《物联网之智：智能硬件开发与智慧城市建设》为“物联网工程实战丛书”的第6卷。书中从物联网工程的实际需求出发，阐述了物联网智能硬件开发及智慧城市建设的相关知识和理念，告诉读者物联网的发展方向和实际应用。本书共9章，第1章为智能硬件概述；第2章介绍了智能硬件的理论基础；第3章介绍了智能硬件开发之物联网网关的设计；第4章介绍了智能硬件开发之医疗设备研发；第5章介绍了智能硬件开发之机器人研发；第6章介绍了智慧校园的相关知识；第7章介绍了智慧工厂的相关内容；第8章介绍了智慧农业的相关内容；第9章介绍了智慧城市建设的相关内容。本书适合作为高等院校物联网工程、通信工程、网络工程、电子信息工程、微电子和集成电路等相关专业的教材，也适物联网协议的研究者和物联网操作系统的研发人员阅读。另外，本书还适合作为智慧城市建设等政府管理部门相关人员的参考读物。
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目录
- 丛书序
- 序言
- 第1章 智能硬件概述1
- 1.1 智能硬件定义1
- 1.2 物联网的市场空间3
- 1.3 智能硬件创业机遇与挑战并存4
- 1.4 智能硬件发展趋势6
- 1.4.1 智能硬件产品问题分析7
- 1.4.2 智能硬件行业分析9
- 1.4.3 智能硬件的未来13
- 1.5 智能硬件创业策略14
- 1.5.1 寻找客户痛点14
- 1.5.2 智能硬件研发选择15
- 1.6 本章小结16
- 1.7 本章习题16
- 第2章 智能硬件理论基础17
- 2.1 人工智能起源17
- 2.2 人工智能发展18
- 2.2.1 人工智能发展趋势18
- 2.2.2 我国人工智能发展20
- 2.3 大数据智能理论23
- 2.4 跨媒体感知计算理论24
- 2.5 混合增强智能理论26
- 2.6 群体智能理论29
- 2.7 自主协同控制与优化决策理论33
- 2.8 高级机器学习理论37
- 2.8.1 高级机器学习介绍37
- 2.8.2 机器学习的研究范畴38
- 2.8.3 机器学习的一些常见算法39
- 2.8.4 物联网、人工智能与机器学习42
- 2.9 类脑智能计算理论45
- 2.9.1 类脑计划48
- 2.9.2 类脑科学49
- 2.9.3 类脑计算50
- 2.9.4 类脑智能51
- 2.9.5 类脑智能发展方向53
- 2.10 量子计算与人工智能55
- 2.11 人工智能关键共性技术57
- 2.11.1 知识计算引擎与知识服务技术57
- 2.11.2 跨媒体分析推理技术59
- 2.11.3 群体智能关键技术61
- 2.11.4 其他人工智能关键技术62
- 2.12 人工智能产业63
- 2.13 本章小结65
- 2.14 本章习题66
- 第3章 智能硬件之物联网网关设计67
- 3.1 物联网网关概述67
- 3.1.1 物联网网关的功能需求67
- 3.1.2 智能物联网网关的发展72
- 3.2 物联网通信协议75
- 3.2.1 HTTP协议75
- 3.2.2 CoAP协议76
- 3.2.3 MQTT协议（低带宽）77
- 3.2.4 DDS协议77
- 3.2.5 AMQP协议78
- 3.2.6 XMPP协议78
- 3.2.7 JMS协议79
- 3.3 物联网协议转换80
- 3.3.1 协议转换方法80
- 3.3.2 硬件设计案例81
- 3.3.3 协议转换案例82
- 3.4 物联网网关设计85
- 3.4.1 设计方法86
- 3.4.2 硬件设计87
- 3.4.3 软件设计88
- 3.4.4 层次结构89
- 3.4.5 交互流程91
- 3.4.6 系统实现92
- 3.5 物联网网关应用96
- 3.5.1 应用方向96
- 3.5.2 应用实例97
- 3.6 物联网网关参考设计99
- 3.6.1 家用网关参考设计99
- 3.6.2 能源网关参考设计101
- 3.6.3 NXP网关参考设计102
- 3.6.4 英特尔网关参考设计103
- 3.7 本章小结106
- 3.8 本章习题106
- 第4章 智能硬件之医疗设备研发107
- 4.1 概述107
- 4.1.1 医疗仪器研发产业链108
- 4.1.2 医疗器械智能化趋势108
- 4.2 人工智能+医疗110
- 4.2.1 人工智能+医疗发展简史111
- 4.2.2 人工智能+医疗市场分析111
- 4.2.3 人工智能+医疗发展约束115
- 4.3 医用传感器117
- 4.3.1 医用传感器的特征117
- 4.3.2 医用传感器的用途119
- 4.3.3 医用传感器的选择122
- 4.3.4 医用传感器的研发125
- 4.3.5 微型心率传感器125
- 4.3.6 PET/CT图像传感器127
- 4.3.7 MRI图像传感器130
- 4.3.8 B超图像传感器131
- 4.3.9 医用传感器发展趋势132
- 4.4 智慧医疗134
- 4.4.1 智慧医疗简介134
- 4.4.2 健康管理135
- 4.4.3 康复工程136
- 4.4.4 无线监护远程医疗137
- 4.5 可穿戴心率监护仪142
- 4.5.1 可穿戴心电血压监护仪142
- 4.5.2 健康监测智能手表142
- 4.5.3 心率电导传感器143
- 4.5.4 心率光敏传感器144
- 4.5.5 心率测量干扰消除146
- 4.5.6 可穿戴设备的功耗约束148
- 4.6 健康监测智能手环149
- 4.6.1 智能手环的制作149
- 4.6.2 如何实现计步150
- 4.6.3 硬件电路设计150
- 4.6.4 MPU6050驱动设计153
- 4.6.5 研发流程155
- 4.6.6 客户端软件模块设计157
- 4.6.7 手环系统设计164
- 4.7 其他智能医疗设备166
- 4.8 智能医疗设备发展趋势168
- 4.9 本章小结171
- 4.10 本章习题171
- 第5章 智能硬件之机器人研发172
- 5.1 概述172
- 5.1.1 机器人系统组成173
- 5.1.2 机器人是如何工作的175
- 5.1.3 家庭自制机器人178
- 5.1.4 人工智能机器人180
- 5.1.5 经典机器人基础181
- 5.2 智能机器人设计183
- 5.2.1 机器人设计原则183
- 5.2.2 机器人设计阶段184
- 5.2.3 机器人手腕设计186
- 5.2.4 机器人设计研究发展191
- 5.3 智能机器人技术192
- 5.4 智能机器人控制195
- 5.4.1 机器人控制概述196
- 5.4.2 工业机器人控制技术197
- 5.4.3 驱动控制一体化198
- 5.5 机器人传感器203
- 5.5.1 运动传感器203
- 5.5.2 机器人听觉204
- 5.5.3 机器人触觉208
- 5.5.4 机器人视觉211
- 5.6 工业机器人设计213
- 5.6.1 工业机器人基础知识213
- 5.6.2 工业机器人的控制器214
- 5.6.3 工业机器人的伺服系统214
- 5.6.4 工业机器人的减速器214
- 5.7 家用机器人设计218
- 5.8 建筑机器人设计219
- 5.8.1 建筑机器人的关键技术219
- 5.8.2 建筑机器人产业发展的基本策略222
- 5.9 智能机器人223
- 5.9.1 智能机器人分类223
- 5.9.2 智能机器人关键技术225
- 5.9.3 智能机器人发展趋势227
- 5.9.4 更具智慧的工业机器人227
- 5.10 机器人研究前沿228
- 5.10.1 机器人设计方法与共性技术228
- 5.10.2 机器人认知与行为控制229
- 5.10.3 机器人人机交互与和谐共存230
- 5.10.4 机器人及机电一体化系统集成231
- 5.11 本章小结231
- 5.12 本章习题231
- 第6章 智慧校园232
- 6.1 概述232
- 6.2 智慧校园——智能管理234
- 6.3 智慧校园——公共服务237
- 6.4 智慧校园——信息安全239
- 6.5 智慧校园——智能教学242
- 6.5.1 智慧教学环境243
- 6.5.2 智慧教学资源244
- 6.6 智慧校园——智能实验245
- 6.6.1 背景与需求245
- 6.6.2 设计目标246
- 6.6.3 智慧实验室系统拓扑247
- 6.6.4 智慧实验室功能设计248
- 6.6.5 智慧实验室硬件部分设计方案253
- 6.6.6 智慧实验室云服务256
- 6.6.7 智慧实验室系统优点256
- 6.7 智慧校园——生态健康257
- 6.8 中小学智慧校园解决方案259
- 6.8.1 概述260
- 6.8.2 中小学智慧校园解决方案整体设计260
- 6.8.3 中小学智慧校园系统平台功能262
- 6.8.4 移动智慧校园263
- 6.8.5 智慧校园门户264
- 6.8.6 智慧办公管理265
- 6.8.7 智慧资源管理267
- 6.8.8 智慧教学活动268
- 6.8.9 教师专业发展268
- 6.8.10 学生个性发展269
- 6.8.11 智慧家校270
- 6.8.12 智慧终端270
- 6.8.13 智慧管控系统271
- 6.9 本章小结272
- 6.10 本章习题272
- 第7章 智慧工厂273
- 7.1 概述273
- 7.1.1 智慧工厂的实现技术273
- 7.1.2 智慧工厂的特征275
- 7.2 智慧工厂结构276
- 7.2.1 系统套件276
- 7.2.2 雾计算平台278
- 7.2.3 边缘计算平台278
- 7.2.4 工业网关概述278
- 7.3 智慧工厂方案280
- 7.3.1 智慧工厂管理280
- 7.3.2 系统解决方案281
- 7.3.3 智慧工厂产品283
- 7.4 智慧工厂管理285
- 7.4.1 管理信息化285
- 7.4.2 生产管理287
- 7.4.3 设备管理287
- 7.4.4 物料管理287
- 7.5 智慧工厂案例288
- 7.5.1 智能工厂案例1——福耀玻璃288
- 7.5.2 智慧工厂案例2——华星光电290
- 7.5.3 智慧工厂案例3——海尔卫玺291
- 7.6 智慧工厂发展趋势293
- 7.7 本章小结295
- 7.8 本章习题296
- 第8章 智慧农业297
- 8.1 农业物联网的定义297
- 8.2 发展农业物联网的意义298
- 8.2.1 发展农业物联网的政策机遇298
- 8.2.2 农业物联网加速传统农业的改造升级298
- 8.3 农业物联网的体系架构299
- 8.3.1 基础感知层300
- 8.3.2 信息传输层300
- 8.3.3 终端应用层300
- 8.4 农业物联网关键技术300
- 8.4.1 农业信息感知技术301
- 8.4.2 农业信息传输技术302
- 8.4.3 农业信息处理技术302
- 8.5 农业物联网的应用303
- 8.5.1 智能节水灌溉方面304
- 8.5.2 设施农业方面305
- 8.5.3 大田精细种植方面306
- 8.5.4 畜禽养殖方面306
- 8.5.5 水产养殖方面307
- 8.5.6 农产品质量安全追溯方面308
- 8.5.7 病虫害防控方面308
- 8.6 农业物联网的发展趋势及前景展望309
- 8.7 农业信息感知技术309
- 8.7.1 农业信息感知概述310
- 8.7.2 农业信息感知技术结构框架310
- 8.7.3 土壤信息传感技术311
- 8.7.4 农业动植物生理信息传感技术313
- 8.7.5 农业水体信息传感技术314
- 8.7.6 农业气象信息传感技术315
- 8.7.7 农业遥感技术315
- 8.7.8 农业个体识别技术316
- 8.7.9 农业导航技术318
- 8.8 农业信息传输技术319
- 8.8.1 农业信息传输概述319
- 8.8.2 农业信息传输技术结构框架319
- 8.8.3 农业有线传输技术320
- 8.8.4 农业无线传输技术320
- 8.9 农业信息处理技术321
- 8.9.1 农业信息处理的关键技术321
- 8.9.2 农业信息处理技术结构框架322
- 8.9.3 农业预测技术323
- 8.9.4 农业预警技术324
- 8.9.5 农业智能控制技术324
- 8.9.6 农业智能决策技术325
- 8.9.7 农业诊断推理技术326
- 8.9.8 农业视觉信息处理技术326
- 8.10 农业物联网的应用案例327
- 8.10.1 大田种植物联网应用案例327
- 8.10.2 设施园艺物联网应用案例328
- 8.10.3 农产品溯源物联网应用案例329
- 8.10.4 桑蚕养殖物联网应用案例330
- 8.10.5 防病虫害物联网应用案例330
- 8.11 本章小结331
- 8.12 本章习题331
- 第9章 智慧城市建设332
- 9.1 概述332
- 9.1.1 智慧城市治理理念334
- 9.1.2 智慧城市建设重点335
- 9.2 智慧城市设计336
- 9.2.1 智慧城市技术架构337
- 9.2.2 智慧城市设计原则338
- 9.2.3 智慧城市架构设计339
- 9.2.4 智慧城市设计流程341
- 9.2.5 智慧城市大脑模型342
- 9.3 城市指挥中心344
- 9.4 城市物联网348
- 9.4.1 智慧城市中的物联网建设351
- 9.4.2 物联网技术体系355
- 9.4.3 产业链条与应用案例355
- 9.5 城市公共事业356
- 9.5.1 智慧城市公共事业356
- 9.5.2 智慧城市四表联抄358
- 9.5.3 智慧照明管理系统360
- 9.5.4 智慧照明云雾体系362
- 9.6 城市生态宜居364
- 9.6.1 城市生态环境现状364
- 9.6.2 生态治理与国家法规365
- 9.6.3 生态环保云上督察366
- 9.6.4 大气污染防治现状367
- 9.6.5 城市环境检测指标368
- 9.6.6 生态环境治理方案369
- 9.7 城市智慧社区374
- 9.8 本章小结377
- 9.9 本章习题377
