前言

隨著物聯網產業的興起和物聯網工程專業的設置，為滿足人才培養要求，針對教學需要，我們編寫了《物聯網系統設計》一書。本書以通俗易懂的形式向讀者介紹最新的物聯網技術和研究成果。通過閱讀本書，讀者可以獲得較完整的物聯網系統設計方法和工程實踐思路。

本書講述的內容涉及物聯網系統集成方法、物聯網體系結構及其各層次（感知層、網絡層、應用層）的設計原則與方法、典型物聯網系統應用案例分析等，能為物聯網工程專業的學生和其他感興趣的讀者提供實質性的幫助。

本書分為6章，每章后面都提供一定數量的思考與習題，以便于讀者復習鞏固本章的重點。前后章節之間是遞進關系，建議初學者從頭開始按章節順序閱讀，而有一定基礎的讀者可選擇感興趣的章節以獲得自己所需的知識，例如，對一些核心協議的學習。

第1章是對物聯網系統設計的概述，內容涉及物聯網定義與分類、系統集成要求與步驟、系統設計標準與規范，以及用戶需求分析等。本章內容是后面章節內容展開的鋪墊。

第2章講述物聯網體系結構與網絡設計方法，內容包括常見的物聯網三層和五層體系結構模型以及相應的安全體系結構模型、網絡系統設計的目標、原則、步驟以及折中考慮等。后面的第3、4、5章將在本章講述的三層體系結構上依次展開闡述。

第3章講述物聯網感知層涉及的主要技術和設計方法，內容涉及感知層的基本拓撲結構、信息讀寫和傳輸、頻譜的規范與使用等。其中，感知層信息讀寫與傳輸所涉及的防沖突協議是本章學習的重點，同時也是難點。

第4章講述物聯網網絡層涉及的主要技術和設計方法，內容涉及網絡層的基本拓撲結構、基于網關的網絡層設計，以及基于IPv6的網絡層設計等。其中，LoWPAN適配層協議和RPL路由協議是本章學習的重點，同時也是難點。

第5章講述物聯網應用層涉及的主要技術和設計方法，內容涉及應用業務的網絡性能需求分析、適用于物聯網的應用層協議CoAP、應用業務服務質量設計以及負載均衡設計等。其中CoAP協議是本章學習的重點，同時也是難點。

第6章給出兩個典型的物聯網設計的應用案例，以便引導讀者在掌握前述章節知識的基礎上，自己構思設計物聯網應用系統。

本書由桂勁松編著，由中南大學信息科學與工程學院計算機工程系主任黃東軍教授審閱。在編寫的過程中，作者參閱了大量書籍和文獻資料，借鑒了許多網絡系統設計的工程經驗，得到了很多專家、同行的幫助。中南大學信息科學與工程學院為本書的完成提供了大力支持。為此，作者對所有為本書的順利出版提供幫助的各界人士以及所有參閱書籍和文獻的作者，一并致以敬意，并表示衷心的感謝。

由于作者水平有限，本書難免存在不足之處，敬請各位讀者批評指正。在使用本書的過程中，若發現錯誤或不妥之處，甚至有更好的建議，都歡迎通過jsgui06@163.com與作者聯系，作者將不勝感謝。同時也懇請學界和業界同仁批評指正，以期共同為物聯網工程專業的教學工作獻計獻策。

作者

2012年12月