物联网系统设计与应用 / 高等学校物联网专业系列教材
￥38.00定价
作者： 黄姝娟，刘萍萍
出版时间：2022-01
出版社：中国铁道出版社
- 中国铁道出版社
- 9787113281984
- 1版
- 440023
- 48256845-8
- 16开
- 2022-01
- 184
- 工学
- 计算机科学与技术
- 计算机及相关专业
- 本科 高职
作者简介
内容简介
本书将物联网与城市智能交通结合起来，以智能交通沙盘系统为例，系统地讲述了物联网技术在智能交通中的应用。全书共分 9 章，包括了解物联网、智能交通系统总体介绍、智能交通沙盘系统实例、沙盘智能小车控制系统、智能停车场管理系统、智能 ETC 系统、智能交通灯系统、智能路灯管理系统和智能公交系统。
本书从基本概念到理论、应用，从不同角度介绍了物联网技术相关知识和智能交通领域的相关知识，可使学生从宏观上和微观上深度理解物联网技术与城市交通行业的结合方式。
本书适合作为高等学校物联网相关专业本科生教材，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。
为方便学生实践操作，本书第10章设置4个子系统的实验项目：智能车系统控制实验、智能停车场系统控制实验、智能交通灯系统控制实验、物联网网关系统控制实验。每个实验包含实验目的、实验内容、实验步骤、数据记录及处理、运行效果几个模块，有助于学生将理论知识与实践结合，加深理解。
附录中给出了物联网系统设计的软件环境的搭建方法。
本书从基本概念到理论、应用，从不同角度介绍了物联网技术相关知识和智能交通领域的相关知识，可使学生从宏观上和微观上深度理解物联网技术与城市交通行业的结合方式。
本书适合作为高等学校物联网相关专业本科生教材，也可作为相关领域工程技术人员的参考书。
为方便学生实践操作，本书第10章设置4个子系统的实验项目：智能车系统控制实验、智能停车场系统控制实验、智能交通灯系统控制实验、物联网网关系统控制实验。每个实验包含实验目的、实验内容、实验步骤、数据记录及处理、运行效果几个模块，有助于学生将理论知识与实践结合，加深理解。
附录中给出了物联网系统设计的软件环境的搭建方法。
目录
第 1 章 了解物联网..............................................................................................1
1.1 物联网概述................................................................................................................2
1.1.1 物联网概念的发展历程................................................................................2
1.1.2 物联网技术特点及存在的问题....................................................................3
1.2 物联网的体系结构....................................................................................................5
1.2.1 感知控制层....................................................................................................5
1.2.2 数据传输层....................................................................................................9
1.2.3 应用层..........................................................................................................13
1.3 物联网应用领域......................................................................................................15
第 2 章 智能交通系统总体介绍.................................................................17
2.1 城市交通系统概述..................................................................................................18
2.1.1 交通现状......................................................................................................18
2.1.2 城市交通面临的问题..................................................................................18
2.1.3 解决城市交通问题的方法..........................................................................19
2.2 智能交通的基本概念..............................................................................................20
2.2.1 智能交通系统概述......................................................................................20
2.2.2 智能交通系统所涵盖的内容......................................................................21
2.2.3 物联网与城市交通系统结合......................................................................23
第 3 章 智能交通沙盘系统实例.................................................................26
3.1 智能交通沙盘简介..................................................................................................27
3.1.1 物联网智能交通沙盘系统介绍..................................................................27
3.1.2 物联网智能交通沙盘系统的相关技术......................................................27
3.2 物联网智能交通沙盘的硬件构造..........................................................................28
3.2.1 各种控制节点..............................................................................................29
3.2.2 智能小车技术..............................................................................................30
3.2.3 基于磁感应及 RFID 的定位技术...............................................................30
3.2.4 Android 嵌入式技术 ...................................................................................31
物联网系统设计与应用
3.2.5 无线传感网技术..........................................................................................31
3.3 物联网智能交通沙盘系统功能介绍......................................................................33
3.3.1 智能停车场系统..........................................................................................34
3.3.2 智能 ETC 系统............................................................................................34
3.3.3 智能红绿灯管理..........................................................................................34
3.3.4 智能路灯管理..............................................................................................34
3.3.5 智能公交系统..............................................................................................35
第 4 章 沙盘智能小车控制系统.................................................................36
4.1 智能车辆概念..........................................................................................................37
4.2 沙盘中智能小车的仿真实现..................................................................................38
4.2.1 STM32 嵌入式开发简介.............................................................................38
4.2.2 智能小车架构设计......................................................................................41
4.2.3 沙盘中智能小车的六大功能模块..............................................................46
4.3 智能小车软件开发工具介绍..................................................................................52
4.3.1 开发工具 Keil 软件介绍.............................................................................52
4.3.2 智能小车其他相关开发软件工具介绍......................................................54
第 5 章 智能停车场管理系统 ....................................................................64
5.1 三大功能模块介绍..................................................................................................65
5.1.1 入场功能模块..............................................................................................65
5.1.2 出场功能模块..............................................................................................66
5.1.3 停车场管理功能..........................................................................................66
5.2 智能停车场管理系统的组成..................................................................................67
5.2.1 智能停车场入口和出口主要硬件设备......................................................67
5.2.2 智能停车场管理系统软件设计..................................................................71
5.3 车辆引导管理系统..................................................................................................73
5.3.1 车位引导系统..............................................................................................74
5.3.2 区域引导系统..............................................................................................75
5.3.3 智能寻车系统..............................................................................................75
5.3.4 停车引导系统功能与特点..........................................................................76
5.3.5 智能停车场的自助收费与开放式停车......................................................77
5.4 沙盘中的智能停车场管理系统..............................................................................77
5.4.1 系统功能模块..............................................................................................80
5.4.2 信息传输协议..............................................................................................81
5.4.3 入口、出口模块流程设计..........................................................................81
5.4.4 其他模块设计与实现..................................................................................84
第 6 章 智能 ETC 系统 .............................................................................90
6.1 ETC 系统介绍.........................................................................................................91
6.2 ETC 系统的构成.....................................................................................................91
6.3 ETC 的工作流程.....................................................................................................93
6.4 沙盘中的 ETC 系统................................................................................................94
6.4.1 沙盘 RFID 标签信息采集...........................................................................96
6.4.2 ZigBee 通信.................................................................................................97
6.4.3 智能小车定位............................................................................................100
6.4.4 智能小车的远程控制................................................................................102
6.4.5 智能小车配置............................................................................................103
6.4.6 物联网网关协调器配置及小车定位显示................................................105
第 7 章 智能交通灯系统 .........................................................................107
7.1 各国特色红绿灯设计............................................................................................108
7.2 创意红绿灯............................................................................................................109
7.3 智能信号灯控制系统............................................................................................ 112
7.4 交通信号控制理论................................................................................................ 114
7.4.1 交通信号灯的设置依据............................................................................ 114
7.4.2 信号灯控制类别........................................................................................ 116
7.5 智能交通电子警察系统........................................................................................ 117
7.6 沙盘中智能交通灯系统........................................................................................ 119
7.6.1 沙盘接线.................................................................................................... 119
7.6.2 交通灯控制节点设计................................................................................120
7.6.3 车流量统计设计........................................................................................123
7.6.4 公交优先设计............................................................................................125
第 8 章 智能路灯管理系统......................................................................127
8.1 路灯发展历程........................................................................................................128
8.2 路灯发展现状........................................................................................................129
8.3 基于 GPRS 的路灯管理系统................................................................................129
8.4 基于 ZigBee 的智能路灯系统..............................................................................131
8.5 沙盘中智能路灯管理模块的实现........................................................................133
8.5.1 沙盘接线....................................................................................................134
8.5.2 智能路灯模块............................................................................................134
8.5.3 车流量统计................................................................................................136
8.5.4 光照度控制................................................................................................136
8.5.5 路灯控制操作............................................................................................138
第 9 章 智能公交系统.............................................................................140
9.1 智能公交系统的提出............................................................................................141
9.2 智能公交系统总体架构........................................................................................141
9.3 智能公交系统的功能和服务................................................................................143
9.3.1 智能调度系统............................................................................................144
9.3.2 智能监控系统............................................................................................144
9.3.3 智能服务系统............................................................................................145
9.4 沙盘中智能公交控制系统....................................................................................150
9.4.1 公交站牌模块............................................................................................151
9.4.2 智能网关与公交车控制节点通信............................................................152
实验项目...................................................................................................154
实验 1 智能车系统控制..............................................................................................154
实验 2 智能停车场系统控制......................................................................................154
实验 3 智能交通灯系统控制......................................................................................155
实验 4 物联网网关系统控制......................................................................................155
附录 A Keil 软件环境创建工程................................................................157
附录 B 智能小车软件下载方法...............................................................170
附录 C Qt 软件环境搭建.........................................................................175
1.1 物联网概述................................................................................................................2
1.1.1 物联网概念的发展历程................................................................................2
1.1.2 物联网技术特点及存在的问题....................................................................3
1.2 物联网的体系结构....................................................................................................5
1.2.1 感知控制层....................................................................................................5
1.2.2 数据传输层....................................................................................................9
1.2.3 应用层..........................................................................................................13
1.3 物联网应用领域......................................................................................................15
第 2 章 智能交通系统总体介绍.................................................................17
2.1 城市交通系统概述..................................................................................................18
2.1.1 交通现状......................................................................................................18
2.1.2 城市交通面临的问题..................................................................................18
2.1.3 解决城市交通问题的方法..........................................................................19
2.2 智能交通的基本概念..............................................................................................20
2.2.1 智能交通系统概述......................................................................................20
2.2.2 智能交通系统所涵盖的内容......................................................................21
2.2.3 物联网与城市交通系统结合......................................................................23
第 3 章 智能交通沙盘系统实例.................................................................26
3.1 智能交通沙盘简介..................................................................................................27
3.1.1 物联网智能交通沙盘系统介绍..................................................................27
3.1.2 物联网智能交通沙盘系统的相关技术......................................................27
3.2 物联网智能交通沙盘的硬件构造..........................................................................28
3.2.1 各种控制节点..............................................................................................29
3.2.2 智能小车技术..............................................................................................30
3.2.3 基于磁感应及 RFID 的定位技术...............................................................30
3.2.4 Android 嵌入式技术 ...................................................................................31
物联网系统设计与应用
3.2.5 无线传感网技术..........................................................................................31
3.3 物联网智能交通沙盘系统功能介绍......................................................................33
3.3.1 智能停车场系统..........................................................................................34
3.3.2 智能 ETC 系统............................................................................................34
3.3.3 智能红绿灯管理..........................................................................................34
3.3.4 智能路灯管理..............................................................................................34
3.3.5 智能公交系统..............................................................................................35
第 4 章 沙盘智能小车控制系统.................................................................36
4.1 智能车辆概念..........................................................................................................37
4.2 沙盘中智能小车的仿真实现..................................................................................38
4.2.1 STM32 嵌入式开发简介.............................................................................38
4.2.2 智能小车架构设计......................................................................................41
4.2.3 沙盘中智能小车的六大功能模块..............................................................46
4.3 智能小车软件开发工具介绍..................................................................................52
4.3.1 开发工具 Keil 软件介绍.............................................................................52
4.3.2 智能小车其他相关开发软件工具介绍......................................................54
第 5 章 智能停车场管理系统 ....................................................................64
5.1 三大功能模块介绍..................................................................................................65
5.1.1 入场功能模块..............................................................................................65
5.1.2 出场功能模块..............................................................................................66
5.1.3 停车场管理功能..........................................................................................66
5.2 智能停车场管理系统的组成..................................................................................67
5.2.1 智能停车场入口和出口主要硬件设备......................................................67
5.2.2 智能停车场管理系统软件设计..................................................................71
5.3 车辆引导管理系统..................................................................................................73
5.3.1 车位引导系统..............................................................................................74
5.3.2 区域引导系统..............................................................................................75
5.3.3 智能寻车系统..............................................................................................75
5.3.4 停车引导系统功能与特点..........................................................................76
5.3.5 智能停车场的自助收费与开放式停车......................................................77
5.4 沙盘中的智能停车场管理系统..............................................................................77
5.4.1 系统功能模块..............................................................................................80
5.4.2 信息传输协议..............................................................................................81
5.4.3 入口、出口模块流程设计..........................................................................81
5.4.4 其他模块设计与实现..................................................................................84
第 6 章 智能 ETC 系统 .............................................................................90
6.1 ETC 系统介绍.........................................................................................................91
6.2 ETC 系统的构成.....................................................................................................91
6.3 ETC 的工作流程.....................................................................................................93
6.4 沙盘中的 ETC 系统................................................................................................94
6.4.1 沙盘 RFID 标签信息采集...........................................................................96
6.4.2 ZigBee 通信.................................................................................................97
6.4.3 智能小车定位............................................................................................100
6.4.4 智能小车的远程控制................................................................................102
6.4.5 智能小车配置............................................................................................103
6.4.6 物联网网关协调器配置及小车定位显示................................................105
第 7 章 智能交通灯系统 .........................................................................107
7.1 各国特色红绿灯设计............................................................................................108
7.2 创意红绿灯............................................................................................................109
7.3 智能信号灯控制系统............................................................................................ 112
7.4 交通信号控制理论................................................................................................ 114
7.4.1 交通信号灯的设置依据............................................................................ 114
7.4.2 信号灯控制类别........................................................................................ 116
7.5 智能交通电子警察系统........................................................................................ 117
7.6 沙盘中智能交通灯系统........................................................................................ 119
7.6.1 沙盘接线.................................................................................................... 119
7.6.2 交通灯控制节点设计................................................................................120
7.6.3 车流量统计设计........................................................................................123
7.6.4 公交优先设计............................................................................................125
第 8 章 智能路灯管理系统......................................................................127
8.1 路灯发展历程........................................................................................................128
8.2 路灯发展现状........................................................................................................129
8.3 基于 GPRS 的路灯管理系统................................................................................129
8.4 基于 ZigBee 的智能路灯系统..............................................................................131
8.5 沙盘中智能路灯管理模块的实现........................................................................133
8.5.1 沙盘接线....................................................................................................134
8.5.2 智能路灯模块............................................................................................134
8.5.3 车流量统计................................................................................................136
8.5.4 光照度控制................................................................................................136
8.5.5 路灯控制操作............................................................................................138
第 9 章 智能公交系统.............................................................................140
9.1 智能公交系统的提出............................................................................................141
9.2 智能公交系统总体架构........................................................................................141
9.3 智能公交系统的功能和服务................................................................................143
9.3.1 智能调度系统............................................................................................144
9.3.2 智能监控系统............................................................................................144
9.3.3 智能服务系统............................................................................................145
9.4 沙盘中智能公交控制系统....................................................................................150
9.4.1 公交站牌模块............................................................................................151
9.4.2 智能网关与公交车控制节点通信............................................................152
实验项目...................................................................................................154
实验 1 智能车系统控制..............................................................................................154
实验 2 智能停车场系统控制......................................................................................154
实验 3 智能交通灯系统控制......................................................................................155
实验 4 物联网网关系统控制......................................................................................155
附录 A Keil 软件环境创建工程................................................................157
附录 B 智能小车软件下载方法...............................................................170
附录 C Qt 软件环境搭建.........................................................................175
