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出版者:北京航空航天大學齣版社

作者:高守瑋

出品人:

頁數:430

译者:

出版時間:2009

價格:58.00元

裝幀:平裝

isbn號碼:9787811245127

叢書系列:

圖書標籤:

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《無綫傳感器網絡原理與應用》 內容梗概： 本書深入探討瞭無綫傳感器網絡（WSN）的核心原理、關鍵技術以及在不同領域的廣泛應用。全書共分十五章，內容嚴謹，結構清晰，旨在為讀者提供一個全麵而深入的WSN知識體係。 第一部分：WSN基礎理論與架構 第一章：無綫傳感器網絡概述 本章將首先界定無綫傳感器網絡的定義，闡述其相較於傳統傳感網絡和傳統無綫通信網絡的獨特之處。我們將深入剖析WSN的核心組成部分，包括傳感器節點、網關以及可能的基站，並解釋它們各自的功能和作用。緊接著，本章將詳細介紹WSN的典型網絡拓撲結構，如星型、網狀、簇狀等，分析不同拓撲在性能、功耗和可擴展性方麵的優劣。此外，還將探討WSN麵臨的挑戰，例如節點的異構性、節點的能源限製、網絡的可擴展性、安全性以及網絡的可靠性等，為後續章節的學習奠定堅實基礎。 第二章：傳感器節點的設計與實現 本章將聚焦於WSN中最基礎的單元——傳感器節點。我們將詳細介紹傳感器節點的硬件組成，包括微處理器、傳感器、通信模塊、能源供應單元（電池）以及其他輔助部件。在軟件層麵，將重點闡述嵌入式操作係統在傳感器節點中的作用，以及常見的實時操作係統（RTOS）的特點和選型考量。本章還將深入探討傳感器節點的設計原則，特彆是在功耗優化方麵的策略，例如低功耗模式、間歇性工作以及高效的喚醒機製。最後，將討論傳感器節點在實際製造過程中可能遇到的問題以及相應的解決方案。 第三章：WSN通信協議棧 本章將係統地介紹WSN的通信協議棧，並將其與OSI七層模型和TCP/IP模型進行對比分析。我們將重點闡述WSN特有的協議層，例如物理層（涵蓋無綫信號的調製解調、信道編碼等）、數據鏈路層（包括MAC協議的挑戰與解決方案，如TDMA, CSMA/CA的變種，以及節能型MAC協議）、網絡層（著重介紹路由協議的設計，如AODV, DSR的變種，以及為WSN設計的LEACH, PEGASIS等分簇路由和基於能量的路由算法）、傳輸層（探討可靠性、流量控製和擁塞控製在WSN中的實現），以及應用層（介紹數據采集、數據聚閤、事件驅動等應用模式）。 第四章：WSN MAC協議 作為通信協議棧的重要組成部分，本章將專門深入探討WSN的MAC（介質訪問控製）協議。我們將分析傳統MAC協議在WSN中遇到的限製，例如能源效率低下、延遲過高或衝突頻繁。在此基礎上，本章將詳細介紹為WSN設計的各類MAC協議，包括基於時分多址（TDMA）的協議，如EARLY LATENCY MAC（ELM）和SYNCHRONIZED TDMA（STDMA）；基於載波偵聽多路訪問（CSMA/CA）的協議，如ENERGY-AWARE CSMA/CA（EAC）和LOW POWER LISTENING（LPL）；以及混閤型的MAC協議。我們將著重分析這些協議在能源消耗、吞吐量、延遲和公平性等方麵的性能權衡，並探討如何根據應用需求選擇閤適的MAC協議。 第五章：WSN路由協議 本章將深入剖析WSN的路由協議，這是實現節點間數據有效傳輸的關鍵。我們將分析WSN路由協議麵臨的獨特挑戰，如節點能量受限、節點動態性（節點的移動或失效）、網絡規模龐大以及數據冗餘等。本章將分類介紹WSN的路由協議： 按拓撲結構分類： 介紹平麵路由、分簇路由（如LEACH, HEED）、分層路由等。 按通信模式分類： 介紹數據收集型路由、服務質量（QoS）感知型路由、多路徑路由等。 按信息存儲分類： 介紹無狀態路由和有狀態路由。 我們將詳細講解一些經典的WSN路由協議，並分析其路由發現、維護以及數據轉發機製，同時評估它們在能量消耗、路由開銷和數據傳遞成功率等方麵的錶現。 第六章：WSN中的數據管理 本章將關注WSN中的數據管理問題。首先，將介紹WSN中的數據采集機製，包括采樣頻率、數據預處理（如濾波、量化）以及數據壓縮技術。接著，將深入探討數據聚閤（Data Aggregation）技術，分析其目的（減少冗餘數據、節省網絡帶寬和能量）、實現方法（如分布式聚閤、基於簇的聚閤）以及麵臨的挑戰（如聚閤函數的設計、實時性要求）。此外，還將討論WSN中的數據存儲問題，包括節點本地存儲、網關存儲以及分布式數據庫技術在WSN中的應用。最後，將介紹WSN中常見的數據查詢和數據發布模型。 第二部分：WSN關鍵技術與挑戰 第七章：WSN的能源管理 能源管理是WSN設計的核心挑戰之一。本章將係統闡述WSN的能源消耗來源，包括通信、計算、感知和休眠等。我們將深入研究各種能源優化技術，包括： 節點層麵的功耗管理： 介紹低功耗硬件設計、休眠/喚醒策略、任務調度與優化、以及可再生能源的利用（如太陽能、振動能）。 網絡層麵的能源效率： 探討如何通過高效的MAC協議、路由協議以及數據聚閤來降低整體網絡能耗。 能源均衡策略： 分析如何通過閤理的負載分配和能量收集來延長整個網絡的生命周期。 本章還將討論能量收集（Energy Harvesting）技術，介紹其原理、類型以及在WSN中的應用前景。 第八章：WSN的安全性 隨著WSN在關鍵領域的應用日益廣泛，安全性問題變得尤為重要。本章將全麵分析WSN麵臨的安全威脅，包括竊聽、篡改、注入攻擊、拒絕服務（DoS）攻擊、節點欺騙等。我們將深入探討WSN的安全性需求，並介紹相應的安全機製： 加密技術： 介紹對稱加密、非對稱加密以及基於輕量級密碼算法在WSN中的應用。 認證機製： 探討如何驗證節點身份，防止節點欺騙，例如基於共享密鑰和基於公鑰的認證。 訪問控製： 分析如何管理節點對資源的訪問權限。 入侵檢測： 介紹在WSN中檢測和響應安全威脅的方法。 本章還將討論WSN安全協議的設計原則，以及在資源受限環境下實現安全性的挑戰。 第九章：WSN的時空同步 在許多WSN應用中，準確的時間和空間同步是至關重要的。本章將深入探討WSN的時空同步問題。我們將分析不同應用場景對同步精度的要求，例如事件檢測、協同感知以及精確的時間戳生成。本章將詳細介紹時鍾同步的挑戰，包括節點時鍾漂移、網絡延遲以及節點之間的距離差異。隨後，將介紹各種時鍾同步協議，如基於消息傳遞的協議（例如Cristian算法、NTP的變種）和基於硬件實現的同步方法。對於空間同步，將探討GPS、UWB（超寬帶）以及基於信號強度和到達時間的定位技術在WSN中的應用。 第十章：WSN中的節點定位與跟蹤 本章將聚焦於WSN中的節點定位和目標跟蹤技術。我們將分析不同的定位方法，包括： 基於距離測量的方法： 如RSSI（Received Signal Strength Indication）、TOA（Time of Arrival）、TDOA（Time Difference of Arrival）等，並討論其在WSN中的實現及其精度限製。 基於角度測量的方法： 如AOA（Angle of Arrival）。 基於測距/測角結閤的方法。 基於錨點（Anchor Nodes）的定位。 無需錨點的自組織定位。 在目標跟蹤方麵，本章將介紹單目標跟蹤和多目標跟蹤的算法，包括卡爾曼濾波器、粒子濾波器以及它們的變種在WSN中的應用。還將討論如何利用WSN的分布式特性實現高效的目標跟蹤。 第三部分：WSN應用與發展趨勢 第十一章：環境監測中的WSN應用 本章將重點探討WSN在環境監測領域的廣泛應用。我們將分析WSN在空氣質量監測（如PM2.5、O3、CO2的監測）、水質監測（如pH值、溶解氧、汙染物濃度）、土壤監測（如濕度、溫度、養分含量）、森林火災預警（通過溫度、濕度、煙霧傳感器）、以及災害監測（如地震、滑坡、洪水）等場景下的具體部署和技術實現。本章將通過典型案例分析，展示WSN如何有效地收集環境數據，並為環境保護、災害預警和科學研究提供有力支持。 第十二章：農業領域的WSN應用 本章將深入探討WSN在智慧農業中的應用。我們將分析WSN如何幫助實現精準農業，包括： 農作物生長監測： 通過傳感器監測土壤濕度、溫度、光照強度、CO2濃度等，為灌溉、施肥提供精確指導。 病蟲害預警： 通過環境參數的監測和圖像識彆，提前預警病蟲害的發生。 溫室環境控製： 自動化調控溫室內的溫度、濕度、光照等，優化作物生長環境。 畜牧業管理： 監測牲畜的健康狀況、活動區域以及生長環境。 本章將通過實際案例，展示WSN如何提高農業生産效率，減少資源浪費，並提升農産品質量。 第十三章：工業自動化與智能製造中的WSN應用 本章將聚焦於WSN在工業自動化和智能製造領域的應用。我們將分析WSN如何實現： 設備狀態監測與預測性維護： 通過傳感器監測設備的振動、溫度、壓力等參數，及時發現潛在故障，進行預測性維護，減少非計劃停機。 生産過程監控： 實時監測生産綫的運行狀態，優化生産流程，提高生産效率。 環境安全監測： 監測工業場所的有害氣體、粉塵、噪音等，保障工人安全。 資産跟蹤與管理： 對生産設備、物料等進行實時跟蹤，提高資産管理效率。 本章將討論WSN在工業環境下的部署挑戰，例如惡劣的工作環境、電磁乾擾以及對可靠性和實時性的高要求。 第十四章：智慧城市與智能傢居中的WSN應用 本章將探討WSN在智慧城市和智能傢居建設中的重要作用。在智慧城市方麵，我們將分析WSN在智能交通（如交通流量監測、停車位檢測）、智能照明（根據人流和光照自動調節）、智能安防（如入侵檢測、環境監測）、公共設施管理（如垃圾桶滿溢監測）等方麵的應用。在智能傢居領域，本章將介紹WSN如何實現傢庭環境監測（如空氣質量、溫濕度）、智能傢電控製、安全防護（如門窗傳感器、煙霧探測器）以及能源管理。 第十五章：WSN發展趨勢與未來展望 本章將對WSN的未來發展進行展望。我們將分析當前WSN研究的熱點和前沿方嚮，例如： 低功耗廣域網（LPWAN）與WSN的融閤： 如LoRa, NB-IoT等技術在WSN中的應用。 物聯網（IoT）與WSN的關係： WSN作為IoT的重要組成部分，其發展如何推動整個IoT生態係統的演進。 人工智能（AI）與WSN的結閤： 如何利用AI技術對WSN的海量數據進行智能分析和決策，例如在異常檢測、模式識彆和自主控製方麵的應用。 邊緣計算（Edge Computing）在WSN中的應用： 將計算能力下沉到網絡邊緣，提高數據處理效率和實時性。 WSN的標準化與互操作性。 WSN在新興領域的潛在應用： 例如醫療健康、可穿戴設備、以及工業物聯網（IIoT）等。 本章還將討論WSN未來發展可能麵臨的挑戰，並對該領域的研究方嚮提供指導。 本書結構嚴謹，內容豐富，從基礎理論到前沿技術，再到實際應用，力求為讀者呈現一個完整、深入的無綫傳感器網絡知識體係。無論您是學生、研究人員還是工程師，閱讀本書都將為您在WSN領域的研究和實踐提供寶貴的參考。

評分☆☆☆☆☆

這是我目前碰到的講ZigBee技術最好的一本書瞭，像李文仲段朝玉的ZigBee技術的書簡直是垃圾！ 人格保證絕對不是廣告

評分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

這本書的排版和插圖質量堪稱一流，這一點是必須點贊的。很多技術書籍的圖錶總是模糊不清，或者結構混亂，但此書中的硬件連接圖和軟件流程圖都做得極其精細，即便是側重軟件設計的讀者，也能清晰地分辨齣各個模塊之間的信號流嚮和數據交互過程。而且，作者似乎非常注重用戶體驗，每當引入一個新概念時，總會配上一張能夠直觀展示其工作原理的示意圖，這極大地降低瞭理解復雜抽象概念的認知負荷。我個人對書中對功耗管理的描述印象深刻，它不僅講解瞭低功耗模式的原理，還配上瞭不同工作狀態下的電流消耗對比圖錶，這種數據化的展示方式，比純文字描述要有效得多，讓人能立刻意識到優化睡眠和喚醒機製的重要性。總而言之，從視覺和結構上來說，這本書做到瞭清晰、專業且易於查閱，讓人在需要迴顧某個特定知識點時，能夠迅速定位，效率極高。

评分☆☆☆☆☆

這本書的配套資源和社區活躍度，是衡量一本技術書價值的重要維度，而本書在這方麵做得相當不錯。書後附帶的軟件代碼示例非常完整，而且作者似乎還維護瞭一個專門的在綫代碼倉庫，可以同步獲取最新的例程更新，這對於經常需要進行代碼迭代的實踐者來說，簡直是福音。更重要的是，通過書中提供的渠道，我發現瞭一個活躍的用戶交流群組。在這裏，我可以就書中學到的內容，嚮其他讀者和甚至可能是作者本人提齣具體的技術疑問，得到的反饋往往非常及時且具有建設性。這種學習環境的搭建，使得學習過程不再是單嚮的知識灌輸，而變成瞭一種互動的、持續迭代的學習旅程。這種圍繞書籍構建起來的生態係統，極大地提升瞭這本書的“時效價值”，確保瞭我們學習的技術點不會因為行業快速迭代而迅速過時，這一點是很多純理論書籍無法比擬的優勢。

评分☆☆☆☆☆

坦白說，這本書在介紹底層協議棧的實現細節方麵，處理得有些過於保守和安全化瞭。我本以為它會深入挖掘一下特定芯片廠商的私有擴展或者一些非標準化的優化手段，畢竟在實際的工業控製和智能傢居領域，原廠規範往往隻是一個起點，真正的性能往往來自於對硬件特性的深度挖掘。書中關於網絡安全章節的探討，雖然提到瞭加密和認證的基本機製，但對於如何有效地對抗實際環境中的側信道攻擊或重放攻擊，則顯得筆墨甚少。我希望看到更多關於固件安全更新機製的討論，以及如何在一個資源受限的嵌入式設備上實現高強度的安全防護的工程權衡。對於追求極緻穩定性和安全性的項目而言，書中的內容或許隻是完成瞭“閤規性”的要求，但要達到“健壯性”的標準，讀者可能還需要藉助其他更專業的安全手冊來進行補充和擴展，這本書在“深入骨髓”的專業性上，似乎留瞭一點遺憾。

评分☆☆☆☆☆

這本書的編排邏輯實在是有待商榷，尤其對於那些已經對物聯網基礎概念有所瞭解的讀者來說，前半部分的鋪墊顯得冗長且缺乏新意。我更期待看到一些前沿的、或者說在行業內尚未形成統一標準的“灰色地帶”的技術探討，但書中給齣的案例大多是教科書式的標準應用場景，似乎更適閤作為高校入門教材的參考資料，而非一綫工程師提升技能的工具書。我翻閱到關於設備組網拓撲結構的部分時，感覺其深度停留在對官方規範的復述層麵，缺少瞭作者基於實際項目經驗所提煉齣的“陷阱”或“優化技巧”。例如，在大規模網絡部署中，信道選擇的動態調整策略，書中隻是籠統地提及瞭幾個原則，卻沒有提供任何量化的評估模型或者實際的性能對比數據來支撐其觀點。希望後續的版本能夠在這些偏嚮於高級應用和性能調優的實戰經驗上有所加強，真正體現齣“實踐”二字的分量，讓資深用戶也能從中汲取到有價值的洞見。

评分☆☆☆☆☆

這本書的內容真是令人耳目一新，雖然我不是專門研究無綫通信的科班齣身，但衝著書名裏的“實踐”二字，還是滿懷期待地翻開瞭它。首先映入眼簾的是那些詳盡的實驗步驟和清晰的電路圖，這讓我這個動手能力稍弱的人都能大緻摸清門道。它沒有陷入過於晦澀的理論公式中，而是將重點放在瞭如何快速搭建一個可工作的原型係統上。例如，書中對不同類型傳感器的接入和數據采集過程的講解，就顯得格外接地氣。我特彆欣賞它對常見問題的排查指南，很多時候，搭建過程中遇到的坑，書裏都提前幫我們預見瞭，並給齣瞭可行的解決方案。這不像有些技術書，隻管把理論講完就撒手不管瞭，這本書更像是一個經驗豐富的老工程師在手把手地帶你入門。它似乎是站在一個初學者的角度齣發，用最直白的語言去解釋那些原本可能令人望而生畏的協議棧細節。閱讀過程中，我能感受到作者在組織材料時花費的心思，力求讓每一個章節的銜接都自然流暢，使得整個學習路徑非常順暢，讓人有一種“原來如此簡單”的豁然開朗感。

评分☆☆☆☆☆

比《ZigBee技術及應用》好~~~《ZigBee技術及應用》和說明書有什麼區彆，同樣都是看不懂的東西~

评分☆☆☆☆☆

比《ZigBee技術及應用》好~~~《ZigBee技術及應用》和說明書有什麼區彆，同樣都是看不懂的東西~

评分☆☆☆☆☆

字典，做項目的時候翻翻即可

评分☆☆☆☆☆

悲。大部分此類的教程都是對國際標準的直譯。

评分☆☆☆☆☆

比《ZigBee技術及應用》好~~~《ZigBee技術及應用》和說明書有什麼區彆，同樣都是看不懂的東西~