无线传感器网络简明教程（第2版）/高等院校电子信息与电气学科特色教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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崔逊学，左从菊 著

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• 无线传感器网络
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• 无线通信
• 电子信息
• 电气工程
• 高等教育
• 教材
• 网络协议
• 低功耗设计

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302382515

版次：2

商品编码：11712438

品牌：清华大学

包装：平装

丛书名： 高等院校电子信息与电气学科特色教材

开本：16开

出版时间：2015-06-01

用纸：胶版纸

页数：209

编辑推荐

　　本书根据网络工程本科专业的发展方向和教学需要，结合无线网络和传感器技术的新发展及其应用现状编写而成。
　　本书的特色在于内容简单明了、浅显易懂，侧重基本概念和基础技术，强调基本原理，力求概念准确、图文并茂。
　　本书适宜作为普通高等院校本科生学习的教材，或者作为初学者的入门辅导书籍。

内容简介

　　《无线传感器网络简明教程（第2版）/高等院校电子信息与电气学科特色教材》根据网络工程本科专业的发展方向和教学需要，结合无线网络和传感器技术的全新发展及其应用现状编写而成。本书主要介绍无线传感器网络的基本概念，常见的微型传感器，传感器网络的通信技术、支撑技术、应用开发基础，传感器网络协议的技术标准，无线传感器网络实验。另外提供传感器网络应用方面的实例。
　　本书的特色在于内容简单明了、浅显易懂，侧重基本概念和基础技术，强调基本原理，力求概念准确、图文并茂。本书适宜作为普通高等院校本科生学习的教材，或者作为初学者的入门辅导书籍。
　　本书主要针对以下阅读群体：①开设无线传感器网络课程的本科生，涉及的专业包括计算机、自动化、探测与控制类专业、精密仪器专业等；②普通高校的硕士生、博士生作为无线传感器网络的入门辅导书；③工程技术开发人员作为参考书。

前言/序言

《物联网感知层技术与应用》 内容简介 本书深入剖析物联网（IoT）的核心组成部分——感知层技术，旨在为读者构建一个全面且实践导向的学习框架。从基础概念到前沿应用，本书力求展现物联网感知层的广阔图景，涵盖其关键技术、主流传感器、通信协议以及在各行各业的创新实践。本书适合高等院校电子信息、计算机科学、自动化等相关专业本科生、研究生，以及从事物联网技术研发、系统集成和应用开发的工程师和技术人员。 第一部分：物联网感知层基础 第一章 物联网概述与感知层定位 本章首先对物联网（IoT）进行全面而深入的介绍，阐述其发展历程、核心理念以及在当今社会中的重要性。我们将探讨物联网的典型架构，重点解析感知层在整个物联网体系中的关键作用和不可或缺的地位。通过生动的案例分析，读者将理解感知层如何作为物联网的“触角”，负责采集、识别和传递物理世界的信息。本章还将讨论感知层面临的挑战，如功耗、成本、安全性、异构性等，并为后续章节的学习奠定坚实的基础。 第二章 传感器原理与分类 本章将系统性地介绍各类传感器的基本工作原理。我们将从物理学和化学学的角度，详细讲解温度传感器、湿度传感器、光照传感器、压力传感器、气体传感器、加速度传感器、陀螺仪、磁力计、图像传感器以及生物传感器等常见传感器的内部结构、信号转换机制和测量原理。每种传感器都将配以清晰的原理图和详细的物理模型，帮助读者深入理解其工作过程。同时，本章将对传感器进行多维度分类，包括按被测量类型、按工作原理、按能量转换方式等，使读者能够清晰地认识不同传感器之间的差异与联系，并根据具体应用需求进行合理选择。 第三章 传感器信号处理与调理 传感器产生的原始信号往往带有噪声，且幅值不满足后续处理的要求。本章将聚焦于传感器信号的预处理技术。我们将深入探讨信号放大、滤波（如低通、高通、带通滤波）、信号衰减、隔离、阻抗匹配等关键信号调理技术，并介绍常用的模拟信号调理电路设计方法。此外，本章还将讲解模数转换（ADC）的原理、关键参数（如分辨率、采样率、量化误差）及其在传感器数据采集中的应用。通过本章的学习，读者将掌握如何从原始传感器信号中提取有效信息，并为后续的数字信号处理做好准备。 第四章 传感器网络基础 本章将引出传感器网络（Sensor Network）的概念，并重点阐述其与传统网络的区别与联系。我们将深入讨论传感器节点的组成，包括感知模块、处理模块、通信模块和电源模块，并分析各模块的功能和设计要点。本章还将介绍传感器网络的拓扑结构（如星型、总线型、网状型、混合型）及其优缺点，以及节点部署策略对网络性能的影响。此外，我们将初步探讨传感器网络的MAC层协议和路由协议，为后续深入学习打下基础。 第二部分：传感器通信与网络技术 第五章 短距离无线通信技术 短距离无线通信是实现传感器节点互联互通的关键。本章将详细介绍多种主流的短距离无线通信技术，包括蓝牙（Bluetooth）、Wi-Fi、Zigbee、NFC（近场通信）等。对于每种技术，我们将深入分析其工作频段、数据传输速率、通信协议栈、功耗特性、覆盖范围以及适用场景。通过对比分析，读者将能够根据具体的应用需求，选择最合适的短距离无线通信技术。 第六章 远距离无线通信技术 当传感器节点需要跨越较大距离进行通信时，远距离无线通信技术则成为必然选择。本章将重点介绍LoRa、NB-IoT、Sigfox等低功耗广域网（LPWAN）技术。我们将详细讲解这些技术的核心原理、网络架构、通信特性（如低功耗、远距离、低速率）以及在物联网领域的典型应用。此外，本章还将简要介绍蜂窝通信技术（如4G、5G）在物联网中的应用，以及其与LPWAN技术的互补关系。 第七章 物联网通信协议栈 本章将系统性地梳理和介绍物联网通信协议栈，重点关注OSI模型和TCP/IP模型的在物联网中的应用。我们将详细解析各层协议的功能，包括应用层协议（如MQTT、CoAP、HTTP）、传输层协议（如TCP、UDP）、网络层协议（如IP）以及MAC层协议（如IEEE 802.15.4）。通过对这些协议的深入理解，读者将能够构建稳定可靠的物联网通信系统。 第八章 传感器网络路由与组网 在大型传感器网络中，高效的路由和组网机制至关重要。本章将深入探讨传感器网络的路由策略，包括数据驱动、事件驱动、位置驱动等路由方式。我们将介绍经典的传感器网络路由协议，如LEACH、SPIN、GEAR等，并分析其在能耗、延迟、可靠性等方面的优缺点。此外，本章还将讨论多跳路由、簇头选举、网络拓扑管理等关键问题。 第九章 传感器网络安全 安全性是物联网感知层面临的严峻挑战。本章将从多个维度探讨传感器网络安全问题，包括数据机密性、完整性、可用性、可认证性等。我们将介绍常见的安全威胁，如窃听、篡改、拒绝服务攻击等，并详细讲解加密算法（如AES、RSA）、密钥管理、身份认证、访问控制等安全机制的应用。本章还将讨论轻量级安全协议的设计原则以及在资源受限的传感器节点上的安全实现方法。 第三部分：物联网感知层应用与前沿 第十章 智能家居与智慧社区中的感知层应用 本章将聚焦智能家居和智慧社区两大典型应用场景，深入剖析感知层技术在此领域的具体应用。我们将详细介绍各类传感器在环境监测（温度、湿度、空气质量）、安防监控（门窗传感器、人体红外传感器、摄像头）、智能家电控制（智能插座、智能灯泡）、能源管理（电表、水表）等方面的应用。通过实际案例分析，读者将了解如何构建智能、舒适、安全的居住环境。 第十一章 智慧交通与智能物流中的感知层应用 本章将探讨感知层技术在智慧交通和智能物流领域的创新应用。我们将介绍交通流量监测传感器、车牌识别摄像头、GPS定位模块、胎压监测传感器等在交通管理、车辆导航、事故预警、交通拥堵缓解等方面的作用。在智能物流方面，我们将重点关注RFID标签、条形码、温度/湿度记录仪、GPS追踪器等在货物追踪、仓储管理、冷链运输等方面的应用。 第十二章 工业物联网（IIoT）中的感知层应用 工业物联网（IIoT）是物联网的重要分支，对生产效率、设备维护和安全生产具有深远影响。本章将深入分析感知层技术在工业生产中的应用，包括设备状态监测（振动传感器、温度传感器、压力传感器）、预测性维护、生产过程监控、环境监测（有害气体检测）、人员安全防护等。我们将介绍工业现场常用的传感器类型、通信协议以及数据采集与分析方法。 第十三章 智慧农业与环境保护中的感知层应用 本章将探讨感知层技术在智慧农业和环境保护领域的贡献。在智慧农业方面，我们将介绍土壤传感器（湿度、pH值、养分）、气象传感器（温度、湿度、光照、降雨量）、作物生长监测传感器等在精准灌溉、施肥、病虫害预警、产量预测等方面的应用。在环境保护方面，我们将讨论空气质量监测站、水质传感器、噪声传感器、辐射传感器等在环境污染监测、生态保护、灾害预警等方面的作用。 第十四章 物联网感知层前沿技术与发展趋势 本章将展望物联网感知层的未来发展方向，并介绍一些前沿技术。我们将探讨人工智能（AI）与感知层的融合，如基于边缘计算的智能感知、深度学习在传感器数据分析中的应用。此外，我们将讨论新型传感器技术（如柔性传感器、可穿戴传感器）、低功耗高精度传感器的发展、自供电传感器、以及面向特定场景（如智慧医疗、智能穿戴）的定制化感知解决方案。本章还将分析物联网感知层面临的挑战与机遇，为读者指明未来的研究和发展方向。 本书特色： 理论与实践并重： 本书在深入阐述理论知识的同时，穿插了丰富的应用案例和技术解读，帮助读者理解技术的实际落地。 体系化知识框架： 从基础概念到前沿应用，构建了一个完整且逻辑清晰的知识体系，适合系统性学习。 聚焦核心技术： 紧密围绕物联网感知层的关键技术展开，涵盖了传感器、通信、网络和安全等核心要素。 前瞻性视角： 关注行业发展趋势和前沿技术，为读者提供未来的学习和研究方向。 通过阅读本书，读者将能够深刻理解物联网感知层的核心技术原理，掌握各类传感器的特性与应用，熟悉物联网的通信协议与网络架构，并能将所学知识应用于解决实际的物联网应用问题。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我最大的感受是，它真的把WSN这个看似复杂的技术“平民化”了。我之前对WSN的认知，总觉得是学术界或者企业界才能触及的高深领域，但这本书的出现，让我觉得普通读者也能轻松理解。它在开篇就构建了一个非常清晰的知识框架，让你知道WSN到底是什么，能做什么，以及它背后的基本原理。我尤其喜欢它关于WSN传感器节点设计和通信协议栈的章节。这些是WSN最基础也是最重要的组成部分，而这本书的讲解非常扎实，从硬件选型到软件实现，都进行了细致的介绍。 让我感动的是，作者在书中并没有仅仅停留在理论层面，而是通过大量的实例，将WSN的应用场景描绘得栩栩如生。我读到后面，甚至能够自己想象在不同的环境中，如何部署和管理一个WSN系统。这本书的行文流畅自然，就像一位经验丰富的工程师在与你分享他的知识和见解，让你在不知不觉中就掌握了WSN的核心要点。它真的是一本值得反复阅读，并且每次都能从中获得新启发的优秀教材。

评分☆☆☆☆☆

这本书的风格非常独特，它不像一般的教材那样，把所有的信息一股脑儿地塞给你，而是有条不紊地引导你一步步深入。我尤其喜欢它对WSN数据融合技术和定位技术的讲解。这两个方面是WSN实现智能化和精细化管理的关键，而这本书在这方面的阐述非常到位。作者并没有回避技术细节，而是以一种清晰易懂的方式呈现出来，让我这个非专业人士也能领略到其中奥妙。 更重要的是，书中对于WSN的未来发展趋势进行了前瞻性的探讨，这让我感受到了WSN的无限可能。它不仅仅是一本教程，更像是一份引领行业发展的指南。在阅读过程中，我常常会因为书中提到的某个应用场景而感到兴奋，进而联想到更多的可能性。这本书的语言简洁有力，没有冗余的词汇，每一句话都直击要点。它就像一位经验丰富的向导，带着你在WSN的广阔天地中探索，让你在不知不觉中收获满满。

评分☆☆☆☆☆

我当初选择这本书，是因为对“高等院校电子信息与电气学科特色教材”这个定位很感兴趣，希望能找到一本既有深度又有广度的入门读物。这本书确实没有让我失望。它在内容的组织上，逻辑性非常强，从WSN的基本原理、体系结构，到数据采集、传输、路由，再到安全和节能，几乎涵盖了WSN研究的各个关键方面。最让我惊艳的是，它对WSN安全性的讨论。在如今信息安全备受关注的时代，WSN的安全问题尤为重要，而这本书在这方面进行了深入的剖析，从攻击类型到防御策略，都讲解得非常透彻。 而且，这本书的图文并茂，很多复杂的概念都通过精美的插图和表格得到了生动形象的展示，大大降低了阅读难度。我特别欣赏书中对不同路由协议的比较分析，让你能够清晰地看到各种协议的优劣势以及适用场景。它不仅提供了理论知识，更重要的是，它教会了我如何去分析和解决问题。每当遇到一个新概念，我都能从书中找到相关的背景介绍、核心原理和应用实例，这让我能够很快地融会贯通。这本书就像一个宝库，每次翻阅都能有新的发现和收获。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是那种让你读完之后，仿佛打开了一扇新世界大门的感觉！我之前对无线传感器网络（WSN）的了解仅限于一些零散的概念，觉得它是个很高深莫测的领域。但翻开这本书，我立刻就被它清晰的逻辑和由浅入深的讲解吸引住了。作者没有上来就抛出复杂的公式和算法，而是从WSN的基本概念、发展历程讲起，用非常生动的例子解释了它在实际生活中的应用场景，比如环境监测、智能家居、工业自动化等等，让我一下子就get到了WSN的价值所在。 而且，这本书的叙事方式非常巧妙，它不是那种枯燥的教科书式写作，更像是一位经验丰富的老师在耐心指导你。在讲解每一个技术点的时候，作者都会提前铺垫好基础知识，确保读者能够理解。更让我惊喜的是，书中还穿插了一些作者在实际研究中遇到的问题和解决方法，这让理论知识变得更加鲜活和实用。我尤其喜欢它对网络分层结构的讲解，从物理层到应用层，层层递进，让你对WSN的整体架构有了一个非常全面的认识。读到后来，我甚至能自己举一反三，去思考在不同场景下，WSN应该如何设计和优化。这本书真的做到了“授人以鱼不如授人以渔”。

评分☆☆☆☆☆

作为一个对新兴技术总是充满好奇，但又担心“看起来很美”的读者，我一直对WSN这个领域有所耳闻，但总是觉得门槛很高。这本书的出现，彻底改变了我的看法。它不像某些教材那样，一开始就让人晕头转向，而是从最基础的概念入手，把WSN的发展脉络梳理得井井有条。我最喜欢的是它关于WSN的能源效率问题和节点部署策略的章节。这两点无疑是WSN应用中最核心也最具有挑战性的部分，而这本书的处理方式非常到位，它不仅详细介绍了各种节能技术和优化算法，还结合了大量的图表和案例分析，让我对这些复杂的技术有了直观的理解。 让我印象深刻的是，书中对不同类型传感器的优缺点进行了细致的对比分析，这对于我这种初学者来说，能够帮助我快速建立起对WSN硬件基础的认知。而且，它在讲解过程中，非常注重理论与实践的结合，虽然是简明教程，但你能感受到作者在其中倾注了大量的经验和思考。读这本书，我不再是被动地接受知识，而是能够主动地去思考，去探索，甚至能够预见到未来WSN可能的发展方向。这本书的语言风格非常亲切，就像在和一位老朋友聊天，让你在轻松愉快的氛围中学习到真正有用的知识。