前言 物联网工程是当前研究和应用的热点,是围绕国家战略新兴产业设立的专业,是一个与产业启动和发展同步的专业,而物联网的通信技术是物联网非常重要的环节,属于基础设施,相应课程也就显得非常重要。根据教育部的指导意见(《高等学校物联网工程专业发展战略研究报告暨专业规范(试行)》),“物联网通信”是物联网工程专业的核心课程,对物联网理论和技术的学习、理解和应用起着不可替代的支撑作用。本书就是针对物联网工程这个新专业的教学需求而撰写的。 然而,写一部新教材非常困难,而想写出一部针对新专业、有特色的好教材更加困难,除了需要精心的投入和丰富的教学经验外,还需要有自己独特的思考。本书希望能够从独特的思考和全力的投入实现这一点。物联网所用的很多通信技术实质上并不是全新的技术,而是典型的“新瓶装旧酒”,很多技术都来自计算机网络。作为长期从事“计算机网络”课程教学的教师,作者对计算机网络相关技术和教学有一定的理解,但是在授课过程中也深深体会到了一些困难。 目前,计算机网络的教材已经很多了,也出现了一些非常优秀的教材。有些教材从有经验的教师视角来看堪称经典。即便如此,作者在授课过程中以及回想起自己学习“计算机网络”课程的情景时,有时也感觉到一些无奈。计算机网络涉及的知识和概念太多,太庞杂了,在典型的分层思想指导下,不管是从上而下,还是从下而上的组织形式,每一层都涉及很多的概念和知识点,学完每一层,脑袋中往往只是又装入了一堆技术而已。作者之所以对网络体系有一定的认识,是通过在反复的授课过程中不断地思考,将各种技术相互关联,以及与同行的不断交流才获得的,而希望学生能够在学完这门课程后就立即对计算机网络有很好的理解是困难的。因此,本书不采用分层组织的思想,而尝试从另一个角度组织教材内容。 本书贯彻了教育部“构建以知识领域、知识单元、知识点形式呈现的知识体系”这一思想,构建通信环节各个领域;分析采编了物联网经常采用的通信技术为知识单元;对其中涉及的各种概念和算法进行讲解形成知识点。具体来讲,就是把多种常见的通信技术按照在物联网传输环节中的应用可能性进行分类,将网络的相关知识点融入具体的通信技术介绍中。 这样的组织方式与以往的通信技术课程的框架并不一致,但是,读者可以在每个知识单元了解相应的通信技术利用的机制、采用的算法以及所需功能的实现方法。再根据体系层次分析来体会这种通信技术的架构,最后通过相关的应用案例了解这项技术可能使用的场景,从而可以比较全面地理解和掌握每个知识单元的内容。 以上就是本书的出发点。 基于这个出发点,本书将通信技术的知识点融入相关的通信技术介绍中,这样可以减轻读者的学习压力。对于某些具体的通信技术,并不是在其第一次出现时就全面展开讲解,而是逐步渗透、细化、总结、改进,作者希望这种安排能使读者加深印象,逐步深入,使学习过程比较顺利。 另外,本书注重各种技术所依据的思想和机制,因此,在讲解上侧重引导,只介绍最基本的理论和技术,读者可以通过拓展阅读了解技术细节。因此,对于大多数通信技术,本书不过多地介绍其帧/报文格式。 本书第2版对第1版的一些错误进行了更正,进一步凝练了语言,并对一些技术进行了更新。 本书第1版得到“十三五”江苏省高等学校重点教材项目的资助,清华大学出版社对本书的持续发展给了大力支持,本书还得到许多专家学者的指导,在此表示衷心的感谢。最后也要感谢家人的理解和支持。 鉴于作者的学识和时间,书中难免存在不足和疏漏,恳请读者提出宝贵意见。 作者 2023年7月