从基础知识到实际应用，230张图全面了解物联网！
　　网罗硬件、软件、数据分析等专业知识
　　架构/传感器/原型设计/感测技术/无线通信/网络安全/机器学习/可穿戴设备/机器人
　　1.各领域知识汇总，硬件和软件工程师需要知道的事！
　　本书从物联网的基础知识讲起，介绍了硬件工程师、软件工程师乃至数据分析师各自擅长的技术知识，力求让工程师们彼此理解对方领域的知识。


　　2.专业团对撰写，理论结合实际！
　　本书作者团队来自日本IT服务领域领军企业NTTDATA集团。书中以NTTDATA集团实际开发的物联网系统为例，讲解了物联网服务的开发要点、应用窍门等。


　　3.图文并茂，清晰易懂，面面俱到！
　　以图配文，讲解细致。内容涵盖物联网架构、传感器、感测技术、无线通信、机器学习、可穿戴设备等热点问题，深入浅出，便于理解。

　　本书图例丰富，从设备、传感器及传输协议等构成IoT的技术要素讲起，逐步深入讲解如何灵活运用IoT。内容包括用于实现IoT的架构、传感器的种类及能从传感器获取的信息等，并介绍了传感设备原型设计必需的Arduino等平台及这些平台的选择方法，连接传感器的电路，传感器的数据分析，乃至IoT跟智能手机/可穿戴设备的联动等。此外，本书以作者们开发的IoT系统为例，讲述了硬件设置、无线通信及网络安全等运用IoT系统时会出现的问题和诀窍。

　　日本NTT DATA集团
　　河村雅人
　　从事物联网与机器人的研发，工作内容涉及软件架构、产品选定，甚至还包括焊接、编程等。
　　大塚纮史
　　曾参与过应用了机器人中间件和AR交互技术的机器人服务开发，现致力于物联网和机器对机器通信领域，以及与传感器相关的研发。
　　小林佑辅
　　致力于技术开发，近年来尝试着把自己在数据分析工作上的经验应用到技术开发中。
　　小山武士
　　负责安全技术开发，现在热衷于开发设计可穿戴设备安全性方面的应用技术。
　　宫崎智也
　　专注于开发那些用来解决社会问题的机器人服务，从事云机器人基础架构的研发以及服务模型和应用方案的拟定。
　　石黑佑树
　　在大学和研究生时期专攻机器人专用中间件的应用和机器人系统集成。进入NTT DATA后一直追求与未来相关的主题，如基于机器人和云的联动技术的植物工厂等。
　　小岛康平
　　致力于云机器人基础架构的研发，以及有关物联网和机器人的技术开发，力图在服务型机器人的社会应用方面做出贡献。

版权信息
本书内容
前言
第1章 物联网的基础知识
1.1 物联网入门
1.2 物联网所实现的世界
1.3 实现物联网的技术要素
第2章 物联网的架构
2.1 物联网的整体结构
2.2 采集数据
2.3 接收数据
2.4 处理数据
2.5 存储数据
2.6 控制设备
第3章 物联网设备
3.1 设备——通向现实世界的接口
3.2 物联网设备的结构
3.3 连接“云”与现实世界
3.4 采集现实世界的信息
3.5 反馈给现实世界
3.6 硬件原型设计
第4章 先进的感测技术
4.1 逐步扩张的传感器世界
4.2 先进的感测设备
4.3 先进的感测系统
第5章 物联网服务的系统开发
5.1 物联网和系统开发
5.2 物联网系统开发的流程
5.3 物联网服务的系统开发案例
5.4 物联网服务开发的重点
5.5 面向物联网服务的系统开发
第6章 物联网与数据分析
6.1 传感器数据与分析
6.2 可视化
6.3 高级分析
6.4 分析所需要的要素
第7章 物联网与可穿戴设备
7.1 可穿戴设备的基础
7.2 可穿戴设备的种类
7.3 可穿戴设备的应用
第8章 物联网与机器人
8.1 由设备到机器人
8.2 利用机器人专用中间件
8.3 连接到云端的机器人
8.4 物联网和机器人的未来
后记
参考文献
作者

　　前言
　　这是一本解说物联网的书。物联网整体服务的开发需要灵活应用传感器和各类设备，本书就是为那些准备从事这种开发的硬件和软件工程师编写的。
　　相信大家近来也经常听到物联网这个词吧。物联网是通过互联网把我们身边的各种物品连在一起，并提供服务的一种机制。它可以给大家的生活带来如同科幻电影一般的体验。
　　一方面，物联网利用的技术是以现有 Web 服务中使用的技术和互联网为基础的。另一方面，为了了解传感器和各类设备的用途，我们需要掌握一些相关的硬件及嵌入式软件知识。
　　Web 服务和互联网的知识是 IT 工程师的专长，而传感器和设备的知识就是嵌入式工程师和硬件工程师的拿手好戏了。我们必须灵活应用这两类工程师各自擅长的领域才能实现物联网。此外，物联网还会用到数据科学家擅长的技术领域，即对设备所传输的信息进行分析的技术以及机器学习的相关内容。
　　当然，如果这些工程师能把彼此擅长的技术聚合到一起，就能实现物联网了。然而要是不理解对方领域的基础知识，他们就难以相互理解，实现物联网也就非常困难。因此本书的写作目的就在于帮助大家，即使在开始物联网项目时碰到了自己不懂的领域也不至于手足无措。
　　首先，我们将在第 1 章中总览物联网，然后在第 2 章中围绕 Web 服务使用的技术，就物联网服务的实现方法予以说明。第 3 章会详细解说设备开发中需要把握的重点，而第 4 章则以先进的传感器为题，为大家介绍近年来取得惊人进步的自然用户界面（Natural User Interface，NUI）和 GPS 等感测系统。第 5 章会为大家介绍一些运用物联网服务时的诀窍和需要注意的地方。第 6 章到第 8 章则涵盖数据分析、可穿戴设备以及机器人等跟物联网紧密相连的领域。
　　本书旨在帮助大家迈出全面了解广阔的物联网技术领域的第一步，可以说相当于物联网开发的路标。书中涉及的各领域知识，既有大家已经知道的，也有大家完全不了解的。若本书能够作为路标，在大家开发服务时起到一点指明方向的作用，那我们将感到万分荣幸。
　　作者代表 河村雅人

　　首先我们来了解一下学习物联网所需的基础知识。
　　大家在听到物联网时，脑海中会出现一个什么样的印象呢？
　　物联网的英语是 Internet of Things，缩写为 IoT，这里的“物”指的是我们身边一切能与网络相连的物品。例如您身上穿着的衣服、戴着的手表、家里的家用电器和汽车，或者是房屋本身，甚至正在读的这本书，只要能与网络相连，就都是物联网说的“物”。
　　就像我们用互联网在彼此之间传递信息一样，物联网就是“物”之间通过连接互联网来共享信息并产生有用的信息，而且无需人为管理就能运行的机制。这样一来，就创造出了一直未能实现的魔法般的世界。
　　ICT 市场调查公司的 IDC（Internet Data Center，互联网数据中心）调查结果显示，2013 年日本国内物联网市场的市场份额约有 11 万亿日元，预测这个数字在 2018 年大约会增至 2013 年的两倍，即 21 万亿日元左右。
　　物联网市场是由若干个市场形成的，包括作为“物”的设备市场，掌管物与物之间联系的网络市场，还有运营管理类的平台市场，分析采集到的数据的分析处理市场等（图 1.1）。
　　说起创建物联网市场的要素，那就要提到通信模块价格趋向低廉以及云服务的普及。英特尔公司在 2014 年 10 月将一款名为英特尔 Edison 的单板计算机投入了市场。这款单板机在一个只有邮票大小的模块上搭载了双核双线程的 CPU 和 1 GB 内存、4 GB 的存储空间、双频的 Wi-Fi 以及蓝牙 4.0。除此之外，微软还公布了名为 Microsoft Azure Intelligent Systems Service（Azure 智能系统服务）的解决方案，它负责用云技术实现数据管理和处理，以及通信管理等功能。
　　此外，在平台、分析处理和网络安全等方面，针对物联网的产品和服务也已经开始投入市场。物联网市场今后的重点在于跟熟悉各垂直市场的从业者加强合作，积极提供试验环境以及开发贴近用户生活的服务项目。
　　在讲物联网所实现的世界之前，我们先从“连接网络”的观点来回顾一下历史。
　　20 世纪 90 年代初，过去以大型机为中心的集中式处理逐渐向以客户端服务器为中心的分布式处理转移。自 20 世纪 90 年代后期起，新型集中式处理围绕着以互联网和 Web 为代表的网络形成了一股发展趋势。这就是 Web 计算的概念。以互联网为媒介，人们可以轻松实现 PC、服务器、移动设备之间的信息交换。
　　21 世纪初，一个名为“泛在网络”的概念开始受到人们的关注。泛在网络的理念在于使人们能够通过“随时随地”连接互联网等网络来利用多种多样的服务（图 1.2）。近年来，通过智能手机和平板电脑，甚至游戏机、电视机等一些过去无法连接到网络的“物”，就可以随时随地访问互联网。
　　随着宽带的普及，泛在网络社会日益得到实现。此外，能搭载在机器上的超低功耗传感器投入市场、无线通信技术进步等，都促使除了电脑、服务器和智能手机等传统连接互联网的 IT 相关设备以外，各种各样的“物”也可以连接互联网（图 1.3）。以汽车、家用电器以及房屋为开端，近来，眼镜和手表、饰品这些戴在身上的“物”也连接上了互联网并开始得到应用，如 Google Glass 和 Apple Watch。
　　形形色色的“物”都能与互联网相连，这一点大家都已经了解了。那么这种“相连”会产生什么呢？它又是如何给人们的生活带来方便的呢？下面，就来看看物联网带给我们的世界吧。
　　在物联网的实现方面，近年来机器对机器通信等关键技术备受人们关注（图 1.4）。物联网和机器对机器通信在很多方面可以视作同一个意思，但从严格意义上来说二者是不同的。机器对机器通信是不经人为控制的、机器和机器之间的通信；也就是说，多数情况下它表示的是机器和机器自动交换信息的整体系统。另一方面，物联网则大多含有给信息接收者提供服务的含义，它比机器对机器通信的概念范围更广。
　　泛在计算的世界是一个所有的“物”都内置计算机中，随时随地可以得到计算机帮助的世界。而机器对机器通信支撑着泛在计算的世界，并通过支撑社会的基础设施——智能社区和智能电网等形式逐步得到实现。
　　此外，机器对机器通信不仅可以通过 3G 和 LTE 电路的信息系统实现，还可以通过本地网络中的无线通信和有线通信来实现。
　　除了企业内的信息和互联网的信息以外，我们还能够灵活应用来自机器的信息。这样一来也就掌握了现实世界中的情况变动，尤其是提高了企业中的信息应用度。