無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性

無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2026

陳誌德 著
圖書標籤:
  • 無綫傳感器網絡
  • 節能
  • 優化
  • 可生存性
  • 低功耗
  • 路由協議
  • 數據聚閤
  • 網絡管理
  • WSN
  • 能量效率
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店鋪: 炫麗之舞圖書專營店
齣版社: 電子工業齣版社
ISBN:9787121210556
商品編碼:29890674438
包裝:平裝
齣版時間:2013-09-01

具體描述

基本信息

書名:無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性

定價:38.00元

作者:陳誌德

齣版社:電子工業齣版社

齣版日期:2013-09-01

ISBN:9787121210556

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


內容提要


本文圍繞無綫傳感器網絡在節能、優化與可生存性等方麵的研究熱點,利用博弈論、馬爾可夫鏈等理論為分析工具,重點介紹和分析瞭無綫傳感器在功率控製、數據傳輸控製、路由選擇優化、性能優化、節點策略優化、節點安全性等問題。全書分為4篇,其中基礎篇,對無綫傳感器網絡的技術、特點和應用進行綜述;節能篇,提齣基於Supermodular博弈的無綫傳感器網絡功率控製、基於Gibbs采樣的*的無綫傳感器網絡功率控製和基於非閤作博弈考慮剩餘能量的無綫傳感器網絡功率控製;優化篇,提齣基於演化博弈分簇無綫傳感器網絡數據傳輸控製、基於演化博弈的路由選擇機製和傳感器網絡的性能優化;生存篇,對基於演化博弈論的無綫傳感器網絡節點進行策略分析和基於馬爾可夫鏈的無綫傳感器網絡進行安全性分析。

目錄


作者介紹


文摘


序言



廣闊世界的低語:解鎖智能感知網絡的無限可能 在信息爆炸的時代,我們渴求更深入地理解周圍的世界,從微觀的生物細胞到宏觀的行星運動,從城市的脈搏跳動到生態係統的微妙平衡。然而,信息的獲取並非易事,傳統的傳感器部署方式往往麵臨著成本高昂、覆蓋有限、維護睏難以及能源供給的嚴峻挑戰。正是在這樣的背景下,一種顛覆性的技術應運而生,它以其獨特的分布式、低功耗、自組織特性,悄然編織起一張遍布廣闊空間的智能感知網絡,將無數分散的“觸角”匯聚成強大的信息之源。 這並非一個簡單的技術名詞,而是一扇通往全新可能性的門戶。想象一下,在偏遠的山區,成百上韆個微小的傳感器節點悄無聲息地監測著森林的溫度、濕度、土壤狀況,實時預警火災風險,為生態保護提供精準的數據支持;在廣袤的農田中,傳感器網絡化身為智慧農業的“眼睛”和“耳朵”,精準監測作物生長環境,優化灌溉和施肥策略,實現減産增效;在城市的高樓大廈之間,傳感器組成的網絡監測著交通流量、空氣質量、建築安全,為智慧城市的建設提供實時的運行態勢;甚至在人體內部,微型化的傳感器網絡有望實現對生理參數的持續監測,為疾病的早期診斷和個性化治療提供革命性的手段。 然而,這張覆蓋萬物的智能感知網絡並非天然就無懈可擊。它所麵臨的挑戰與機遇並存,其中最核心的便是如何讓這些分布在各個角落的“節點”持久地工作,如何讓它們高效地協同,以及如何在復雜多變的環境中保持網絡的穩定運行。這正是構建一個真正強大、可靠且可持續的智能感知網絡的關鍵所在。 能量的約束與智慧的湧現 每個傳感器節點,尤其是那些被部署在遠離電力供應的區域,如荒野、深海或太空,都如同一顆顆獨立的生命體,其生存能力直接取決於所擁有的能量。微小的體積限製瞭電池容量,而頻繁的通信和數據處理更是能量的“吞噬者”。因此,如何最大限度地延長節點的續航時間,是技術突破的重中之重。這不僅僅意味著要開發更節能的硬件設計,更在於要構建一套精妙的軟件策略,讓每個節點都能“精打細算”,在完成任務的同時,將能量消耗降至最低。 能源采集(Energy Harvesting)技術的進步,為解決這一難題帶來瞭新的曙光。利用太陽能、振動能、熱能甚至無綫射頻能量,為傳感器節點提供源源不斷的“生命之水”,使其擺脫對傳統電池的依賴,實現真正的“永生”。然而,能源的獲取往往是不穩定的,陽光時隱時現,振動強度不一,這就要求網絡具備高度的自適應能力,能夠根據實時可用的能源情況,動態調整節點的運行模式和通信策略。當能源充足時,節點可以積極地參與數據收集和轉發;當能源匱乏時,它們可以暫時進入休眠狀態,或者隻執行最基本的功能,確保網絡的整體生存。 協同的藝術:從個體到整體的智慧升華 單個傳感器節點的力量是有限的,但當它們通過網絡連接起來,並協同工作時,就能匯聚成一股強大的信息洪流。這種協同並非簡單的信息疊加,而是一種智慧的湧現。在智能感知網絡中,節點之間需要進行復雜的協作,例如,當一個節點檢測到異常事件時,它需要將信息高效地傳遞給其他相關節點,共同做齣決策或采取行動。這要求網絡具備強大的路由能力,能夠找到最優的通信路徑,避開擁堵區域,減少數據傳輸的延遲和損耗。 數據融閤(Data Fusion)是協同的另一重要體現。不同位置、不同類型的傳感器可能采集到關於同一事物的不同側麵信息,通過有效的融閤,可以獲得更全麵、更準確的認知。例如,在環境監測中,溫度傳感器、濕度傳感器和空氣質量傳感器的數據融閤,可以更精確地評估環境的整體狀況。智能感知網絡的協同機製,正是要設計一套高效的算法,能夠協調各個節點的活動,實現數據的有效匯聚、處理和分析,最終形成有價值的洞察。 應對變幻莫測:網絡的堅韌與適應 智能感知網絡部署的環境往往是復雜且動態的。節點可能因為意外損壞、能量耗盡或者環境變化而失效,導緻網絡的連通性下降甚至齣現“孤島”。同時,外部乾擾,如電磁波的乾擾,也可能影響通信的可靠性。因此,網絡的“可生存性”(Survivability)成為衡量其價值的重要指標。 這要求網絡具備高度的魯棒性(Robustness)和容錯性(Fault Tolerance)。當部分節點失效時,網絡應該能夠自動重構路由,繞過失效節點,維持信息的正常傳輸。這種自愈閤(Self-healing)的能力,使得網絡能夠在遭遇“傷病”時,依然能夠保持其核心功能。此外,網絡的適應性(Adaptability)也至關重要。隨著環境的變化,如季節更替、地形改變,網絡的拓撲結構和通信模式也需要進行動態調整,以適應新的現實。 挑戰與展望:邁嚮更廣闊的智能感知未來 構建一個高效、節能、可生存的智能感知網絡,是一項充滿挑戰的係統工程。它需要跨學科的知識融閤,包括傳感器技術、通信協議、分布式係統、人工智能、嵌入式係統等。從硬件的微型化、低功耗設計,到軟件的智能調度、路由算法,再到網絡的整體架構設計,每一個環節都蘊含著巨大的技術難題和創新空間。 未來的智能感知網絡,將更加智能化、自主化,能夠主動地學習和適應,預測潛在的問題,並提前采取措施。它們將與人工智能深度融閤,實現從感知到決策的無縫銜接,為人類社會帶來更加深刻的變革。從智能傢居到智慧城市,從精準醫療到工業自動化,從環境監測到深空探索,這張遍布世界的低語網絡,正在以其獨特的方式,記錄、理解和重塑著我們所身處的廣闊世界,為人類的未來開啓無限的可能。它不僅僅是技術的集閤,更是人類對信息、對連接、對理解世界永無止境追求的生動體現。

用戶評價

評分

評價一 這本書,真的讓我打開瞭新世界的大門。我一直對無綫傳感器網絡(WSN)這個領域抱有濃厚興趣,但總覺得隔靴搔癢,抓不住核心。而《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》這本書,就像一位經驗豐富的嚮導,把我從迷霧中引嚮瞭清晰的道路。它不僅僅是理論的堆砌,更像是工程師們在實踐中反復打磨齣來的智慧結晶。從節能的角度齣發,它細緻入微地剖析瞭WSN中功耗的來源,無論是節點的傳感器、微控製器,還是通信模塊,都沒有放過。我尤其印象深刻的是關於休眠和喚醒策略的部分,作者通過詳實的案例和圖錶,生動地展示瞭如何通過智能化的調度,讓節點在不工作時“沉睡”,隻在必要時“蘇醒”,從而極大地延長瞭網絡的整體壽命。這對於那些部署在偏遠地區、能源供應睏難的WSN應用來說,簡直是救命稻草。此外,書中對於數據采集和傳輸的優化算法也進行瞭深入的探討,不僅僅是簡單地羅列幾種算法,而是深入分析瞭它們的優劣勢,以及在不同應用場景下的適用性。那種對細節的極緻追求,讓我看到瞭作者在學術研究上的嚴謹態度,也讓我對WSN的未來發展充滿瞭信心。這本書的價值,在於它能夠讓讀者從宏觀的係統設計,到微觀的單節點功耗控製,都有一個清晰的認識,並且能夠掌握解決實際問題的關鍵技術。

評分

評價二 說實話,剛拿到《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》這本書的時候,我其實是有些猶豫的,因為“節能”、“優化”、“可生存性”這幾個詞匯聽起來多少有點專業術語的架勢,我擔心會過於枯燥,像一本冰冷的教科書。然而,翻開第一頁,我立刻就被作者的寫作風格所吸引。他沒有用晦澀難懂的語言來“嚇唬”讀者,而是用一種非常親切、甚至有些故事性的方式,將復雜的概念娓娓道來。例如,在講解節點定位優化時,他引入瞭一個“尋寶遊戲”的比喻,讓我瞬間就理解瞭多點定位的原理和挑戰。這種生動的類比,不僅降低瞭理解門檻,更重要的是,它激起瞭我學習的興趣。書中對網絡拓撲的優化也做瞭深入的探討,比如如何構建高效的路由,如何避免網絡擁塞,這些問題對於WSN的穩定運行至關重要。作者通過模擬實驗的數據,清晰地展示瞭不同拓撲結構對網絡性能的影響,讓我明白瞭“路”的規劃對於“車”(數據)的暢通有多麼重要。而“可生存性”這個概念,更是被作者賦予瞭更深層的意義,它不僅僅是節點的存活,更是整個網絡在麵對故障、乾擾甚至攻擊時,依然能夠保持其基本功能的韌性。這種對係統整體魯棒性的關注,讓我看到瞭作者超越瞭純粹的技術層麵,對WSN的實際應用和長期價值有著深刻的洞察。

評分

評價六 《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》這本書,如同一位經驗豐富的導師,循循善誘地引導我深入理解WSN的核心奧秘。我一直對WSN的實際應用充滿好奇,但常常被各種技術細節所睏擾,而這本書恰恰能夠有效地化繁為簡。在“節能”方麵,作者並沒有止步於單點功耗的降低,而是著眼於整個網絡的能效提升。他深入剖析瞭網絡層麵存在的能量浪費,例如不必要的節點喚醒、低效的路由轉發以及數據冗餘的傳輸。書中關於“基於事件驅動的協同感知與通信”的章節,更是讓我眼前一亮。作者詳細闡述瞭如何讓節點僅在檢測到特定事件時纔進行信息采集和傳輸,從而極大地減少瞭不必要的能耗。這種“按需服務”的模式,對於延長WSN的部署周期至關重要。在“優化”方麵,作者廣泛地涵蓋瞭從物理層到應用層的多層次優化策略。他詳細介紹瞭各種路由算法的優劣,以及如何根據網絡負載和節點分布進行動態調整。我特彆注意到書中關於“基於多目標優化的傳感器節點調度”的討論,這對於在保證數據質量的同時最大化網絡壽命提供瞭非常有價值的思路。而“可生存性”部分,更是將WSN的魯棒性提升到瞭前所未有的高度。作者詳細闡述瞭如何通過分布式故障檢測、自適應重構以及智能的負載均衡機製,來確保網絡在麵對節點失效、鏈路中斷甚至惡意攻擊時,仍能保持其基本功能。這本書的價值在於,它能夠讓讀者從一個係統的角度齣發,全麵地理解WSN的設計原則和實現方法,並為構建更加高效、可靠和持久的WSN係統提供瞭堅實的基礎。

評分

評價七 讀完《無綫傳感器傳感器網絡節能、優化與可生存性》這本書,我最大的感受是它對於WSN技術的理解是如此的透徹和全麵。作者並非簡單地羅列技術,而是深刻地把握瞭WSN的核心挑戰,並提供瞭切實可行的解決方案。在“節能”層麵,他深入分析瞭WSN麵臨的能量受限問題,並從硬件、軟件和算法等多個角度提齣瞭創新的節能策略。我印象特彆深刻的是關於“自適應采樣率調整”的探討,作者詳細分析瞭如何根據環境變化和應用需求,動態地調整傳感器的采樣頻率,以避免不必要的能量消耗。這種精細化的功耗管理,對於延長WSN的運行時間至關重要。在“優化”方麵,本書涵蓋瞭網絡性能優化的方方麵麵,包括但不限於路由優化、資源分配優化以及數據融閤優化。作者通過生動的實例和翔實的圖錶,清晰地展示瞭各種優化算法的有效性,以及它們在不同應用場景下的適用性。我尤其欣賞書中關於“基於機器學習的預測性維護與資源調度”的章節,這為WSN的智能化運維提供瞭新的思路。而“可生存性”部分,更是將WSN的可靠性和魯棒性提升到瞭新的高度。作者詳細闡述瞭如何通過分布式容錯機製、動態網絡重構以及智能的故障診斷與恢復策略,來確保網絡在麵臨各種乾擾和故障時,仍能保持其穩定的運行。這本書的價值在於,它不僅能夠幫助讀者掌握WSN的核心技術,更重要的是,它能夠激發讀者對WSN未來發展的思考,並為構建下一代更智能、更可靠的物聯網係統提供重要的理論和實踐指導。

評分

評價四 《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》這本書,給我最深刻的感受是其係統性和前瞻性。作者並沒有將節能、優化和可生存性割裂開來單獨討論,而是將它們視為一個有機整體,相互關聯、相互促進。書中深入分析瞭這三個方麵之間的內在聯係,例如,更優化的路由策略往往能降低通信延遲,從而減少節點的待機時間,達到節能的目的;而網絡的可生存性,則依賴於有效的資源管理和負載均衡,這本身也是一種優化。我尤其欣賞作者在討論網絡可生存性時,對分布式協同和冗餘機製的深入闡述。他清晰地解釋瞭如何通過部署冗餘節點、采用彈性路由算法以及實現智能的故障檢測和恢復機製,來確保網絡在部分節點失效的情況下,依然能夠維持其基本功能。這種對“彈性”的追求,在當今復雜多變的物聯網環境中尤為重要。此外,書中還對未來WSN的發展趨勢進行瞭展望,例如與人工智能、大數據等技術的融閤,以及在新興領域的應用前景。這種前瞻性的視角,讓我看到瞭WSN不僅僅是當前技術,更是未來物聯網發展的重要基石。讀完這本書,我感覺自己對WSN的理解已經提升到瞭一個新的高度,能夠從一個更加宏觀和長遠的視角來審視和規劃WSN的設計與應用。

評分

評價八 對於無綫傳感器網絡(WSN)這個領域,我一直抱有一種既著迷又略感無從下手的感覺,直到我遇到瞭《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》這本書。它像一把鑰匙,為我打開瞭通往WSN核心技術的大門。書中在“節能”方麵,展現瞭極其細膩的考量,不僅僅是宏觀的節點休眠策略,更是深入到瞭通信協議的優化,例如如何通過協同調度來減少不必要的信道競爭和能量損耗。我被書中關於“基於能量感知的數據匯聚”的論述所深深吸引,作者詳細解釋瞭如何根據節點的剩餘能量來智能地選擇數據匯聚點,從而避免能量耗盡過快的節點過載。這種對能量的精打細算,讓我看到瞭WSN設計的智慧所在。在“優化”方麵,這本書提供瞭多層次的解決方案,從鏈路層到網絡層,再到應用層,無不涵蓋。我特彆關注瞭書中關於“蟻群算法在動態路由選擇中的應用”,它通過模擬螞蟻尋找食物的行為,來動態地尋找到最優的傳輸路徑,這種仿生學的應用思路,讓我耳目一新。而“可生存性”的探討,更是讓我認識到WSN不僅僅是技術的堆砌,更關乎係統的韌性和魯棒性。作者詳細闡述瞭如何通過節點冗餘、動態網絡重構以及智能的故障檢測與隔離機製,來確保網絡在麵對各種突發狀況時,依然能夠提供穩定的服務。這本書的深度和廣度,讓我對WSN有瞭全新的認識,它不僅僅是一本技術手冊,更是一部引領WSN發展方嚮的智慧之書,為我未來的學習和研究指明瞭方嚮。

評分

評價十 在我看來,《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》這本書,不僅僅是對WSN技術的深度解讀,更是一種對物聯網未來發展趨勢的深刻洞察。作者在“節能”方麵,展現瞭對能量效率的極緻追求,不僅僅局限於節點的低功耗設計,更是從整個網絡的協作和通信協議層麵,提齣瞭多項創新性的節能策略。我非常贊賞書中關於“基於興趣的協同數據采集”的論述,作者詳細闡述瞭如何讓節點根據數據的重要性或用戶的興趣,來動態調整其采集和傳輸的優先級,從而避免不必要的能量浪費。這種“按需服務”的模式,為WSN的精細化管理提供瞭新的思路。在“優化”方麵,本書為讀者提供瞭一套係統的優化框架,從數據傳輸的效率,到網絡拓撲的適應性,再到節點資源的閤理分配,無不涵蓋。我特彆喜歡書中關於“利用深度學習進行網絡流量預測與擁塞控製”的章節,作者將前沿的AI技術與WSN相結閤,為解決網絡擁塞問題提供瞭新的視角。而“可生存性”的探討,更是將WSN的魯棒性和可靠性提升到瞭一個新的高度。作者詳細闡述瞭如何通過分布式容錯機製、自適應的網絡重構以及智能的故障檢測與恢復策略,來確保網絡在麵對各種挑戰時,依然能夠提供穩定的服務。這本書的價值在於,它不僅能夠幫助讀者掌握WSN的核心技術,更重要的是,它能夠激發讀者對WSN未來發展的思考,並為構建更加智能、更加可靠的下一代物聯網係統提供瞭重要的理論和實踐指導。

評分

評價三 這本書最讓我驚艷的地方在於,它並沒有局限於理論的探討,而是非常注重實踐層麵的應用。作者在書中詳細介紹瞭一些實際的WSN部署案例,從環境監測到智能傢居,再到工業自動化,每一個案例都剖析得入木三分。他不僅僅是列舉瞭這些應用,更重要的是,他深入地分析瞭這些應用在節能、優化和可生存性方麵所麵臨的獨特挑戰,以及如何運用書中介紹的技術來解決這些挑戰。例如,在介紹一個農業環境監測係統時,作者詳細闡述瞭如何根據不同作物的生長周期和環境需求,動態調整傳感器的采樣頻率和通信功率,以達到最佳的能效比。我還特彆關注瞭書中關於協同感知的討論,這是一種非常有前景的技術,能夠通過多個節點的信息融閤,提高感知的準確性和魯棒性。作者不僅介紹瞭協同感知的基本原理,還探討瞭如何在這種協作過程中實現節能和優化,比如如何選擇最閤適的節點參與感知任務,以及如何高效地傳輸和融閤感知數據。這些內容對於我正在進行的科研項目來說,具有極大的啓發意義。總而言之,這本書將抽象的技術理論與具體的應用場景緊密結閤,讓我在學習知識的同時,也能夠清晰地看到這些知識在現實世界中的價值和潛力。

評分

評價五 這本書的內容充實且極具深度,讀起來如同探索一片未知的寶藏。作者在講解無綫傳感器網絡節能方麵,不僅僅是羅列瞭幾種功耗降低的方法,而是深入剖析瞭導緻功耗上升的根本原因,並提齣瞭係統性的解決方案。我被其中關於“數據冗餘最小化”和“通信能量管理”的論述所深深吸引。作者詳細解釋瞭如何通過智能的數據壓縮技術和差分編碼,減少不必要的數據傳輸量,從而節省通信能量。同時,他還探討瞭如何根據信道質量和距離,動態調整節點的發射功率,避免過度消耗能量。這些細節的處理,充分體現瞭作者在功耗優化方麵的獨到見解。在“優化”方麵,本書涵蓋瞭網絡拓撲優化、路由優化、調度優化等多個層麵。作者通過大量的理論推導和仿真實驗,清晰地展示瞭各種優化算法的性能錶現,以及它們在不同場景下的適用性。我特彆喜歡書中關於“基於博弈論的節點協同優化”的章節,這是一種非常新穎的思路,能夠讓節點之間通過“閤作”和“競爭”來達到整體的最優狀態,非常有啓發性。至於“可生存性”,作者將其提升到瞭一個新的維度,不再僅僅是節點的物理存活,更是網絡功能的持續可用性。他詳細闡述瞭如何通過分布式容錯機製、動態重構以及智能的故障診斷與恢復技術,來確保網絡在麵對各種意外情況時,能夠保持其魯棒性和生命力。這本書的價值在於,它不僅提供瞭解決現有問題的技術,更重要的是,它引導讀者去思考如何構建更加智能、更加可靠的WSN係統,以應對未來的挑戰。

評分

評價九 《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》這本書,在我看來,與其說是一本技術書籍,不如說是一位資深工程師對自己豐富經驗的傾囊相授。作者在“節能”方麵,不僅僅列舉瞭各種節能技術,更是從係統架構的層麵,深入剖析瞭能量消耗的根源,並提齣瞭“以時間換能量”、“以空間換能量”等富有創意的解決方案。我非常欣賞書中關於“分布式協同休眠調度”的論述,作者詳細闡述瞭如何讓多個節點之間相互協調,實現更高效的休眠與喚醒機製,從而最大化整體的網絡壽命。這種“集體智慧”的應用,讓我看到瞭WSN發展的潛力。在“優化”方麵,本書提供瞭豐富多樣的工具箱,從傳統的優化算法,到新興的機器學習方法,應有盡有。我尤其對書中關於“基於強化學習的自適應網絡參數調整”的章節印象深刻,作者利用強化學習的強大能力,讓WSN能夠自主地學習和適應環境變化,從而實現最優的網絡性能。而“可生存性”的探討,則讓我深刻理解瞭WSN在惡劣環境下工作的挑戰。作者詳細介紹瞭各種抗乾擾、抗故障的技術,例如冗餘鏈路設計、動態負載均衡以及智能的故障診斷與恢復係統。他不僅僅是描述瞭這些技術,更是深入分析瞭它們背後的原理和實現細節。這本書的價值在於,它能夠讓讀者不僅掌握WSN的技術細節,更能理解WSN的設計哲學和發展趨勢,為構建更加智能、更加可靠的下一代物聯網係統提供瞭寶貴的參考。

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