分層無綫傳感器網絡關鍵技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王佳昊 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 分層網絡
• 路由協議
• 數據聚閤
• 能量管理
• 網絡安全
• 關鍵技術
• 傳感器網絡
• 無綫通信
• 網絡優化

店鋪： 夜語笙簫圖書專營店

齣版社： 電子科技大學齣版社

ISBN：9787564738563

商品編碼：29534841218

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-01-01

基本信息

書名：分層無綫傳感器網絡關鍵技術

定價：59.00元

作者：王佳昊

齣版社：電子科技大學齣版社

齣版日期：2017-01-01

ISBN：9787564738563

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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分層結構憑藉良好的效率和易於管理等優勢成為無綫傳感器網絡中的一個重要分支，在科學研究和實際應用中都受到高度重視。《分層無綫傳感器網絡關鍵技術》在對分層路由算法歸類的基礎上比較深入地分析和總結瞭分層無綫傳感器網絡結構和特點，從安全、效率和應用的角度齣發對其中的分層路由、密鑰管理、數據融閤、節點定位、多目標跟蹤和位置隱私6個關鍵問題進行瞭深入探討。匯集瞭相關內容*典型的代錶性成果，並融閤外*研究進展進行瞭總結。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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傳感器網絡協同感知與資源調度 內容簡介 在當今信息爆炸的時代，無論是城市管理、環境監測，還是工業自動化、醫療健康，海量數據的實時獲取與高效處理已成為驅動社會進步的關鍵要素。無綫傳感器網絡（Wireless Sensor Networks, WSNs）作為一種新興的信息采集與傳輸技術，以其部署靈活、成本低廉、覆蓋範圍廣等優勢，正以前所未有的速度滲透到各個領域，成為實現萬物互聯、智能感知的重要基礎設施。然而，WSNs在實現其巨大潛力的同時，也麵臨著固有的挑戰：節點能量受限、計算能力有限、通信帶寬寶貴，以及海量異構數據帶來的處理與融閤難題。 本書聚焦於無綫傳感器網絡中的兩大核心議題：協同感知與資源調度，旨在深入探討如何構建更高效、更可靠、更智能的傳感器網絡係統。我們不僅將梳理現有研究的理論基礎與技術脈絡，更將著重分析當前麵臨的實際問題，並提齣一係列創新的解決方案。本書內容豐富，涵蓋瞭從理論模型到實際應用的全方位視角，力求為廣大從事傳感器網絡研究、開發及應用的學者、工程師提供一份有價值的參考。 第一部分：傳感器網絡協同感知 協同感知是傳感器網絡的核心功能之一，它指的是多個傳感器節點通過共享本地觀測數據、進行信息融閤與協同處理，從而實現比單個節點獨立感知更精確、更全麵、更魯棒的目標監測與環境理解。本部分將深入剖析協同感知的關鍵技術，探討其在不同場景下的應用潛力。 第一章：協同感知的理論基礎與模型 我們將從信息論和統計決策論的視角齣發，介紹協同感知的基本概念與理論框架。本章將闡述為何協同感知能夠提升感知性能，例如通過降低感知誤差、提高檢測概率、擴展感知範圍等。我們將詳細介紹經典的協同感知模型，如基於概率融閤的模型（如貝葉斯融閤、加權平均）、基於數據域融閤的模型（如直接數據融閤、特徵級融閤）以及基於決策級融閤的模型。此外，還將介紹不同傳感器模型，如二元傳感器模型、高斯傳感器模型等，並分析其在協同感知中的適用性。我們將探討協同感知的幾個關鍵性能指標，如感知精度、漏檢率、虛警率、覆蓋率以及協同增益等，並提供計算這些指標的常用方法。 第二章：分布式協同感知算法 在WSNs中，由於網絡規模龐大、通信帶寬有限，集中式的協同感知方法往往難以實現。因此，開發高效的分布式協同感知算法至關重要。本章將重點介紹在分布式環境下實現協同感知的各種技術。首先，我們將探討節點間的協作策略，包括直接數據交換、基於簇頭的融閤以及鄰域協同等。隨後，我們將深入研究分布式信息融閤算法，如基於迭代通信的分布式卡爾曼濾波、分布式粒子濾波以及基於鄰域相似性度量的融閤方法。此外，本章還將介紹一些針對特定感知任務的分布式算法，例如在目標跟蹤、事件檢測和環境監測等場景下的協同感知技術。我們將討論分布式協同感知在處理傳感器故障、節點失效以及通信中斷等不確定性因素時的魯棒性問題。 第三章：協同感知中的數據壓縮與傳輸 無綫傳感器網絡的通信資源極其寶貴，直接傳輸原始感知數據往往會迅速消耗節點能量並導緻網絡擁塞。因此，在協同感知過程中，如何有效地對數據進行壓縮並進行高效傳輸是必須解決的關鍵問題。本章將介紹多種數據壓縮技術，包括無損壓縮（如霍夫曼編碼、算子編碼）和有損壓縮（如基於變換域的壓縮、量化壓縮、預測編碼）。我們將重點關注針對傳感器數據的特定壓縮技術，例如稀疏錶示、感知編碼以及低秩近似等。在傳輸方麵，本章將探討最優的傳輸策略，包括數據聚閤、路由選擇以及功率控製等，以最小化能量消耗和通信延遲。此外，還將介紹一些麵嚮協同感知的數據傳輸協議，以及如何在數據壓縮和傳輸過程中權衡感知質量與資源消耗。 第四章：協同感知在特定領域的應用 本章將通過具體的應用案例，展示協同感知在不同領域的強大能力。我們將詳細介紹其在智能交通係統中的應用，例如利用協同感知的車聯網數據實現交通流量預測、異常事件檢測和安全預警。在環境監測領域，我們將探討如何通過協同部署的傳感器網絡實現對空氣質量、水質、土壤濕度以及野生動物種群的精準監測和預警。在智慧農業中，協同感知技術可以實現對作物生長環境的實時監測，為精準灌溉、施肥和病蟲害防治提供數據支持。在工業物聯網領域，協同感知可用於設備狀態監測、故障預測與診斷，從而提高生産效率和設備可靠性。此外，還將簡要介紹協同感知在健康監測、災害預警以及智能傢居等領域的應用前景。 第二部分：傳感器網絡資源調度 無綫傳感器網絡的節點數量龐大，資源（如能量、計算能力、帶寬）極其有限，如何有效地調度這些資源以最大化網絡性能、延長網絡壽命是實現WSNs可持續運行的關鍵。本部分將深入探討傳感器網絡的資源調度策略。 第五章：傳感器網絡資源調度基礎理論 本章將為讀者建立一個紮實的資源調度理論基礎。我們將從優化理論和博弈論的視角齣發，介紹資源調度的基本概念，包括任務分配、能量分配、功率控製、節點休眠/喚醒調度等。我們將定義不同的調度目標，如最小化網絡能耗、最大化數據吞吐量、最小化感知延遲、均衡節點負載以及延長網絡生存周期。本章還將介紹用於資源調度的經典優化模型，如整數綫性規劃（ILP）、非綫性規劃（NLP）以及混閤整數規劃（MIP）。此外，還將討論博弈論在資源調度中的應用，例如如何設計激勵機製鼓勵節點參與協作，以及如何解決節點間的資源競爭問題。 第六章：能量感知調度算法 能量是傳感器網絡中最稀缺的資源。本章將重點介紹各種能量感知調度算法，旨在最大限度地延長網絡的整體生存周期。我們將討論基於能量收集（Energy Harvesting, EH）的調度策略，以及如何利用環境中的能量資源來補充節點能量。隨後，我們將深入研究能量采集與消耗之間的權衡，介紹動態功率控製、自適應休眠/喚醒策略以及最優數據收集策略等。此外，本章還將介紹一些用於延長網絡壽命的魯棒調度算法，例如在節點能量耗盡或故障時的動態資源重分配策略。我們將分析不同能量感知調度算法在不同網絡拓撲、節點分布和任務模型下的性能錶現。 第七章：麵嚮服務質量（QoS）的資源調度 在許多實際應用中，傳感器網絡需要滿足一定的服務質量（QoS）要求，例如數據傳輸的可靠性、時延和吞吐量。本章將探討如何設計資源調度策略以滿足這些QoS需求。我們將介紹基於優先級調度的技術，將關鍵任務或高優先級數據優先分配資源。隨後，我們將深入研究時延敏感型調度算法，例如采用預留帶寬、時間同步以及優化的路由選擇來保證數據的及時傳輸。此外，本章還將介紹如何通過調整節點的工作模式、計算資源和通信功率來滿足不同的QoS指標，如數據丟失率、端到端延遲和抖動。我們將分析在資源受限條件下實現QoS保證的挑戰，並提齣相應的解決方案。 第八章：分布式與自適應資源調度 與協同感知類似，分布式和自適應的資源調度策略在大型WSNs中尤為重要。本章將介紹如何在缺乏全局信息的分布式環境下實現高效的資源調度。我們將討論基於分布式優化算法的調度方法，例如分布式梯度下降、分布式次梯度算法以及基於信息共享的協同調度。此外，還將介紹自適應調度策略，即節點能夠根據實時的網絡狀態（如能量水平、負載、信道條件）動態調整其調度行為。例如，基於強化學習的自適應調度算法，使節點能夠通過與環境的交互學習最優的調度策略。我們將探討分布式與自適應調度在應對網絡動態性、節點異質性以及突發事件時的優勢。 第九章：異構傳感器網絡資源調度 現實中的傳感器網絡往往是異構的，包含不同類型、不同性能的傳感器節點。異構性給資源調度帶來瞭新的挑戰。本章將深入探討異構傳感器網絡的資源調度問題。我們將首先分析不同類型傳感器節點的資源特性以及它們在網絡中的作用。隨後，我們將介紹針對異構網絡的資源分配模型，例如如何根據節點的感知能力、計算能力和通信能力進行最優的任務分配和資源調度。我們將討論如何設計能夠適應異構性的調度算法，例如基於多目標優化的調度方法，以及如何實現不同節點間的有效協同。此外，還將分析異構網絡中可能齣現的資源瓶頸，並提齣相應的解決方案。 總結與展望 本書的最後部分將對全書內容進行一個全麵的總結，迴顧協同感知與資源調度的關鍵技術和研究進展。我們將提煉齣當前研究中存在的挑戰和未來可能的研究方嚮，例如如何將深度學習與協同感知和資源調度相結閤，如何解決大規模、高動態、復雜環境下的傳感器網絡問題，以及如何構建具備自主學習和決策能力的智能傳感器網絡係統。我們相信，通過對協同感知與資源調度的深入研究與創新實踐，將能夠解鎖無綫傳感器網絡的巨大潛力，為構建更智能、更美好的未來貢獻力量。 本書適閤以下讀者： 高等院校和科研機構的師生： 為相關專業的學生提供係統性的理論知識和研究思路。 從事傳感器網絡相關技術的工程師和研發人員： 提供解決實際工程問題的理論指導和技術參考。 對物聯網、大數據、人工智能等交叉領域感興趣的研究者： 瞭解傳感器網絡作為底層支撐技術在這些領域中的關鍵作用。 通過閱讀本書，您將能夠： 深刻理解傳感器網絡協同感知和資源調度的基本原理與核心技術。 掌握多種分布式協同感知算法和資源調度策略。 瞭解如何在實際應用場景中設計和優化傳感器網絡係統。 把握傳感器網絡技術發展的最新趨勢與未來方嚮。 希望本書能夠成為您在傳感器網絡領域探索與創新的得力助手。

評分☆☆☆☆☆

我是一名無綫通信領域的從業者，日常工作中經常需要接觸到各種無綫通信標準和協議。《分層無綫傳感器網絡關鍵技術》在我看來，是一本非常“實在”的書。它沒有過多地描述那些不切實際的未來願景，而是聚焦於當前和近期的無綫傳感器網絡發展中的核心技術難題。從MAC層的介質訪問控製機製，到網絡層的路由選擇，再到應用層的傳感器數據采集和處理，書中對每一個環節的講解都非常細緻。特彆是在討論能效方麵，作者深入分析瞭各個層級對能耗的影響，並提齣瞭切實可行的優化方案。這對於我們這些需要在有限帶寬和能源環境下設計高性能係統的工程師來說，具有極高的指導意義。書中提供的相關算法的僞代碼和性能分析，也為我們後續的係統設計和實現提供瞭堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

我是一名軟件工程師，日常工作與嵌入式開發打交道，對於數據傳輸和能耗優化有著切身的體會。《分層無綫傳感器網絡關鍵技術》在這些方麵的內容，可以說給我帶來瞭諸多啓發。書中對路由協議的深入剖析，特彆是針對無綫傳感器網絡特點的優化算法，例如LEACH、PEGASIS等，不僅僅是理論公式的堆砌，更包含瞭對算法優劣勢的詳細對比分析，以及在不同網絡規模和拓撲結構下的性能評估。更重要的是，作者還探討瞭如何通過有效的節點調度、數據聚閤以及休眠喚醒機製來延長網絡的整體壽命，這對於資源受限的無綫傳感器網絡來說，簡直是“救命稻草”。我嘗試著將書中的一些優化思路應用到我目前的項目中，效果顯著，大大提升瞭數據傳輸的穩定性和節點的續航能力。

評分☆☆☆☆☆

作為一名對前沿技術充滿好奇的研究生，我在查找相關資料時，常常感到市麵上大多數書籍要麼過於淺顯，要麼過於理論化，難以將理論與實踐緊密結閤。《分層無綫傳感器網絡關鍵技術》在這方麵找到瞭一個絕佳的平衡點。書中在講解一些復雜的概念時，會穿插一些經典的實驗案例和模擬結果，這對於我理解抽象的理論模型非常有幫助。例如，在討論數據融閤技術時，書中不僅介紹瞭各種融閤算法，還通過圖錶展示瞭不同算法在麵對噪聲、丟失數據等情況時的魯棒性。此外，書中對於網絡安全機製的探討，也給我留下瞭深刻的印象。在無綫傳感器網絡日益普及的今天，安全問題不容忽視，而本書對這些潛在威脅的分析以及相應的防護策略，無疑為未來的研究和應用提供瞭重要的參考。

評分☆☆☆☆☆

在我看來，一本好的技術書籍，除瞭提供紮實的理論知識，更重要的是能夠激發讀者的思考和創新。《分層無綫傳感器網絡關鍵技術》無疑做到瞭這一點。書中在對現有關鍵技術進行深入分析的同時，也常常會拋齣一些開放性的問題，引導讀者去思考未來的發展方嚮和潛在的挑戰。比如，在討論異構傳感器網絡和多模態數據融閤時，作者並沒有給齣標準答案，而是指齣瞭當前研究的難點和未來的研究熱點。這種“留白”的設計，反而能夠激發我更深入地去探索和研究。此外，書中對不同應用場景下無綫傳感器網絡部署和優化策略的探討，也讓我對這項技術有瞭更全麵的認識，它不僅僅是簡單的技術堆砌，更是一種係統性的工程設計。

評分☆☆☆☆☆

在信息爆炸的時代，想要找到一本真正能夠觸及核心、深入淺齣的技術書籍，著實不易。而《分層無綫傳感器網絡關鍵技術》，在我看來，恰恰是這樣一本難能可貴之作。初讀之時，我便被其嚴謹的結構和清晰的邏輯所吸引。書中並非簡單羅列概念，而是層層剝離，從最基礎的無綫傳感器網絡架構入手，逐步深入到各個關鍵技術環節。比如，在論述網絡分層模型時，作者並沒有止步於理論的介紹，而是結閤瞭大量的實際應用場景，比如環境監測、智能交通、工業自動化等，生動地展示瞭不同層級在實際工作中扮演的角色和相互間的協作關係。這一點讓我印象深刻，也幫助我快速建立起對整個體係的宏觀認知。