IEEE802.15.4系统无线传感器-影印版 9787030344717 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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Chiara Buratti，Marco Mart 著

图书标签:

• IEEE802
• 15
• 4
• 无线传感器网络
• 传感器网络
• 无线通信
• 低功耗
• 物联网
• 影印版
• 通信工程
• 电子工程
• 无线技术
• 协议标准

店铺： 琅琅图书专营店

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030344717

商品编码：29596290803

包装：平装

出版时间：2012-06-01

图书基本信息
图书名称	IEEE802.15.4系统无线传感器-影印版	作者	Chiara Buratti、Marco Martalo、Roberto V
定价	78.00元	出版社	科学出版社
ISBN	9787030344717	出版日期	2012-06-01
字数		页码
版次	1	装帧	平装
开本	16开	商品重量	0.400Kg

内容简介

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作者简介

目录

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文摘

序言

无线传感器网络：原理、协议与应用 内容简介 本书全面深入地探讨了无线传感器网络（WSN）的核心理论、关键技术以及广泛的应用前景。从基础的传感器节点设计、通信原理，到复杂的网络拓扑、数据管理，再到实际的部署与性能优化，本书力求为读者构建一个清晰、完整的WSN知识体系。全书结构严谨，内容详实，语言流畅，旨在帮助读者透彻理解WSN的运作机制，并为其在科研、工程实践及产品开发中提供坚实的理论基础和技术指导。 第一部分：无线传感器网络基础 本书的开篇将带领读者进入无线传感器网络的神秘世界。首先，我们会对WSN进行一个概念性的阐述，定义其基本构成要素——传感器节点，并详细介绍传感器节点的硬件组成，包括感知单元、处理单元、通信单元以及电源单元。我们将深入剖析不同类型传感器的原理及其在WSN中的作用，例如温度、湿度、光照、压力、振动、声音、图像等传感器的选择与应用场景。 随后，本书将聚焦于WSN的通信方面。我们将详细讲解无线通信的基本原理，包括信号传播模型、衰减、干扰、多径效应等对WSN性能的影响。特别地，我们会深入探讨几种在WSN领域广泛应用的低功耗、短距离无线通信技术，如蓝牙（Bluetooth）、Zigbee（对应IEEE 802.15.4标准）、Wi-Fi HaLow (IEEE 802.11ah) 等，分析它们的特性、优势、劣势以及适用场景。我们会从物理层和MAC层（媒体访问控制层）的角度，详细介绍这些通信协议的工作机制，例如数据传输速率、功耗、通信范围、多信道访问方式、冲突避免机制等。 此外，电源管理在WSN中至关重要，因为传感器节点往往依靠电池供电，且更换电池的成本高昂。因此，本书将花费大量篇幅讨论WSN中的能源效率问题。我们将介绍各种节能技术，包括硬件节能设计（如低功耗芯片、睡眠模式）、软件节能策略（如动态调整采样率、数据压缩、优化通信调度）以及能量采集技术（如太阳能、振动能、射频能）。 第二部分：无线传感器网络协议栈与设计 在理解了WSN的基本原理后，本书将深入探讨WSN的协议栈。我们将详细分析OSI（开放系统互连）模型在WSN中的映射，并重点介绍与WSN设计密切相关的各层协议。 网络层： 这是WSN的核心组成部分之一。我们将详细介绍WSN中常见的路由协议，包括面向数据收集的单跳通信、多跳通信以及复杂的路由策略。我们将深入分析不同类型路由协议的特点，例如： 基于位置的路由： 如GPSR（Geographic Routing Protocol for Wireless Sensor Networks），如何利用节点的地理位置信息进行路由。 能量感知型路由： 如LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy），如何通过分簇来延长网络寿命。 数据驱动型路由： 如SPIN（Sensor Networks with Information Power Management），如何根据数据的价值来选择路由路径。 面向拓扑的路由： 如DSDV（Destination-Sequenced Distance Vector）和AODV（Ad hoc On-demand Distance Vector）的变种在WSN中的应用。 汇聚（Sink）或基站（Base Station）的连接策略 以及如何处理多跳通信中的数据转发。 传输层： 尽管WSN的资源有限，但仍然需要有效的传输层协议来保证数据的可靠性和效率。我们将探讨TCP（Transmission Control Protocol）和UDP（User Datagram Protocol）在WSN中的适用性，以及针对WSN特点而设计的轻量级传输协议，例如TSP（Transport Protocol for Wireless Sensor Networks）和PSFQ（Selective Forwarding Queue）等。我们将分析这些协议在丢包重传、拥塞控制、流量控制方面的优化。 应用层： 应用层协议决定了WSN如何收集、处理和利用传感器数据。我们将介绍常见的WSN应用场景，以及在这些场景下所需的特定应用层协议。例如，数据聚合协议（Data Aggregation Protocols）如何减少网络流量，事件检测协议（Event Detection Protocols）如何高效地发现并报告关键事件，以及时间同步协议（Time Synchronization Protocols）在协同工作中的重要性。 第三部分：无线传感器网络设计与部署 本书的第三部分将转向WSN的实际设计与部署。我们将从宏观和微观两个层面进行阐述。 网络拓扑设计： 不同的应用场景需要不同的网络拓扑。我们将分析各种拓扑结构的优缺点，包括星型拓扑、总线型拓扑、环型拓扑、网状拓扑（Mesh Topology）以及分簇拓扑（Clustering Topology）。我们将指导读者如何根据应用需求、节点分布、通信范围和成本等因素选择最合适的拓扑结构。 节点部署策略： 节点的部署直接影响网络的覆盖范围、连通性和能量效率。我们将介绍静态部署和动态部署两种模式，并讨论各种部署策略，例如随机部署、网格部署、目标驱动部署等。我们还将探讨如何利用仿真工具（如NS-2, NS-3, Cooja）来评估不同部署策略的性能。 数据管理与处理： 传感器节点产生海量数据，如何有效地管理和处理这些数据是WSN的关键挑战。本书将介绍WSN中的数据模型、数据存储、数据过滤、数据聚合以及数据查询技术。我们将探讨分布式数据库和数据仓库在WSN中的应用，以及如何从海量数据中提取有价值的信息。 安全与隐私： WSN的开放性和分布式特性使其容易受到攻击，因此安全与隐私至关重要。我们将深入探讨WSN面临的安全威胁，包括窃听、拒绝服务攻击、篡窃（impersonation）、重放攻击等。我们将介绍WSN中的安全机制，例如加密（对称加密、公钥加密）、认证、访问控制以及入侵检测系统。同时，我们也会讨论数据隐私保护技术，确保传感器数据在传输和存储过程中的安全性。 性能评估与优化： 如何衡量WSN的性能并进行优化是实际应用中的重要环节。本书将介绍WSN的常用性能指标，如网络覆盖率、连通性、吞吐量、延迟、能量消耗、网络寿命等。我们将讨论如何通过仿真和实际实验来评估WSN的性能，并介绍各种优化技术，包括动态调整节点参数、优化路由算法、改进MAC层协议等，以实现WSN的最佳性能。 第四部分：无线传感器网络的典型应用 本书的最后一部分将聚焦于WSN在各个领域的广泛应用，通过具体的案例来展示WSN的价值和潜力。 环境监测： 例如，利用WSN监测空气质量、水质、土壤湿度、森林火灾、地震活动等。我们将探讨如何部署节点来实时获取环境数据，并进行分析预警。 工业自动化与监测： 在制造业中，WSN可用于监测生产线设备的运行状态、温度、压力、振动等，实现预测性维护，提高生产效率。 智能家居与楼宇自动化： WSN在智能家居中扮演着重要角色，例如控制照明、温度、安防系统，监测能源消耗，提升居住舒适度和安全性。 医疗健康监测： 远程病人监测、可穿戴设备、生物信号采集等，WSN为医疗健康领域提供了新的解决方案。 农业自动化： 精准农业、智能灌溉、病虫害监测等，WSN帮助实现高效、节约资源的农业生产。 军事与国防： 战场侦察、目标跟踪、环境感知等，WSN在军事领域有着广泛的应用。 交通管理： 车辆检测、交通流量监测、路况信息采集等，WSN有助于优化交通系统。 本书的编写目标是提供一本既有深度又有广度的WSN著作，既适合初学者入门，也为有经验的研究者和工程师提供参考。通过对本书的学习，读者将能够深入理解无线传感器网络的原理，掌握其核心技术，并能够独立地设计、实现和优化WSN系统，应对各种实际应用挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计和装帧质量给我留下了非常深刻的印象。纸张的质地相当不错，拿在手里很有分量感，印刷清晰，即便是图表部分也毫无模糊之感。翻阅的过程中，那种油墨的清香混合着纸张特有的气味，让人感觉这是一本用心制作的书籍。装帧看起来很结实，即便是经常翻阅，估计也不会轻易散页。整体设计风格偏向学术和严谨，配色沉稳，很符合技术类书籍的调性。不过，如果能增加一些更现代化的设计元素，也许能让年轻读者更有亲近感。尽管如此，对于我这种需要长期参考和查阅的读者来说，这种耐用和经典的设计反而是加分项。从包装到内页的细节处理，都能感受到出版社在质量控制上的严谨态度。这本书的实体感，远比电子版要好得多，对于需要动手实践和对照阅读的工程师或学生来说，拥有实体书的体验是无可替代的。

评分☆☆☆☆☆

这本书的引言部分写得非常引人入胜，它没有直接跳入晦涩的技术细节，而是花了大量篇幅勾勒出无线传感器网络在当前技术浪潮中的战略地位和应用前景。作者清晰地阐述了为何IEEE 802.15.4标准在低功耗、低速率的物联网场景中占据了不可替代的核心地位。我特别欣赏作者在开篇就建立起来的宏观视野，这使得后续的协议栈讲解不再是孤立的技术点堆砌，而是具有清晰的逻辑脉络和应用导向。他们成功地将复杂的物理层、MAC层机制，置于一个实际的系统需求背景之下进行解读，这对于初学者建立系统观至关重要。读完前几章，我对这个标准的应用边界和设计哲学有了更深层次的理解，远超我预期的入门介绍的深度。这种“先画蓝图，再描细节”的叙事方式，极大地提升了阅读的流畅性和目的性。

评分☆☆☆☆☆

从语言风格来看，这本书的行文保持了一种高度的专业性，用词精准，逻辑链条严密，几乎没有可以引起歧义的口语化表达。这使得它非常适合作为工程师手册或高级课程的教材。然而，对于完全没有无线通信背景的初学者来说，一开始的阅读门槛可能会稍高。许多核心概念的引入缺乏足够的铺垫，读者需要具备一定的数字信号处理和网络基础知识才能跟上作者的思路。如果能在每章的开头或关键概念引入时，增加一些生活化的类比或者更直观的图示来帮助概念“落地”，相信能有效拓宽其受众范围，让更多非专业出身的爱好者也能领略到802.15.4的魅力。总体而言，这是一本扎实、严谨的专业著作，是技术人员工具箱中不可或缺的一员。

评分☆☆☆☆☆

本书在系统集成和实际部署的案例分析上稍显不足，这或许是其专注于协议深度的必然取舍。虽然理论基础打得极其扎实，但对于如何将这些标准的理论知识转化为一个稳定、可扩展的实际应用系统，书中提供的指导性内容相对较少。例如，在处理跨协议栈的互操作性问题、电池寿命的极端优化策略，或者是在复杂电磁环境下进行干扰抑制的经验分享等方面，篇幅相对有限。我期望能看到更多关于实际部署中遇到的“怪问题”及其解决方案的经验总结，例如大规模网络中的时间同步漂移应对、不同厂商芯片在实现细节上的细微差异导致的问题等。理论的深度是毋庸置疑的，但若能在工程实践的“坑”中捞取一些教训，这本书的实用价值将更上一层楼。

评分☆☆☆☆☆

深入到技术核心章节后，我发现作者在解释MAC层竞争机制和帧结构时的详尽程度令人称赞。尤其是关于CSMA/CA的冲突避免策略，书中不仅列出了理论公式，还通过大量的仿真结果图表来佐证不同参数配置下的性能表现。很多同类书籍在讲到这些底层细节时往往一笔带过，但这本书却细致入微地分析了时隙分配、信道扫描等关键步骤对系统吞吐量和延迟的影响。这部分内容对于正在进行协议栈优化的研发人员来说，简直是宝藏。我曾经花费大量时间去调试一个关于邻居发现的问题，如果早些年能有这样一本详尽解析底层状态机的参考书，调试效率可能会大大提高。作者对协议标准的忠实还原度非常高，确保了所学知识能够直接映射到实际的硬件实现上，这一点非常难得。