《物联网实验教程 徐勇军 主编 》

2009年8月7日，温家宝总理在江苏无锡提出“加快推进传感网发展”、“尽快建立中国的传感信息中心”，后被称为“物联网”的这一科技新宠迅速引起了社会各产业界、学术界的高度关注和广泛共鸣。人们开始从各自的专业领域和实际需求，演绎出了形形色色的“物联网”。而其无处不在的普适性，也给物联网的高速发展，以及向各行各业的渗透铺平了道路。虽然物联网诞生不久，但其概念已经深入人心，人们开始探讨物联网相关的理论、技术、标准、应用等一系列问题。实际上物联网还是太年轻，其概念、内涵在科技界和工业界都没有达成共识，让我们在这么短的时间内，用科学实验这么具体的方式来展示物联网，这是一个巨大的挑战，我们确实感到战战兢兢、如坐针毡。

经反复讨论，编写团队整理了大量和物联网(特别是无线传感器网络)相关的实验。考虑到可能作为广大读者迈入物联网实验神圣殿堂的第一步，并成为对物联网相关技术进行深入研究的基石，本书首先着重介绍相关开发环境建立、软件开发、程序调试、实验原理等相关基础知识，然后立足当前国内外厂商的主流芯片及实现方案，以物联网不同技术层面的实验原理为主线，精心设计20余项实验，并将具体的实验过程、实验代码等通过配备内容丰富的配套光盘呈现出来，以在有限的篇幅内，展示更多的实验技术。另外，本书还结合智慧医疗、智能物流、智能家居等领域，编制了5个演示实验和7个应用系统的介绍，可以进一步加深读者对物联网应用的认知，减少用户从理论到实践的周期。通过对本书的部分或全部实验进行适当选修，可以让学生或工程技术人员在最短的时间内，深入理解物联网各层面的知识，同时也为物联网从实验室走向工程应用提供参考。

为了能够尽量全面展示物联网不同层面的技术核心，本书为物联网的感知与标识、通信与网络、接入与处理3个不问的技术层面设计了传感器技术实验、RFID技术实验、短距离无线通信实验、无线自组网实验、正EEE802.15.4实验、ZigBee网络实验、公网接入实验、网络安全通信实验、室内实时定位实验、自组网时间同步实验及数据索引及搜索实验等20多个实验。为了便于读者系统掌握，本书把所有实验聚焦到单片机、嵌入式及智能终端等3大平台，并详细给出了各自平台环境的搭建方法和基础实验，以供读者入门以及进一步提高。另外，本书还结合智能医疗、智能物流、环境监测等领域的具体应用需求，给出了基于物联网的一些综合演示实验以及应用演示系统，为读者开发物联网应用解决方案提供思路。最后针对高校及企业建立物联网教学及研究实验室，提供了一些具体的建议，希望能够起到抛砖引玉的作用。本书由中国科学院计算技术研究所徐勇军组织编写，清华大学任勇为本书相关实验的设计进行了大量的指导，并完成了第6章和第8章相关内容的编写:中国石油大学徐朝农与中国科学院计算技术研究所团队密切合作，完成了书中物联网硬件环境的开发:中国科学院计算技术研究所安竹林为实验内容的精选与整理进行了大量的工作。由于本书涉及的软硬件平台较多(包括单片机平台、嵌入式平台和智能终端平台)、实验开发工作量大、知识结构跨度较宽(包括感知层、网络层和应用层)，争取到了团队内外诸多专家、老师及同学的大力支持。这里包括中国科学院计算技术研究所罗海勇、林以明、陈彥明、姜畴、王畴、李培培、赵登昌、王飞、吴琳等，在计算所联合培养的北京师范大学李超、吕芸峡，中国石油大学于德龙，武汉理工大学汪三青、付小丽、昆明理工大学尹喜等。虽然最终选进教材的实验只有20余项。但我们实际开发的实验远远不止这些。限于篇幅的原因，很多很好的实验没有被选进本书，我们将通过其他途径同希望进一步了解物联网实验的读者共享。

本书还得到了其他相关企业、高校的大力支持。诺基亚(中国)研究院陈灿峰博士在智能终端平台方面，中国联通研究院张云勇博士在智能家居系统方面，中国电子器材总公司赵惟副总经理和郭达博士在城市防洪系统方面，国土资源部地质环境监测研究院周平根教授在地质监测系统方面，中国人民解放军某部张杰博士、中国科学院软件研究所朱红松博士在相关应用演示系统方面，灵玖中科软件(北京)有限公司技术总监于满泉和刘治华博士在智能搜索方面，艾威梯科技(北京)有限公司卫俊平博士智慧医疗方面，深联致远(北京)科技有限公司的李镜华、刘峰、黄建英工程师在RFID实验方面，北京奥尔斯电子科技有限公司张鑫工程师在智能家居方面，北京师范大学李朱峰博士在实验室建设方面，北京理工大学张华平博士和祝烈煌博士在海量智能搜索和网络安全方面都付出了相当多的工作，中国科学院计算所传感器网络实验室主任崔莉研究员也为本书的撰写提供了很多支持和建议，还有很多没有一一提到的领导、朋友、回事及回学，他们在这艰苦的几个月里，为本书的颗利出版付出了辛勤的汗水，在此一并表示由衷的感谢。

本书作为《物联网核心技术丛书》中的一本，与其他各本都有密切联系。通过本书相关实验的动手操作，可以加深读者对《物联网技术概论》中与物联网概念及内涵、体系结构、物联网关键技术的理解，也可以进一步加深读者对物联网的网络协议及其实现的原理和方法等内容的理解。另外，本书第6章和第7章结合若干行业应用，从演示方案的角度与《物联网技术应用》进行呼应。本书内容还涉及传感器技术、RFD技术、无线传感器网络、短距离无线通信、物联网安全、物联网定位等内容，这些都将和相关丛书形成呼应。可以说，《物联网实验教程》是丛书的一个映射，也是整个物联网领域的一面镜子。物联网具有很强的实践性，要想熟练地掌握这些实验技术，实验操作是非常重要的环节。本书所涉及的所有硬件平台、软件平台，软件开发环境、软件源代码等都将在光盘中一并提供。我们专门开设了新浪博客(htp:/blog.sina.com.cn/wullanlab)，并设立了专业的网站(hmp://wwwwullanlab.c/)，对书中的具体问题和读者在实际操作中的问题进行解答，同时还将随时更新实验内容以及可能发生的错误或不完善的地方。另外，读者还可以通过电子邮件(wullanlab@gmnaiL.com)与我们沟通。物联网技术是新兴的技术，将在近几年获得飞速发展，本书也将随时更新相关内容，以与最新技术保持同步，使读者能够循序渐进地掌握物联网各层次的开发技术，为以后更深层次的理论研究和应用实践打下坚实的基础。

需要指出的是，物联网领域的研究尚处于起步阶段，许多技术还不成熟，其硬件平台和技术方案也千差万别，因此要编写一个全面完善的实验教程非常困难。

由于水平有限，书中疏漏甚至错误之处在所难免，希望广大读者批评指正。

编者