物联网设计

第一部分　原型阶段

第1章　物联网概览2

1.1　物联网的应用范例2

1.2　物联网的概念3

1.3　物联网出现的技术背景6

第一部分　原型阶段

第1章　物联网概览2

1.1　物联网的应用范例2

1.2　物联网的概念3

1.3　物联网出现的技术背景6

1.4　有魔力的物品10

1.5　物联网的创造者12

1.6　小结13

第2章　联网装置的设计原则15

2.1　环境计算和宁静技术16

2.2　用魔法作隐喻20

2.3　隐私24

2.3.1　保守秘密24

2.3.2　谁的数据26

2.4　联网装置的Web思维27

2.4.1　小块松散组合27

2.4.2　因特网上的一等公民28

2.4.3　优雅降级29

2.5　功能可供性30

2.6　小结32

第3章　因特网原理33

3.1　因特网通信概览33

3.1.1　IP34

3.1.2　TCP35

3.1.3　IP协议栈35

3.1.4　UDP36

3.2　IP地址37

3.2.1　DNS38

3.2.2　静态IP地址分配39

3.2.3　动态IP地址分配40

3.2.4　IPv640

3.3　MAC地址42

3.4　TCP和UDP端口43

3.4.1　示例：HTTP端口44

3.4.2　其他常用端口45

3.5　应用层协议45

3.5.1　HTTP46

3.5.2　HTTPS：加密的HTTP49

3.5.3　其他应用层协议50

3.6　小结51

第4章　原型设计与制作概述52

4.1　快速搭建原型53

4.2　熟悉程度57

4.3　成本与开发难度57

4.4　原型和产品61

4.4.1　修改嵌入式平台61

4.4.2　原型结构和批量个性化定制62

4.4.3　迁移到云端62

4.5　开源与闭源64

4.5.1　为何选择闭源66

4.5.2　为何选择开源67

4.5.3　混合使用开源和闭源71

4.5.4　在大众市场项目中选择闭源71

4.6　利用社区资源72

4.7　小结74

第5章　嵌入式装置的原型开发75

5.1　电子电路基础76

5.1.1　传感器77

5.1.2　执行器78

5.1.3　原型电路的演进路线79

5.2　嵌入式计算基础81

5.2.1　微控制器81

5.2.2　片上系统82

5.2.3　选择平台82

5.3　Arduino87

5.3.1　在Arduino上做开发89

5.3.2　硬件相关的一些介绍93

5.3.3　开放性95

5.4　树莓派97

5.4.1　外壳和扩展板99

5.4.2　用树莓派做开发100

5.4.3　硬件相关的一些说明105

5.4.4　开放性106

5.5　BeagleBone Black107

5.5.1　外壳和扩展板109

5.5.2　在BeagleBone上做开发110

5.5.3　硬件相关的一些说明114

5.5.4　开放性114

5.6　Electric Imp116

5.7　其他值得关注的平台126

5.7.1　手机和平板电脑126

5.7.2　插头计算：始终在线的物联网127

5.8　小结129

第6章　原型系统的结构设计与制作130

6.1　准备工作130

6.2　画草图，迭代和探索132

6.3　非数字化的方法134

6.4　激光切割136

6.4.1　激光切割机的选择137

6.4.2　软件138

6.4.3　铰链和接头139

6.5　3D打印142

6.5.1　3D打印技术的类型143

6.5.2　软件146

6.6　数控铣削147

6.7　现有物品的循环再利用149

6.8　小结154

第7章　原型系统在线组件的设计155

7.1　开始使用API156

7.1.1　API的混聚157

7.1.2　Web数据抓取158

7.1.3　合法性158

7.2　编写新的API159

7.2.1　Clockodillo160

7.2.2　安全161

7.2.3　API的实现165

7.2.4　使用CURL进行测试172

7.2.5　进一步的工作174

7.3　实时响应178

7.3.1　轮询179

7.3.2　COMET180

7.4　其他协议183

7.4.1　消息队列遥测传输183

7.4.2　可扩展通信和表示协议184

7.4.3　受限应用协议184

7.5　小结184

第8章　嵌入式编程技术185

8.1　内存管理186

8.1.1　内存类型186

8.1.2　最大程度地利用RAM188

8.2　性能和电池寿命193

8.3　库196

8.4　调试197

8.5　小结201

第二部分　产品阶段

第9章　商业模式204

9.1　商业模式简史205

9.1.1　空间和时间205

9.1.2　从手工制作到批量生产206

9.1.3　因特网时代的长尾效应208

9.1.4　以史为鉴209

9.2　商业模式画布209

9.3　商业模式的用途211

9.4　常见模式214

9.4.1　制造销售214

9.4.2　订阅215

9.4.3　定制化215

9.4.4　成为一种关键资源216

9.4.5　提供基础设施：传感器网络217

9.4.6　获取提成218

9.5　为物联网初创企业筹资219

9.5.1　业余爱好项目和开源220

9.5.2　风险投资221

9.5.3　政府投资224

9.5.4　众筹225

9.6　精益创业227

9.7　小结228

第10章　生产制造阶段230

10.1　你要生产什么231

10.2　设计套件232

10.3　设计印制电路板234

10.3.1　软件选择238

10.3.2　设计过程239

10.4　制作印制电路板242

10.4.1　蚀刻电路板243

10.4.2　电路板的铣加工243

10.4.3　第三方制作244

10.4.4　装配244

10.4.5　测试246

10.5　批量生产壳体和其他固定物248

10.6　认证252

10.7　成本255

10.8　扩展软件257

10.8.1　部署258

10.8.2　正确性和可维护性259

10.8.3　安全259

10.8.4　性能260

10.8.5　用户社区261

10.9　小结261

第11章　道德伦理262

11.1　描述物联网的特征264

11.2　隐私265

11.3　控制269

11.3.1　混乱的控制271

11.3.2　众包271

11.4　环保274

11.4.1　实体装置274

11.4.2　电子电路276

11.4.3　因特网服务277

11.5　解决之道277

11.5.1　把物联网作为解决方案的一部分277

11.5.2　谨慎乐观279

11.5.3　开放物联网的定义280

11.6　小结281

我们已经看了几个物联网的范例，那么它们之间的共同点在哪里？我们又为什么要把它们叫做物联网呢？可以看到，上面的所有实例都使用因特网发送、接收或交换信息。在每个实例中，连接到因特网的装置不是计算机、平板电脑或移动电话，而是某种日常生活中的实物，或者说物品。这些物品都针对一定用途进行了特意的设计：雨伞需要有一个可以伸缩的伞面和一个可以支撑伞面的手柄；公交车的显示屏需要让乘客（包括年长和有视力障碍的乘客）...

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