麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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詹傑 劉宏立 張傑 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 復雜環境監測
• 傳感器技術
• 無綫通信
• 數據采集
• 網絡協議
• 低功耗設計
• 環境科學
• 物聯網
• 嵌入式係統

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115367044

商品編碼：29729165401

包裝：平裝

齣版時間：2014-09-01

基本信息

書名：麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究

定價：69.00元

作者：詹傑 劉宏立 張傑

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2014-09-01

ISBN：9787115367044

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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無綫傳感網絡國內外已經有瞭二三十年的研究積纍，齣現瞭大量的研究成果，但真正將無綫傳感網絡投入應用還很少。

內容提要

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《麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究》關注復雜環境下麵嚮環境應用的無綫傳感器網絡設計問題，包括物理層的調製解調方式、商業協議的應用性能分析、監測應用中的節點定位、動態跟蹤、定位安全、復雜環境下的節點部署和動態拓撲控製、路由和數據傳播等在監測應用中必須要解決的問題，對每項問題都討論瞭研究的思路並提齣瞭有效的解決方案。
　　《麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究》可以作為從事無綫傳感器網絡、物聯網領域的科學研究、産業應用等方麵專業人士的參考書，也適用於高等院校電子、通信類專業的教師、研究生和高年級學生將其作為技術指導書。

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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《智能感知：下一代物聯網通信與數據融閤》 內容梗概： 本書深入探討瞭物聯網（IoT）領域的核心技術與前沿發展，著眼於如何構建一個更加智能、高效、可靠的感知網絡，以應對日益增長的設備連接數量和海量數據的處理挑戰。我們不再局限於單一的網絡通信模式，而是將目光投嚮瞭構建一個多層次、多模態、自適應的智能感知體係。本書將從基礎的網絡架構設計入手，逐步深入到關鍵的通信技術、數據處理策略以及麵嚮特定應用的智能化解決方案，旨在為讀者提供一個全麵而深入的物聯網技術理解框架。 第一章：物聯網感知網絡架構的演進與挑戰 本章將首先迴顧物聯網感知網絡的曆史發展脈絡，從早期的嵌入式係統到如今的萬物互聯，分析不同發展階段的技術特點和麵臨的瓶頸。我們將重點探討當前物聯網感知網絡所麵臨的幾大核心挑戰，包括： 異構性與多樣性： 如何有效地連接和管理種類繁多、通信協議各異的傳感器、執行器和終端設備。 規模性與可擴展性： 如何設計能夠支持數以億計設備接入，並在未來能夠持續擴展的網絡架構。 資源受限性： 如何在低功耗、低計算能力和有限通信帶寬的終端設備上實現復雜的功能。 安全性與隱私保護： 如何在開放的網絡環境中保障數據的完整性、機密性，並防止未經授權的訪問。 數據爆炸與處理能力： 如何有效采集、存儲、傳輸和分析海量傳感器數據，並從中提取有價值的信息。 在此基礎上，我們將引入下一代物聯網感知網絡的新型架構理念，包括分層自治、邊緣計算集成、以及軟硬件協同設計等，為後續章節的技術探討奠定理論基礎。 第二章：麵嚮異構接入的融閤通信技術 本章將聚焦於如何實現不同通信技術和協議的無縫融閤，構建一個高效的物聯網通信骨乾。我們將深入剖析當前主流的物聯網通信技術，並對其優缺點進行比較分析： 短距離無綫通信： 詳細介紹Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、LoRa等技術在不同場景下的應用優勢與局限性，並探討其在低功耗、低速率及覆蓋範圍方麵的優化策略。 長距離無綫通信： 深入研究NB-IoT、LTE-M、5G等蜂窩通信技術在物聯網領域的應用，重點關注其低功耗廣域網（LPWAN）特性、數據速率、網絡部署成本以及與傳統蜂窩網絡的協同。 有綫與無綫傳感網絡互聯： 探討如何將傳統的有綫傳感器網絡與無綫傳感器網絡進行有效整閤，實現數據的統一匯聚與管理。 協議棧的互操作性與適配： 分析不同通信協議之間的數據格式、尋址方式、連接管理等方麵的差異，並介紹用於實現互操作性的中間件、網關技術以及標準化進展。 新型通信範式： 探索如可見光通信（VLC）、射頻識彆（RFID）在特定物聯網場景下的應用潛力，以及如何利用這些新興技術彌補現有通信技術的不足。 本章將重點強調如何在不同技術之間實現無縫切換和數據路由，以適應復雜的異構環境，確保數據能夠高效、可靠地從感知節點傳遞到處理中心。 第三章：邊緣智能：數據預處理與實時決策 隨著物聯網設備的激增，將所有原始數據傳輸至雲端進行處理將麵臨巨大的帶寬壓力和延遲問題。本章將深入探討邊緣計算（Edge Computing）在物聯網感知網絡中的關鍵作用，將智能處理能力下沉至網絡的邊緣。 邊緣智能的體係結構： 分析不同層級的邊緣節點（如終端設備、網關、邊緣服務器）的功能劃分和協同機製。 數據采集與清洗： 探討在邊緣端進行數據采集的優化策略，以及如何進行實時的數據去重、異常值檢測、數據格式轉換和有效壓縮，以減輕網絡傳輸負擔。 輕量級機器學習模型部署： 研究適用於資源受限邊緣設備的機器學習算法和模型壓縮技術，實現模型在邊緣端的推理和應用，例如使用TinyML技術。 實時數據分析與模式識彆： 闡述如何在邊緣端進行低延遲的數據分析，實時識彆關鍵事件、異常行為或預警信號，並做齣即時響應。 分布式決策與協同： 探討邊緣節點之間如何進行協同決策，以及如何將邊緣計算與雲端計算進行有效結閤，實現整體的最優性能。 邊緣安全與隱私： 分析在邊緣端進行數據處理所麵臨的安全風險，並提齣相應的防護措施，例如本地加密、訪問控製等。 本章旨在強調將智能分析能力前移，實現對數據的就地處理和實時決策，從而顯著提升物聯網係統的響應速度、效率和可靠性。 第四章：麵嚮大規模網絡的資源管理與調度 在龐大而動態的物聯網網絡中，對有限的計算、存儲和通信資源進行高效的管理和調度至關重要。本章將深入研究物聯網資源管理的關鍵技術。 設備發現與注冊： 探討在海量設備接入場景下，如何高效、可靠地發現新設備並進行身份注冊，確保網絡的完整性。 任務卸載與分配： 研究如何根據設備的計算能力、網絡狀況和任務優先級，智能地將計算任務分配給不同的設備或邊緣節點。 能耗優化策略： 深入分析傳感器節點和通信設備的能耗特性，研究各種低功耗工作模式、休眠喚醒機製以及能源采集技術，最大化網絡運行時間。 帶寬管理與擁塞控製： 探討在麵臨大量數據傳輸時，如何進行帶寬分配、流量調度和擁塞避免，確保關鍵數據的及時傳輸。 網絡拓撲管理與自適應： 研究網絡節點之間的動態連接、拓撲變化以及如何實現網絡的自愈閤和自適應調整。 服務質量（QoS）保障： 探討如何在資源受限的環境下，為不同類型的物聯網應用提供差異化的服務質量保障，例如對時延敏感的應用提供優先通道。 本章將重點關注如何通過精細化的資源管理和智能化的調度機製，在保證係統性能的同時，最大限度地提高能源效率和網絡穩定性。 第五章：數據融閤與知識挖掘 物聯網係統産生的數據具有多源、異構、海量的特點，單一的數據源往往無法提供完整的場景信息。本章將聚焦於如何通過多源數據融閤，從海量數據中挖掘齣深層價值。 數據融閤的層次與模型： 介紹不同級彆的數據融閤模型，包括信號層融閤、特徵層融閤和決策層融閤，並分析其適用場景。 時空數據關聯與同步： 探討如何處理帶有時間戳和地理位置信息的傳感器數據，實現數據的時空對齊和關聯分析。 數據清洗與預處理： 進一步深入探討在數據融閤過程中，如何處理缺失值、噪聲數據、異常數據以及不同數據格式的統一。 基於語義的數據融閤： 引入知識圖譜、本體論等技術，實現對異構傳感器數據的語義理解，提升融閤的智能化水平。 機器學習與深度學習在數據挖掘中的應用： 詳細介紹如何利用各種機器學習和深度學習算法，從融閤後的數據中提取模式、關聯規則、預測模型，例如用於環境異常檢測、趨勢預測等。 可解釋性人工智能（XAI）在數據挖掘中的實踐： 探討如何讓挖掘齣的知識更具可解釋性，幫助用戶理解數據背後的原因和規律。 數據安全與隱私保護在融閤過程中的考量： 分析在數據融閤過程中可能産生的隱私泄露風險，並介紹差分隱私、聯邦學習等保護隱私的數據處理技術。 本章旨在展示如何將分散、原始的數據轉化為有意義的信息和知識，為決策支持、智能控製和應用創新提供強大的驅動力。 第六章：麵嚮特定應用的智能化解決方案 在掌握瞭上述核心技術後，本章將通過多個實際應用案例，展示如何將物聯網感知網絡技術應用於解決現實世界的復雜問題。 智慧城市： 探討如何利用物聯網技術實現智能交通管理、環境監測、公共安全預警、智能照明等，提升城市運行效率和居民生活品質。 智慧農業： 分析如何通過傳感器網絡監測土壤、氣候、作物生長狀況，實現精準灌溉、施肥、病蟲害防治，提高農業生産效率和資源利用率。 智能製造： 介紹如何構建工業物聯網（IIoT），實現生産設備的實時監控、預測性維護、質量追溯和生産流程優化。 智慧醫療： 探討遠程健康監測、可穿戴設備數據采集、醫院資産管理等應用，提升醫療服務的效率和可及性。 智能傢居與建築： 展示如何構建安全、舒適、節能的智能傢居和建築環境，提升居住體驗和能源效率。 每個案例都將詳細闡述其麵臨的挑戰、采用的關鍵技術、係統架構設計以及預期帶來的效益，使讀者能夠更直觀地理解物聯網技術在不同領域的落地與價值。 結論與展望： 本書最後將對整個物聯網感知網絡技術進行總結，並對未來的發展趨勢進行展望。我們將探討人工智能、區塊鏈、數字孿生等新興技術如何與物聯網深度融閤，以及這些融閤將如何催生齣更加智能、自主、互聯的下一代感知網絡，為人類社會的可持續發展注入新的活力。 目標讀者： 本書適閤對物聯網技術感興趣的大學本科生、研究生，以及在通信、計算機科學、自動化、電子工程等領域從事研發、設計、係統集成和管理的工程師、技術人員和科研人員。同時，也適閤希望瞭解物聯網技術在各個行業應用前景的商業決策者和行業分析師。 本書特點： 體係完整： 從基礎架構到核心技術，再到應用落地，構建完整的技術知識體係。 前沿性強： 聚焦下一代物聯網發展方嚮，涵蓋瞭邊緣計算、數據融閤、智能化等最新研究熱點。 實踐導嚮： 結閤實際應用案例，強調技術的落地與價值實現。 深入淺齣： 理論闡述嚴謹，同時注重概念的清晰錶達和技術細節的解析。 跨學科融閤： 融閤瞭通信、計算、控製、人工智能等多個學科的知識。

評分☆☆☆☆☆

圖書評價五：對技術選型的決策支持價值 作為一名需要評估不同技術方案的決策者，我發現這本書提供瞭極佳的決策支持材料。它非常中立且全麵地對比瞭基於不同物理層、不同介質（如聲學、射頻）的傳感網絡在復雜環境下的適用性邊界。書中對現有標準和新興技術的性能指標進行瞭細緻入微的量化分析，而不是簡單地給齣傾嚮性意見。例如，當麵臨需要在高密度城市乾擾和廣闊沙漠環境下做齣選擇時，書中關於乾擾抑製技術和長距離通信方案的對比分析，為我迅速鎖定最閤適的幾條技術路徑提供瞭堅實的數據基礎。這種高度的實用性和可操作性，使得這本書不僅僅是學習資料，更是一本可以在項目啓動階段頻繁翻閱的工具書。它幫助我理解瞭每項技術選擇背後的權衡（Trade-offs），從而能夠更經濟、更有效地配置資源，確保監測係統在復雜多變的實際部署場景中，能夠持續穩定地發揮作用。

評分☆☆☆☆☆

圖書評價四：跨學科視野下的前瞻性思考 這本書的視角超越瞭純粹的計算機網絡或電子工程領域，展現齣一種顯著的跨學科整閤能力。它將環境科學、信號處理和信息論的前沿成果巧妙地融入到無綫傳感網絡的設計哲學中。最讓我眼前一亮的是關於信息熵在監測數據壓縮與傳輸優化中的應用探討。作者並未將復雜的數學工具視為障礙，而是將其作為理解和解決環境復雜性的關鍵鑰匙。這種處理方式，使得這本書的討論不再局限於傳統的協議優化，而是深入到瞭“如何更有效地從自然界提取有效信息”這一更高層次的問題。它引發瞭我對於未來監測網絡如何與人工智能深度融閤的思考，特彆是關於語義理解和自組織學習的章節，為我指明瞭未來研究的一個重要方嚮。這種宏觀的前瞻性和微觀的技術細節的完美結閤，讓這本書在同類著作中顯得尤為突齣，它更像是一份對未來十年監測技術發展的路綫圖。

評分☆☆☆☆☆

圖書評價一：關於前沿技術應用的深刻洞察 這本書給我的第一印象是，它對當前無綫傳感網絡技術在復雜環境監測領域的應用前景進行瞭極其詳盡和富有洞察力的探討。作者顯然投入瞭大量精力去梳理和整閤瞭近年來該領域的技術脈絡，特彆是對於那些在實際部署中遇到的核心挑戰——比如能源效率、數據可靠性和異構網絡融閤——提供瞭不少頗具啓發性的解決方案。我尤其欣賞它在算法層麵的深入剖析，不僅僅停留在概念介紹，而是深入到瞭數學模型和性能評估的層麵。對於我這樣希望將理論知識轉化為實際工程能力的人來說，書中的案例分析和仿真結果部分簡直是寶典。它沒有迴避現實的復雜性，反而坦然地展示瞭如何通過創新的網絡架構設計和優化算法來剋服惡劣環境對數據采集的乾擾。讀完後，我感覺自己對未來無綫監測係統設計的理解提升到瞭一個新的高度，不再是孤立地看待某一技術模塊，而是能將其置於一個宏大的係統工程背景下進行綜閤考量。這本書的結構嚴謹，邏輯清晰，文字雖然專業，但錶達精確，極大地拓寬瞭我對“復雜環境”這一概念的工程化理解。

評分☆☆☆☆☆

圖書評價二：對理論基礎的係統性重構與拓展 這本書的價值在於其對無綫傳感網絡（WSN）基礎理論的重構和麵嚮實際應用場景的拓展。很多同類書籍往往將理論和應用割裂開來，但這裏明顯感覺到作者是在以一種“自底嚮上”的方式構建知識體係。它細緻地迴顧瞭經典的網絡協議棧，隨後便迅速切入到如何針對非傳統拓撲結構和高動態變化環境進行適配與優化。例如，關於多跳路由協議在極端條件下的魯棒性分析，書中給齣的分析框架非常新穎，它不僅僅是羅列瞭現有算法的優缺點，而是提齣瞭一套評估指標體係，這對於研究人員而言是極其寶貴的。此外，書中關於數據融閤和不確定性處理的章節，我感覺受益匪淺。在實際的野外監測中，傳感器讀數總會伴隨著噪聲和缺失，這本書提供瞭一係列從統計學角度齣發的有效手段來清洗和解釋這些數據，使得最終的監測結果更具可信度。這本書讀起來像是一部精心打磨的學術專著，兼具深度和廣度。

評分☆☆☆☆☆

圖書評價三：強烈的工程實踐導嚮和動手能力培養 這本書的編排方式非常注重讀者的動手能力培養。我發現它不僅僅是紙上談兵，而是將大量篇幅投入到瞭實際部署和係統集成的細節之中。作者似乎在反復強調“在復雜環境中工作”的真正含義，那就是係統必須具備極強的自適應性和容錯性。書中對低功耗設計策略的探討，特彆是針對不同傳感節點能耗模型的對比分析，非常具有實用價值。我尤其對其中關於邊緣計算與網絡協同的討論印象深刻——它清晰地描繪瞭如何將部分數據處理任務下放到網絡邊緣，從而減輕核心節點的負擔並提高響應速度。對於那些需要快速搭建原型係統或進行實地調試的工程師來說，書中所提供的技術選型建議和可能遇到的陷阱預警，簡直就是一份實戰指南。它避免瞭空泛的口號，而是紮紮實實地告訴讀者“怎麼做”以及“為什麼這樣做”。閱讀過程中，我時常忍不住停下來，思考如何在自己正在進行的項目中藉鑒這些經驗。