Wireless Algorithms, Systems, and Applications pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Du, Ding-Zhu 编

出品人:

页数:594

译者:

出版时间:

价格:$ 123.17

装帧:

isbn号码:9783642034169

丛书系列:

图书标签:

无线通信
无线网络
算法
系统
应用
无线传感器网络
移动计算
信号处理
通信系统
网络协议

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具体描述

This book constitutes the refereed proceedings of the 4th Annual International Conference on Wireless Algorithms, Systems, and Applications, WASA 2009, held in Boston, MA, USA, in August 2009. The 36 revised full papers presented together with 15 invited papers and 7 workshop papers were carefully reviewed and selected from numerous submissions. Providing a forum for researchers and practitioners worldwide, the papers address current research and development efforts of various issues in the area of algorithms, systems and applications for current and next generation infrastructure and wireless networks. They are divided in topical sections on applications, experimentation, power management; coverage, detection, and topology control; routing, querying, and data collection; localization, security, and services; scheduling and resource management; and online social networks, applications, and systems.

《城市脉搏：智能传感器网络与动态环境感知》内容简介在信息爆炸的时代，我们无时无刻不被数据所包围，而这些数据，正是我们理解和改造世界最宝贵的财富。然而，海量的数据并非凭空产生，它们来源于遍布我们生活环境的无数“触角”——传感器。本书《城市脉搏：智能传感器网络与动态环境感知》，正是聚焦于这些沉默而强大的“触角”，深入探讨如何构建高效、智能的传感器网络，以及如何利用这些网络对我们所处的动态环境进行精准、实时的感知与分析。本书并非仅仅是对传感器技术孤立的介绍，而是将目光投向了更广阔的应用场景，尤其是将目光聚焦于我们赖以生存的“城市”——这个复杂、多变且充满活力的巨型生命体。我们将传感器网络视为城市的“神经系统”，能够感知城市的“体温”（环境温度）、“心跳”（交通流量）、“呼吸”（空气质量），甚至“情绪”（人群密度与行为模式）。通过对这些“脉搏”的细致捕捉与深入解读，我们旨在揭示城市运行的内在规律，优化城市管理，提升居民生活品质，并最终构建更安全、更宜居、更可持续发展的智慧城市。第一部分：构建城市脉搏的基石——智能传感器网络在这一部分，我们将从最基础的概念出发，循序渐进地构建读者对智能传感器网络的全面认知。传感器技术前沿概览：我们将首先介绍当前主流的传感器技术，包括但不限于：环境监测传感器：温度、湿度、气压、光照、噪声、PM2.5、CO2、O3等各类环境参数的测量传感器。我们将探讨其工作原理、精度、功耗以及在不同应用场景下的优劣势。定位与导航传感器： GPS、北斗、惯性测量单元（IMU）、地磁传感器等，它们如何协同工作，为设备在城市中的精确定位提供支持。图像与视频传感器：高清摄像头、深度摄像头等，如何捕捉城市景象，为后续的图像识别与行为分析奠定基础。声音传感器：麦克风阵列等，如何捕捉城市中的声音信号，用于异常事件检测、交通噪声监测等。生物识别与健康监测传感器：未来可能集成的，用于个体安全与健康追踪的传感器。新型传感器探索：柔性传感器、MEMS传感器、微流控传感器等新兴技术，它们为传感器网络带来了哪些新的可能性。传感器网络架构设计：一个高效的传感器网络并非简单地堆砌传感器，而是需要精巧的架构设计。我们将深入探讨：网络拓扑结构：星型、总线型、环形、网状拓扑及其在城市环境中的适用性分析。分层网络模型：感知层、网络层、数据处理层、应用层的职责划分与协同工作。异构网络集成：如何将不同类型、不同协议的传感器无缝集成到一个统一的网络中。低功耗设计原则：传感器节点通常面临能源限制，我们将重点介绍低功耗传感器节点设计、能量收集技术以及节能通信协议。通信协议与数据传输：传感器收集到的数据需要高效、可靠地传输到后端进行处理。本节将重点解析：短距离无线通信技术： Zigbee、Bluetooth Low Energy (BLE)、LoRa、NB-IoT等在传感器网络中的应用，分析它们的覆盖范围、功耗、带宽等特性。长距离无线通信技术： 5G NR、Wi-Fi等在大规模传感器网络中的角色。网络协议栈： TCP/IP、UDP、CoAP、MQTT等在资源受限环境下的优化与应用。数据压缩与编码技术：如何在传输前对数据进行有效压缩，降低带宽占用和能耗。安全通信机制：数据加密、身份认证、访问控制等，确保城市传感器网络数据的安全与隐私。传感器节点部署与管理：传感器在城市的合理部署是发挥其价值的关键。我们将讨论：部署策略：基于应用场景的需求，如何确定传感器的密度、位置和类型。自组织网络（Ad Hoc Networks）技术：传感器节点的动态加入与退出，网络的自我修复能力。节点定位与同步：如何对传感器节点进行精确的地理定位，以及如何实现节点间的时间同步。节点故障检测与维护：自动化故障检测、远程诊断与更新机制。第二部分：感知城市脉搏的跳动——动态环境感知与分析在构建了强大的传感器网络之后，如何从海量数据中提炼有价值的信息，从而实现对城市动态环境的深度感知，是我们关注的重点。时空数据融合与处理：城市环境数据具有显著的时空特性，本节将探讨：多源异构数据融合：如何整合来自不同类型传感器、不同时间维度的数据，形成更全面的环境视图。时空数据模型：如何有效地存储、检索和分析具有时间序列和地理坐标的数据。数据清洗与异常值检测：识别和处理传感器数据中的噪声、缺失值和异常点。数据插值与预测技术：基于历史数据和现有数据，对缺失或未来时刻的环境参数进行估计。环境参数的精细化监测：空气质量动态监测与预警：实时追踪PM2.5、O3、NOx等污染物的浓度变化，识别污染源，为公众提供精准的空气质量信息和预警。交通流与拥堵预测：通过路侧传感器、车辆传感器等数据，实时分析车流量、车速，预测交通拥堵，为交通管理者提供决策支持，为出行者提供最优路径规划。城市热岛效应监测与分析：利用温度传感器，绘制城市热岛效应的空间分布图，分析其形成原因，并为城市规划和绿化提供依据。水体与土壤环境监测：监测河流、湖泊的水质，土壤的湿度、pH值等，保障城市生态环境。噪声污染监测与评估：识别城市中的高噪声区域，分析噪声来源，为城市降噪规划提供数据支持。人群行为分析与安全预警：人群密度监测与疏导：在大型活动、公共场所，实时监测人群密度，预测潜在的拥挤风险，并为人群疏导提供依据。异常行为检测：通过视频传感器和模式识别算法，检测人群中的异常行为，如打斗、跌倒、聚集等，及时发出预警。公共安全事件响应：在突发事件发生时，传感器网络能够快速定位事件发生地点，评估事件规模，为应急响应提供信息。城市基础设施状态感知：桥梁、隧道等结构的健康监测：利用应力、位移、振动传感器，实时监测城市关键基础设施的结构健康状况，预测潜在风险。管网（水、电、气）泄漏检测：通过压力、流量、气体浓度传感器，及时发现管网泄漏，减少资源浪费和安全隐患。智能路灯与垃圾桶管理：基于环境光照、占用情况等数据，实现路灯的智能开关和亮度调节；基于垃圾桶的满溢程度，优化垃圾清运路线。环境变化与城市发展耦合分析：城市扩张对环境的影响评估：分析城市化进程对空气质量、水资源、生物多样性等方面的影响。绿化与节能减排效果评估：量化城市绿化、节能措施的实际效果。气候变化在城市中的表现：监测极端天气事件的发生频率和强度，分析城市对此的适应性。第三部分：将城市脉搏转化为智慧行动——应用与挑战在理解了传感器网络与环境感知的技术之后，我们将目光转向这些技术的实际应用，以及在推广过程中面临的挑战与未来发展方向。智慧交通系统：优化交通信号灯控制，实现车流的智能调度，减少拥堵和排放。智慧安防系统：提升城市公共安全管理水平，快速响应各类突发事件。智慧环境管理：精准定位污染源，实施有效的环境治理措施。智慧能源管理：优化能源的生产、分配和消费，提高能源利用效率。智慧公共服务：为市民提供更便捷、更个性化的服务，如实时停车位信息、公交到站预报等。城市规划与决策支持：基于海量环境与行为数据，为城市规划者提供科学的决策依据。面临的挑战与未来展望：数据隐私与安全：在收集海量个人行为数据时，如何保障公民的隐私不被侵犯。标准化与互操作性：不同厂商、不同协议的设备如何实现互联互通。大规模部署与维护成本：建设和维护庞大的传感器网络需要巨大的投入。数据处理与分析的计算能力：如何处理和分析海量、高密度的数据，需要强大的计算和存储能力。算法的鲁棒性与可解释性：如何确保算法在复杂多变的城市环境中依然稳定可靠，并能提供易于理解的分析结果。伦理与社会影响：传感器技术的广泛应用可能引发的社会伦理问题。新兴技术融合：人工智能、大数据、云计算、区块链等技术与传感器网络的深度融合，将为城市感知带来怎样的变革。面向未来的城市：探索如何利用传感器网络构建更具韧性、更智能、更以人为本的未来城市。《城市脉搏：智能传感器网络与动态环境感知》旨在为读者提供一个系统、深入的视角，理解传感器网络在现代城市中的关键作用，以及如何通过智能化手段，让城市“活”起来，成为一个更聪明、更健康、更宜居的有机体。本书适合对物联网、传感器技术、大数据分析、智慧城市建设等领域感兴趣的研究人员、工程师、政策制定者以及广大关心城市未来发展的读者。