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內(nèi)容簡(jiǎn)介

　　本書(shū)系統(tǒng)介紹了5G物聯(lián)網(wǎng)端管云協(xié)同設(shè)計(jì)理念，主要內(nèi)容包括基于STM32單片機(jī)的感知終端開(kāi)發(fā)、基于5G NB-IoT和NR的感知數(shù)據(jù)處理與傳輸、采用公有云和自建云的物聯(lián)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與Grafana可視化平臺(tái)，最后通過(guò)4個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)綜合應(yīng)用和兩個(gè)物聯(lián)網(wǎng)競(jìng)賽獲獎(jiǎng)實(shí)戰(zhàn)案例，助力讀者掌握面向端管云協(xié)同設(shè)計(jì)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目開(kāi)發(fā)。為提高學(xué)習(xí)效率與增強(qiáng)使用效果，本書(shū)為5G NB-IoT感知數(shù)據(jù)處理部分提供了完整的操作步驟和源代碼。本書(shū)適用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)者實(shí)戰(zhàn)指導(dǎo)參考，也可作為高等院校物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域相關(guān)課程的實(shí)踐指導(dǎo)書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

　　寧磊博士，深圳技術(shù)大學(xué)助理教授、物聯(lián)網(wǎng)工程系副主任、創(chuàng)業(yè)導(dǎo)師。博士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)信息與通信工程專(zhuān)業(yè)。從事無(wú)線通信、移動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)挖掘建模和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等領(lǐng)域的科研與教學(xué)工作多年。曾任華為技術(shù)有限公司無(wú)線網(wǎng)絡(luò)解決方案工程師，研發(fā)的多項(xiàng)具有“技術(shù)斷裂點(diǎn)”的5G NB-IoT算法商用落地。累計(jì)發(fā)表SCI/EI論文20余篇，申請(qǐng)和授權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)30余項(xiàng)。近年來(lái)，指導(dǎo)學(xué)生在國(guó) 家級(jí)、省級(jí)和校級(jí)物聯(lián)網(wǎng)學(xué)科競(jìng)賽中多次獲獎(jiǎng)，曾獲深圳技術(shù)大學(xué)教師晶體獎(jiǎng)、教學(xué)單項(xiàng)獎(jiǎng)等榮譽(yù)。潘晶博士，深圳金剛鏈計(jì)算技術(shù)有限公司電子與信息工程師、高級(jí)企業(yè)內(nèi)訓(xùn)師。2014年獲得黑龍江大學(xué)微電子學(xué)與固體電子學(xué)專(zhuān)業(yè)博士學(xué)位，同年，作為研究助理訪問(wèn)香港城市大學(xué)電子工程系混沌與復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)研究中心。2015年到2018年在華為技術(shù)有限公司任高級(jí)技術(shù)合作經(jīng)理，從事前沿技術(shù)及應(yīng)用的開(kāi)放創(chuàng)新工作，包括端管云安全、人工智能、智能制造等領(lǐng)域，管理多項(xiàng)創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化。累計(jì)發(fā)表SCI/EI論文16篇，申請(qǐng)和授權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)5項(xiàng)，曾獲華為技術(shù)有限公司金牌個(gè)人獎(jiǎng)、金牌團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)、CRI總裁獎(jiǎng)。

圖書(shū)目錄

第 1章 5G物聯(lián)網(wǎng)端管云協(xié)同概述 1
1.1 低功耗廣域網(wǎng)的起源與發(fā)展 2
1.2 5G NR網(wǎng)絡(luò)的起源與發(fā)展 9
1.3 5G物聯(lián)網(wǎng)端管云協(xié)同設(shè)計(jì) 11
1.3.1 水平關(guān)鍵技術(shù) 11
1.3.2 垂直行業(yè)應(yīng)用 17
1.3.3 端管云矩陣設(shè)計(jì) 21
1.4 本章小結(jié) 23
1.5 參考文獻(xiàn) 23
第 2章 5G NB-IoT感知終端開(kāi)發(fā) 24
2.1 感知終端硬件架構(gòu) 24
2.2 主流開(kāi)發(fā)板對(duì)比與選型 26
2.3 感知終端軟件系統(tǒng) 34
2.4 開(kāi)發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備 35
2.4.1 STM32集成開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)比 35
2.4.2 基于JetBrains CLion搭建開(kāi)發(fā)環(huán)境 36
2.4.3 基于STM32CubeIDE的集成環(huán)境搭建 43
2.5 本章小結(jié) 47
2.6 參考文獻(xiàn) 48
第3章 5G NB-IoT感知數(shù)據(jù)處理 49
3.1 基于GPIO的LED燈控制實(shí)戰(zhàn) 49
3.1.1 GPIO的基本概念 49
3.1.2 GPIO的工作模式 49
3.1.3 LED燈控制實(shí)戰(zhàn) 50
3.2 基于中斷的按鍵輸入實(shí)戰(zhàn) 54
3.2.1 STM32外部中斷的基本概念 54
3.2.2 按鍵中斷控制LED燈實(shí)戰(zhàn) 54
3.3 基于定時(shí)器中斷的LED燈閃爍實(shí)戰(zhàn) 58
3.3.1 定時(shí)器的基本概念 59
3.3.2 定時(shí)器中斷控制LED燈實(shí)戰(zhàn) 59
3.4 基于串口的數(shù)據(jù)收發(fā)實(shí)戰(zhàn) 61
3.4.1 串口通信的基本概念 61
3.4.2 串口通信實(shí)戰(zhàn) 61
3.5 基于ADC和DAC的電壓輸出與采集實(shí)戰(zhàn) 66
3.5.1 基本概念 66
3.5.2 AD/DA轉(zhuǎn)換實(shí)戰(zhàn) 67
3.6 基于I2C的溫濕度傳感器數(shù)據(jù)采集實(shí)戰(zhàn) 73
3.6.1 I2C的基本概念 73
3.6.2 溫濕度讀取實(shí)戰(zhàn) 73
3.7 基于SPI的LCD顯示屏控制實(shí)戰(zhàn) 80
3.7.1 SPI的基本概念 80
3.7.2 LCD顯示實(shí)戰(zhàn) 81
3.8 本章小結(jié) 85
3.9 參考文獻(xiàn) 85
第4章 5G NB-IoT感知數(shù)據(jù)傳輸 86
4.1 NB-IoT入網(wǎng)與通信實(shí)戰(zhàn) 86
4.1.1 基于串口的NB-IoT模組控制 87
4.1.2 NB-IoT模組網(wǎng)絡(luò)配置 89
4.1.3 NB-IoT模組Socket通信 92
4.2 主流物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)選型與對(duì)比 100
4.2.1 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)主流傳輸協(xié)議 100
4.2.2 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)功能需求 101
4.2.3 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)架構(gòu) 102
4.2.4 物聯(lián)網(wǎng)云平臺(tái)分類(lèi)對(duì)比 103
4.3 本章小結(jié) 104
4.4 參考文獻(xiàn) 104
第5章 5G NB-IoT云平臺(tái)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì) 106
5.1 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù) 106
5.1.1 基本特征 106
5.1.2 物聯(lián)數(shù)據(jù)JSON存儲(chǔ) 106
5.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)選型指導(dǎo) 110
5.3 基于MongoDB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)戰(zhàn) 110
5.3.1 MongoDB簡(jiǎn)介 111
5.3.2 MongoDB在Ubuntu下的副本集部署 111
5.3.3 基于Python的MongoDB數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作 115
5.4 基于InfluxDB的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)戰(zhàn) 116
5.4.1 InfluxDB環(huán)境搭建 117
5.4.2 基于Python的InfluxDB數(shù)據(jù)讀寫(xiě)操作 118
5.5 本章小結(jié) 120
5.6 參考文獻(xiàn) 120
第6章 5G NB-IoT云平臺(tái)的數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì) 121
6.1 數(shù)據(jù)可視化的基本方法 121
6.2 數(shù)據(jù)可視化工具選型指導(dǎo) 122
6.3 基于Grafana的物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化實(shí)戰(zhàn) 123
6.3.1 Grafana部署配置 123
6.3.2 Grafana與InfluxDB對(duì)接 124
6.3.3 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)可視化 126
6.4 本章小結(jié) 128
6.5 參考文獻(xiàn) 129
第7章 5G NB-IoT典型行業(yè)應(yīng)用實(shí)戰(zhàn) 130
7.1 智慧農(nóng)業(yè)實(shí)戰(zhàn) 130
7.1.1 應(yīng)用背景 130
7.1.2 系統(tǒng)框架 130
7.1.3 感知終端設(shè)計(jì) 131
7.1.4 管道傳輸設(shè)計(jì) 132
7.1.5 自建云端數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì) 137
7.2 智慧路燈實(shí)戰(zhàn) 139
7.2.1 應(yīng)用背景 139
7.2.2 系統(tǒng)框架 139
7.2.3 感知終端設(shè)計(jì) 139
7.2.4 管道傳輸設(shè)計(jì) 143
7.2.5 基于華為OceanConnect云平臺(tái)設(shè)計(jì) 144
7.3 智慧安防實(shí)戰(zhàn) 146
7.3.1 應(yīng)用背景 146
7.3.2 系統(tǒng)框架 146
7.3.3 感知終端設(shè)計(jì) 147
7.3.4 管道傳輸設(shè)計(jì) 162
7.3.5 基于中國(guó)移動(dòng)OneNET云平臺(tái)設(shè)計(jì) 185
7.3.6 基于中國(guó)移動(dòng)OneNET數(shù)據(jù)可視化 187
7.4 本章小結(jié) 193
7.5 參考文獻(xiàn) 193
第8章 5G NR端管云協(xié)同設(shè)計(jì)實(shí)戰(zhàn) 194
8.1 5G NR工業(yè)模組與主流開(kāi)發(fā)上位機(jī) 194
8.2 面向校園安全的5G NR實(shí)時(shí)視頻流傳輸實(shí)戰(zhàn) 195
8.2.1 應(yīng)用背景 195
8.2.2 系統(tǒng)框架 196
8.2.3 功能設(shè)計(jì) 196
8.3 本章小結(jié) 203
8.4 參考文獻(xiàn) 203
第9章 5G物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用設(shè)計(jì) 204
9.1 遠(yuǎn)程電梯呼叫系統(tǒng) 204
9.1.1 應(yīng)用背景 204
9.1.2 功能設(shè)計(jì) 205
9.1.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 207
9.2 人物協(xié)同一體化管理系統(tǒng) 210
9.2.1 應(yīng)用背景 210
9.2.2 功能設(shè)計(jì) 210
9.2.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 211
9.3 本章小結(jié) 214
9.4 參考文獻(xiàn) 215