物联网应用开发

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本书从物联网的典型应用出发，深入剖析了智能农业管理系统、智能家居系统、智能物流定位管理系统、智慧校园环境感知系统、智慧矿山综合监测系统和柔性制造物联网系统等六个物联网技术应用项目。每个项目都从项目概述、项目分析与设计、项目实施、知识拓展等模块进行了详尽的阐述。各项目的侧重点各不相同，涵盖了目前比较流行的Windows、iOS、Andriod等开发环境和移动终端，涉及了目前广泛应用的物联网技术，如RFID技术、ZigBee技术、LTE软件设计技术、云计算技术等，为读者全面深入了解和掌握物联网技术应用开发奠定良好基础。

李金祥 教授,北京邮电大学软件工程硕士。先后主讲C语言程序设计、计算机图形学、计算机网络等10多门课程。编写出版教材12部；其中《实用C语言程序设计教程》获高职高专计算机教指委优秀教材； 江苏省特色专业“计算机应用技术”专业负责人；江苏省成人教育精品课程《计算机语言C》课程负责人；校软件技术品牌专业负责人。中央财政支持的职业教育实训基地建设项目--物联网应用技术实训基地主要负责人；江苏省教育厅数字媒体与软件技术实训基地建设项目负责人。

项目1 智能农业管理系统
任务1-1 气体监控管理模块
任务1-2 温湿度监控管理模块
任务1-3 光照度管理模块
任务1-4 红外感应管理模块
项目2 智能家居系统
任务2-1 智能门禁模块设计与实现
任务2-2 环境监控与火灾报警模块设计与开发
任务2-3 窗帘控制子系统设计与开发
项目3 智能物流定位管理系统
任务3-1 GPS定位模块
任务3-2 基于Google Map的GIS显示模块
任务3-3 JSON地理信息数据获取与分析
项目4 智慧校园环境感知系统
任务4-1 手机端JSON数据获取解析实验
任务4-2 智慧校园环境感知系统数据获取及解析
项目5 智慧矿山综合监测系统
任务5-1 井下人员管理系统
任务5-2 智慧矿山系统的实时报警通知实现
任务5-3 煤矿自动化安全检测系统

　　物联网技术是未来社会经济发展、社会进步和科技创新的重要基础设施。物联网技术将人类生存的物理世界网络化、信息化，将分离的物理世界和信息空间互联整合，它具有普通对象设备化、自治终端互联化和服务智能化三个重要特征。从物联网发展情况来看，物联网领域主要环节如器件设计和制造、短距离无线通信技术、网络架构、软件信息处理系统配套、系统设备制造、网络运营等，均已具备一定的产业化能力，并正在飞速发展。随着智能交通、智能农业和智能物流等越来越广泛的实施，与物联网应用相关的电子技术人才、计算机网络和通信人才、系统集成和应用人才需求将迅速增加。 “物联网应用开发”课程面向行业信息化系统人才培养，尤其是注重学生的实际动手能力培养，通过关键技术与实际系统研发并重，提升学生的技能。在课程教学中，从物联网应用技术系统组成角度开始，分为物联网的感知识别层、网络构建层、管理服务层和综合应用层四个层面展开，并结合智能农业管理系统、智能家居系统、智能物流定位管理系统、智慧校园环境感知系统、智慧矿山综合监测系统和柔性制造物联网系统等，介绍六个层面的应用开发。
　　本书具有如下特点：
　　（1）具有“层”、“易”、“新”的特色，适应高职学生认知水平和特点。教学内容以奠定必需的专业知识基础为指导，为后续课程打下良好的根基。围绕物联网应用技术的“采集、传输、处理、应用”四大核心领域展开教学与实践，选择当前物联网的一些最新和最典型应用，教学内容由浅入深，逐渐展开物联网四层关键环节的新技术、新产品、新装备、新工艺和新的解决方案。按照企业中物联网项目的真实开发流程组织本书的教学内容。
　　在课程内容上，将中国科学院计算技术研究所最新研究和开发成果，结合作者所在院校的国家级“物联网技术综合实训基地”研究成果融入到教材内容中，努力将当前最新和最实用的技术和案例融入教学中，具有先进性和实用性。为降低难度，化解难点，删除较难且用处不大的内容，结合项目的真实需要讲解相应的知识和原理，做到有的放矢。编写过程中，在通俗易懂上下功夫，降低了教材难度，适应高职学生的认知水平和特点。
　　（2）体现在信息内容的延伸、信息技术的延伸、信息基础设施延伸这三方面的拓展上。强调了物联网系统的识别、定位、跟踪、监控和管理等拓展功能，并由此决定了这一课程的应用专业性、纵深性与前所未有的横向性。
　　（3）融入软件工程思想，体现项目管理。本课程中所有物联网应用开发的教学和实践过程，通过项目管理平台进行管理。项目管理平台对学生实践监控过程采用企业化管理模式，进行考勤、日志、计划、总结等多方面的管理。同时，项目管理平台还从方便教学的角度进行设计，包括项目资源管理与发布、项目阶段划分、项目组织安排，项目过程控制、评分、答疑等。项目管理平台的启用，使得项目教学和开发过程监控更具科学化、标准化，同时又能大大减轻教师的劳动强度，规划学生实践环节，提高学习效率。
　　（4）以工作过程系统化理念为导向，采用 “项目/任务驱动模式”编写，加强能力培养。全书以集教学、培训、应用和社会服务等功能为一体的国家级“物联网实训基地应用系统”作为本书的一个系统工程引领教学，每部分以相关内容组成的对应层（分别为感知层、网络层、服务层、应用层）技术引入项目分析，对案例中提供的问题情境判断其是否能迁移到已经建构的知识，补充原本缺失的知识。按照案例提出的实际工作任务、工作过程和工作情境组织课程教学，形成围绕工作需求的新型教学与训练项目。对于项目的组织实施以四步训练法（训练准备引导训练同步训练拓展训练），强化学生动手能力的培养，增强物联网技术应用开发能力培养的有效性。 作为中央财政支持的集教学、应用技术研究和社会服务等功能为一体的国家级物联网技术综合实训基地建设单位，有着围绕物联网技术的“采集、传输、处理、应用”四大核心领域的典型应用，通过室内及室外所部署数百个节点的环境监测感知应用系统，为本教材提供了开放和共享的物联网应用案例场景和验证服务平台。教材的编写，由苏州市职业大学联合中国科学院计算技术研究所、移动计算与新型终端北京市重点实验室、北京中稷昭华科技有限公司等科研机构与企业，结合相关单位和兄弟院校在物联网技术研究与开发、新一代移动通信技术、云计算与多媒体业务等面的深厚积累，从而汲取了很多物联网工程和应用的实践教学理念，对本书的编写助益良多。 本书由苏州市职业大学李金祥和方立刚编著，中国科学院计算技术研究所张玉成，苏州经贸职业技术学院和苏州工业职业技术学院的部分老师为本书的编写提供了很大帮助。具体编写分工：前言（李金祥、方立刚），项目1（于复生），项目2（张燕），项目3（方立刚），项目4（张玉成、李金祥），项目5和项目6（张玉成、方立刚）。同时，本书的出版得到“江苏省高等学校重点教材建设项目”和“苏州市职业大学教材建设基金”的支助，也得到了电子工业出版社的大力支持，在此一并表示感谢。
　　作者
　　2014.4.15