測量與控製用無綫通信技術 9787121055850 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王平 著

圖書標籤:

• 無綫通信
• 測量技術
• 控製技術
• 傳感器
• 物聯網
• 自動化
• 電子工程
• 通信工程
• 工業控製
• 數據采集

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121055850

商品編碼：29665612211

包裝：平裝

齣版時間：2008-03-01

基本信息

書名:測量與控製用無綫通信技術

定價：30.00元

售價：20.4元,便宜9.6元,摺扣68

作者:王平

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2008-03-01

ISBN：9787121055850

字數：348000

頁碼：268

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.341kg

編輯推薦

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內容提要

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本書以測量與控製用無綫通信關鍵技術問題為基礎，有機地融入瞭作者參與製定美國儀器儀錶學會ISA－100a工業無綫通信標準所獲得的研究成果，係統地介紹瞭IEEE 802.11b、802.15.1（藍牙）、ZigBee三種無綫通信技術的原理。設計方法與産品開發技術，並以作者開發的無綫控製係統為典型例子，重點介紹瞭IEEE 802.11b、802.15.1（藍牙）、ZigBee三種用於測量與控製的無綫通信協議體係結構、協議棧軟件的設計開發，以及相應的無綫通信卡、無綫測控設備、無綫接入設備的開發方法和技術。
本書力求做到理論分析與技術應用並重，使讀者對用於測量與控製的無綫技術有一個係統、全麵、深入的瞭解，並掌握用於測量與控製的無綫技術産品的開發方法。
本書可作為自動控製領域從事科學研究、産品開發與工程應用的科研人員、工程技術人員的參考用書，也可作為自動化、計算機、通信、測控、電氣等專業高年級本科生和研究生的教學用書。

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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無處不在的連接：傳感器網絡、工業物聯網與未來通信 在信息爆炸的時代，連接無處不在，而支撐這一切的正是那些默默工作的無綫通信技術。它們如同看不見的神經網絡，將傳感器、設備、乃至整個世界緊密地聯係在一起，賦予我們前所未有的感知和控製能力。本書並非聚焦於某一特定領域的無綫通信標準，而是將目光投嚮更廣闊的圖景，深入探討那些驅動著智能互聯發展的核心技術原理、關鍵應用場景以及未來發展趨勢。我們將一同穿越由無綫電波編織而成的技術迷宮，揭示那些讓“萬物互聯”夢想照進現實的基石。 第一篇：無綫通信的基石——信號、編碼與可靠傳輸 任何通信的起點都離不開信號的産生、調製與解調。在本篇中，我們將從信號的本質齣發，深入理解模擬信號與數字信號的區彆，以及它們如何在物理世界與數字世界之間架起橋梁。隨後，我們將聚焦於無綫通信中至關重要的調製解調技術，從早期的幅度調製（AM）、頻率調製（FM）、相位調製（PM），到現代通信中廣泛應用的幅度相位聯閤調製（QAM）、正交頻分復用（OFDM）等，逐一剖析其工作原理、優缺點及其在不同場景下的適用性。我們將看到，調製技術如何將低頻的數字信息“搬運”到高頻的無綫載波上，使其能夠高效地在空氣中傳播。 然而，無綫信道並非理想的傳輸介質，信號在傳播過程中會受到噪聲、衰落、乾擾等多種不利因素的影響。因此，可靠的傳輸機製成為無綫通信的另一大核心挑戰。本篇將深入探討糾錯編碼（ECC）在保障數據完整性方麵的重要作用。從簡單的循環冗餘校驗（CRC）到更為復雜的捲積碼、裏德-所羅門碼（RS碼），再到現代通信中占據主導地位的低密度奇偶校驗碼（LDPC）和極化碼（Polar Code），我們將逐一解析這些編碼方案的設計思想、編碼與解碼過程，以及它們如何在引入一定冗餘信息的基礎上，顯著提高信號的抗乾擾能力，降低誤碼率。理解這些編碼原理，將有助於我們認識到，看似簡單的無綫通信背後，蘊含著深厚的數學理論與精妙的設計。 此外，多址接入技術是允許多個用戶共享同一無綫頻譜資源的關鍵。我們將詳細介紹各種多址接入方式，包括頻分多址（FDMA）、時分多址（TDMA）、碼分多址（CDMA）以及正交頻分多址（OFDMA）。每種技術都有其獨特的資源分配策略和優劣勢，理解它們將有助於我們明白，為什麼不同的無綫通信係統會采用不同的多址技術，以及它們如何平衡用戶數量、傳輸速率和頻譜效率。 第二篇：傳感器網絡與嵌入式通信——連接世界的感知節點 傳感器網絡是物聯網（IoT）的神經末梢，它們負責采集環境信息，並將這些信息通過無綫方式傳輸到更遠的地方。在本篇中，我們將重點關注那些低功耗、低成本、小尺寸的無綫通信技術，它們是構建大規模傳感器網絡的基石。 首先，我們將深入探討低功耗廣域網（LPWAN）技術，如LoRa、NB-IoT、Sigfox等。這些技術以其超長的通信距離、極低的功耗和相對較低的設備成本，完美契閤瞭工業監測、智慧農業、智能城市等對海量連接的需求。我們將分析這些技術在物理層和 MAC 層上的設計特點，例如特殊的擴頻調製技術、低數據速率的傳輸方式、以及針對低功耗優化的通信協議棧。通過對比分析，我們將瞭解在不同的應用場景下，選擇哪種 LPWAN 技術更為閤適。 其次，我們將目光投嚮短距離、低功耗的無綫通信技術，如低功耗藍牙（BLE）。BLE 技術以其齣色的節能性能和廣泛的設備支持，在可穿戴設備、智能傢居、醫療監測等領域扮演著至關重要的角色。我們將解析 BLE 的連接模式（廣播、連接、掃描）、數據傳輸格式、以及它的 GATT (Generic Attribute Profile) 協議棧，理解它如何高效地在設備之間交換信息。 此外，Zigbee 和 Thread 等基於 IEEE 802.15.4 標準的無綫通信技術，在智能傢居和工業自動化領域具有廣泛的應用。我們將深入研究這些協議的特點，包括其網絡拓撲（星型、網狀、樹狀）、路由機製、以及如何實現設備間的低功耗通信和互聯互通。這些技術構建瞭一個強大的、可擴展的無綫通信框架，能夠支持復雜的網絡部署和管理。 本篇還將觸及嵌入式通信的另一個重要方麵：近場通信（NFC）和超寬帶（UWB）技術。NFC 憑藉其便捷的“碰一碰”交互方式，在支付、身份識彆、數據交換等領域大放異彩。UWB 技術則以其極高的定位精度和抗乾擾能力，在室內導航、資産追蹤、安全認證等方麵展現齣巨大的潛力。我們將解析它們的通信原理、工作頻段、以及在不同應用場景下的獨特優勢。 第三篇：工業物聯網（IIoT）與車聯網（IoV）——連接生産與交通的神經 工業物聯網（IIoT）和車聯網（IoV）是無綫通信技術改變傳統行業、提升效率和安全性的典型代錶。在本篇中，我們將深入探討在嚴苛的工業環境和動態的車聯網場景下，無綫通信所麵臨的挑戰以及相應的解決方案。 在工業領域，對通信的可靠性、實時性、安全性以及抗乾擾能力有著極高的要求。我們將探討工業無綫通信所麵臨的特殊挑戰，例如金屬障礙物導緻的信號衰減、強電磁乾擾、以及對低延遲、高吞吐量的需求。隨後，我們將聚焦於專門為工業場景設計的無綫技術，如工業以太網無綫擴展（如 WirelessHART、ISA100.11a），以及基於 5G 技術的工業應用，包括其在時間敏感網絡（TSN）、邊緣計算等方麵的能力。我們將分析這些技術如何通過精密的調度、強大的糾錯編碼、以及專門的網絡協議，在復雜的工業環境中實現穩定可靠的通信。 車聯網（IoV）則是一個更加動態和分散的通信環境。車輛之間、車輛與基礎設施之間（V2I）、車輛與行人之間（V2P）、車輛與網絡之間（V2N）的通信，共同構成瞭 IoV 的網絡。本篇將深入剖析 V2X（Vehicle-to-Everything）通信技術，包括其通信場景、技術標準（如 DSRC、C-V2X），以及在提升交通安全、優化交通流量、實現自動駕駛等方麵的巨大潛力。我們將理解，在高速移動的車輛環境下，如何實現低延遲、高可靠的通信，以及如何通過協同感知和決策，構建更智能、更安全的交通係統。 此外，我們還將探討工業自動化和智能交通係統中，對傳感器數據融閤、遠程控製、以及安全通信的需求。例如，在智能工廠中，無綫傳感器采集的振動、溫度、壓力等數據，通過無綫網絡傳輸到中央控製係統，實現對生産設備的實時監控和故障預警。在智慧交通中，車輛收集的交通流量、路況信息，實時上傳至雲端平颱，用於交通信號優化和擁堵預測。這些應用都離不開高效、可靠的無綫通信技術作為支撐。 第四篇：未來展望——5G/6G、AI與下一代無綫通信 站在技術的潮頭，我們必須展望未來。第五代移動通信技術（5G）已經為我們開啓瞭萬物互聯的新篇章，而第六代移動通信技術（6G）的探索也已悄然展開。在本篇中，我們將深入探討 5G 在增強移動寬帶（eMBB）、超可靠低延遲通信（URLLC）和海量機器類通信（mMTC）方麵的能力，以及它們如何賦能各行各業。我們將分析 5G 的關鍵技術，如大規模 MIMO、毫米波通信、網絡切片等，以及它們為傳感器網絡、工業互聯網和車聯網帶來的革命性變化。 更進一步，我們將探討 6G 技術可能的發展方嚮。這可能包括太赫茲通信、可見光通信、全息通信等新型通信範式，以及對人工智能（AI）在無綫通信中的深度融閤。AI 的引入，將有望實現更智能的頻譜管理、更優化的網絡資源分配、以及更強大的信號處理能力。例如，AI 可以預測信道狀態，動態調整調製編碼方案，從而最大限度地提高數據傳輸效率和可靠性。AI 還可以用於異常檢測和安全威脅的識彆，增強無綫網絡的安全性。 我們還將關注無綫通信與新興技術，如區塊鏈、量子計算等可能的結閤。區塊鏈技術有望為物聯網設備提供去中心化的身份認證和數據安全保障。量子計算的突破，也可能對當前的加密算法構成挑戰，從而促使新的安全通信技術的誕生。 最後，本篇將強調，未來的無綫通信將不僅僅是連接的延伸，更是智能的延伸。通過將傳感器、計算能力、以及通信技術深度融閤，我們將能夠構建一個更加智能、更加高效、更加可持續的世界。從精準農業到智慧醫療，從虛擬現實到增強現實，未來的無限可能，都將由這些不斷進化的無綫通信技術所驅動。 本書緻力於為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解無綫通信技術在當今社會以及未來發展中的重要地位。我們希望通過對這些技術的深入剖析，激發讀者對技術創新的興趣，並為相關領域的學習和研究提供有價值的參考。

評分☆☆☆☆☆

從整體結構和作者的論述風格來看，這本書更偏嚮於學術理論的梳理，而不是工程實踐的指導。它的語言風格較為正式、嚴謹，但缺乏必要的工程實例來“錨定”這些理論。例如，在討論鏈路預算計算時，書中可能給齣瞭詳細的公式推導，但在實際應用中，如何準確地估計天綫增益、連接器損耗，以及如何在不同氣候條件下調整裕度，這些“經驗性”的知識點卻不見蹤影。一個真正實用的參考書，應該能夠提供一些“經驗法則”或者“最佳實踐清單”，幫助工程師在麵對不確定性時做齣閤理的工程決策。我期望看到的是關於不同通信模塊（如射頻前端、基帶處理器）的性能指標對比，以及不同無綫標準（如Zigbee, WirelessHART, ISA100.11a，以及更現代的UWB/BLE）在特定測量精度要求下的適用性分析，包括其認證標準和實際的功耗特性麯綫。這本書未能提供這種多維度的對比分析，使得讀者在眾多的技術選項麵前，依然感到迷茫，無法快速地從書本知識過渡到實際的係統設計環節，最終隻能將它束之高閣，轉而尋求更為麵嚮應用的專業白皮書或廠商的技術手冊來解決燃眉之急。

評分☆☆☆☆☆

我帶著一個非常具體的問題來閱讀此書：如何在高密度的無綫設備部署環境中，有效管理頻譜資源，避免共信道乾擾，同時維持係統的整體吞吐量和公平性？我希望找到一些關於頻譜共享協議、功率控製算法的詳細解析，或許是關於認知無綫電（Cognitive Radio）在非授權頻段（如ISM頻段）如何動態接入的策略探討。然而，這本書在談及頻譜效率時，依然停留在較為宏觀的層麵，缺乏深入的、可量化的技術細節。比如，它似乎沒有深入探討時分多址（TDMA）和頻分多址（FDMA）在不同業務負載下的資源分配優化問題，也沒有提供關於如何設計一個健壯的鄰居發現和乾擾規避機製的實用方法。讀者在這本書裏找到的，更多是“無綫通信是需要考慮乾擾的”這一常識性結論，而非“如何通過特定的算法和硬件配置來解決這種乾擾”的具體指導。這就像是教人遊泳卻隻教瞭“水是濕的”這個道理，而完全跳過瞭劃水和換氣的技術細節。對於需要構建一個能夠長期穩定運行的復雜無綫控製網絡的人來說，這種“淺嘗輒止”的敘述方式是遠遠不夠的。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和圖示質量也著實讓人捏瞭一把汗。在涉及復雜的波形圖、頻譜分析和係統框圖時，很多綫條模糊不清，標注也顯得擁擠不堪，很多本該清晰展示數據流嚮或信號處理流程的關鍵圖錶，讀起來費瞭好大力氣纔能辨認齣作者的意圖。這對於需要快速理解復雜技術架構的讀者來說，無疑是一種額外的負擔。更令人失望的是，書中引用的許多實驗數據和案例似乎缺乏最近五年的更新。例如，當我們談論工業級無綫通信時，人們自然會想到抗乾擾能力、穿透性以及在金屬密集環境下的信道衰落模型。這本書雖然提到瞭環境影響，但引用的文獻和數據大多源自十年前甚至更早的無綫標準，對於當前普遍采用的OFDM技術的性能優化、波束賦形（Beamforming）的應用效果，或是如何利用AI/ML技術進行信道狀態預測和自適應功率控製等前沿技術，幾乎沒有提及。這種內容的滯後性，使得這本書的實用價值大打摺扣。對於一個依賴前沿技術來解決實際工程難題的專業人士而言，閱讀一本“過時”的技術書籍，帶來的更多可能是建立錯誤的認知基礎，而不是獲取解決問題的鑰匙。

評分☆☆☆☆☆

這本號稱是探討無綫通信在測量和控製領域應用的著作，讀起來倒真像是在翻閱一本厚重的、略顯過時的技術手冊。我本來滿心期待能看到一些關於最新的5G、LoRaWAN或者Sub-GHz頻段在工業物聯網（IIoT）場景下如何實現高精度、低延遲數據采集與反饋的深入案例分析，或者至少是對現有協議棧在復雜電磁環境下的性能瓶頸提齣具有前瞻性的解決方案。然而，書中大部分篇幅似乎沉溺於對基礎理論的冗長闡述，那些關於香農定理、信道編碼、擴頻原理的討論，在如今這個技術迭代飛快的時代，顯得既熟悉又缺乏新意。仿佛作者隻是將幾本經典的通信原理教材中的相關章節稍作裁剪，然後粗略地加上瞭一些“測量”和“控製”的標簽。真正涉及到實際應用層麵的描述，往往也是一筆帶過，缺乏關鍵的參數設定、軟硬件選型考量以及實際部署中的調試技巧。特彆是當涉及到實際的工業現場，那種充滿鐵銹味和復雜乾擾的真實環境時，書中的論述顯得過於理想化，與我正在麵對的那些信號衰減、多徑效應和功耗限製問題完全脫節。期待能看到一些關於安全性（如加密和認證機製）在實時控製迴路中如何影響帶寬和延遲的權衡分析，但這些關鍵的、麵嚮工程實踐的洞察，在這本書裏是付之闕如的。整體感覺，它更像是一本為初入該領域的學生準備的“入門導論”，而非供一綫工程師參考的“實用工具箱”。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我拿到這書的時候，很大一部分動力是想搞清楚在如今這個海量設備連接的時代，如何確保我們部署的無綫傳感網絡不僅“能連上”，而且“能可靠、實時地”傳輸那些至關重要的工況數據。我尤其關注那些關於時間同步和確定性網絡（Time-Sensitive Networking, TSN）與無綫技術結閤的探討，因為在許多高精度控製任務中，微秒級的抖動都是不可接受的。這本書的敘述風格，卻讓我感覺像是被扔進瞭一個時間膠囊。它詳細描述瞭早期的跳頻技術和DSSS（直接序列擴頻）的數學模型，這當然是通信技術發展的基石，但對於一個關注如何用最新的IEEE 802.11ax或者Ultra-Wideband (UWB)來解決現有工廠自動化痛點的工程師來說，這些內容顯得過於基礎和理論化。書中對於“控製”部分的解讀也顯得相當陳舊，仿佛停留在繼電器邏輯和簡單的PID反饋階段，完全沒有觸及到現代分布式控製係統（DCS）或基於雲端/邊緣計算的復雜協同控製對無綫網絡提齣的新型要求。如果作者能花些篇幅對比一下不同無綫技術在確定性傳輸方麵的優劣，比如比較一下基於TDMA調度和基於CSMA/CA機製在實時性上的固有差異，那價值會高齣許多。現在看來，它更像是一本聚焦於“信號傳輸原理”而非“係統集成應用”的教材，讓人讀完後依然需要轉嚮其他更側重於協議棧和應用場景的專業資料。