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《物联网与数字家庭网络技术》前言

时间:2012-10-12  来源:丛书编委会  作者:
总序

  信息技术的高速发展与广泛应用,引发了一场全球性的产业革命,正推动着各国经济的发展与人类社会的进步。信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,信息化水平
总序

  信息技术的高速发展与广泛应用,引发了一场全球性的产业革命,正推动着各国经济的发展与人类社会的进步。信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势,信息化水平已成为衡量一个国家综合国力与现代化水平的重要标志。中国政府高度重视信息化工作,紧紧抓住全球信息技术革命和信息化发展的难得历史机遇,不失时机地将信息化建设提到国家战略高度,大力推进国民经济与社会服务的信息化,以加快实现我国工业化和现代化,并将信息产业作为国家的先导、支柱与战略性产业,放在优先发展的地位上。

  党的十五届五中全会明确指出:信息化是覆盖现代化建设全局的战略举措;要优先发展信息产业,大力推广信息技术应用。党的“十六大”把大力推进信息化作为我国在21世纪头20年经济建设和改革的一项重要任务,明确要求“坚持以信息化带动工业化,以工业化促进信息化”,“走新型工业化道路”。党的“十七大”进一步提出了“五化并举”与“两化融合发展”的目标,再次强调了走新型工业化道路,大力推广信息技术应用与推动国家信息化建设的战略方针。在中央领导的亲切关怀、指导,各部门、各地方及各界的积极参与和共同努力下,我国的信息产业持续高速发展,信息技术应用与信息化建设坚持“以人为本”、科学发展,取得了利国惠民、举世瞩目的骄人业绩。

  近几年来,在全球金融危机的大背景下,各国政要纷纷以政治家的胆略和战略思维提出了振兴本国经济、确立竞争优势的关键战略。2009年,美国奥巴马政府把“智慧地球”上升为国家战略;欧盟也在同年推出《欧洲物联网行动计划》;我国领导在2009年提出了“感知中国”的理念,并于2010年把包含物联网在内的新一代信息技术等7个重点产业,列入“国务院加快培育和发展的战略性新兴产业的决定”中,同时纳入我国“十二五”重点发展战略及规划。日本在2009年颁布了新一代信息化战略“i-Japan”;韩国2006年提出“u-Korea”战略,2009年具体推出IT839战略以呼应“u-Korea”战略;澳大利亚推出了基于智慧城市和智能电网的国家发展战略;此外,还有“数字英国”、“数字法国”、“新加坡智慧国2015(iN2015)”等,都从国家角度提出了重大信息化发展目标,作为各国走出金融危机、重振经济的重要战略举措。

  物联网在中国的迅速兴起绝非炒作。我们认为它是我国战略性新兴产业——信息产业创新发展的新的增长点,是中国信息化重大工程,特别是国家金卡工程最近10年的创新应用、大胆探索与成功实践所奠定的市场与应用基础,是中国信息化建设在更高层面,向更广领域纵深发展的必然结果。

  近两年来,胡锦涛总书记、温家宝总理等中央领导同志深入基层调研,多次强调要依靠科技创新引领经济社会发展,要注重经济结构调整和发展模式转变,重视和支持战略性新兴产业发展,并对建设“感知中国”、积极发展物联网应用等做出明确指示。中央领导在视察过程中,充分肯定了国家金卡工程银行卡产业发展及城市多功能卡应用和物联网RFID行业应用示范工程取得的成果,鼓励我国信息业界加强对超高频UHF等核心芯片的研发,并就推动物联网产业和应用发展等问题发表了重要讲话,就加快标准制定、核心技术产品研发、抢占科技制高点、掌握发展主动权等,做出一系列重要指示。我们将全面贯彻落实中央领导的指示精神,进一步发挥信息产业对国家经济增长的“倍增器”、发展方式的“转换器”和产业升级的“助推器”作用,促进两化融合发展,真正走出一条具有中国特色的信息产业发展与国家信息化之路。

  我们编辑出版“物联网在中国”系列丛书(以下简称“丛书”),旨在探索中国特色的物联网发展之路,通过全面介绍中国物联网的发展背景、体系架构、技术标准体系、关键核心技术产品与产业体系、典型应用系统及重点领域、公共服务平台及服务业发展等,为各级政府部门、广大用户及信息业界提供决策参考和工作指南,以推动物联网产业与应用在中国的健康有序发展。

  “丛书”首批20分册将于2012年6月正式发行,我们衷心感谢国家新闻出版总署的大力支持,将“丛书”列入“十二五”国家重点图书出版规划项目,并给予国家出版基金的支持;感谢国务院各相关部门、行业及有关地方,以及我国信息产业界相关企事业单位对“丛书”编写工作的指导、支持和积极参与;感谢社会各界朋友的支持与帮助。谨以此“丛书”献给为中国的信息化事业奋力拼搏的人们!
 
“物联网在中国”系列丛书编委会主任
潘云鹤         
2012年5月于北京
 
序言

  随着信息网络技术的迅猛发展和普遍运用,人类已迈入信息社会和网络时代,信息网络已成为重要的社会基础设施。其应用领域和服务对象不断拓展,信息网络的主体从过去主要沟通人与人之间信息联络的互联网,逐步发展为实现人与人、人与机器、机器与机器之间信息交互的物联网,从过去主要为国民经济、社会管理、公共事业及国防等各部门和行业服务,演进到为全社会广大公众提供普遍服务,它已渗透到人们日常生活的各个角落,甚至进入每个家庭。物联网已被认为是将取代互联网的网络演进新阶段,以家庭网络为基础构建数字家庭成为物联网应用的热点领域之一。

  本书主要论述数字家庭和家庭网络的概念、技术、标准与应用。首先,介绍物联网、数字家庭与家庭网络的初步知识,综述了射频标志、传感器网络及互联网等基本技术。接着,以国内外发展过程、概念定义、体系结构、发展现状、技术体制和实现方案为脉络,深入浅出地阐述了家庭网络总体技术。然后,用较大篇幅讨论了家庭网络涉及的关键技术与工程实现问题。一是家庭网络利用电力线进行传输的技术,包括低压电力线载波通信技术(PLC)原理、标准化情况、信道与传输特性、协议及芯片设计等;二是家庭网络的管理技术,包括管理模型、管理系统组成与体系结构、管理协议、管理策略及标准化情况等;三是家庭网络的安全技术,包括安全的概念、家庭网络安全需求、安全网关、安全服务等;四是家庭网络的应用设计,包括多业务平台设计、不同类型家庭网络设计和应用试点方案等。最后,概要分析了家庭网络与智能电网和建筑电子等相关产业的关系,描述了家庭网络技术在这些新兴产业中的广阔应用前景。

  本书与同类书籍相比具有明显的特色。一是题材新颖。家庭网络和数字家庭是近几年才逐步兴起并走入百姓视野的电子信息技术领域,本书及时反映了该领域的概况和最新进展,具有较强的时效性。二是内容充实。书中涉猎数字家庭和家庭网络技术与应用的方方面面,既包括概念内涵、历史沿革、系统组成、工作原理和体制标准等技术的自身核心内容的介绍,又延展到相关产业应用前景、工程实现方法和典型案例设计等的具体分析,具有较高的参考价值。三是基础扎实。本书作者均为长期从事信息技术领域科学研究和工程应用的专家,并且以广东省“数字家庭行动计划”和广州市大学城“国家数字家庭应用示范产业基地”试点工程的丰富实践经验为基础,使本书内容扎实可信,具有很好的实用性。四是浅显易懂。本书文字描述深入浅出,图文并茂,尽量避免使用晦涩难懂的公式、算法,适合多阶层广大读者阅读使用。

  总而言之,本书是数字家庭和家庭网络方面的一本有较高参考价值的书籍。随着信息网络技术的发展和社会信息化进程的加快,家庭网络技术的应用将越来越广。相信本书的出版,将为从事物联网特别是家庭网络技术推广应用、产品开发、研究与教学等工作的读者提供有益的帮助。

徐启建 
2012年5月

前言

  物联网目前已经成为未来信息化战略的代名词,广义的物联网涉及的范围非常广泛,包括机器与机器、人与人、人与机器之间广泛的通信和信息交流,泛指各种网络的连接和各种信息采集终端的应用。物联网现阶段的核心是以感知为目的,实现人与人、人与物、物与物的互连网络,它包括感知层、网络层和应用层三层体系。

  本书探讨的是涉及信息社会千家万户的物联网——家庭网络的概念、组网技术、技术体制,以及经济型、基本型、标准型和扩展型家庭网络产品及家庭网络的应用场景。

  2005年,广东省提出了“数字家庭行动计划”。随后在广东省及其他省份相继开展了数字家庭技术研发和应用试点工作。这些工作得到了国家工业和信息化部、国家广播电视总局的有力支持。

  2009年,各省数字家庭技术研发和应用试点都取得了实质性进展。位于广州市大学城的“国家数字家庭应用示范产业基地”经过三年多的试点,为第一代数字家庭技术产业(互动电视)奠定了技术基础。2010年初提出了第二代数字家庭技术产业(家庭网络和多业务平台)发展目标,并开始进行第二代数字家庭技术研究、相关产品的研制和应用试点工作。本书讨论了数字家庭网络技术,以及在研究、设计和研发过程中遇到的问题及分析,为家庭网络的设备研发、试点集成和大规模应用提供技术支持。

  本书的内容主要从物联网在家庭的应用出发,针对国内外对家庭信息化和智能家庭的认识,提出了数字家庭的概念、数字家庭的体系结构和产业结构,以及支撑数字家庭的家庭网络的几种形态。在分析家庭网络技术标准化的基础上,从总体上提出了数字家庭网络系统体系、应用体系和技术体系,描述了数字家庭网络的服务对象、工作环境、支持的业务种类、关键要素等问题,明确了数字家庭应该依托一个家庭混合网络,是可以支持计算机、电视机、电话机、电器、手机等的应用平台,满足安防、医疗、娱乐等信息的应用。本书分析了CSMA、令牌等协议,对需要突破的家庭电力线传输、数字家庭网络管理、数字家庭网络安全等关键技术进行了论述,重点描述了在家庭低压电力线环境下PLC的标准化进展,以及家庭电力线信道特性分析、测量和设计实现。最后介绍了几种家庭网络的实现方案和应用示范情况,以及数字家庭网络与目前国家大力提倡的智能电网、建筑电子和三网融合的产业关系。

  本书收集了作者与同事们多年来在数字家庭和家庭网络等方面共同研究的成果。特别提出的是,中国电子科技集团公司第五十四研究所的孙玉院士,以及王俊芳、韩卫占、赵玉明、许书彬、郭建立、阮建英等同志的帮助和支持,广州数字家庭产业应用示范基地的赵仲明主任、罗笑南教授,以及陈任、高怀恩、齐鹏飞等同志给予的帮助和支持,在此作者对他们的工作和贡献表示衷心的感谢!
由于数字家庭和家庭网络是一门新兴技术,有些方面还不完善,规模化的设备研制和应用示范刚刚起步,加上作者的水平和经验有限,错误和不当之处在所难免,期盼专家、读者批评指正!

编  者 
2012年5月

  

信息来源:中国金卡网  

投稿信箱:1079038114@qq.com  

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