬性目標　213
17.4.5　節點能源目標　214
17.4.6　跳數目標　214
17.4.7　吞吐量目標　214
17.4.8　延遲目標　214
17.4.9　鏈路可靠性目標　214
17.4.10　鏈路顔色屬性　215
17.5　目標功能　215
17.6　RPL：為智能物件網絡設計的新的路由協議　217
17.6.1　協議綜述　217
17.6.2　多個DODAG的使用和RPL實例的概念　219
17.6.3　RPL消息　221
17.6.4　RPL DODAG創建過程　223
17.6.5　DODAG內部以及DODAG間的節點的移動　225
17.6.6　使用DAO消息沿著DODAG填充路由錶　226
17.6.7　RPL中的迴路避免和迴路檢測機製　229
17.6.8　全局和本地修復　231
17.6.9　RPL路由鄰接性　234
17.6.10　RPL定時器管理　235
17.6.11　模擬結果　236
17.7　小結　241
第18章　IP智能物件聯盟　243
18.1　IPSO聯盟的任務和目標　243
18.2　IPSO聯盟　244
18.3　IPSO聯盟的關鍵活動之一：互通性測試　245
18.4　小結　247
第19章　非IP智能物件技術　249
19.1　ZigBee　249
19.1.1　ZigBee設備類型　250
19.1.2　ZigBee協議棧的分層　250
19.1.3　物理層和MAC層　251
19.1.4　網絡層　251
19.1.5　應用支撐子層　252
19.1.6　應用框架層　252
19.1.7　網絡設置　253
19.1.8　ZigBee正在嚮IP遷移　253
19.2　Z-Wave　254
19.3　小結　254
第3部分　應用
第20章　智能電網　255
20.1　簡介　255
20.2　術語　259
20.3　核心網格監視和控製　259
20.3.1　應用案例1：二次變電站的監控　259
20.3.2　應用案例2：變電站狀態檢修　261
20.3.3　應用案例3：綫路動態評分　262
20.3.4　技術特點與挑戰　262
20.4　智能計量(NAN)　265
20.4.1　應用和案例　265
20.4.2　網絡特徵和技術挑戰　266
20.5　HAN　267
20.5.1　應用和案例　267
20.5.2　網絡特徵和技術挑戰　270
20.5.3　技術挑戰的總結　271
20.6　小結　272
第21章　工業自動化　273
21.1　機遇　273
21.2　挑戰　275
21.3　使用案例　276
21.3.1　狀態監測　277
21.3.2　無綫控製　278
21.3.3　移動辦公　279
21.4　小結　280
第22章　智能城市與城市網絡　281
22.1　介紹　281
22.2　城市環境監測　282
22.2.1　城市生態環境監測　282
22.2.2　自然災害檢測和預報　284
22.2.3　技術特點和挑戰　285
22.3　社會性網絡　286
22.3.1　基於Web的社會化網絡服務的擴展　287
22.3.2　監測老人和孩子　288
22.3.3　技術特點和挑戰　289
22.4　智能交通係統　290
22.4.1　交通監測和控製　291
22.4.2　自動收費/罰款係統　293
22.4.3　技術特點和挑戰　294
22.5　小結　294
第23章　傢庭自動化　297
23.1　簡介　297
23.2　主要應用及案例　298
23.2.1　照明控製　298
23.2.2　安全性和保密性　298
23.2.3　舒適性和便捷性　299
23.2.4　能源管理　299
23.2.5　遠程傢庭管理　300
23.2.6　老年人生活自理與輔助　300
23.3　技術挑戰和網絡特徵　300
23.3.1　拓撲類型和流量矩陣　301
23.3.2　設備數量　301
23.3.3　移動程度　301
23.3.4　健壯性和可靠性　301
23.3.5　服務質量的要求　302
23.3.6　電池操控　302
23.3.7　運行環境　302
23.3.8　安全性　302
23.3.9　安裝和設置的簡便性　303
23.4　小結　303
第24章　樓宇自動化　305
24.1　BAS參考模型　305
24.2　新興樓宇自動化應用　306
24.2.1　入駐和撤離　307
24.2.2　能源管理　307
24.2.3　需求響應　307
24.2.4　防火防煙　307
24.2.5　疏散　308
24.3　現有樓宇自動化係統　308
24.4　樓宇自動化中傳感器和製動器的特性　310
24.4.1　區域控製　311
24.4.2　片區控製　312
24.4.3　樓宇控製　312
24.5　新興的基於智能物件的BAS　313
24.5.1　新興的傳感器、製動器和協議　313
24.5.2　基於IP的企業層協議　314
24.6　小結　314
第25章　建築物健康監測　315
25.1　簡介　315
25.2　主要應用和案例　317
25.3　技術挑戰　318
25.3.1　自動配置　318
25.3.2　多播支持　318
25.3.3　路由　319
25.3.4　網絡拓撲　319
25.3.5　網絡可擴展性　319
25.3.6　移動性　319
25.3.7　鏈路和設備特性　319
25.3.8　流量特徵　320
25.3.9　服務質量　320
25.3.10　安全　320
25.3.11　部署環境　320
25.4　數據采集與分析　320
25.5　未來的應用與展望　321
25.6　小結　321
第26章　集裝箱跟蹤　323
26.1　GE CommerceGuard　323
26.2　IBM Secure Trade Lane　325
26.3　小結　326
參考文獻　327
· · · · · · (收起)