本书从信息物理和信息感知的角度，全面、系统阐述了物联网技术的理论基础和知识体系，并对物联网的发展趋势和应用前景做了前瞻性的展望，
本书共10章。第1章阐述了信息物理的基本概念，给出了物联网发展过程中物联网学说、定义、和概念的演变过程。第2章阐述了信息理论的基础知识，给出了信源、信宿、信道、编码和解码的基本概念。第3、4章阐述了传感器信号调理的基础知识，以及模数转换和数模转换的基础知识。第5章阐述了农业物联网、畜牧业物联网和医用物联网信息攫取的生化原理及电化学反应基础，以及生物电信号分析等内容。第6章阐述了信息感知原理和信号测量基础等知识。第7章阐述了半导体物理效应。第8章阐述了通用传感器设计及其应用。第9章给出了传感电路设计的方法和案例。第10章阐述了智能传感器技术，给出了智能传感器实验系统和产品范例，展望了传感器技术发展的前沿动向。
本书可以作为相关院校物联网工程、通信工程、网络工程和计算机等专业的本科生教材或研究生参考读物，也可作为从事物联网产品研发工程师的参考读物，政府中智慧城市建设管理部门公务员的决策读物。
封面图
目录
- 丛书序
- 序言
- 第1章 绪论1
- 1.1 信息物理概述1
- 1.2 物联网概述2
- 1.3 从物理学到信息物理学的演进4
- 1.4 从互联网到物联网的演进5
- 1.4.1 物联网对工业自动化的推动作用6
- 1.4.2 物联网对信息化技术的推动作用6
- 1.4.3 物联网的特征6
- 1.4.4 物联网类别7
- 1.4.5 物联网理解偏差7
- 1.5 小结8
- 1.6 习题9
- 参考文献9
- 第2章 信息论基础10
- 2.1 信息论概述10
- 2.1.1 信息发展简史10
- 2.1.2 信息定义11
- 2.1.3 信息科学发展12
- 2.1.4 信息推动社会进步13
- 2.2 狭义信息论14
- 2.2.1 信息系统的组成（以通信工程为例）14
- 2.2.2 信源的分类15
- 2.2.3 信息量16
- 2.2.4 自信息量17
- 2.2.5 互信息量18
- 2.2.6 信息熵（平均自信息量）19
- 2.2.7 信源扩展21
- 2.3 信息编码的概念24
- 2.4 信源编码介绍24
- 2.4.1 编码器24
- 2.4.2 信源等长编码定理26
- 2.4.3 信源变长编码定理27
- 2.4.4 哈夫曼编码28
- 2.5 信道编码29
- 2.5.1 信道编码理论29
- 2.5.2 信道基本参数31
- 2.5.3 信道编码基本概念32
- 2.5.4 奇偶校验编码与奇偶监督编码33
- 2.5.5 信道编码纠错方式34
- 2.5.6 有噪信道编码35
- 2.6 加密编码37
- 2.6.1 信息加密的基本概念37
- 2.6.2 DES、RSA和MD5 SSL加密方式37
- 2.6.3 硬件加密40
- 2.6.4 软件加密43
- 2.7 小结46
- 2.8 习题46
- 参考文献47
- 第3章 传感器信号调理48
- 3.1 模拟信号获取48
- 3.1.1 模拟信号特征49
- 3.1.2 模拟信号采集50
- 3.2 小信号放大器设计53
- 3.2.1 分立元件小信号放大器设计53
- 3.2.2 集成电路小信号放大器55
- 3.3 运算放大器信息处理设计56
- 3.3.1 运算放大器的指标56
- 3.3.2 运算放大器的分析方法58
- 3.3.3 运算放大器信号调理电路58
- 3.3.4 低噪声放大器设计67
- 3.3.5 仪表放大器设计69
- 3.4 小结70
- 3.5 习题71
- 参考文献71
- 第4章 模数转换72
- 4.1 ADC转换器原理电路72
- 4.1.1 逐次逼近型ADC73
- 4.1.2 积分型ADC74
- 4.1.3 并行比较型ADC76
- 4.1.4 压频变换型ADC76
- 4.1.5 ∑-Δ（Sigma-delta）调制型ADC77
- 4.1.6 流水线型ADC77
- 4.2 ADC转换电路设计指标78
- 4.3 ADC转换器件设计选型79
- 4.4 单片机ADC转换采样设计80
- 4.4.1 局部高精度ADC转换80
- 4.4.2 单片机ADC转换电路设计81
- 4.5 DAC转换器原理电路82
- 4.6 DAC转换器的主要特性指标83
- 4.7 DAC转换器动态特性85
- 4.8 ADC转换器的发展趋势88
- 4.9 小结89
- 4.10 习题89
- 参考文献89
- 第5章 生物信息学90
- 5.1 生物信息学的概念及范畴90
- 5.1.1 分子生物信息学及基因组测序91
- 5.1.2 互联网和医学生物学91
- 5.1.3 物联网和生物信息学92
- 5.2 生物信息的分类与采集92
- 5.2.1 植物信息采集92
- 5.2.2 动物信息采集96
- 5.2.3 人体生理信息采集99
- 5.3 生物传感器104
- 5.3.1 生物传感器概论104
- 5.3.2 酶传感器107
- 5.3.3 免疫传感器110
- 5.3.4 基因传感器114
- 5.3.5 物联网和生物传感器117
- 5.4 生物芯片技术117
- 5.4.1 生物芯片概述118
- 5.4.2 基因芯片118
- 5.4.3 蛋白质芯片118
- 5.4.4 芯片实验室119
- 5.4.5 生物芯片技术的应用119
- 5.4.6 物联网与生物芯片120
- 5.5 可穿戴的生理参数测试仪120
- 5.5.1 心率的测量120
- 5.5.2 血氧的测量120
- 5.6 物联网和保健理疗仪121
- 5.7 小结121
- 5.8 习题121
- 参考文献122
- 第6章 传感器基础123
- 6.1 传感器的概念与组成123
- 6.2 传感器的应用124
- 6.3 传感器的分类124
- 6.3.1 按传感器的工作机理分类125
- 6.3.2 按传感器输出信号的性质分类126
- 6.3.3 按传感器的结构分类126
- 6.3.4 按传感器是否使用电源分类126
- 6.3.5 按传感器的用途分类127
- 6.4 传感器的一般特性127
- 6.4.1 传感器的静态特性128
- 6.4.2 传感器的动态特性134
- 6.4.3 传感器的测量误差140
- 6.4.4 传感器的标定141
- 6.5 传感器的其他指标142
- 6.5.1 供电电压142
- 6.5.2 极限负载143
- 6.5.3 温度和湿度范围143
- 6.5.4 工作寿命143
- 6.5.5 阻抗143
- 6.5.6 接口类型144
- 6.5.7 防护等级144
- 6.6 传感器的选择144
- 6.7 小结145
- 6.8 习题145
- 参考文献145
- 第7章 半导体的热、光、磁效应146
- 7.1 半导体效应146
- 7.1.1 半导体基础知识146
- 7.1.2 热敏效应147
- 7.1.3 光电效应149
- 7.1.4 光敏电阻152
- 7.1.5 霍尔效应155
- 7.1.6 磁阻效应157
- 7.2 PN结效应158
- 7.2.1 PN结基础知识158
- 7.2.2 热敏二极管160
- 7.2.3 热敏三极管161
- 7.2.4 光敏二极管162
- 7.2.5 光敏三极管164
- 7.2.6 色敏二极管165
- 7.2.7 光生伏特效应166
- 7.2.8 磁敏二极管167
- 7.2.9 磁敏三极管169
- 7.3 Z元件170
- 7.3.1 Z元件概述170
- 7.3.2 Z效应的微观机理171
- 7.3.3 Z元件工作原理172
- 7.3.4 热敏Z元件176
- 7.3.5 光敏Z元件177
- 7.3.6 磁敏Z元件181
- 7.4 小结184
- 7.5 习题184
- 参考文献184
- 第8章 通用传感器186
- 8.1 环境检测传感器186
- 8.1.1 温度传感器概述186
- 8.1.2 热电阻温度传感器188
- 8.1.3 热电偶温度传感器190
- 8.1.4 集成温度传感器198
- 8.1.5 湿敏传感器199
- 8.1.6 气敏传感器205
- 8.2 声光传感器212
- 8.2.1 光电传感器概述212
- 8.2.2 光电器件213
- 8.2.3 声波传感器概述214
- 8.3 运动监测传感器226
- 8.3.1 力学传感器226
- 8.3.2 位移传感器227
- 8.3.3 速度传感器229
- 8.3.4 加速度传感器230
- 8.4 运动监测传感器的应用234
- 8.4.1 运动传感器应用于机器人234
- 8.4.2 运动传感器应用于无人机238
- 8.5 小结245
- 8.6 习题246
- 参考文献246
- 第9章 通用传感器件应用设计247
- 9.1 传感器信号处理247
- 9.1.1 电源处理247
- 9.1.2 滤波电路248
- 9.1.3 干扰抑制251
- 9.2 传感器信号传输253
- 9.2.1 有线模拟信号传输254
- 9.2.2 无线模拟信号传输255
- 9.2.3 有线数字信号传输255
- 9.3 物联网常用总线256
- 9.3.1 1-Wire总线协议256
- 9.3.2 IIC总线协议260
- 9.3.3 SPI总线协议267
- 9.3.4 UART通用异步收发器273
- 9.3.5 串行异步通信RS-232-C277
- 9.3.6 异步串行通信RS485278
- 9.3.7 串行通用总线USB279
- 9.4 无线数字信号传输279
- 9.4.1 GPRS技术279
- 9.4.2 Wi-Fi技术280
- 9.4.3 Bluetooth技术280
- 9.4.4 ZigBee技术281
- 9.4.5 RFID技术282
- 9.5 通用传感器设计实例283
- 9.5.1 重力传感器设计——电子秤283
- 9.5.2 生理参数测量——电子血压计285
- 9.5.3 气敏传感器设计——甲烷超标报警装置286
- 9.6 小结288
- 9.7 习题288
- 参考文献288
- 第10章 传感器前沿技术发展289
- 10.1 概述289
- 10.1.1 智能传感器289
- 10.1.2 无线传感器（UGS）290
- 10.1.3 传感器无线自组网（Ad hoc）290
- 10.2 智能传感器291
- 10.2.1 智能传感器的功能和结构291
- 10.2.2 智能传感器接口293
- 10.2.3 智能传感器实例297
- 10.3 无线传感器技术299
- 10.3.1 无线传感器的特点299
- 10.3.2 无线传感器的应用300
- 10.3.3 无线传感器应用实例——自然环境检测302
- 10.4 无线传感器网络303
- 10.4.1 大规模网络303
- 10.4.2 自组织网络304
- 10.4.3 多跳路由304
- 10.4.4 动态性网络304
- 10.4.5 可靠的网络传感器304
- 10.4.6 以数据为中心的网络305
- 10.4.7 传感器网络不同于互联网305
- 10.5 MEMS传感器305
- 10.6 传感器能量获取技术306
- 10.7 信息感知前沿技术发展307
- 10.7.1 芬兰成功研发世界首款高光谱移动传感器307
- 10.7.2 世界首个搭载小型化分子光谱传感器智能手机发布308
- 10.7.3 纳米传感器把原子级别药物输入细胞308
- 10.7.4 新型光学生物传感器可在几秒钟内识别感染性疾病308
- 10.7.5 全球首款多通道光谱传感器芯片309
- 10.7.6 发展网络化传感器大势所趋309
- 10.8 物联网智能传感器实验教程309
- 10.8.1 实验器材310
- 10.8.2 模拟传感器实验313
- 10.8.3 数字传感器实验314
- 10.8.4 传感器联网实验316
- 10.9 物联网智能传感器产品实例316
- 10.10 小结317
- 10.11 习题318
- 参考文献318
