前言

随着物联网产业的兴起和物联网工程专业的设置，为满足人才培养要求，针对教学需要，我们编写了《物联网系统设计》一书。本书以通俗易懂的形式向读者介绍最新的物联网技术和研究成果。通过阅读本书，读者可以获得较完整的物联网系统设计方法和工程实践思路。

本书讲述的内容涉及物联网系统集成方法、物联网体系结构及其各层次（感知层、网络层、应用层）的设计原则与方法、典型物联网系统应用案例分析等，能为物联网工程专业的学生和其他感兴趣的读者提供实质性的帮助。

本书分为6章，每章后面都提供一定数量的思考与习题，以便于读者复习巩固本章的重点。前后章节之间是递进关系，建议初学者从头开始按章节顺序阅读，而有一定基础的读者可选择感兴趣的章节以获得自己所需的知识，例如，对一些核心协议的学习。

第1章是对物联网系统设计的概述，内容涉及物联网定义与分类、系统集成要求与步骤、系统设计标准与规范，以及用户需求分析等。本章内容是后面章节内容展开的铺垫。

第2章讲述物联网体系结构与网络设计方法，内容包括常见的物联网三层和五层体系结构模型以及相应的安全体系结构模型、网络系统设计的目标、原则、步骤以及折中考虑等。后面的第3、4、5章将在本章讲述的三层体系结构上依次展开阐述。

第3章讲述物联网感知层涉及的主要技术和设计方法，内容涉及感知层的基本拓扑结构、信息读写和传输、频谱的规范与使用等。其中，感知层信息读写与传输所涉及的防冲突协议是本章学习的重点，同时也是难点。

第4章讲述物联网网络层涉及的主要技术和设计方法，内容涉及网络层的基本拓扑结构、基于网关的网络层设计，以及基于IPv6的网络层设计等。其中，LoWPAN适配层协议和RPL路由协议是本章学习的重点，同时也是难点。

第5章讲述物联网应用层涉及的主要技术和设计方法，内容涉及应用业务的网络性能需求分析、适用于物联网的应用层协议CoAP、应用业务服务质量设计以及负载均衡设计等。其中CoAP协议是本章学习的重点，同时也是难点。

第6章给出两个典型的物联网设计的应用案例，以便引导读者在掌握前述章节知识的基础上，自己构思设计物联网应用系统。

本书由桂劲松编著，由中南大学信息科学与工程学院计算机工程系主任黄东军教授审阅。在编写的过程中，作者参阅了大量书籍和文献资料，借鉴了许多网络系统设计的工程经验，得到了很多专家、同行的帮助。中南大学信息科学与工程学院为本书的完成提供了大力支持。为此，作者对所有为本书的顺利出版提供帮助的各界人士以及所有参阅书籍和文献的作者，一并致以敬意，并表示衷心的感谢。

由于作者水平有限，本书难免存在不足之处，敬请各位读者批评指正。在使用本书的过程中，若发现错误或不妥之处，甚至有更好的建议，都欢迎通过jsgui06@163.com与作者联系，作者将不胜感谢。同时也恳请学界和业界同仁批评指正，以期共同为物联网工程专业的教学工作献计献策。

作者

2012年12月