叢書序
序言
第1章 智能硬件概述1
1.1 智能硬件定義1
1.2 物聯(lián)網(wǎng)的市場空間3
1.3 智能硬件創(chuàng)業(yè)機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存4
1.4 智能硬件發(fā)展趨勢6
1.4.1 智能硬件產(chǎn)品問題分析7
1.4.2 智能硬件行業(yè)分析9
1.4.3 智能硬件的未來13
1.5 智能硬件創(chuàng)業(yè)策略14
1.5.1 尋找客戶痛點(diǎn)14
1.5.2 智能硬件研發(fā)選擇15
1.6 本章小結(jié)16
1.7 本章習(xí)題16
第2章 智能硬件理論基礎(chǔ)17
2.1 人工智能起源17
2.2 人工智能發(fā)展18
2.2.1 人工智能發(fā)展趨勢18
2.2.2 我國人工智能發(fā)展20
2.3 大數(shù)據(jù)智能理論23
2.4 跨媒體感知計(jì)算理論24
2.5 混合增強(qiáng)智能理論26
2.6 群體智能理論29
2.7 自主協(xié)同控制與優(yōu)化決策理論33
2.8 高級(jí)機(jī)器學(xué)習(xí)理論37
2.8.1 高級(jí)機(jī)器學(xué)習(xí)介紹37
2.8.2 機(jī)器學(xué)習(xí)的研究范疇38
2.8.3 機(jī)器學(xué)習(xí)的一些常見算法39
2.8.4 物聯(lián)網(wǎng)、人工智能與機(jī)器學(xué)習(xí)42
2.9 類腦智能計(jì)算理論45
2.9.1 類腦計(jì)劃48
2.9.2 類腦科學(xué)49
2.9.3 類腦計(jì)算50
2.9.4 類腦智能51
2.9.5 類腦智能發(fā)展方向53
2.10 量子計(jì)算與人工智能55
2.11 人工智能關(guān)鍵共性技術(shù)57
2.11.1 知識(shí)計(jì)算引擎與知識(shí)服務(wù)技術(shù)57
2.11.2 跨媒體分析推理技術(shù)59
2.11.3 群體智能關(guān)鍵技術(shù)61
2.11.4 其他人工智能關(guān)鍵技術(shù)62
2.12 人工智能產(chǎn)業(yè)63
2.13 本章小結(jié)65
2.14 本章習(xí)題66
第3章 智能硬件之物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)67
3.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)概述67
3.1.1 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的功能需求67
3.1.2 智能物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的發(fā)展72
3.2 物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議75
3.2.1 HTTP協(xié)議75
3.2.2 CoAP協(xié)議76
3.2.3 MQTT協(xié)議（低帶寬）77
3.2.4 DDS協(xié)議77
3.2.5 AMQP協(xié)議78
3.2.6 XMPP協(xié)議78
3.2.7 JMS協(xié)議79
3.3 物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議轉(zhuǎn)換80
3.3.1 協(xié)議轉(zhuǎn)換方法80
3.3.2 硬件設(shè)計(jì)案例81
3.3.3 協(xié)議轉(zhuǎn)換案例82
3.4 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)85
3.4.1 設(shè)計(jì)方法86
3.4.2 硬件設(shè)計(jì)87
3.4.3 軟件設(shè)計(jì)88
3.4.4 層次結(jié)構(gòu)89
3.4.5 交互流程91
3.4.6 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)92
3.5 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)應(yīng)用96
3.5.1 應(yīng)用方向96
3.5.2 應(yīng)用實(shí)例97
3.6 物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計(jì)99
3.6.1 家用網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計(jì)99
3.6.2 能源網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計(jì)101
3.6.3 NXP網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計(jì)102
3.6.4 英特爾網(wǎng)關(guān)參考設(shè)計(jì)103
3.7 本章小結(jié)106
3.8 本章習(xí)題106
第4章 智能硬件之醫(yī)療設(shè)備研發(fā)107
4.1 概述107
4.1.1 醫(yī)療儀器研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈108
4.1.2 醫(yī)療器械智能化趨勢108
4.2 人工智能+醫(yī)療110
4.2.1 人工智能+醫(yī)療發(fā)展簡史111
4.2.2 人工智能+醫(yī)療市場分析111
4.2.3 人工智能+醫(yī)療發(fā)展約束115
4.3 醫(yī)用傳感器117
4.3.1 醫(yī)用傳感器的特征117
4.3.2 醫(yī)用傳感器的用途119
4.3.3 醫(yī)用傳感器的選擇122
4.3.4 醫(yī)用傳感器的研發(fā)125
4.3.5 微型心率傳感器125
4.3.6 PET/CT圖像傳感器127
4.3.7 MRI圖像傳感器130
4.3.8 B超圖像傳感器131
4.3.9 醫(yī)用傳感器發(fā)展趨勢132
4.4 智慧醫(yī)療134
4.4.1 智慧醫(yī)療簡介134
4.4.2 健康管理135
4.4.3 康復(fù)工程136
4.4.4 無線監(jiān)護(hù)遠(yuǎn)程醫(yī)療137
4.5 可穿戴心率監(jiān)護(hù)儀142
4.5.1 可穿戴心電血壓監(jiān)護(hù)儀142
4.5.2 健康監(jiān)測智能手表142
4.5.3 心率電導(dǎo)傳感器143
4.5.4 心率光敏傳感器144
4.5.5 心率測量干擾消除146
4.5.6 可穿戴設(shè)備的功耗約束148
4.6 健康監(jiān)測智能手環(huán)149
4.6.1 智能手環(huán)的制作149
4.6.2 如何實(shí)現(xiàn)計(jì)步150
4.6.3 硬件電路設(shè)計(jì)150
4.6.4 MPU6050驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)153
4.6.5 研發(fā)流程155
4.6.6 客戶端軟件模塊設(shè)計(jì)157
4.6.7 手環(huán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)164
4.7 其他智能醫(yī)療設(shè)備166
4.8 智能醫(yī)療設(shè)備發(fā)展趨勢168
4.9 本章小結(jié)171
4.10 本章習(xí)題171
第5章 智能硬件之機(jī)器人研發(fā)172
5.1 概述172
5.1.1 機(jī)器人系統(tǒng)組成173
5.1.2 機(jī)器人是如何工作的175
5.1.3 家庭自制機(jī)器人178
5.1.4 人工智能機(jī)器人180
5.1.5 經(jīng)典機(jī)器人基礎(chǔ)181
5.2 智能機(jī)器人設(shè)計(jì)183
5.2.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)原則183
5.2.2 機(jī)器人設(shè)計(jì)階段184
5.2.3 機(jī)器人手腕設(shè)計(jì)186
5.2.4 機(jī)器人設(shè)計(jì)研究發(fā)展191
5.3 智能機(jī)器人技術(shù)192
5.4 智能機(jī)器人控制195
5.4.1 機(jī)器人控制概述196
5.4.2 工業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)197
5.4.3 驅(qū)動(dòng)控制一體化198
5.5 機(jī)器人傳感器203
5.5.1 運(yùn)動(dòng)傳感器203
5.5.2 機(jī)器人聽覺204
5.5.3 機(jī)器人觸覺208
5.5.4 機(jī)器人視覺211
5.6 工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)213
5.6.1 工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí)213
5.6.2 工業(yè)機(jī)器人的控制器214
5.6.3 工業(yè)機(jī)器人的伺服系統(tǒng)214
5.6.4 工業(yè)機(jī)器人的減速器214
5.7 家用機(jī)器人設(shè)計(jì)218
5.8 建筑機(jī)器人設(shè)計(jì)219
5.8.1 建筑機(jī)器人的關(guān)鍵技術(shù)219
5.8.2 建筑機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基本策略222
5.9 智能機(jī)器人223
5.9.1 智能機(jī)器人分類223
5.9.2 智能機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)225
5.9.3 智能機(jī)器人發(fā)展趨勢227
5.9.4 更具智慧的工業(yè)機(jī)器人227
5.10 機(jī)器人研究前沿228
5.10.1 機(jī)器人設(shè)計(jì)方法與共性技術(shù)228
5.10.2 機(jī)器人認(rèn)知與行為控制229
5.10.3 機(jī)器人人機(jī)交互與和諧共存230
5.10.4 機(jī)器人及機(jī)電一體化系統(tǒng)集成231
5.11 本章小結(jié)231
5.12 本章習(xí)題231
第6章 智慧校園232
6.1 概述232
6.2 智慧校園——智能管理234
6.3 智慧校園——公共服務(wù)237
6.4 智慧校園——信息安全239
6.5 智慧校園——智能教學(xué)242
6.5.1 智慧教學(xué)環(huán)境243
6.5.2 智慧教學(xué)資源244
6.6 智慧校園——智能實(shí)驗(yàn)245
6.6.1 背景與需求245
6.6.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)246
6.6.3 智慧實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)拓?fù)?47
6.6.4 智慧實(shí)驗(yàn)室功能設(shè)計(jì)248
6.6.5 智慧實(shí)驗(yàn)室硬件部分設(shè)計(jì)方案253
6.6.6 智慧實(shí)驗(yàn)室云服務(wù)256
6.6.7 智慧實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)256
6.7 智慧校園——生態(tài)健康257
6.8 中小學(xué)智慧校園解決方案259
6.8.1 概述260
6.8.2 中小學(xué)智慧校園解決方案整體設(shè)計(jì)260
6.8.3 中小學(xué)智慧校園系統(tǒng)平臺(tái)功能262
6.8.4 移動(dòng)智慧校園263
6.8.5 智慧校園門戶264
6.8.6 智慧辦公管理265
6.8.7 智慧資源管理267
6.8.8 智慧教學(xué)活動(dòng)268
6.8.9 教師專業(yè)發(fā)展268
6.8.10 學(xué)生個(gè)性發(fā)展269
6.8.11 智慧家校270
6.8.12 智慧終端270
6.8.13 智慧管控系統(tǒng)271
6.9 本章小結(jié)272
6.10 本章習(xí)題272
第7章 智慧工廠273
7.1 概述273
7.1.1 智慧工廠的實(shí)現(xiàn)技術(shù)273
7.1.2 智慧工廠的特征275
7.2 智慧工廠結(jié)構(gòu)276
7.2.1 系統(tǒng)套件276
7.2.2 霧計(jì)算平臺(tái)278
7.2.3 邊緣計(jì)算平臺(tái)278
7.2.4 工業(yè)網(wǎng)關(guān)概述278
7.3 智慧工廠方案280
7.3.1 智慧工廠管理280
7.3.2 系統(tǒng)解決方案281
7.3.3 智慧工廠產(chǎn)品283
7.4 智慧工廠管理285
7.4.1 管理信息化285
7.4.2 生產(chǎn)管理287
7.4.3 設(shè)備管理287
7.4.4 物料管理287
7.5 智慧工廠案例288
7.5.1 智能工廠案例1——福耀玻璃288
7.5.2 智慧工廠案例2——華星光電290
7.5.3 智慧工廠案例3——海爾衛(wèi)璽291
7.6 智慧工廠發(fā)展趨勢293
7.7 本章小結(jié)295
7.8 本章習(xí)題296
第8章 智慧農(nóng)業(yè)297
8.1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的定義297
8.2 發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的意義298
8.2.1 發(fā)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的政策機(jī)遇298
8.2.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)加速傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的改造升級(jí)298
8.3 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)299
8.3.1 基礎(chǔ)感知層300
8.3.2 信息傳輸層300
8.3.3 終端應(yīng)用層300
8.4 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)300
8.4.1 農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)301
8.4.2 農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù)302
8.4.3 農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)302
8.5 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用303
8.5.1 智能節(jié)水灌溉方面304
8.5.2 設(shè)施農(nóng)業(yè)方面305
8.5.3 大田精細(xì)種植方面306
8.5.4 畜禽養(yǎng)殖方面306
8.5.5 水產(chǎn)養(yǎng)殖方面307
8.5.6 農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全追溯方面308
8.5.7 病蟲害防控方面308
8.6 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢及前景展望309
8.7 農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)309
8.7.1 農(nóng)業(yè)信息感知概述310
8.7.2 農(nóng)業(yè)信息感知技術(shù)結(jié)構(gòu)框架310
8.7.3 土壤信息傳感技術(shù)311
8.7.4 農(nóng)業(yè)動(dòng)植物生理信息傳感技術(shù)313
8.7.5 農(nóng)業(yè)水體信息傳感技術(shù)314
8.7.6 農(nóng)業(yè)氣象信息傳感技術(shù)315
8.7.7 農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)315
8.7.8 農(nóng)業(yè)個(gè)體識(shí)別技術(shù)316
8.7.9 農(nóng)業(yè)導(dǎo)航技術(shù)318
8.8 農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù)319
8.8.1 農(nóng)業(yè)信息傳輸概述319
8.8.2 農(nóng)業(yè)信息傳輸技術(shù)結(jié)構(gòu)框架319
8.8.3 農(nóng)業(yè)有線傳輸技術(shù)320
8.8.4 農(nóng)業(yè)無線傳輸技術(shù)320
8.9 農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)321
8.9.1 農(nóng)業(yè)信息處理的關(guān)鍵技術(shù)321
8.9.2 農(nóng)業(yè)信息處理技術(shù)結(jié)構(gòu)框架322
8.9.3 農(nóng)業(yè)預(yù)測技術(shù)323
8.9.4 農(nóng)業(yè)預(yù)警技術(shù)324
8.9.5 農(nóng)業(yè)智能控制技術(shù)324
8.9.6 農(nóng)業(yè)智能決策技術(shù)325
8.9.7 農(nóng)業(yè)診斷推理技術(shù)326
8.9.8 農(nóng)業(yè)視覺信息處理技術(shù)326
8.10 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用案例327
8.10.1 大田種植物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例327
8.10.2 設(shè)施園藝物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例328
8.10.3 農(nóng)產(chǎn)品溯源物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例329
8.10.4 桑蠶養(yǎng)殖物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例330
8.10.5 防病蟲害物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例330
8.11 本章小結(jié)331
8.12 本章習(xí)題331
第9章 智慧城市建設(shè)332
9.1 概述332
9.1.1 智慧城市治理理念334
9.1.2 智慧城市建設(shè)重點(diǎn)335
9.2 智慧城市設(shè)計(jì)336
9.2.1 智慧城市技術(shù)架構(gòu)337
9.2.2 智慧城市設(shè)計(jì)原則338
9.2.3 智慧城市架構(gòu)設(shè)計(jì)339
9.2.4 智慧城市設(shè)計(jì)流程341
9.2.5 智慧城市大腦模型342
9.3 城市指揮中心344
9.4 城市物聯(lián)網(wǎng)348
9.4.1 智慧城市中的物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)351
9.4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)體系355
9.4.3 產(chǎn)業(yè)鏈條與應(yīng)用案例355
9.5 城市公共事業(yè)356
9.5.1 智慧城市公共事業(yè)356
9.5.2 智慧城市四表聯(lián)抄358
9.5.3 智慧照明管理系統(tǒng)360
9.5.4 智慧照明云霧體系362
9.6 城市生態(tài)宜居364
9.6.1 城市生態(tài)環(huán)境現(xiàn)狀364
9.6.2 生態(tài)治理與國家法規(guī)365
9.6.3 生態(tài)環(huán)保云上督察366
9.6.4 大氣污染防治現(xiàn)狀367
9.6.5 城市環(huán)境檢測指標(biāo)368
9.6.6 生態(tài)環(huán)境治理方案369
9.7 城市智慧社區(qū)374
9.8 本章小結(jié)377
9.9 本章習(xí)題377