無綫傳感器網絡原理 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] 穆罕默德 S. 奧巴達特（Mohammad Obaidat） [印度] 蘇迪普 著，吳帆 譯

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 傳感器網絡
• 物聯網
• 無綫通信
• 嵌入式係統
• 數據采集
• 網絡協議
• 低功耗設計
• WSN
• 智能感知

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111580003

版次：1

商品編碼：12207607

品牌：機工齣版

包裝：平裝

叢書名： 計算機科學叢書

開本：16開

齣版時間：2017-10-01

用紙：膠版紙

頁數：268

內容簡介

本書采用自底嚮上方式討論無綫傳感器網絡，首先講解基礎知識，接著分析網絡和協議，然後研究定位、拓撲管理、安全、建模和仿真等高級主題，後介紹水下傳感器網絡等新型應用。本書適閤作為高等院校無綫傳感器網絡課程的教材，同時也是研究人員和技術人員的有益參考。

作者簡介

Mohammad Obaidat，美國新澤西州濛茅斯大學計算機科學專業教授，因其在計算機係統、網絡與信息安全等領域的開創性、持續性貢獻而聞名於世。他勤於筆耕，著述頗豐。他在俄亥俄州立大學獲得博士學位，並獲多項奬項。他現在是SCS和IEEE的fellow。.
Sudip Misra，印度理工學院卡哈拉格普爾分校副教授。已發錶200多篇學術論文，齣版8本著作。

目錄

目　　錄
Principles of Wireless Sensor Networks
齣版者的話
譯者序
前言
第1章　無綫傳感器網絡概述 1
1.1　背景 1
1.2　無綫傳感器節點的組成 2
1.3　傳感器網絡的分類 3
1.4　無綫傳感器網絡的特點 4
1.5　無綫傳感器網絡麵臨的挑戰 5
1.6　無綫傳感器網絡和無綫網狀網絡的對比 7
1.7　總結 8
參考文獻 8
第2章　無綫傳感器節點：結構與操作 10
2.1　無綫傳感器網絡的限製 10
2.2　設計挑戰 12
2.3　硬件體係結構 12
2.4　操作係統與環境 14
2.5　傳感器節點示例 16
2.6　基礎設施對無綫傳感器網絡性能指標的影響 16
2.7　MEMS技術 17
2.8　硬件平颱 18
2.8.1　片上係統傳感器節點 18
2.8.2　增強通用個人計算機 18
2.8.3　專用傳感器節點 18
2.9　軟件平颱 19
2.10　總結 19
參考文獻 19
第3章　無綫傳感器網絡的應用：概述與案例研究 21
3.1　目標檢測與追蹤 21
3.1.1　能量 22
3.1.2　可靠性 23
3.1.3　復雜度 23
3.1.4　目標對環境擾動的識彆（現象學） 23
3.1.5　傳感器的選擇 24
3.2　輪廓與邊緣檢測 24
3.2.1　連續極值搜索 25
3.2.2　傳感器分組與輪廓點搜尋 25
3.2.3　輪廓綫的創建 26
3.3　應用的類型 26
3.3.1　環境應用 26
3.3.2　醫療應用 26
3.3.3　生産過程控製 27
3.3.4　智能傢居 27
3.3.5　國土安全 27
3.3.6　水下應用 27
3.3.7　農業 31
3.3.8　軍事應用 31
3.4　總結 31
參考文獻 31
第4章　無綫傳感器網絡中的介質訪問 34
4.1　無綫網絡中的介質訪問控製 34
4.1.1　S-MAC：節能協議 35
4.1.2　L-MAC：輕量級MAC協議 38
4.1.3　動態調度MAC協議 40
4.1.4　節能QoS感知MAC協議 42
4.1.5　節能應用感知MAC協議 43
4.1.6　位置感知MAC協議 43
4.1.7　移動無綫傳感器網絡的節能MAC協議 44
4.1.8　O-MAC：以接收端為中心的能量管理協議 44
4.1.9　PMAC：無綫傳感器網絡的自適應節能MAC協議 45
4.1.10　T-MAC協議 46
4.1.11　BMAC協議 47
4.2　無綫傳感器網絡的MAC問題 48
4.3　總結 49
參考文獻 49
第5章　無綫傳感器網絡中的路由 53
5.1　無綫傳感器網絡中的路由基礎與挑戰 53
5.2　基於網絡架構的路由協議 56
5.2.1　多跳平麵路由 56
5.2.2　分層/分簇路由機製 59
5.2.3　基於位置的路由機製 64
5.3　基於操作特點的路由協議 66
5.3.1　基於查詢的路由方法 66
5.3.2　多徑路由機製 66
5.3.3　協作與非協作處理 67
5.3.4　基於服務質量的路由機製 67
5.3.5　基於協商的路由機製 68
5.4　總結 68
參考文獻 69
第6章　無綫傳感器網絡的傳輸協議 73
6.1　無綫傳感器網絡的傳輸協議需求 73
6.2　因特網傳輸協議及其在無綫傳感器網絡中的適用性 74
6.3　現有的無綫傳感器網絡傳輸協議 75
6.3.1　協議分類 75
6.3.2　以擁塞控製和流量控製為中心的協議 75
6.3.3　以可靠性為中心的協議 82
6.3.4　其他協議 89
6.4　總結 90
參考文獻 91
第7章　定位與追蹤 93
7.1　定位 93
7.1.1　測距技術 94
7.1.2　到達時差 95
7.1.3　到達角和數字羅盤 96
7.1.4　定位算法 96
7.2　目標追蹤 109
7.2.1　單目標追蹤 109
7.2.2　多目標追蹤 114
7.3　總結 116
參考文獻 116
第8章　拓撲管理與控製 119
8.1　拓撲管理 119
8.2　拓撲管理的分類 119
8.2.1　拓撲發現 119
8.2.2　休眠周期管理 122
8.2.3　集群 125
8.3　拓撲控製 130
8.3.1　網絡覆蓋 130
8.3.2　網絡連通性 132
8.4　總結 134
參考文獻 134
第9章　無綫傳感器網絡的性能評估 138
9.1　背景信息 138
9.2　無綫傳感器網絡建模 139
9.3　仿真模型 142
9.4　對傳感器行為和傳感器網絡建模 144
9.4.1　自組織 144
9.4.2　協同算法 145
9.4.3　安全機製 145
9.4.4　能量感知要求 145
9.5　無綫傳感器網絡的仿真工具 146
9.6　性能指標 148
9.7　基本模型 149
9.7.1　流量模型 149
9.7.2　能量模型 150
9.8　總結 150
參考文獻 150
第10章　無綫傳感器網絡中的安全問題 153
10.1　背景 153
10.2　無綫傳感器網絡的限製 156
10.3　無綫傳感器網絡的安全需求 156
10.4　無綫傳感器網絡特有的漏洞和相應攻擊方法 158
10.5　無綫傳感器網絡的物理攻擊 159
10.6　無綫傳感器網絡近期的安全問題 161
10.7　無綫傳感器網絡的安全協議 162
10.7.1　SPINS 162
10.7.2　TinySec 162
10.7.3　LEAP 162
10.8　無綫傳感器網絡中的拒絕服務攻擊和相關防禦措施 163
10.9　總結 166
參考文獻 166
第11章　無綫移動傳感器網絡 171
11.1　覆蓋與移動傳感器 172
11.1.1　Voronoi圖方法 172
11.1.2　基於虛擬力的方法 175
11.1.3　基於網格的方法 176
11.1.4　事件覆蓋 178
11.2　網絡壽命延長 181
11.2.1　可預測且可控的移動匯聚節點 181
11.2.2　可預測但不可控的移動匯聚節點 182
11.2.3　不可預測且不可控的匯聚節點 183
11.2.4　移動中繼與數據騾子 188
11.3　總結 190
參考文獻 190
第12章　無綫多媒體傳感器網絡 193
12.1　網絡應用 193
12.1.1　多媒體監控 193
12.1.2　交通管理 193
12.1.3　先進的醫療服務 193
12.1.4　環境監測 194
12.1.5　工業過程控製 194
12.1.6　虛擬現實 194
12.2　無綫多媒體傳感器網絡麵臨的挑戰 194
12.2.1　資源限製 194
12.2.2　變化的信道容量 195
12.2.3　多媒體編碼技術 195
12.2.4　冗餘移除 195
12.2.5　QoS要求 195
12.3　無綫多媒體傳感器網絡的不同架構 196
12.3.1　傳統架構 196
12.3.2　同構、單層、集群式架構 196
12.3.3　同構、多層架構 197
12.3.4　集成架構 198
12.4　不同架構的對比 198
12.5　多媒體傳感器節點架構 198
12.6　現有的傳感器節點平颱 199
12.6.1　Panoptes 199
12.6.2　Cyclops 200
12.6.3　SensEye 201
12.7　通信層 201
12.7.1　物理層 201
12.7.2　鏈路層 203
12.7.3　網絡層 207
12.7.4　傳輸層 209
12.7.5　應用層 211
12.7.6　跨層問題 213
12.8　總結 214
參考文獻 214
第13章　水下無綫傳感器網絡 218
13.1　水下無綫傳感器網絡的特徵、屬性和應用 219
13.2　水下物理學和動力學 220
13.3　水下無綫傳感器網絡設計：通信模型和網絡協議 224
13.3.1　水下無綫傳感器網絡組件 224
13.3.2　水下無綫傳感器網絡架構 225
13.3.3　定位服務 226
13.3.4　水下無綫傳感器網絡協議設計 228
13.4　總結 233
參考文獻 233
第14章　無綫地下傳感器網絡 237
14.1　應用 237
14.1.1　土壤屬性監測 238
14.1.2　環境監測 238
14.1.3　邊界監視 238
14.1.4　采礦安全警戒 238
14.1.5　基礎設施監測 238
14.1.6　定位 239
14.2　無綫地下傳感器網絡設計中的挑戰 239
14.2.1　地下通信信道設計 239
14.2.2　拓撲設計 239
14.2.3　能量消耗 240
14.2.4　天綫設計 240
14.2.5　環境風險 240
14.3　網絡架構 241
14.3.1　埋在地下的WUGSN拓撲 241
14.3.2　部署在礦井和隧道中的WUGSN拓撲 242
14.4　通信架構 242
14.4.1　物理層 243
14.4.2　數據鏈路層 243
14.4.3　網絡層 244
14.4.4　傳輸層 244
14.4.5　跨層設計 245
14.4.6　極端機會路由 245
14.4.7　地下機會路由協議 246
14.5　無綫地下信道 246
14.6　土壤屬性對無綫地下信道的影響 248
14.7　地下信道模型 249
14.7.1　埋在地下的WUGSN通信信道 249
14.7.2　部署在礦井和隧道中的WUGSN通信信道 249
14.8　總結 250
參考文獻 250
索引 252
參考文獻

前言/序言

前　　言Principles of Wireless Sensor Networks概覽和目標無綫傳感器網絡（Wireless Sensor Network，WSN）的靈感主要來自於具有通信和感知功能的小型低成本裝置。近年來無綫傳感器網絡領域的研究發展迅速，這種分布式的傳感器網絡在民用和軍事領域都具有廣闊的應用前景。傳感器網絡的潛在應用包括戰場上的入侵檢測、目標追蹤、生境監測、患者檢測和火災監測。網絡構建不需要基礎設施，隻需要很少的提前計劃和節點部署。不需中央控製的自組織能力是這類網絡的智能特性，利用這些特性，網絡可以在復雜情況下迅速構建起來。這些智能特性還使得網絡得以在齣現失效節點的情況下正常運轉。
盡管傳感器網絡具有以上提及的優良特性，但實現網絡的自主、無意識、無故障運行還有很多挑戰。其中一些挑戰歸結於擴展性、服務質量、能效和安全方麵的問題。傳感器網絡協議應該足夠輕量化，從而適應小型傳感器節點的計算能力限製。傳感器網絡通常大規模部署，並需要正常工作數年。顯然，這種情況下電池能量是一個重要問題，這可以通過節能或能量感知的協議來解決。最後，服務質量對於需要及時響應的應用至關重要。
現在有大量的文獻涉及無綫傳感器網絡的方方麵麵。本書旨在對無綫傳感器領域的基本概念、挑戰、問題、發展趨勢、模型和研究結果提供全麵的介紹。在寫作時，我們緻力於使本書成為重要的核心問題和專項問題的有益參考資料。我們努力覆蓋盡可能廣的主題，同時希望本書成為學生、教師、研究人員和從業人員的重要參考書。由於現有的傳感器網絡書籍主要麵嚮研究人員，因此我們相信受眾的廣泛性會成為本書的一個重要優點。我們緻力於使本書對學術界和工業界具有同樣重要的價值。
組織和特點本書的14個章節在內容上大緻可劃分為三部分：第一部分（第1～3章）討論無綫傳感器網絡的基礎知識，第二部分（第4～6章）關注網絡和協議層麵，第三部分（第7～14章）介紹定位、拓撲管理、安全、建模和仿真等高級主題。
第1章簡要介紹無綫傳感器網絡，包括網絡中的基礎技術、應用、分類和挑戰。同時介紹無綫傳感器節點的基礎組件，並對傳感器網絡進行分類。最後討論瞭無綫傳感器網絡與無綫網狀網絡和RFID係統的不同。
第2章詳細介紹無綫傳感器節點的組件、結構和操作。首先討論無綫傳感器網絡的限製和設計挑戰，並通過舉例呈現瞭傳感器節點的硬件體係結構和操作係統。這一章還包括基礎設施對無綫傳感器網絡性能指標的影響。最後討論用來製造低功耗、低成本傳感器節點的MEMS技術。
第3章介紹無綫傳感器網絡的主要應用，包括環境監測、醫療、智能傢居、國土安全、水下應用、農業和溫室檢測以及軍事應用。
第4章主要介紹無綫傳感器網絡中的介質訪問控製。首先討論傳統MAC機製存在的問題，接著詳細討論為無綫傳感器網絡設計的MAC機製。
第5章討論無綫傳感器網絡路由的相對優勢、劣勢及挑戰，我們將現有的路由機製分類，並介紹各類機製中具有代錶性的例子。
第6章介紹無綫傳感器網絡中的傳輸協議和服務質量問題。首先明確傳輸協議的需求，然後討論因特網傳輸協議在無綫傳感器網絡中的實用性，最後將傳輸協議分為不同類彆，並介紹每一類中的例子。
第7章介紹無綫傳感器網絡的定位和目標追蹤機製。首先討論定位的基礎知識和不同的測距技術，之後詳細介紹現有定位機製的分類以及每一類中的實例，最後以相似的方式講解目標追蹤機製。
第8章討論拓撲管理與控製的重要性。同前幾章類似，我們將介紹現有機製的分類，並介紹每一類中的例子。
第9章介紹用於評估無綫傳感器網絡係統性能的最新技術。首先討論建模和仿真技術，它們在網絡性能評估中發揮著關鍵作用，之後討論與性能評估有關的性能指標和基本模型。
第10章討論安全問題，全麵研究無綫傳感器網絡麵臨的挑戰、漏洞、攻擊和現有的解決方案，並將其與主要的安全技術進行比較。
第11章討論與無綫移動傳感器網絡相關的問題，包括覆蓋、連通性和部署。
第12章討論無綫傳感器網絡的一個變種——無綫多媒體傳感器網絡（WMSN），還討論瞭WMSN的挑戰和特有應用，以及WMSN的網絡、節點架構和通信層。
第13章介紹水下無綫傳感器網絡（UWSN）。首先介紹UWSN的挑戰和特點，以及UWSN的水下物理學及動力學。然後介紹UWSN的傳感器節點、組件、網絡架構以及定位服務。最後介紹UWSN的協議棧，並簡要討論每層的相關機製。
第14章介紹無綫傳感器網絡的另一個變種——無綫地下傳感器網絡（WUGSN），不僅涉及WUGSN的應用、挑戰和網絡架構，而且包括這種網絡的協議棧、通信信道和路由機製。
讀者對象本書主要麵嚮學生群體，包括各種層次的學生——初入領域的、中等水平的和已經對領域有深入瞭解的。為瞭達到這個目標，我們力求使本書的總體結構和內容對各層次的學生都有幫助。
本書的另一個受眾群體是科研人員，包括學術界、工業界以及政府中的研究人員。為瞭滿足此群體的需要，本書的多數章節都介紹瞭一些未來的研究方嚮。
最後，我們也考慮瞭工業界讀者以及需要瞭解技術實用性的從業者的需求，即理論知識與現實生活中傳感器網絡應用的對接。
緻謝在此感謝我們的學生。他們試讀瞭本書的部分章節並提供瞭反饋，還參與瞭本書的準備工作。
非常感謝劍橋大學齣版社的編輯，是他們的不懈努力與閤作讓我們對齣版截止日期有瞭更清楚的認識。我們還要感謝傢人們，尤其是我們的妻子，他們在本書寫作期間對我們提供瞭巨大的幫助。

《分布式智能感知係統：信息融閤與協同優化》 內容概述： 本書深入探討瞭分布式智能感知係統的核心原理、關鍵技術以及前沿應用。區彆於傳統的集中式感知模式，分布式智能感知係統強調信息在網絡的節點間自由流動、處理與共享，通過節點的協同工作，實現對物理世界更全麵、更精準、更實時的感知與理解。本書將從係統架構、信息融閤、協同優化、安全與隱私保護以及典型應用等多個維度，係統地闡述這一前沿技術領域。 第一章：分布式智能感知係統導論 本章旨在為讀者構建一個對分布式智能感知係統的宏觀認識。我們將首先界定分布式智能感知係統的概念，將其與傳統的感知係統進行對比，突齣其在分布式、智能化、協同化等方麵的獨特優勢。接著，我們將詳細分析驅動分布式智能感知係統發展的主要技術驅動力，包括計算能力的提升、通信技術的進步、物聯網的蓬勃發展以及人工智能算法的成熟。隨後，我們將勾勒齣分布式智能感知係統的典型體係結構，介紹其包含的感知節點、通信網絡、數據處理中心（或分布式數據處理節點）以及應用層等關鍵組成部分。最後，本章將展望分布式智能感知係統的發展趨勢，例如邊緣智能、聯邦學習在感知係統中的應用、以及與XR（擴展現實）等新興技術的融閤，為後續章節的學習奠定堅實基礎。 第二章：分布式感知節點的硬件設計與實現 分布式智能感知係統的基石在於其數量龐大、類型多樣的感知節點。本章將聚焦於感知節點的硬件層麵，深入剖析其設計原則與實現技術。我們將詳細介紹各類傳感器的基本原理、性能指標及其在分布式感知係統中的適用性，涵蓋溫度、濕度、光照、壓力、加速度、陀螺儀、GPS、攝像頭、麥剋風等多種類型。此外，我們還將重點探討嵌入式處理單元（如微控製器、FPGA、ASIC）的選擇與設計，分析其在功耗、計算能力、成本等方麵的權衡。低功耗設計是分布式感知節點麵臨的關鍵挑戰，本章將深入探討各種低功耗策略，包括硬件休眠機製、節能通信協議、以及高效的數據采集與處理算法。通信模塊的設計是連接節點的關鍵，我們將討論不同無綫通信技術（如Wi-Fi、Bluetooth、Zigbee、LoRa、NB-IoT等）的優缺點及其在不同應用場景下的選擇。最後，本章還將涉及節點的能源采集與管理技術，例如太陽能、動能、熱電等能量收集方式，以及相關的能量管理電路設計，以期實現節點的長期自主運行。 第三章：分布式信息融閤技術 分布式智能感知係統的核心價值在於能夠將來自不同節點、不同類型傳感器的原始數據進行有效地融閤，從而獲得比單一傳感器更全麵、更準確、更可靠的感知結果。本章將深入探討分布式信息融閤的理論與技術。我們首先將介紹信息融閤的基本概念、分類（如低層融閤、中層融閤、高層融閤）以及其在提高感知精度、魯棒性、時效性等方麵的作用。接著，我們將詳細闡述多種經典的分布式信息融閤算法，包括貝葉斯融閤（如卡爾曼濾波及其變種）、證據理論（Dempster-Shafer理論）、模糊邏輯融閤、以及基於機器學習的融閤方法（如支持嚮量機、神經網絡）。針對分布式環境的特點，本章還將重點介紹分布式卡爾曼濾波、分布式粒子濾波等如何在不集中所有數據的情況下實現信息融閤。此外，我們還將討論信息融閤中的數據對齊、不確定性量化與傳播、以及冗餘信息處理等關鍵問題。最後，本章將結閤實際案例，展示信息融閤在目標跟蹤、環境監測、人體行為識彆等場景下的應用效果。 第四章：分布式協同優化算法 分布式智能感知係統並非簡單地將傳感器堆疊，其強大的能力體現在節點間的智能協同。本章將專注於分布式協同優化算法的研究。我們將首先闡述協同優化的基本思想，即通過節點間的通信與協作，共同完成預設的目標，例如最小化感知誤差、最大化覆蓋範圍、最小化能量消耗、或優化資源分配。我們將詳細介紹各類分布式優化算法，包括分布式梯度下降法、分布式次梯度法、分布式牛頓法等，重點分析它們在處理大規模、動態、不確定性問題時的有效性。此外，我們還將探討博弈論在協同優化中的應用，例如如何設計激勵機製鼓勵節點參與協同，以及如何處理節點間的利益衝突。針對無綫通信的限製，本章還將重點關注異步通信、部分可達性等網絡拓撲對協同優化的影響，以及相應的魯棒性優化策略。最後，本章將通過仿真或實驗，展示協同優化算法在任務分配、路徑規劃、資源調度等方麵的優越性能。 第五章：分布式感知網絡的通信協議與路由 可靠高效的通信是實現分布式智能感知係統協同工作的生命綫。本章將深入探討支撐分布式感知網絡的通信協議和路由機製。我們將首先分析分布式感知網絡麵臨的獨特通信挑戰，如網絡規模龐大、節點異構性、低功耗需求、動態拓撲變化、以及帶寬與延遲的限製。隨後，我們將詳細介紹適用於分布式感知網絡的各類通信協議，包括MAC層協議（如TDMA、CSMA/CA的變種）、網絡層協議（如AODV、DSR的分布式變種、以及針對低功耗網絡的 RPL等）、以及傳輸層協議（如UDP、COAP等）。在路由方麵，我們將重點研究麵嚮分布式感知網絡的路由算法，包括基於拓撲的路由、基於QoS的路由、以及自適應路由策略。針對能量受限的節點，我們將探討能量感知路由算法，以期延長網絡的整體生命周期。此外，本章還將討論多跳通信、擁塞控製、以及網絡的可擴展性與魯棒性問題。最後，我們將通過案例分析，展示不同通信協議和路由策略在實際應用中的性能錶現。 第六章：分布式智能感知係統的安全與隱私保護 隨著分布式智能感知係統在社會各領域的廣泛應用，其安全性與隱私保護問題日益凸顯。本章將係統地探討分布式智能感知係統的安全威脅、攻擊模型以及相應的防護技術。我們將首先識彆分布式感知係統麵臨的主要安全威脅，包括數據泄露、篡ifcation、拒絕服務攻擊、惡意節點注入等。隨後，我們將深入分析不同攻擊模型，例如針對傳感器節點、通信鏈路、數據融閤中心等的目標攻擊。在安全防護方麵，本章將詳細介紹加密技術（如對稱加密、非對稱加密、同態加密）、認證機製（如基於身份的認證、基於證書的認證）、以及入侵檢測與防禦係統。針對分布式環境下的隱私保護，我們將重點探討差分隱私、匿名化技術、以及聯邦學習等能夠在保護用戶隱私的前提下進行數據分析和模型訓練的技術。最後，本章還將討論可信執行環境（TEE）在增強節點安全性和數據完整性方麵的作用，以及安全策略的動態更新與管理。 第七章：分布式智能感知係統的典型應用 本章將通過一係列典型的應用案例，直觀地展示分布式智能感知係統的強大能力和廣闊前景。我們將分彆從以下幾個方麵進行深入剖析： 智慧城市： 包括智能交通管理（車流量監測、交通信號優化、停車位引導）、環境監測（空氣質量、噪音、水質監測）、公共安全（人群密度監測、異常事件檢測）、以及智能照明與能源管理。 智慧農業： 例如精準農業（土壤濕度、溫度、養分監測，病蟲害預警）、畜牧業管理（動物健康監測、行為分析）、以及溫室環境控製。 工業物聯網（IIoT）： 包括設備狀態監測與預測性維護、生産過程優化、環境安全監控（如氣體泄漏檢測）、以及資産追蹤管理。 健康與醫療： 例如遠程健康監測（心率、血壓、睡眠監測）、老年人跌倒檢測、智能可穿戴設備的數據分析、以及醫院環境的智能監控。 環境監測與災害預警： 包括森林火災監測、洪水預警、地震活動監測、以及海洋環境監測。 智能傢居： 例如智能安防（入侵檢測、火災煙霧報警）、環境舒適度調節（溫濕度、空氣質量自動控製）、能源管理（智能插座、照明節能），以及傢庭成員活動感知。 在每個應用案例中，我們將重點分析分布式智能感知係統如何通過其特有的分布式架構、信息融閤能力和協同優化策略，解決傳統方法難以剋服的挑戰，並帶來顯著的效益提升。 第八章：分布式智能感知係統的未來發展 本章將對分布式智能感知係統的未來發展趨勢進行前瞻性展望。我們將探討人工智能與邊緣計算在感知係統中的深度融閤，以及由此帶來的更強大的本地化處理能力和更低的網絡延遲。同時，我們將關注聯邦學習等去中心化機器學習技術在分布式感知係統中的進一步應用，以應對日益增長的數據安全與隱私保護需求。此外，我們還將探討分布式智能感知係統與5G/6G通信、XR（擴展現實）、數字孿生等新興技術的交叉融閤，這將為構建更具沉浸感、交互性和智能化的感知體驗打開新的可能性。最後，本章將對分布式智能感知係統在倫理、社會影響以及標準化等方麵的挑戰與機遇進行討論，為該領域的持續發展提供深刻的洞察。

評分☆☆☆☆☆

這本書在新興技術趨勢的跟進速度上，暴露齣瞭明顯的滯後。無綫傳感器網絡（WSN）的概念正在迅速嚮更廣闊的“邊緣計算”和“低功耗廣域網（LPWAN）”領域融閤，但《無綫傳感器網絡原理》似乎固守在經典的Ad-hoc網絡範式中。例如，在討論數據匯聚（Data Aggregation）時，大部分篇幅集中在傳統的簇頭選舉和周期性報告機製，對於如何利用邊緣智能（Edge Intelligence）在網關節點就地完成復雜的數據清洗和初步分析，從而大幅減輕核心網絡的負擔，著墨甚少。當前業界對實時性和低延遲的要求越來越高，而這本書對時間敏感網絡（TSN）在WSN中的應用幾乎沒有涉及。此外，對於基於軟件定義網絡（SDN）的集中式管理和動態重構機製，也僅僅是一筆帶過，未深入探討如何將SDN的集中控製優勢與WSN的分布式特點有機結閤起來，以實現更靈活的網絡策略部署和故障自愈。總而言之，這本書更像是一部“經典迴顧錄”，而非引領未來技術方嚮的“前瞻指南”，對於希望站在技術前沿進行創新的讀者來說，會感到信息輸入有明顯的年代感。

評分☆☆☆☆☆

我必須指齣，該書在安全與隱私保護章節的處理上，顯得相當保守和不足。在當前的物聯網環境中，傳感器節點麵臨的威脅早已超越瞭簡單的拒絕服務攻擊（DoS）。書中詳述的加密和認證方法，多基於傳統的公鑰/私鑰基礎設施，這在資源極其受限的微型傳感器節點上，其計算開銷和存儲需求是難以承受的。我本期望看到關於輕量級密碼學（Lightweight Cryptography）在WSN中的具體實現和性能對比，例如SM4、Simon或Speck等算法在低功耗平颱上的實際部署挑戰與優化方案。更關鍵的是，對於數據完整性和溯源性的探討嚴重缺失。當環境數據被采集並上傳雲端後，如何確保這些數據在傳輸鏈條上不被惡意篡改，並且能夠驗證其來源的真實性，是構建信任體係的基礎。這本書側重於物理層和網絡層的理論安全，卻幾乎忽略瞭應用層麵的信任模型和後量子密碼學的潛在影響，這在數據安全法規日益嚴格的今天，是一個重大的疏漏。

評分☆☆☆☆☆

從排版和可讀性的角度來看，這本書存在一些可以改進的地方，這間接影響瞭知識的吸收效率。盡管內容專業，但圖錶的質量和清晰度亟待提高。許多關鍵的網絡拓撲結構圖，其綫條過於密集，缺乏必要的注釋和重點突齣，初看之下讓人費解。特彆是涉及頻譜共享和乾擾模型的章節，復雜的數學公式和圖示交織在一起，使得讀者很難在腦海中構建齣清晰的物理圖像。此外，全書的術語一緻性管理得不夠嚴格，一些核心概念，比如“數據融閤”與“信息融閤”在不同章節中似乎被交替使用，雖然本意相近，但在嚴謹的學術著作中，這種混用容易引發誤解。我更青睞那些能在關鍵概念旁邊提供快速參考卡片或術語錶的書籍，方便讀者隨時迴顧。這本書的索引也略顯粗糙，查找特定算法的齣現位置需要花費比預期更長的時間，這對於需要快速定位信息的工程人員來說，無疑增加瞭閱讀的摩擦成本，使得整體的學習體驗略顯沉重。

評分☆☆☆☆☆

這本《無綫傳感器網絡原理》的作者顯然對這個領域有著深刻的理解，然而，我不得不說，它在實際應用案例的廣度上顯得有些力不從心。翻開書頁，我期待看到更多涵蓋能源效率、安全機製在真實世界場景中部署的鮮活案例，比如在森林火災預警、智慧農業灌溉係統中的具體技術選型和遇到的挑戰。書本花瞭大量的篇幅去闡述理論模型和數學推導，這些固然重要，但對於一個急需將知識轉化為生産力的工程師來說，這些理論如同空中樓閣，缺乏堅實的落地支撐。例如，當討論到路由協議的收斂速度時，書中隻是給齣瞭理想環境下的性能麯綫，卻鮮少提及在節點密度不均、信道衰落嚴重的復雜城市環境中，這些協議實際運行時的性能衰減情況，以及如何通過自適應算法來優化這種偏差。我花瞭很大精力去尋找關於異構網絡（不同類型傳感器協同工作）的深入討論，但收獲甚微，這使得這本書在麵對當前物聯網（IoT）生態係統中日益復雜的跨平颱集成需求時，顯得有些力不從心。如果能增加至少三章專門針對特定行業（如醫療監護或工業物聯網）的端到端係統設計範例，並剖析其中失敗的經驗教訓，這本書的實用價值將能得到質的飛躍。目前的敘述結構更偏嚮於學術綜述，而不是一本麵嚮工程實踐的指導手冊。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書的體驗，更像是一場嚴謹但略顯枯燥的學術漫步。其結構組織的嚴密性毋庸置疑，每一個章節的邏輯銜接都像是精密齒輪咬閤，推導過程清晰得如同教科書範本。然而，這種過度追求數學上的完備性，卻犧牲瞭對直覺理解和概念比喻的引入。對於初學者而言，麵對諸如“隨機幾何圖上的連通性分析”或“馬爾可夫決策過程在資源調度中的應用”這類章節時，缺乏形象化的類比來幫助內化這些抽象概念。比如，在講解能量收集機製時，作者直接拋齣瞭復雜的能量轉換效率公式，卻未能用一個生動的生活場景來解釋為什麼提高接收靈敏度與降低功耗之間存在難以調和的矛盾。我尤其感到遺憾的是，對於傳感器部署算法的優化這一核心問題，書中的討論停留在理論最優解的層麵。現實中的部署往往受到地形、障礙物和不可預測乾擾的製約，而這些“非理想因素”的處理方式，是衡量一本優秀網絡書籍價值的關鍵。這本書似乎預設讀者已經具備瞭深厚的信號處理和概率論基礎，使得那些試圖從零開始建立概念框架的讀者，在跨越這些高階門檻時感到格外吃力，如同被要求在沒有梯子的情況下攀爬高塔。