范围

1~5 章，8、9 章

第一章 物联网工程设计与实施

1.1 物联网工程主要内容

1.1.1 概念

物联网工程 是 研究物联网系统的规划、设计、实施与管理的工程科学。

1.1.2 内容

1. 数据感知系统
2. 数据接入与传输系统
3. 数据存储系统
4. 数据处理系统
5. 应用系统
6. 控制系统
7. 安全系统
8. 机房
9. 网络管理系统

1.2 物联网工程设计的目标与约束条件

1.2.1 目标

在系统工程科学方法指导下，根据用户需求，设计完善的方案，优选各种技术和产品，科学组织工程实施，保证建设成一个可靠性高、性价比高、易于使用、满足用户需求的系统。

1.2.2 约束条件

1. 政策
2. 预算
3. 时间
4. 技术

1.3 物联网工程设计原则

1. 围绕设计目标
2. 考虑应用要求
3. 在需求、成本、应用、技术等因素之间寻找平衡
4. 优先选用简单可行方案
5. 避免简单照抄其它设计方案
6. 具有可预见性和可扩展性

第二章 需求分析 可行性研究

2.1 需求分析

目标：

明确用户需求，为设计提供依据。

内容：

1. 了解背景
2. 了解业务和安全性需求
3. 了解物联网通信需求
4. 物联网环境条件
5. 信息处理能力要求
6. 管理需求
7. 可扩展性需求

2.4 可行性研究

概念：在投资决策之前，对拟建项目进行全面技术、经济分析论证的科学方法。

目的：综合论证项目建设的必要性、财务的盈利性、经济上的合理性、技术的先进性适应性及建设条件的可能性和可行性，为投资决策提供科学依据。

内容要求：

1. 方案具体
2. 内容真实
3. 预测准确
4. 论证严密

第三章 网络设计

3.1 逻辑网络设计

逻辑网络结构描述了设备的互联和分布。

目标

1. 合适的运行环境
2. 成熟稳定的技术选型
3. 合理的网络结构
4. 合适的运营成本
5. 逻辑网络的可扩充性
6. 逻辑网络的易用性
7. 逻辑网络的可管理性
8. 逻辑网络的安全性

原则

1. 先进性
2. 高可靠性
3. 标准化
4. 可扩展性
5. 易管理性
6. 安全性
7. 实用性
8. 开放性

层次化网络模型

优点

1. 降低网络成本
2. 简化设计元素，易于理解，提高故障隔离程度，保证了网络的稳定性
3. 改变一个网络节点对整体影响小

五层模型

研究角度

1. 感知层
2. 传输层
3. 处理层
4. 应用层

物联网工程及实施的角度

1. 感知层对客观世界物品或环境信息的感知（传感器）。
2. 接入层为感知层和局域网接入汇聚层/广域网/终端用户访问网络提供支持（网卡/ZigBee模块）。
3. 汇聚层将网络业务连接到骨干网，负责安全、流量负载、路由相关的策略。
4. 骨干层（核心层）提供高速的数据传输，连接汇聚层，将数据传输到其他网络。
5. 数据中心数据汇聚、存储、处理、分发。

3.2 物理网络设计

任务是为所涉及的逻辑网络设计特定的物理环境平台。

第四章 数据中心设计

任务和目标

1. 设计高性能计算机系统
2. 设计服务器系统
3. 设计数据存储系统
4. 设计核心网络
5. 设计机房
6. 设计机房装修方案

4.4.2 独立磁盘冗余阵列 RAID

把多块独立硬盘按不同方式组合形成硬盘组，提供比单个硬盘更高的存储性能 和 数据备份技术。

第五章 物联网安全设计

5.1 感知与标识系统安全设计

5.1.1 RFID 系统安全设计

RFID 使用的 4 阶段

1. 感应
2. 选中
3. 认证
4. 应用

RFID 系统的三个特征

1. 正确性特征，真实标签被认可
2. 安全性特征，伪造的标签不被认可
3. 隐私性特征，标签在未授权时不可被识别跟踪

第八章 物联网工程实施

实施过程

1. 项目招投标阶段
2. 项目启动阶段
3. 具体实施阶段
4. 测试阶段
5. 项目验收阶段
6. 售后服务和培训阶段

第九章 物联网运行维护与管理

测试内容

1. 终端测试
2. 通信线路测试
3. 网络测试
4. 数据中心设备测试
5. 应用系统测试
6. 安全测试

测试方法

1. 主动测试
2. 被动测试

ThingsBoard 简介 优缺点 应用

ThingsBoard 是一种开源的物联网（IoT）平台，旨在帮助用户快速构建、部署和扩展物联网解决方案。它提供了一个灵活的架构和功能丰富的工具，用于连接和管理各种设备、收集和处理设备生成的数据，并通过仪表板和可视化报表展示数据。

以下是 ThingsBoard 的一些优点：

• 开源平台：ThingsBoard 是开源的，可以自由访问、使用和修改。这使得用户可以根据自己的需求进行定制和扩展，以满足特定的物联网应用场景。
• 可扩展性：ThingsBoard 的架构设计具有良好的可扩展性，可以轻松地处理大规模的设备连接和数据处理需求。它支持分布式部署和集群配置，可以处理数千个设备和海量数据。
• 多协议支持：ThingsBoard 支持多种常见的物联网通信协议，如 MQTT、CoAP、HTTP 等，使得用户可以与各种类型的设备进行连接和通信。
• 设备管理和控制：ThingsBoard 提供了功能强大的设备管理和控制功能，包括设备注册、配置管理、远程命令和固件升级等。这使得用户可以方便地监控和管理设备状态，并进行远程控制操作。
• 数据可视化和分析：ThingsBoard 提供了灵活的仪表板和可视化报表功能，可以实时展示设备生成的数据，并支持数据分析和报警。用户可以自定义仪表板来监控设备状态、趋势和关键指标。

一些 ThingsBoard 的缺点可能包括：

• 学习曲线：对于没有经验的用户来说，开始使用 ThingsBoard 可能需要一些时间来了解其概念和配置。特别是对于非技术背景的用户，可能需要一些学习和培训。
• 自定义开发：虽然 ThingsBoard 提供了一些基本的功能和组件，但如果需要更复杂的自定义功能，可能需要进行额外的开发和定制。这可能需要一些编程知识和开发资源。

ThingsBoard 在许多物联网应用场景中都可以应用，包括但不限于以下几个领域：

• 工业物联网（IIoT）：ThingsBoard 可以用于监控和管理工厂设备、生产线和供应链的数据。它可以提供实时数据分析、故障检测和预测维护等功能，以提高生产效率和质量。
• 智能城市：ThingsBoard 可以用于监控和控制城市基础设施，如交通信号灯、智能路灯、垃圾桶等。它可以帮助城市管理者优化资源利用、改善交通流动性和提供智能服务。
• 农业和环境监测：ThingsBoard 可以用于农业领域，监测土壤湿度、气象条件和农作物生长状况，以实现智能灌溉和精细化农业管理。它也可以用于环境监测，监测空气质量、水质和能源消耗等指标。
• 物流和供应链：ThingsBoard 可以帮助物流和供应链领域监控货物的位置、温度和湿度等信息，以实现实时跟踪和预警。它可以提供实时数据分析和仓储优化，以改善物流效率和降低成本。