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,漸漸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《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,并提出了“十三五”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、操作系統和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,這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。
本書結合 CC2530 處理器構建的物聯網識別開發平臺,詳細闡述物聯網識別技術,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。
物聯網識別技術有很多,如光學字符識別技術、低頻RFID技術、高頻RFID技術、超高頻RFID技術、微波RFID技術、NFC和CPU卡片技術。本書將詳細地介紹常見的物聯網識別技術,首先介紹這些識別技術的理論知識點,然后附有一到兩個貼近社會和生活的開發案例,每個案例均有詳細的軟/硬件設計、功能實現過程及完整的開發代碼,最后進行總結拓展。
本書詳細介紹常用的物聯網識別技術。全書先介紹物聯網識別技術的理論知識點,針對每個知識點都給出了一到兩個開發案例,采用案例的形式由淺入深地介紹各種物聯網識別技術,每個案例均有完整的理論知識、詳細的開發過程,并給出了完整的源代碼,讀者可在源代碼的基礎上快速地進行二次開發,能方便地將這些案例轉化為各種比賽和創新創業的案例,不僅可為高等院校相關專業師生提供教學案例,也可供工程技術和科研人員參考。
第1章引導讀者初步認識物聯網和物聯網識別技術,了解物聯網的概念和基本特征,學習物聯網感知層和常用的識別技術,如指紋識別技術、人臉識別技術、語音識別技術、一維碼識別技術、二維碼識別技術和射頻識別(RFID)技術,并學習RFID系統的結構和開發平臺。
第2章介紹光學字符識別技術及應用,主要介紹條碼編碼與原理、商品條碼原理及應用、二維碼編碼與識別,并結合二維碼知識進行移動支付二維碼應用案例的開發。
第3章介紹低頻RFID識別技術及應用,重點介紹低頻RFID的通信原理,包括閱讀器工作原理、標簽工作原理、工作工程和協議標準,并介紹常用的閱讀器和ID卡,通過綜合應用開發完成考勤系統的設計與實現,并對本章的知識點進行歸納總結。
第4章介紹高頻RFID識別技術及應用,先結合高頻RFID介紹非接觸式IC卡原理,包括高頻RFID通信原理、協議標準、通信流程、防沖突等,分析ISO/IEC 14443兩種協議及識別IC卡的應用開發,通過綜合應用開發完成卡錢包設計與實現,以及公交卡設計與實現兩個案例的開發,并對本章的知識點進行歸納總結。
第5章介紹超高頻RFID識別技術及應用,介紹超高頻RFID技術的通信原理、標簽結構、常用的閱讀器和超高頻 RFID 標簽,并完成超高頻系統的開發實踐,通過綜合應用開發完成超高頻RFID卡錢包的設計與實現,以及城市ETC系統應用的開發,并對本章的知識點進行歸納總結。
第6章介紹微波RFID識別技術及應用,主要介紹微波2.4 GHz RFID工作原理和協議標準,并進行微波RFID系統的應用開發,通過綜合應用開發完成2.4 GHz有源RFID倉儲系統的應用與開發,并對本章的知識點進行歸納總結。
第7章介紹其他RFID識別技術及應用,詳細介紹NFC工作原理、通信模式、操作模式和協議標準、結合NFC技術實現NFC電子名片的應用開發,以CPU卡的工作原理、片內操作系統和常用的CPU卡片實現CPU卡電子消費的應用開發,并對本章的知識點進行歸納總結。
本書的特色如下。
(1)理論知識和案例實踐相結合。將常用的物聯網識別技術和生活中的實際案例結合起來,邊學習理論知識邊進行開發,從而幫助讀者快速掌握物聯網識別技術。
(2)案例開發。拋去傳統的理論學習方法,通過生動的案例將理論與實踐結合起來,同時進行理論學習和開發實踐,快速入門,由淺入深地掌握常見的物聯網識別技術。
(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,包括需求分析、項目架構、軟/硬件設計等方法。讀者可在提供的案例基礎上快速進行二次開發。
在本書的編寫過程中,我們借鑒和參考了國內外專家、學者、技術人員的相關研究成果,并盡可能按學術規范予以說明,但難免會有疏漏之處,在此向相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)、廣州市科技計劃項目(201804010262)、廣東交通職業技術學院重點科研項目(2017-1-001)和廣東省高等職業教育品牌專業建設項目(2016GZPP044)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的編輯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,限于作者的水平和經驗,疏漏之處在所難免,懇請廣大專家和讀者批評指正。
作者
2019年1月