第I 部分 物联网与万维物联网基础 1
1 从物联网到万维物联网 3
1.1 定义物联网 4
1.2 进入万维物联网 6
1.2.1 万维物联网场景：连接旅店 6
1.2.2 对比物联网和万维物联网 8
1.2.3 物联网简史 11
1.3 使用案例——为什么连接设备 13
1.3.1 无线传感器网络和分布式传感 13
1.3.2 可穿戴和自我量化 14
1.3.3 智能家居和建筑 16
1.3.4 智能城市和能源网络 16
1.3.5 智能制造与工业4.0 17
1.3.6 智能物流和供应链 18
1.3.7 营销2.0 19
1.4 万维物联网——增强版的物联网 21
1.4.1 更容易编程 22
1.4.2 开放和可扩展标准 22
1.4.3 快速且易于部署、维护与集成 23
1.4.4 元素之间的松耦合 23
1.4.5 广泛使用的安全和隐私机制 24
1.4.6 万维物联网的弊端 25
1.5 总结 26
2 你好，万维物联网 27
2.1 初识万维物联网设备 28
2.1.1 主角登场：树莓派 29
2.2 练习1——在万维物联网上浏览一个设备 30
2.2.1 第1 部分——Web 作为用户界面 30
2.2.2 第2 部分——Web 作为API 34
2.2.3 小结 39
2.3 练习2——从一个WoT 传感器中轮询数据 40
2.3.1 第1 部分——轮询当前传感器读数 40
2.3.2 第2 部分——轮询和绘制传感器读数 41
2.3.3 第3 部分——实时更新数据 42
2.3.4 小结 44
2.4 练习3——作用于现实世界 44
2.4.1 第1 部分——使用一个表单来更新显示的文字 44
2.4.2 第2 部分——创建你自己的表单来控制设备 46
2.4.3 小结 48
2.5 练习4——让别人知道你的设备存在 49
2.5.1 小结 52
2.6 练习5——创建你的第一个物理网聚合应用 53
2.6.1 小结 55
2.7 总结 55
3 Node.js 与万维物联网 .57
3.1 JavaScript 崛起：从客户端到服务端到智能产品 58
3.1.1 在智能产品中引入JavaScript 59
3.2 Node.js 简介 60
3.2.1 在电脑上安装Node.js 61
3.2.2 用Node.js 写一个Web 服务器 61
3.2.3 以JSON 格式返回传感器数据 63
3.3 Node.js 的模块化 64
3.3.1 npm——Node 的包管理器 64
3.3.2 通过package.json 和npm 完全管理依赖 65
3.3.3 你的第一个Node 模块 67
3.4 理解Node.js 事件循环 68
3.4.1 多线程Web 服务器 68
3.4.2 单线程、非阻塞Web 服务器 69
3.5 开始异步编程 71
3.5.1 匿名回调 72
3.5.2 具名回调 75
3.5.3 控制流库 76
3.6 总结和课外阅读 79
4 嵌入式系统入门 81
4.1 进入嵌入式设备的世界 82
4.1.1 业余爱好者的设备与工业级设备 82
4.1.2 实时操作系统与Linux 83
4.1.3 小结及超越树莓派 85
4.2 建立你的第一台WoT 设备——树莓派 86
4.2.1 入手树莓派 86
4.2.2 选择你的树莓派 88
4.2.3 购物清单 88
4.2.4 设置你的树莓派 89
4.2.5 连接你的设备 94
4.3 安装Node.js 到树莓派 95
4.3.1 在树莓派上使用Git 和GitHub 97
4.3.2 小结 97
4.4 连接传感器和执行器到树莓派 98
4.4.1 理解GPIO 端口 98
4.4.2 使用面包板连接电子元件 98
4.4.3 用Node.js 访问GPIO 100
4.4.4 课外阅读 105
4.5 总结 106
5 构建智能产品网络 107
5.1 连接智能产品 109
5.1.1 网络拓扑结构 109
5.1.2 网络分层模型 111
5.2 智能产品的网络层协议 112
5.2.1 从空间的角度考虑 113
5.2.2 网络协议和IoT 113
5.2.3 IoT 个人局域网 118
5.2.4 IoT 广域网 122
5.2.5 网络层协议的选择 124
5.3 智能产品的应用层协议 127
5.3.1 ZigBee 和蓝牙的应用层 128
5.3.2 Apple HomeKit 和Google Weave 129
5.3.3 消息队列遥测传输 130
5.3.4 资源受限的应用协议 133
5.3.5 应用层协议的选择 134
5.4 万维物联网架构 134
5.4.1 第1 层：接入层 135
5.4.2 第2 层：发现层 136
5.4.3 第3 层：共享层 136
5.4.4 第4 层：整合层 136
5.4.5 为什么WoT 是重要的 137
5.4.6 课外阅读 137
5.5 总结 138
第II 部分 构建万维物联网 139
6 接入层：智能产品的API 141
6.1 设备、资源和Web 智能产品 142
6.1.1 表述性状态转移 142
6.1.2 为什么需要一致的接口 144
6.1.3 原则1 ：可访问资源 145
6.1.4 原则2 ：通过表述来操作资源 149
6.1.5 原则3 ：自描述信息 151
6.1.6 原则4 ：超媒体作为应用程序状态引擎 157
6.1.7 小结——Web 智能产品设计过程 160
6.2 超越REST ：实时万维物联网 161
6.2.1 WoT 需要事件 161
6.2.2 发布/ 订阅 162
6.2.3 webhook——HTTP 回调 163
6.2.4 Comet——用hack 的方式让HTTP 支持实时Web 165
6.2.5 WebSocket 166
6.2.6 未来：从HTTP/1.1 到HTTP/2 170
6.3 总结 171
7 实现 Web 智能产品 173
7.1 连接设备到Web 174
7.2 直接集成模式——在设备上实现 REST 175
7.2.1 创建WoT 服务器 175
7.2.2 资源设计 177
7.2.3 表述设计 184
7.2.4 接口设计 187
7.2.5 通过WebSocket 实现pub/sub 接口 189
7.2.6 小结——直接集成模式 192
7.3 网关集成模式——CoAP 193
7.3.1 运行一个CoAP 服务器 194
7.3.2 通过网关代理CoAP 195
7.3.3 小结——网关集成模式 197
7.4 云端集成模式——EVRYTHNG 的MQTT 198
7.4.1 设置EVRYTHNG 账号 200
7.4.2 创建MQTT 客户端应用程序 204
7.4.3 使用action 来控制智能插座 206
7.4.4 创建一个简单的Web 控制应用 208
7.4.5 小结——云端集成模式 211
7.5 总结 212
8 发现层：描述和发现Web 智能产品 213
8.1 可发现性问题 214
8.2 发现智能产品 216
8.2.1 网络发现（Network discovery） 216
8.2.2 Web 上的资源发现 219
8.3 描述Web 智能产品 222
8.3.1 Web 智能产品模型简介 224
8.3.2 元数据 226
8.3.3 属性 226
8.3.4 行为 228
8.3.5 智能产品 230
8.3.6 在树莓派上实现Web 智能产品模型 231
8.3.7 小结——Web 智能产品模型 237
8.4 语义化的Web 智能产品 238
8.4.1 关联数据和RDFa 238
8.4.2 约定的语义：schema.org 242
8.4.3 JSON-LD 243
8.4.4 课外阅读 245
8.5 总结 246
9 共享层：安全地分享Web 智能产品 247
9.1 保障智能产品安全性 248
9.1.1 加密基础 250
9.1.2 Web 安全与TLS ：HTTPS 的S 251
9.1.3 在树莓派中启用TLS 以支持HTTPS 和WSS 253
9.2 授权和访问控制 258
9.2.1 通过 REST 和 API token 进行访问控制 258
9.2.2 OAuth ：一个Web 身份验证框架 261
9.3 社交化万维物联网 264
9.3.1 社交化万维物联网认证代理 264
9.3.2 实现社交化万维物联网认证代理 267
9.4 课外阅读 274
9.5 总结 276
10 整合层：物理网聚合应用 277
10.1 构建一个简单的App——自动生成UI 278
10.1.1 Web 智能产品的通用用户界面 279
10.2 物理网聚合应用 286
10.2.1 使用Node-RED 工具创建物理网聚合应用 287
10.3 使用向导式工具来创建物理网聚合应用：IFTTT 293
10.3.1 将入侵者警报推送到 Google 电子表格上 294
10.3.2 使用自建通道发送请求 296
10.3.3 将入侵警报信息从Twitter 推送到Google 电子表格 297
10.4 课外阅读 299
10.4.1 从简单的聚合应用到大数据聚合应用 299
10.4.2 更好的用户体验 300
10.5 总结 300
附录A Arduino、BeagleBone、Intel Edison 与WoT 301