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[新西兰] 苏巴斯·钱德拉·穆克帕德亚 著，梁伟 译

图书标签:

• 智能感知
• 无线传感器
• 测量技术
• 物联网
• 传感器网络
• 数据采集
• 信号处理
• 嵌入式系统
• 智能仪器
• 信息融合

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111539971

版次：1

商品编码：12022520

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名： 创客+

开本：16开

出版时间：2016-08-01

用纸：胶版纸

页数：148

编辑推荐

适读人群 ：从事传感器，无线传感器网络的专业技术人员和爱好者
　　创客+系列，全彩色印刷，图片清晰，版式新颖，尽量贴合90后主题的喜好。
　　内容简单明了，适合入门级读者自行搭建或者进行短期培训的课程来使用。

内容简介

　　本书从传感器基础知识出发，对传感器连接到处理器的信号以及会出现的问题做了阐述，接着介绍了无线传感器网络（WSN）的基础知识，除了说明组建WSN的重要性及各个部分实现的功能外，还重点介绍了WSN的电源基础知识及各种供电技术，然后介绍了基于Zigbee的系统设计，对传感器数据接收和分析软件的设计进行了详细说明，随后列举了3个应用项目，读者会从中学习到一些项目的具体实现技巧。

作者简介

　　Subhas C. Mukhopadhyay，博士，新西兰梅西大学(Massey University) 工程与先进技术学院教授，在智能传感器网络领域发表论文220多篇，是8种国际会议的主编，6种国际知名期刊编委，发表专著7本，其中5本为Springer-Verlag收录。他是IEEE Sensors journal and IEEE Transactions on Instrumentation and Measurements期刊的主编，担任多次传感器研究领域国际学术会议主席。

目录

译者序
原书前言
第1章 传感器基础
1.0 引言
1.1 传感器的分类
1.2 热传感器
1.2.1 热敏电阻
1.2.2 热电偶
1.2.3 电阻式温度检测器
1.3 湿度传感器
1.3.1 电阻式湿度传感器
1.3.2 电容式湿度传感器
1.3.3 热导式湿度传感器
1.4 电容式传感器
1.5 平面叉指式传感器
1.6 平面电磁传感器
1.7 光敏技术
1.7.1 光照度传感器
1.7.2 光敏电阻
1.7.3 日照强度仪
1.8 湿度传感技术
1.8.1 频域反射土壤湿度传感器
1.8.2 时域反射土壤湿度传感器
1.8.3 石膏块电阻土壤湿度传感器
1.8.4 中子探测土壤湿度传感器
1.9 二氧化碳检测技术
1.9.1 固态电化学型二氧化碳传感器
1.9.2 非色散红外二氧化碳气体传感器
1.10 传感器的参数
1.10.1 测量范围
1.10.2 灵敏度
1.10.3 精确度
1.10.4 稳定性
1.10.5 重复性
1.10.6 静态和动态特性
1.10.7 能量收集
1.10.8 温度变化以及其他环境参数变化的补偿
1.11 传感器的选择
1.12 进一步阅读建议
第2章 传感器接口技术和信号调整
2.0 引言
2.1 信号的偏差转换与电压转换
2.2 传感器输出的负载效应
2.3 分压电路
2.4 低通RC滤波器
2.5 高通RC滤波器
2.6 设计无源滤波器需要考虑的实际问题
2.7 基于仪器应用的运算放大器电路
2.7.1 差分放大器
2.7.2 共模抑制
2.7.3 单电阻控制测量放大电路
2.8 电流—电压转换器
2.9 比较器
2.10 信号调整电路设计的几个原则
2.11 传感器性能的影响因素
2.11.1 传感器补充说明
2.12 温度的影响
2.13 传感器老化
2.14 进一步阅读建议
第3章 无线传感器和传感器网络
3.0 简介
3.1 无线通信的频率
3.2 基于项目的无线传感器网络开发
3.2.1 基于微控制器和通信设备的无线传感器
3.2.2 基于微控制器和ZigBee通信设备的无线传感器网络
3.3 纯ZigBee构建的无线传感器网络
3.4 进一步阅读建议
第4章 传感器电源
4.0 简介
4.1 电源
4.1.1 市电电源供电
4.1.2 电池
4.2 能量收集
4.2.1 太阳能
4.3 太阳能和铅酸电池的进一步探讨
4.4 风力发电
4.5 射频能量收集
4.6 振动能量收集
4.7 热能能量收集
4.8 电能管理技术
4.8.1 路由协议
4.8.2 睡眠模式简介
4.8.3 MAC协议
4.9 选择电池要慎重
4.10 进一步阅读建议
第5章 数据接收和分析软件的设计
5.0 简介
5.1 无线传感器网络的建立
5.2 配置ZigBee无线模块的步骤
5.2.1 ZigBee Explorer USB
5.2.2 （无线基站）协调器的配置
5.2.3 远程ZigBee节点的配置（传感设备＃1无线模块）
5.3 API模式数据传输简述
5.4 测试协调器和远程XBee节点之间的通信
5.4.1 例1
5.4.2 例2
5.5 用C＃设计和开发图形用户界面接收传感器数据
5.5.1 创建一个新的Visual Studio C＃程序
5.6 更改组件名称
5.7 在Visual Studio C＃应用程序中添加程序语句
5.7.1 通过串口接收传感器数据的编码步骤
5.8 完整的程序（Form1.cs）和注释
5.9 参考文献
第6章 传感器的信号处理技术
6.0 引言
6.1 建筑结构健康监测信号处理技术的简介
6.1.1 正常状态
6.1.2 特征提取
6.1.3 降维
6.1.4 协同损伤事件检测方法
6.2 传感器数据提取信息之后的信号处理技术
6.2.1 从传感器数据获取信息： 日常活动识别模型
6.2.2 从传感器数据中求出行为模式
6.2.3 传感器数据分类
6.2.4 检测趋势
6.2.5 传感器数据特征表示
6.2.6 注释方法
6.3 参考文献
第7章 几个项目简介
7.0 概要
7.1 基于无线传感器网络生理参数监测系统
7.1.1 测量人体温度
7.2 情绪识别的智能感知系统
7.2.1 情绪识别系统的目标
7.2.2 情绪识别智能感知系统的发展
7.2.3 实验结果及分析
7.2.4 总结与讨论
7.3 基于无线传感器网络的智能电力监控系统
7.3.1 系统概况
7.4 进一步阅读建议

前言/序言

　　近来无线传感器和传感器网络发展迅速，广泛应用于环境监测、制造业现场监测和控制、智能交通、建筑健康监测以及健康护理等领域。随着电子、嵌入式单片机、智能无线传感器、网络以及通信技术的迅速发展，无线传感器节点才有实现低成本和低功耗的可能。虽然相关领域已经有不少出版物，但是本书从基本知识开始，帮助读者认识无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）。
　　本书分为7章。
　　第1章讲述传感器的基本知识。对常用的几种用于无线传感器网络和智能传感器网络的传感器作了简要的介绍。本章的基础知识对于实现一个智能传感器非常重要。
　　第2章对传感器连接到处理器的信号条件以及会出现的问题作了阐述。这是由于要构建智能传感器或者无线传感器网络，传感器就要与处理器相连，当传感器连接到处理器接口上时常常会出现一些问题。
　　第3章介绍了无线传感器网络组成的一些基础知识，说明了组建WSN的重要性以及各个组成部分实现的功能。
　　第4章说明了WSN节点的电源供电基本知识和各种电源供电技术。
　　第5章叙述了实现一个WSN的基本知识，重点说明了基于ZigBee的系统设计，由此读者对于如何实现配置传感器节点和协调器会有一个整体的概念。接着，本章对编程程序和数据接收以及储存的GUI程序编制进行了说明。
　　在第6章对传感器数据进行分析的几种技术进行了说明。
　　第7章阐述了有关无线传感器和传感器网络的3个应用项目，读者会学习到一些项目的具体实现技巧。
　　我的很多学生（毕业了的和没有毕业的）对本书的编写做了不少工作，在此我不得不提一下他们的名字（名字不分先后）：Nagender Kumar Suryadevara, Quan Vu, Sean Kelly, Gerard Mendez, Mathias Haefke, Chinthaka Gooneratne, Michael Sutherland, Anuroop Gaddam, Mohd Syaifudin Abdul Rahman, Vishnu Kasturi, Karan Singh Malhi,Matias Haefke, Julia Schnepper, Satinder Singh Gill, Mohd. Amri Yunus, Chagitha Ranhotigamage, Hatim Al Abri。尤其要指出的是Nagender Kumar Suryadevara在编写第5章和第6章时做了大量工作。也感谢诸多科技论文的作者，他们的名字在本书中没有提到。也诚挚地感谢我的夫人Krishanthi以及孩子 Sakura 和Hiroshi对我一贯的支持和帮助！
　　作者：Subhas Chandra Mukhopadhyay
　　新西兰梅西大学（Palmerston North，Manawatu校区）工程与先进技术学院

《物联网应用与开发实践》 本书旨在为读者提供一个系统而深入的物联网（IoT）应用开发指南，从理论基础到实际操作，全方位地解析物联网的核心技术、开发流程以及典型应用场景。本书不涉及“智能感知”、“无线传感器”或“测量”等单一技术领域的深挖，而是着重于如何将这些分散的元素整合起来，构建出功能强大、智能化的物联网解决方案。 第一部分：物联网概念解析与架构设计 本部分首先会破除对物联网的片面理解，阐述其作为一种连接物理世界与数字世界的通用技术框架的本质。我们将从宏观角度审视物联网的演进历程、发展趋势以及其在社会各领域扮演的关键角色。重点在于理解物联网的整体架构，包括感知层、网络层、平台层和应用层。我们将详细解析各层的功能定位、技术交互方式以及相互之间的依赖关系，帮助读者建立起清晰的物联网系统认知。 物联网的定义与价值： 探讨物联网不仅仅是设备的连接，更是数据驱动的智能服务。分析其在提升效率、优化决策、改善生活品质等方面的价值。 物联网的典型架构： 深入剖析由感知层（负责数据采集）、网络层（负责数据传输）、平台层（负责数据存储、处理和分析）以及应用层（负责用户交互和业务实现）组成的完整物联网体系。 关键技术概述（非深入）： 简要介绍支撑物联网运作的各类技术，如通信协议（MQTT, CoAP等）、数据存储（数据库, 云存储）、云计算、大数据分析等，强调它们在整体架构中的作用，而非详细讲解技术实现。 安全与隐私考量： 概述物联网安全面临的挑战，如数据泄露、设备劫持等，并探讨在架构设计阶段应考虑的安全措施和隐私保护原则。 第二部分：物联网开发流程与工具链 本部分将引导读者掌握物联网应用的开发流程，从需求分析、方案设计到原型开发、部署与运维。我们将介绍一系列常用的开发工具、集成开发环境（IDE）、模拟器以及调试手段，让读者能够高效地进行物联网项目的实践。 项目生命周期管理： 讲解物联网项目从概念提出到落地实施的各个阶段，包括需求分析、技术选型、方案设计、原型验证、规模部署和后期维护。 开发环境搭建： 指导读者如何配置适合物联网开发的软硬件环境，包括操作系统、编程语言（以Python、JavaScript为主）、IDE的选择与使用。 主流开发平台介绍： 介绍国内外常见的物联网开发平台（如阿里云IoT、腾讯云IoT、AWS IoT等），分析其功能特点、API接口以及开发优势，并提供简单的平台接入示例。 模拟与仿真技术： 讲解如何利用模拟器和仿真工具来测试和优化物联网应用，减少实际硬件投入，加速开发进程。 API设计与集成： 强调规范的API设计对于不同模块、不同系统之间数据交互的重要性，以及如何利用API实现跨平台、跨应用的集成。 第三部分：典型物联网应用场景实践 本部分将通过一系列具体的应用场景，带领读者深入理解物联网技术如何落地，并实现价值。我们将侧重于应用场景的整体解决方案设计，而非某个单一技术点的实现。 智慧家居： 讲解如何构建集成的智能家居系统，实现家电设备的远程控制、场景联动、能耗管理等。重点在于不同设备间的协同工作和用户界面的设计。 智慧城市： 探讨物联网在城市管理中的应用，如智能交通、智能照明、环境监测（宏观层面）、垃圾管理等。关注数据汇聚与分析在城市服务优化中的作用。 工业物联网（IIoT）： 介绍工业自动化、设备预测性维护、生产流程优化等IIoT应用。强调数据驱动的决策在提升生产效率和降低运营成本方面的价值。 智慧农业： 讲解如何利用物联网技术实现精准农业，如作物生长监测（基于环境信息）、灌溉控制、病虫害预警等。关注数据分析如何指导农事活动。 远程医疗与健康管理： 探讨物联网在健康监测、远程诊断、可穿戴设备数据分析等方面的应用。强调用户数据安全与隐私的保护。 第四部分：数据分析与人工智能在物联网中的应用 本部分将深入探讨如何从海量的物联网数据中提取有价值的信息，并利用人工智能技术实现更高级的智能应用。 物联网数据处理与存储： 介绍针对物联网数据特点的数据清洗、转换、聚合等处理技术，以及选择合适的存储方案（时序数据库、分布式存储等）。 大数据分析基础： 讲解常用的数据分析方法，如统计分析、趋势分析、异常检测等，以及如何利用可视化工具呈现分析结果。 人工智能与机器学习入门： 简要介绍机器学习的基本概念，包括监督学习、无监督学习、强化学习等，以及它们在物联网数据分析中的应用，如模式识别、预测模型构建。 案例分析： 通过具体案例展示如何将数据分析与人工智能技术应用于解决实际的物联网问题，例如：基于历史数据的设备故障预测，通过用户行为分析提供个性化服务推荐等。 本书力求通过理论与实践相结合的方式，帮助读者构建起完整的物联网应用开发思维，掌握端到端的解决方案设计能力。本书内容聚焦于物联网的系统性应用与开发，而非任何特定技术组件的深入研究。通过本书的学习，读者将能够独立思考和设计各类物联网项目，并具备将数据转化为智能服务的核心能力。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格既学术又不失通俗易懂，对于我这样的非专业读者来说，也能够轻松理解其中的内容。我是一名对新兴科技充满好奇心的普通读者，尤其对那些能够改变我们生活方式的智能技术情有独钟。这本书中关于智能家居、智能办公以及智慧城市等方面的应用，让我看到了科技如何让我们的生活更加便利和舒适。我尤其喜欢书中关于智能家居中传感器如何实现环境监测、安防预警、以及节能调控的描述，这让我对未来的居住环境充满了美好的想象。我非常期待能够从书中学习到更多关于无线传感器网络在智慧城市建设中的作用，比如交通管理、环境监测、公共安全等方面的应用，这让我对城市的发展有了更深的期待。这本书不仅仅是一本科普读物，更像是一位导游，带领我畅游在智能感知技术的奇妙世界，让我对科技的进步有了更直观的感受。

评分☆☆☆☆☆

哇，拿到这本《智能感知、无线传感器及测量》着实让我眼前一亮，包装精美，印刷质量上乘，光是翻阅封面和序言，就能感受到一股浓厚的学术气息扑面而来。我是一个在工业自动化领域摸爬滚打多年的工程师，一直对如何更高效、更精准地获取和处理数据充满好奇。最近公司正计划升级一些监测系统，引入更智能化的传感器解决方案，所以这本书对我来说简直是雪中送炭。我特别关注书里关于物联网（IoT）与传感器结合的应用前景，尤其是那些能够实时反馈、自适应调整的智能感知技术，这直接关系到我们能否构建出更具韧性和响应能力的生产环境。这本书的编排方式，从基础理论的讲解，到具体技术的剖析，再到实际案例的展示，层层递进，逻辑清晰，非常适合我这种既需要理论指导，又需要实操借鉴的读者。我非常期待书中关于无线传感器网络（WSN）的架构设计和功耗管理部分的详细阐述，这直接影响到系统的部署成本和长期运行稳定性。另外，对于数据采集、信号处理以及信息融合等关键环节的深入探讨，也让我对如何从海量原始数据中提取有价值的信息充满了期待。这本书不仅仅是一本技术手册，更像是一位经验丰富的导师，引领我走进智能感知的新世界。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编写风格非常符合我的阅读习惯，它既有严谨的科学论证，又不乏生动的案例分析。作为一名在航空航天领域从事传感器研发的科研人员，我对高精度、高可靠性以及极端环境下工作的传感器技术有着非常苛刻的要求。这本书中关于惯性传感器、遥感传感器以及在空间环境中应用的无线传感器网络的章节，让我倍感振奋。我尤其对书中关于传感器在导航、姿态确定、环境监测以及故障诊断等方面的应用，充满了浓厚的兴趣。我非常期待能够从书中学习到更多关于传感器在微重力、高辐射以及极端温度等特殊环境下的工作原理、设计考量以及性能评估方法。这本书中对于传感器网络在深空探测、卫星通信以及地面站通信等方面的协同工作机制的深入探讨，也为我未来的研究提供了宝贵的借鉴。我相信，通过这本书的学习，我将能够更深入地理解智能感知技术在航空航天领域的应用潜力，并为开发更先进的传感器系统贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的特色在于其对理论与实践相结合的深刻洞察。作为一个在能源管理领域工作的工程师，我一直在寻找如何利用智能传感器技术来优化能源的生产、分配和消费。这本书中关于智能电网、新能源监测以及能源效率提升方面的章节，让我耳目一新。我尤其关注书中关于如何利用无线传感器网络来实时监测电力负荷、检测设备故障、以及优化可再生能源（如太阳能、风能）的发电效率的探讨。我非常期待能够从书中学习到更多关于传感器在能源物联网（IoE）中的应用，以及如何利用大数据分析来预测能源需求、优化能源调度、以及提升能源系统的可靠性和安全性。另外，书中对于智能家居能源管理、工业能源监测以及城市级能源效率提升等方面的案例分析，也为我提供了宝贵的经验。这本书无疑为我打开了一扇新的大门，让我对如何利用智能感知技术构建更可持续、更高效的能源未来充满了信心。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度都让我觉得非常有价值。作为一个在农业科技领域工作的研究人员，我一直在探索如何利用先进的传感器技术来提高农作物产量、降低生产成本、以及实现精准农业。这本书中关于智能农业、精准灌溉、以及病虫害监测等方面的章节，让我眼前一亮。我尤其关注书中关于如何利用土壤传感器、气象传感器、以及遥感传感器等技术，来实时监测农田的环境参数，并根据监测结果进行精准的灌溉、施肥和病虫害防治。我非常期待能够从书中学习到更多关于传感器网络在农业物联网（IoA）中的应用，以及如何利用大数据分析来预测作物生长状况、优化农业生产决策、以及提升农产品质量和安全性。另外，书中关于智能温室、畜牧养殖监测以及农产品溯源等方面的案例分析，也为我提供了宝贵的经验。这本书无疑为我指明了方向，让我对如何利用智能感知技术推动农业现代化发展充满了信心。