本书介绍了当前物联网领域新的技术进展——物联网智慧型IP互联技术，针对当前物联网中各种异构网路互存带来的困难和协定转换成本高昂的问题，提出了基于IPv6标準实现物联网中各种异构网路互联的体系结构，讨论了物联网智慧型互联的节点基本结构、作业系统以及网路的通信机制、媒介访问、传输协定，介绍了基于IPv6的uIP、低功耗无线个域网上IPv6（6LoWPAN）的适配层问题，探讨了物联网智慧型网际网路中的RPL路由技术、网路服务技术。

本书可作为与物联网相关专业的本科生、研究生的教材，同时也可作为从事物联网研究与设计的技术人员的参考用书

目 录
第1章 智慧型体概述 1
1.1 智慧型体的由来 2
1.1.1 嵌入式系统 3
1.1.2 无处不在的计算和普适计算 4
1.1.3 行动电话技术 6
1.1.4 遥测和机对机通信 6
1.1.5 无线感测器和无处不在的感测器网路 7
1.1.6 移动计算 8
1.1.7 计算机网路 9
1.2 智慧型体的难题 10
1.2.1 节点级挑战 10
1.2.2 网路级难题 11
1.2.3 标準化 13
1.2.4 互操作性 14
1.3 结论 14
第2章 智慧型体硬体 16
2.1 感知子系统 17
2.2 处理子系统 19
2.2.1 架构综述 20
2.2.2 微控制器 22
2.2.3 数位讯号处理器 23
2.2.4 专用积体电路 23
2.2.5 FPGA 24
2.2.6 ASIC与DSP及FPGA的比较 24
2.3 通信接口 25
2.3.1 串列通信接口 26
2.3.2 I2C汇流排 27
2.3.3 小结 29
2.4 模型 30
2.4.1 IMote节点架构 30
2.4.2 XYZ节点架构 31
2.4.3 Hogthrob节点架构 32
第3章 作业系统 33
3.1 功能性方面 33
3.1.1 数据类型 33
3.1.2 调度 34
3.1.3 栈 34
3.1.4 系统调用 35
3.1.5 中断处理 35
3.1.6 多执行绪 35
3.1.7 基于执行绪与基于事件的编程 36
3.1.8 记忆体分配 36
3.2 非功能方面的问题 36
3.2.1 关注点分离 36
3.2.2 系统开销 37
3.2.3 可移植性 37
3.2.4 动态编程 37
3.3 原型 38
3.3.1 TinyOS（微作业系统） 38
3.3.2 SOS 40
3.3.3 Contiki 42
3.3.4 LiteOS 45
3.4 评价 48
第4章 智慧型体的通信机制 50
4.1 智慧型体通信类型 50
4.1.1 一对一通信 50
4.1.2 一对多通信 51
4.1.3 多对一通信 52
4.2 物理通信规则 53
4.3 IEEE 802.15.4 53
4.3.1 802.15.4地址 54
4.3.2 802.15.4物理层 55
4.3.3 802.15.4的MAC层 56
4.3.4 802.15.4帧格式 57
4.3.5 能耗 58
4.4 IEEE 802.11和WiFi 59
4.4.1 网路拓扑和形式 59
4.4.2 物理层 60
4.4.3 802.11的MAC层 61
4.4.4 低功耗WiFi 62
4.5 PLC 63
4.5.1 物理层 64
4.5.2 PLC的MAC层 64
4.5.3 功耗 64
4.6 结论 65
第5章 物理层 66
5.1 基础部件 66
5.2 信源编码 67
5.2.1 信源编码效率 68
5.2.2 脉码调製和增量调製 70
5.3 信道编码 71
5.3.1 信道类型 72
5.3.2 信道中的信息传输 73
5.3.3 错误识别与纠正 75
5.4 调製 75
5.4.1 调製类型 75
5.4.2 二次调幅 81
5.4.3 总结 82
5.5 信号传播 83
第6章 媒介访问控制 85
6.1 概述 85
6.1.1 无竞争的媒介访问 86
6.1.2 基于竞争的媒介访问 87
6.2 无线MAC协定 88
6.2.1 载波侦听多路访问 88
6.2.2 带有冲突避免机制的多路访问（MACA）与MACAW 89
6.2.3 邀请方式的MACA 89
6.2.4 IEEE 802.11 90
6.2.5 IEEE 802.15.4和ZigBee 91
6.3 感测器网路MAC协定的特点 92
6.3.1 能源效率 92
6.3.2 可扩展性 93
6.3.3 适应性 93
6.3.4 低延迟和可预测性 93
6.3.5 可靠性 94
6.4 无竞争的MAC协定 94
6.4.1 特性 94
6.4.2 通信自适应媒介访问控制 95
6.4.3 Y-MAC 96
6.4.4 DESYNC-TDMA 97
6.4.5 低功耗自适应分簇层 99
6.4.6 轻量级媒介访问控制（LMAC） 100
6.5 基于竞争的MAC协定 101
6.5.1 能量感知多接入信令 102
6.5.2 感测器MAC协定 103
6.5.3 逾时MAC协定 104
6.5.4 模型MAC协定 105
6.5.5 增强路由的MAC协定 106
6.5.6 数据汇聚MAC 108
6.5.7 前文採样和WiseMAC协定 109
6.5.8 接收端启动MAC 110
6.6 混合MAC协定 111
6.6.1 Zebra MAC 111
6.6.2 移动自适应混合MAC 112
6.7 总结 113
第7章 传输协定 114
7.1 UDP 114
7.1.1 尽最大努力的数据报传送 115
7.1.2 UDP头标 115
7.2 TCP 116
7.2.1 可靠的流传输 116
7.2.2 TCP头标 118
7.2.3 TCP选项 119
7.2.4 往返时间估计 120
7.2.5 流控制 120
7.2.6 拥塞控制 121
7.2.7 TCP状态 121
7.3 UDP的智慧型体 123
7.4 智慧型体的TCP 124
7.5 结论 125
第8章 UIP和IPV6 126
8.1 UIP 126
8.1.1 处理机制 127
8.1.2 uIP记忆体缓冲区管理 132
8.1.3 uIP套用编程接口 133
8.1.4 uIP协定实现 135
8.1.5 记忆体占用 136
8.1.6 小结 137
8.2 智慧型体网路的IPV6 137
8.2.1 IPv6的功能 137
8.2.2 IPv6数据头标 138
8.2.3 IPv6编址体系结构 143
8.2.4 IPv6的ICMP 148
8.2.5 邻居发现协定 150
8.2.6 负载平衡 155
8.2.7 IPv6的自动配置 155
8.2.8 DHCPv6 159
8.2.9 IPv6 QoS 160
8.2.10 IPv4的骨干网路上的IPv6 161
8.2.11 IPv6多播 162
8.2.12 总结 164
第9章 低功耗无线个域网上IPv6（6LoWPAN）的适配层 165
9.1 术语 165
9.2 6LOWPAN适配层 166
9.2.1 网状网地址头标 168
9.2.2 分组 169
9.2.3 6LoWPAN头标压缩 170
9.2.4 无状态配置 179
9.3 结论 180
第10章 智慧型体网路中的RPL路由 181
10.1 简介 181
10.2 什幺是低功耗有损网路 181
10.3 路由需求 182
10.4 智慧型体网路中的路由指标 184
10.4.1 汇总路由度量VS记录路由度量 185
10.4.2 局部度量VS全局度量 185
10.4.3 路由指标/约束的公共头标 185
10.4.4 节点状态和属性对象 185
10.4.5 节点能量对象 185
10.4.6 跳数对象 186
10.4.7 吞吐量对象 186
10.4.8 延时对象 186
10.4.9 链路稳定性对象 186
10.4.10 连结颜色属性 187
10.5 目标函式 187
10.6 RPL：针对智慧型体网路的新型路由协定 189
10.6.1 协定概述 189
10.6.2 多DODAG和RPL实例概念的套用 191
10.6.3 RPL讯息 192
10.6.4 RPL DODAG创建过程 195
10.6.5 节点在DODAG内部或DODAG之间的移动 198
10.6.6 使用DAO讯息沿着DODAG填充路由表 199
10.6.7 RPL中的循环迴避和循环探测机制 201
10.6.8 全局和局部修复 203
10.6.9 路由与RPL的邻接 207
10.6.10 RPL定时器管理 207
10.6.11 仿真结果 208
10.7 结论 213
第11章 智慧型体的网路服务 214
11.1 网路服务概念 215
11.1.1 通用数据格式 216
11.1.2 表述性状态转移 217
11.2 智慧型体网路服务的性能 220
11.2.1 执行的複杂性 220
11.2.2 性能 222
11.3 Pachube：智慧型体的网路服务系统 223
11.3.1 互动模型 225
11.3.2 Pachube数据格式 225
11.3.3 HTTP请求 226
11.3.4 HTTP返回代码 227
11.3.5 验证和安全性 227
11.3.6 触发器 228
11.4 结论 229
参考文献 230