物联网与数字家庭网络技术

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本书从物联网的数字家庭应用和组网应用出发，定义了数字家庭的概念，描述了数字家庭的国内外发展过程、体系结构、发展现状、技术体制和实现方案，全面阐述了面向无须新布线家庭网络的家庭低压电力线载波通信技术（PLC）的原理、标准化情况、信道与传输特性、协议及产业化情况，以及家庭电力线设备的设计和实现，并介绍了实际的设计实现和典型应用示范案例。本书源自课题组对数字家庭网络技术的研究，对关键设备的研制，以及典型应用示范的实际经验。本书可为从事数字家庭领域的领导、工程设计和智慧社区及城市集成人员提供参考。

第1章  数字家庭与物联网
1.1  物联网的体系结构
1.2  支持物联网的基础技术
1.2.1  射频标志识别（RFID）技术
1.2.2  传感器（Sensor）网络技术
1.2.3  互联网技术
1.3  数字家庭与物联网的关系
1.4  面向数字家庭的物联网应用实例
1.4.1  智能建筑
1.4.2  智能家居
小结

第2章  数字家庭和家庭网络
2.1  对数字家庭的认识历程
2.1.1  认识数字家庭
2.1.2  数字家庭的发展现状
2.2  数字家庭的概念与内涵
2.2.1  概念
2.2.2  内涵
2.3  数字家庭的体系结构
2.3.1  基础网络
2.3.2  应用平台
2.3.3  多种服务系统
2.3.4  多种工作环境
2.4  家庭网络和多业务平台
2.4.1  家用计算机应用平台
2.4.2  家用电视机应用平台
2.4.3  家用电话机应用平台
2.4.4  家用移动智能手机应用平台
2.4.5  家用电器应用平台
2.5  各种业务平台之间的关系
2.6  家庭网络的研制实现
2.6.1  经济型家庭网络
2.6.2  基本型家庭网络
2.6.3  扩展型家庭网络
2.6.4  标准型家庭网络
小结

第3章  家庭网络技术
3.1  数字家庭组网技术
3.1.1  家庭有线组网技术
3.1.2  有线智能家居控制通信技术
3.1.3  家庭无线组网技术
3.2  家庭网络组网技术的进展
3.2.1  国内组网技术的进展
3.2.2  国际组网技术的进展
小结

第4章  家庭网络技术的标准化状况
4.1  公共网络提供的信息类业务的标准化组织
4.1.1  ITU-T的标准
4.1.2  ETSI的标准
4.1.3  国家和行业数字家庭的标准
4.1.4  IETF标准
4.1.5  OSGI的标准
4.2  家庭内部信息共享业务的标准化组织
4.2.1  数字生活网络联盟DLNA
4.2.2  信息设备资源共享协同服务（IGRS闪联）
4.2.3  UPnP
4.3  控制类业务的标准化组织
4.3.1  ECHONET
4.3.2  消费电子总线（CEBus）
4.3.3  欧洲安装总线（EIB）
4.3.4  控制类总线的标准
4.4  建筑与社区信息化领域的标准化组织
4.5  家电行业的标准化组织
4.6  以家庭网络传输技术为研究对象的标准化组织
4.7  数字家庭系列标准的特点分析
小结

第5章  家庭网络总体技术
5.1  家庭网络技术体制问题
5.1.1  家庭网络需要完成的功能需求
5.1.2  家庭网络工作环境
5.1.3  家庭网络需要考虑的关键要素
5.1.4  家庭网络需要支持的接入设备
5.1.5  家庭网络需要支持的业务种类
5.2  家庭网络技术体制比较
5.3  家庭网络技术方案分析
5.3.1  几种有线组网的方案对比
5.3.2  家庭组网技术方案
5.4  家庭局域网技术体制选择
5.4.1  CSMA/CD网络协议
5.4.2  令牌总线网络协议
5.5  家庭网络优选技术体制评估
5.6  家庭网络需要突破的关键技术
5.6.1  家庭电力线带通滤波器设计
5.6.2  基于电力线的传输系统设计
5.6.3  基于电力线的多电话业务系统设计
5.6.4  可搬移数字电视系统设计
5.6.5  系列电猫设计
5.6.6  网络安全问题
5.6.7  基本型家庭网关功能设计
5.6.8  标准型家庭网关功能设计
5.6.9  网络管理
小结

第6章  家庭低压电力线载波通信技术
6.1  PLC技术的发展历史
6.2  PLC技术分类
6.3  电力公司对PLC技术的功能定位
6.4  宽带PLC技术的主要用途
6.5  基于PLC的网络体系结构
6.6  宽带PLC可能支持的业务种类
6.7  PLC在家庭环境中的应用
6.7.1  家庭环境
6.7.2  PLC在家庭网络中支持的业务种类
6.7.3  PLC网络支持家庭应用业务类型的端到端QoS参数
6.8  国外PLC的研究现状
6.9  国内PLC的研究现状
6.10  PLC标准化的情况
6.10.1  概述
6.10.2  电力线通信国际组织或标准
小结

第7章  家庭低压电力线信道特性分析
7.1  低压电力线上的阻抗和衰减特性
7.2  低压电力线的噪声模型
7.2.1  噪声分类
7.2.2  噪声分析
7.3  低压电力线的传递函数模型
7.4  低压电力线的通信信道模型
7.4.1  多径传播造成的衰减
7.4.2  线路损耗衰减
7.4.3  延时衰减
7.4.4  家庭低压电力线的信道模型
7.5  低压电力线的通信信道容量
小结

第8章  家庭低压电力线传输特性测试
8.1  室内低压电力线的家庭网络环境构建
8.2  家居电力线环境的实际线路参考数据
8.3  实验室搭建的低压电力线传输特性测试环境
8.3.1  测试方案
8.3.2  家庭低压电力线在不加电情况下的传输特性
8.3.3  家庭低压电力线在加电情况下的传输特性
8.3.4  数字电表测试
小结

第9章  家庭网络低压电力线传输总线设计
9.1  传输速率要求
9.2  总线传输系统参数
9.3  基于PLC的传输系统构成
9.4  主流PLC芯片概述
9.5  电猫核心芯片自主设计
9.6  逻辑令牌协议设计
9.6.1  协议支持的业务类型
9.6.2  协议帧格式
9.6.3  协议流程
9.7  实验室中几种PLC设备的测试情况
9.7.1  测试环境
9.7.2  测试结果
9.7.3  测试结论
小结

第10章  家庭网络管理技术
10.1  系统管理模型
10.1.1  公共网络管理域的总体功能
10.1.2  家庭网络内部管理域的总体功能
10.1.3  系统管理体系
10.2  系统组成
10.3  软件体系结构
10.3.1  数据接口与适配层
10.3.2  管理应用服务层
10.3.3  应用表示层
10.4  网络管理实现策略
10.5  基于TR-069协议的家庭网络管理
10.5.1  功能组件
10.5.2  协议栈
10.5.3  通信过程
10.5.4  系统实现
小结

第11章  家庭网络安全技术
11.1  网络安全防卫
11.2  网络安全自律
11.3  家庭网络的安全
11.4  家庭网络的安全需求
11.5  家庭网关支持的网络安全
11.5.1  多SSID和VLAN技术
11.5.2  IEEE 802.1x认证
11.5.3  WEP和WPA
11.5.4  IDS技术
11.5.5  其他家庭网络安全防护技术
11.6  OSGI家庭网络安全服务架构
11.6.1  家庭设备安全控制服务
11.6.2  基于传输状态的防火墙
11.6.3  用户管理服务
11.7  UPnP标准框架下的家庭网络安全服务架构
11.7.1  UPnP Device Security框架
11.7.2  安全机制建立框架
小结

第12章  数字家庭网络和多业务平台系统的设计和应用示范
12.1  经济型家庭网络和多业务平台的设计
12.1.1  设计目标
12.1.2  总体结构
12.1.3  技术体制和技术实现
12.2  基本型家庭网络设计
12.2.1  设计目标
12.2.2  总体结构
12.2.3  技术体制和技术实现
12.3  标准型家庭网络设计
12.3.1  设计目标
12.3.2  总体结构
12.3.3  接收同一个电视节目的多CATV电视机方案
12.3.4  接收不同电视节目的多CATV电视机方案
12.4  扩展型家庭网络设计
12.4.1  设计目标
12.4.2  总体结构
12.4.3  两级有线家庭局域网解决方案
12.4.4  两级有线/无线家庭局域网解决方案
12.4.5  技术体制
12.5  经济型和基本型家庭网络的试点方案和试点内容
12.5.1  试点目标
12.5.2  试点方案一
12.5.3  试点方案二
小结

第13章  家庭网络与智能电网
13.1  智能电网与数字家庭的关系
13.2  家庭网络在智能能源系统中的应用实例
13.3  国家电网公司的智能电网研制规划
小结

第14章  家庭网络与建筑电子
14.1  建筑电子的产业规模
14.2  建筑电子的发展趋势
14.3  数字家庭在建筑电子中的应用实例
小结

第15章  家庭网络与三网融合
15.1  三网融合和家庭网络
15.1.1  三网融合的建设原则和目标
15.1.2  三网融合的试点提出
15.1.3  国家高科技计划三网融合演进技术与系统研究项目
15.1.4  三网融合和家庭网络的关系
15.2  家庭网络中的三网融合方案
小结
附录A  缩略语
附录B  网络管理技术标准
附录C  家庭网络速率分级设计
参考文献