本书以阿里云 AIoT 实际工程为导向，分 9 章详细讲解了阿里云概述、物联网硬件系统构成、低功耗短距离通信、低功耗广域网通信、嵌入式开发环境搭建、物联网云平台一体开发入门、边缘计算入门、物联网安全入门、物联网人工智能开发入门相关内容。除第 1 章以外，各章都给出了贴近实际应用的阿里云 AIoT 工程实验，并配有课后练习，帮助读者灵活掌握阿里云 AIoT 的技能，使其尽快胜任阿里云 AIoT 的工作岗位。本书可以作为物联网专业、电子信息新型专业、计算机专业的校企合作教材，也可以作为获得阿里云 AIoT 助理工程师、阿里云 AIoT 工程师资格的考试用书。
杨锆，男，讲师，博士研究生学历，毕业于浙江大学，现就职于浙大城市学院，担任电气系副主任、电子信息工程专业负责人，对于电信专业在翻转课堂、线上线下融合课程、课程思政、新形态教材和实践教育方面有比较深入的工作实践。
目 录
第 1 章 阿里云概述 1
1.1 阿里云核心影响力 1
1.2 阿里云发展史 3
1.3 阿里巴巴达摩院 6
1.4 阿里云 IoT概述 7
1.5 阿里云 IoT 产品体系 9
1.5.1 阿里云 IoT产品架构 9
1.5.2 阿里云物联网平台 10
1.5.3 阿里云 IoT主要产品和服务 12
课后练习 14
第 2 章 物联网硬件系统构成 18
2.1 物联网硬件构成 18
2.1.1 物联网硬件平台分类 18
2.1.2 物联网微处理器 20
2.1.3 物联网物理接口和通信协议 22
2.1.4 物联网硬件其他特性 25
2.1.5 物联网传感器 26
2.2 物联网开发板 28
2.2.1 STM32 开发板 28
2.2.2 Arduino 开发板 29
2.2.3 树莓派开发板 31
2.3 实验：基于 XDK 的开发实践 32
2.3.1 XDK 开发环境搭建 32
2.3.2 XDK 传感器开发 37
2.3.3 XDK 通信模块开发 43
课后练习 47
参考文献 50
第 3 章 低功耗、短距离通信 51
3.1 常见的低功耗、短距离通信协议（标准）与技术 51
3.1.1 IEEE 802.15.4标准 52
3.1.2 ZigBee 协议 52
3.1.3 传感网协议 52
3.1.4 蓝牙技术 53
3.1.5 RFID 技术 53
3.1.6 NFC 技术 54
3.1.7 主流的短距离通信协议（标准）的特性对比 54
3.2 基于 IEEE 802.15.4 的传感网协议 56
3.2.1 IEEE 802.15.4 的物理层 56
3.2.2 低功耗 MAC 58
3.2.3 链路质量评估 59
3.2.4 6LoWPAN 60
3.2.5 CTP与 RPL 60
3.3 低功耗蓝牙通信协议 61
3.3.1 低功耗蓝牙的物理层协议 61
3.3.2 低功耗蓝牙的链路层协议 62
3.3.3 低功耗蓝牙的 L2CAP 63
3.3.4 低功耗蓝牙的属性协议和通用属性规范 64
3.3.5 低功耗蓝牙的安全管理协议 64
3.3.6 低功耗蓝牙的 Mesh组网机制及路由过程 65
3.4 实验：蓝牙配网实践 65
3.4.1 实验准备 66
3.4.2 实验步骤 66
课后练习 74
参考文献 79
第 4 章 低功耗广域网通信 80
4.1 低功耗广域网介绍 80
4.1.1 低功耗广域网特点 80
4.1.2 低功耗广域网主流技术 81
4.2 NB-IoT特性及应用 83
4.2.1 NB-IoT演变史 83
4.2.2 NB-IoT特性 83
4.2.3 NB-IoT应用场景 85
4.3 LoRa 通信与协议 85
4.3.1 LoRa 产生与发展 85
4.3.2 LoRa特性及应用 86
4.3.3 LoRaWAN协议 87
4.4 阿里云 Link WAN 90
4.4.1 Link WAN简介 90
4.4.2 Link WAN产品优势 91
4.4.3 Link WAN产品架构 92
4.5 实验：基于 LoRa智慧套件的开发实验 93
4.5.1 实验说明 93
4.5.2 配置网关 94
4.5.3 配置节点 97
4.5.4 配置产品属性及数据解析 104
4.5.5 使用 IoT Studio搭建应用案例 108
课后练习 113
参考文献 116
第 5 章 嵌入式开发环境搭建 117
5.1 嵌入式开发概述 117
5.1.1 MCU 和 CPU 的差异与特点 117
5.1.2 常用物联网操作系统概述 118
5.2 AliOS Things详解 121
5.2.1 AliOS Things体系架构 121
5.2.2 AliOS Things 特性——极简开发 122
5.2.3 AliOS Things特性——极致性能 122
5.2.4 AliOS Things 特性——细粒度软件更新 123
5.2.5 AliOS Things特性——全方位安全防护 125
5.3 搭建嵌入式开发环境 126
5.3.1 软、硬件环境介绍 126
5.3.2 安装 AliOS Studio 126
5.3.3 安装编译和调试环境 aos-cube 128
5.4 AliOS Things应用开发 129
5.4.1 AliOS Things组件化代码下载 129
5.4.2 helloworld应用 129
5.5 实验：基于 MQTT协议连云 130
5.5.1 设备三元组详解 131
5.5.2 创建云端产品和设备 132
5.5.3 设备端 MQTT代码开发 136
5.5.4 MQTT接入阿里云 142
课后练习 146
参考文献 150
第 6 章 物联网云平台一体开发入门 151
6.1 物联网云平台介绍 151
6.1.1 阿里云物联网云平台 152
6.1.2 亚马逊物联网云平台 154
6.1.3 微软物联网云平台 155
6.2 常见的物联网连接协议 156
6.2.1 MQTT协议 156
6.2.2 HTTP 157
6.2.3 CoAP 158
6.2.4 三种协议的主要区别及应用场景 158
6.3 IoT Studio初步应用 159
6.3.1 IoT Studio介绍 159
6.3.2 基于 IoT Studio的 Web应用开发 160
6.3.3 基于 IoT Studio的移动应用开发 165
6.3.4 基于 IoT Studio的服务开发 167
6.4 实验：智能家居应用全栈开发 173
6.5 实验：搭建数据可视化应用 179
课后练习 186
第 7 章 边缘计算入门 194
7.1 边缘计算原理 194
7.1.1 边缘计算的概念 194
7.1.2 边缘计算的三个发展阶段 195
7.1.3 边缘计算的参考架构 195
7.2 边缘计算应用场景分析 196
7.2.1 场景一：互动直播中的边缘计算应用 196
7.2.2 场景二：智慧城市中的边缘计算应用 197
7.2.3 场景三：新零售中的边缘计算应用 198
7.3 物联网边缘计算 Link IoT Edge初步应用 199
7.3.1 物联网边缘计算 Link IoT Edge 199
7.3.2 Link IoT Edge 产品架构 200
7.3.3 Link IoT Edge 场景联动 201
7.3.4 Link IoT Edge 边缘应用 202
7.3.5 Link IoT Edge 流数据分析 204
7.3.6 Link IoT Edge 设备接入 205
7.3.7 Link IoT Edge 应用场景 208
7.4 实验：全屋智能边缘应用 209
7.4.1 实验环境准备 209
7.4.2 实验步骤 210
课后练习 217
第 8 章 物联网安全入门 223
8.1 信息安全基础知识 223
8.1.1 密码学基本概念 223
8.1.2 常见密码算法 224
8.1.3 密钥管理 226
8.2 阿里云物联网安全技术与产品 226
8.2.1 物联网安全运营中心（Link SOC） 227
8.2.2 物联网可信执行环境（Link TEE） 230
8.2.3 物联网设备身份认证（Link ID2） 233
8.3 渗透测试与安全防御 235
8.3.1 渗透测试 235
8.3.2 物联网系统安全防御 236
8.4 实验：智能门锁攻防演练 238
8.4.1 实验环境 238
8.4.2 实验步骤 238
8.4.3 安全防御技术 241
8.5 实验：智能摄像头攻防演练 242
8.5.1 实验环境 242
8.5.2 实验步骤 242
8.5.3 安全防御技术 243
课后练习 243
参考文献 248
第 9 章 物联网人工智能开发入门 249
9.1 人工智能基础 249
9.1.1 人工智能与图灵测试 249
9.1.2 人工智能发展历史 250
9.2 神经网络 251
9.2.1 人脑神经网络 251
9.2.2 人工神经网络 252
9.2.3 人工神经网络的发展历史 252
9.2.4 前馈神经网络 254
9.2.5 卷积神经网络 255
9.2.6 循环神经网络 255
9.3 人工智能关键技术 257
9.3.1 机器学习 257
9.3.2 表示学习 257
9.3.3 深度学习 259
9.4 深度学习算法理解 260
9.4.1 TensorFlow运行机制及基本用法 261
9.4.2 基于 TensorFlow 识别手写数字 262
9.4.3 基于 TensorFlow 和人工神经网络生成文本 266
9.5 基于深度学习的人脸识别 268
9.5.1 图像的计算机表示 268
9.5.2 深度学习流程 269
9.5.3 卷积神经网络与人脸识别 270
9.6 阿里云物联网智能视频服务 Link Visual 272
9.6.1 Link Visual 简介 272
9.6.2 Link Visual 设备端 SDK简介 274
9.6.3 Link Visual 接入流程 274
9.6.4 Link Visual 控制台介绍 276
9.7 实验：Link Visual 云端对接实践 278
9.7.1 开通 Link Visual 278
9.7.2 开发产品 279
9.7.3 运行 Link Visual 设备端 SDK Demo 282
9.7.4 体验 Link Visual 283
9.8 阿里云 AI Box 介绍 284
9.8.1 AI Box 产品规格 284
9.8.2 AI Box 产品部署 284
9.8.3 AI Box 算法能力 286
9.8.4 AI Box 云端配置 287
9.8.5 AI Box 算法下发 287
9.9 实验：基于 AI Box 的人员轨迹追踪实验 288
课后练习 293
参考文献 295
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