前言

近年來，物聯網、移動互聯網、大數據和云計算的迅猛發展，逐步改變了社會的生產方式，大大提高了生產效率和社會生產力。工業和信息化部發布的《物聯網發展規劃（2016—2020年）》總結了“十二五”規劃中物聯網發展所獲得的成就，并分析了“十三五”期間面臨的形勢，明確了物聯網的發展思路和目標，提出了物聯網發展的6大任務，分別是強化產業生態布局、完善技術創新體系、推動物聯網規模應用、構建完善標準體系、完善公共服務體系、提升安全保障能力；提出了4大關鍵技術，分別是傳感器技術、體系架構共性技術、操作系統，以及物聯網與移動互聯網、大數據融合關鍵技術；提出了6大重點領域應用示范工程，分別是智能制造、智慧農業、智能家居、智能交通和車聯網、智慧醫療和健康養老，以及智慧節能環保；指出要健全多層次多類型的物聯網人才培養和服務體系，支持高校、科研院所加強跨學科交叉整合，加強物聯網學科建設，培養物聯網復合型專業人才。該發展規劃為物聯網發展指出了一條鮮明的道路，同時也表明了我國在推動物聯網應用方面的堅定決心，相信物聯網規模會越來越大。本書詳細闡述了LoRa、NB-IoT和LTE長距離無線通信技術，提出了案例式和任務式驅動的開發方法，旨在大力推動物聯網人才的培養。

物聯網系統涉及的長距離無線通信技術有很多，包括LoRa、NB-IoT和LTE長距離無線通信技術。本書將詳細分析這三種長距離無線通信技術，理論知識點清晰，每個知識點均附上實踐案例，帶領讀者掌握長距離無線通信技術的原理與應用。

全書采用在學習長距離無線通信技術的基礎上，每個知識點都附上1個開發案例，利用貼近社會和生活的案例，由淺入深地介紹各種長距離無線通信技術。每個案例均有完整的理論知識和開發過程實踐，分別是深入淺出的原理學習、詳細的軟硬件設計和功能實現過程，以及總結拓展。每個案例均附上完整的源代碼，在源代碼的基礎上可以進行快速二次開發，能方便地將其轉化為各種比賽和創新創業的案例，不僅為高等院校相關專業師生提供教學案例，也可以為工程技術開發人員和科研工作人員進行科研項目開發提供較好的參考資料。

第1章引導讀者初步認識物聯網和長距離無線通信技術，了解物聯網的概念和常用技術，分析物聯網重點發展領域，概述了物聯網長距離無線通信技術，并進一步了解LoRa、NB-IoT和LTE長距離無線通信技術的應用和基本特征。

第2章學習LoRa長距離無線通信技術，先學習LoRa長距離無線通信技術開發基礎，分析了LoRa網絡的特征、應用、架構，并且學習LoRa開發平臺和開發工具，接著學習STM32微處理器的基本知識和LoRa協議棧解析與應用開發，通過分析源代碼學習物聯網開發框架，最后給出了三個開發案例：LoRa氣體采集系統、LoRa排風系統和LoRa電子圍欄系統。

第3章學習NB-IoT長距離無線通信技術，先學習NB-IoT長距離無線通信技術開發基礎，分析了NB-IoT網絡的特點、應用、架構，并且學習NB-IoT開發平臺和開發工具，接著學習NB-IoT協議棧解析與應用開發，通過分析源代碼學習物聯網開發框架，最后給出了三個開發案例：NB-IoT揚塵監測系統、NB-IoT防空報警系統和NB-IoT火災監測系統。

第4章學習LTE長距離無線通信技術，先學習LTE長距離無線通信技術開發基礎，分析了LTE網絡的特點、應用、架構，并且學習LTE開發平臺和開發工具，接著學習LTE協議棧解析與應用開發，通過分析源代碼學習物聯網開發框架，最后給出了三個開發案例：LTE路網氣象監測系統、LTE交通燈控制系統和LTE道路安全報警系統。

第5章進行物聯網綜合應用開發，先學習物聯網綜合項目開發平臺，介紹物聯網開發平臺架構、物聯網虛擬化技術，掌握物聯網平臺線上應用項目發布，接著學習物聯網通信協議，掌握基礎通信協議的使用與分析，最后學習物聯網應用開發接口，分析物聯網平臺應用程序編程接口，了解傳感器的硬件SensorHAL層、Android庫、Web JavaScript庫等API，并且通過城市環境采集系統開發案例，實現物聯網的驅動程序開發、Android應用開發和Web應用開發。

本書特色有：

（1）理論知識和案例實踐相結合。將常見長距離無線通信技術和生活中實際案例結合起來，邊學習理論知識邊開發，快速深刻掌握長距離無線通信技術。

（2）案例開發。拋去傳統的理論學習方法，選取生動的案例將理論與實踐結合起來，通過理論學習和開發實踐，快速入門，提供配套PPT，由淺入深掌握各種長距離無線通信技術。

（3）提供綜合性項目。綜合性項目為讀者提供軟硬件系統的開發方法，有需求分析、項目架構、軟硬件設計等方法，在提供案例的基礎可以進行快速二次開發，并可很方便地將其轉化為各種比賽和創新創業的案例，也可以為工程技術開發人員和科研工作人員進行工程設計和科研項目開發提供較好的參考資料。

本書在編寫過程中，借鑒和參考了國內外專家、學者、技術人員的相關研究成果。我們盡可能按學術規范予以說明，但難免有疏漏之處，在此謹向有關作者表示深深的敬意和謝意，如有疏漏，請及時通過出版社與我們聯系。

本書得到了廣東省自然科學基金項目（2018A030313195）、廣東省高校省級重大科研項目（2017GKTSCX021）、廣東省科技計劃項目（2017ZC0358）和廣州市科技計劃項目（201804010262）的資助。感謝中智訊（武漢）科技有限公司在本書編寫過程中提供的幫助，特別感謝電子工業出版社在本書出版過程中給予的大力支持。

由于本書涉及的知識面廣，時間倉促，限于筆者的水平和經驗，疏漏之處在所難免，懇請專家和讀者批評指正。

作者

2019年7月