9787111476375 認知視角下的無綫傳感器網絡(國際信息工程先進技術譯叢) 機械 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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美因卡拉著，郎為民 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 認知無綫網絡
• 信息工程
• 通信工程
• 傳感器技術
• 國際譯叢
• 機械工業齣版社
• 網絡安全
• 數據通信
• 嵌入式係統

店鋪： 聚雅圖書專營店

齣版社： 機械工業齣版社

ISBN：9787111476375

商品編碼：29299578895

包裝：平裝

齣版時間：2014-11-01

基本信息

書名：認知視角下的無綫傳感器網絡(國際信息工程先進技術譯叢)

定價：59.80元

作者：(美)因卡拉著,郎為民

齣版社：機械工業齣版社

齣版日期：2014-11-01

ISBN：9787111476375

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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內容提要

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本書主要從認知角度對無綫傳感器進行分析，緊緊圍繞無綫傳感器網絡中認知功能實現中的問題，比較全麵和係統地介紹瞭無綫傳感器網絡的基礎知識、各種協議的性能比較和無綫傳感器認知功能硬件實現的*成果。全書共分為7章，涉及認知無綫電網絡和動態頻譜接入、自適應調製、自適應功率分配、自適應媒介訪問、無綫多跳路由跨層設計、認知分集路由協議、基於加權認知圖的認知功能，以及基於GPS/INS無綫傳感器網絡的硬件結構等內容。本書材料豐富，體係結構完整，內容新穎翔實，知識係統全麵，圖錶豐富，行文通俗易懂，兼備知識性、係統性、可讀性、實用性和指導性。
　　本書可作為移動運營商、網絡運營商、應用開發人員、技術經理和電信管理人員的技術參考書或培訓教材，也可作為高等院校通信與信息係統專業的本科生、研究生教材。

目錄

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譯者序
原書前言
章 無綫傳感器網絡的認知研究導論
1.1 概述
1.1.1 應用層需求
1.1.2 物理層的約束和需求
1.1.3 網絡狀態傳感器
1.2 相關工作
1.2.1 知識平麵和認知網絡
1.2.2 用於傳感器網絡的認知技術
1.3 認知無綫傳感器網絡的通用架構
1.3.1 ZigBee協議棧
1.3.2 網絡狀態傳感器
1.3.3 物理層的輸入
1.3.4 變化監測引擎
1.3.5 知識庫
1.3.6 認知決策引擎
1.3.7 優化引擎
1.3.8 認知要素之間的相互作用
1.4 結論
參考文獻
第2章 認知無綫電網絡和動態頻譜接入
2.1 概述
2.1.1 認知無綫電的曆史
2.1.2 MIMO和協同分集技術
2.2 頻譜感知
2.2.1 頻譜感知的挑戰
2.2.2 頻譜感知方法
2.3 協同感知
2.3.1 窄帶協同感知
2.3.2 寬帶協同感知
2.4 動態頻譜接入
2.4.1 頻譜接入的MIMO係統
2.4.2 協同頻譜接入
2.5 結論
參考文獻
第3章 自適應調製、自適應功率分配和自適應媒介訪問
3.1 概述
3.2 係統模型
3.2.1 信源和信宿
3.2.2 發射機
3.2.3 接收機
3.2.4 無綫信道
3.2.5 對數正態分布陰影信道模型
3.2.6 萊斯衰落信道模型
3.3 自適應傳輸和反饋通信係統
3.3.1 概述
3.3.2 自適應係統設計
3.3.3 鏈路自適應
3.3.4 能量受限網絡的鏈路自適應
3.3.5 自適應技術
3.4 多跳中繼網絡和能量約束網絡分析
3.4.1 采用自適應技術的能耗
3.4.2 單跳離散速率連續功率自適應
3.4.3 多跳中繼網絡
3.4.4 MAC層的自適應調製和自適應睡眠
3.5 仿真實例和圖解
3.5.1 仿真目標
3.5.2 能量優化
3.5.3 功率控製自適應策略
3.5.4 雙鏈路中繼網絡自適應
3.5.5 商用WSN節點的性能
3.6 結論
參考文獻
第4章 無綫多跳網絡QoS路由的跨層研究
4.1 概述
4.2 設計挑戰與注意事項
4.2.1 QoS指標
4.2.2 設計挑戰
4.2.3 網絡資源和性能指標
4.3 多跳網絡QoS路由協議的分類
4.3.1 MANET中的QoS路由
4.3.2 WMN中的QoS路由
4.3.3 VANET中的QoS路由
4.3.4 WSN中的QoS路由
4.3.5 不同網絡路由設計的局限性
4.4 QoS路由協議比較
4.5 麵臨的挑戰與未來的發展方嚮
4.6 結論
參考文獻
第5章 認知分集路由
5.1 無綫傳感器路由協議綜述
5.1.1 無綫傳感器網絡協議
5.1.2 能量感知協議
5.1.3 分集協議
5.1.4 認知協議
5.2 係統模型
5.2.1 傳播模型
5.2.2 網絡生命周期
5.3 認知分集路由協議
5.3.1 認知分集路由方法
5.3.2 基於 OPNET Modeler 15.0的實現
5.3.3 認知分集路由代碼
5.4 優先節點選擇
5.5 性能評估
5.5.1 網格部署
5.5.2 強製路徑部署
5.5.3 部署
5.5.4 節點密度與伸縮性
5.5.5 優化
5.5.6 關注信道參數
5.6 結論
參考文獻
第6章 基於加權認知圖的認知功能
6.1 概述
6.2 相關工作
6.3 加權認知圖的基本原理
6.4 設計WCM完成無綫傳感器網絡中的認知功能
6.4.1 設計針對發送功率、數據速率和占空比適應率的WCM
6.4.2 設計能保障連通性和覆蓋率的WCM
6.4.3 設計具有擁塞控製功能的WCM
6.4.4 端到端的目標和整個WCM
6.5 仿真結果
6.5.1 基於均勻拓撲結構的評估
6.5.2 使用瓶頸路徑進行評估
6.5.3 係統的復雜性
6.6 結論
參考文獻
第7章 基於GPS/INS無綫傳感器網絡的硬件結構
7.1 概述
7.2 硬件實現
7.2.1 GPS和慣性導航數據采集
7.2.2 導航數據處理
7.2.3 功率管理
7.2.4 無綫電收發器
7.2.5 電源
7.3 係統軟件設計
7.3.1 係統初始化
7.3.2 係統能量管理
7.3.3 DSP存儲器分配
7.3.4 ZigBee節點軟件設計
7.4 測試結果
7.4.1 設備安裝
7.4.2 實時性能分析
7.4.3 錯誤模擬
7.4.4 開放現場測試
7.5 結論
參考文獻
附錄 縮略語

作者介紹

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文摘

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序言

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智能感知，連接未來：探索無綫傳感器網絡的無限可能 我們正身處一個信息爆炸的時代，數據的獲取與分析能力已成為推動社會進步的關鍵驅動力。而實現這一切的基礎，離不開日益發展和普及的傳感技術。在這個龐大的技術圖景中，無綫傳感器網絡（Wireless Sensor Networks，簡稱WSN）正扮演著越來越重要的角色，它以其獨特的優勢，將物理世界的豐富信息以無綫的方式匯聚、傳輸和處理，為我們揭示瞭一個前所未有的智能感知時代。 想象一下，在廣袤的農田中，成百上韆個微小的傳感器如同不知疲倦的衛士，實時監測著土壤的濕度、溫度、光照強度以及空氣中的養分含量。這些數據被無綫傳輸到中央處理單元，經過分析後，精準地指導灌溉係統進行適時適量的水分補充，優化施肥策略，從而大幅提高農作物産量，節約寶貴的水資源。這不再是科幻小說中的場景，而是無綫傳感器網絡正在現實世界中描繪的藍圖。 再將目光投嚮城市，繁忙的交通網絡需要高效的管理和調度。遍布街頭的傳感器能夠監測車流量、識彆擁堵點、檢測交通事故，並將這些實時信息傳遞給交通指揮中心。基於這些海量數據，智能交通係統可以動態調整信號燈配時，規劃最佳繞行路綫，甚至預測交通流量變化，從而緩解交通壓力，減少通勤時間，提升城市運行效率。同時，環境監測傳感器也能實時追蹤空氣質量、噪音水平，為城市管理者製定環保政策提供科學依據。 在工業生産領域，無綫傳感器網絡更是智能化升級的得力助手。生産綫上部署的傳感器可以監測設備的運行狀態、溫度、振動等關鍵參數，一旦發現異常，便能及時發齣預警，避免潛在的故障發生，減少停機損失，提高生産效率和産品質量。此外，在危險品倉庫、核電站等高風險環境中，傳感器網絡可以實現遠程、實時的監測，保障人員安全，降低事故風險。 究竟是什麼讓無綫傳感器網絡如此強大？ 它的核心在於“節點”——這些體積小巧、功耗極低的微型設備，集成瞭感知、處理和通信功能。每個節點能夠獨立采集特定的物理信息，例如溫度、濕度、壓力、聲音、光綫、振動等等。這些信息隨後會在節點內部進行初步的處理，然後通過無綫通信模塊，以低功耗、自組織的方式，將數據傳輸到相鄰的節點，最終匯聚到網絡中的匯聚節點（Sink Node），進而被發送到互聯網或更高層級的管理平颱。 無綫傳感器網絡的優勢顯而易見： 部署靈活，成本低廉： 相較於傳統的有綫傳感器網絡，WSN無需鋪設復雜的通信綫路，部署起來更加便捷、迅速，尤其適用於地形復雜、難以布綫或需要大範圍覆蓋的場景。單個節點的成本也日益降低，使得大規模部署成為可能。 可擴展性強： 網絡中的節點數量可以根據實際需求進行靈活增減，極大地增強瞭係統的可擴展性，能夠適應不斷變化的應用場景。 適應性高： 能夠應對各種惡劣環境，例如地下、水下、高空、危險區域等，突破瞭傳統傳感器的物理限製。 多功能集成： 不同的傳感器節點可以根據應用需求進行組閤，實現對多種環境參數的同步監測和分析，提供更全麵、更深入的信息。 自組織與自愈閤： WSN通常采用分布式架構，節點之間可以相互通信，形成一個自組織的網絡。當部分節點發生故障時，網絡能夠自動重新路由數據，保持網絡的連通性，具備一定的自愈閤能力。 無綫傳感器網絡的構建並非一蹴而就，其中涉及一係列關鍵技術和挑戰： 低功耗設計： 傳感器節點通常由電池供電，其能量是有限的。因此，如何最大程度地降低節點的功耗，延長其工作壽命，是WSN設計中的核心問題。這包括硬件層麵的低功耗芯片選擇，以及軟件層麵的節能算法和休眠策略。 可靠通信： 無綫通信在傳輸過程中容易受到乾擾，導緻數據丟失或錯誤。因此，需要設計高效的 MAC (Medium Access Control) 協議來管理信道訪問，確保數據的可靠傳輸。同時，多跳路由技術也是保證數據能夠從源節點成功到達匯聚節點的重要手段。 網絡拓撲管理： WSN的拓撲結構是動態變化的，節點可能會因為能量耗盡、故障或移動而失效。因此，需要有效的拓撲管理機製來監測節點狀態，動態調整網絡結構，確保網絡的連通性和魯棒性。 數據融閤與處理： 海量的傳感器數據需要被有效地收集、融閤和處理，纔能轉化為有價值的信息。這涉及到數據冗餘去除、信息融閤算法、模式識彆以及數據挖掘等技術。 安全與隱私： 作為一個開放的網絡，WSN麵臨著來自惡意攻擊的威脅，例如數據竊聽、節點僞造、拒絕服務攻擊等。因此，需要采取相應的安全措施來保護數據的完整性、保密性和可用性，同時也要關注用戶數據的隱私保護問題。 部署與維護： 大規模的傳感器節點部署和後期的維護是一項艱巨的任務，尤其是在偏遠或危險的地區。如何實現高效的部署、定位和故障診斷，是實際應用中需要解決的重要問題。 盡管麵臨挑戰，無綫傳感器網絡的潛在應用領域卻幾乎涵蓋瞭我們生活的方方麵麵： 環境監測： 森林火災預警、洪水監測、空氣汙染追蹤、水體質量監測、野生動物保護。 農業智能化： 精準灌溉、病蟲害監測、土壤肥力分析、作物生長狀態評估。 智慧城市： 智能交通管理、智能照明、垃圾桶滿溢監測、停車位檢測、公共安全監控。 工業自動化： 設備狀態監測、生産過程優化、預測性維護、安全生産管理。 醫療健康： 遠程病人監護、可穿戴健康設備、慢性病管理、藥物依從性監測。 軍事與國防： 戰場監視、邊界巡邏、目標追蹤、危險區域偵測。 傢庭智能化： 智能傢居控製、能源管理、安全防護、環境舒適度調節。 隨著物聯網（IoT）概念的深入人心，無綫傳感器網絡作為物聯網的核心組成部分，其發展更是如火如荼。 越來越多的設備被賦予瞭感知和連接的能力，形成一個巨大的信息網絡。WSN為這個網絡提供瞭最基礎的數據源，驅動著萬物互聯時代的到來。 未來，隨著傳感器技術的不斷進步，節點的體積將更加微小，功耗將進一步降低，集成度也將更高。通信技術如5G、LoRa等低功耗廣域網（LPWAN）技術的發展，也將為WSN提供更強大的連接能力。同時，人工智能和機器學習技術的深度融閤，將使得傳感器網絡具備更強的自主學習、智能決策和預測分析能力，從而實現更高級彆的智能化應用。 探索無綫傳感器網絡，就是探索一個更加智能、更加高效、更加美好的未來。 它不僅僅是一項技術，更是一種連接物理世界與數字世界的橋梁，一種賦能各行各業、改善人類生活的強大力量。瞭解和掌握WSN的核心原理、關鍵技術及其應用前景，對於把握未來科技發展趨勢，迎接智能化時代的挑戰與機遇，具有至關重要的意義。

評分☆☆☆☆☆

這本書在插圖和圖錶的質量上，可以說是教科書級彆的典範。無論是拓撲結構圖、性能對比圖，還是算法流程圖，都繪製得非常精美且清晰，每一個坐標軸的標注都非常規範。然而，我發現一個有趣的現象，即在某些關鍵概念的闡述部分，文字描述與圖錶之間的銜接不夠緊密。舉個例子，在講解“跨層優化”時，理論上應該清晰地展示物理層、鏈路層和網絡層如何協同工作，但我發現圖示更多地展示瞭各個層獨立優化的模型，而那種“協同”帶來的增益，在視覺上沒有得到充分的體現。這使得讀者很難通過圖錶直觀地把握跨層設計的核心優勢。我更希望看到一些動態的、對比性的圖錶，比如“非跨層”與“跨層”在同一資源約束下的性能麯綫對比，而不是靜態的模型框圖。這種“美觀但信息密度略低”的圖錶設計，雖然讓書看起來更專業，但在輔助理解復雜交互機製方麵，效果打瞭一些摺扣，需要讀者自己在大腦中進行大量的二次構建。

評分☆☆☆☆☆

我注意到全書的結構安排，它似乎是按照一個時間綫的邏輯在推進：從早期的靜態組網到現在的動態優化。這種結構清晰地展示瞭技術發展的脈絡，對於理解“為什麼”今天的技術會是這個樣子非常有幫助。然而，在討論到最新的研究熱點時，比如關於邊緣計算和傳感器網絡結閤的最新進展時，內容顯得有些意猶未盡。我特彆關注瞭關於數據隱私和安全性的章節，因為在實際應用中，尤其是涉及環境監測或醫療數據的采集時，安全性是重中之重。這本書對這方麵的探討，更多是停留在加密算法的概述層麵，對於如何在資源極度受限的節點上高效地實現聯邦學習或差分隱私保護，並沒有給齣太多具有操作性的深度見解。感覺像是把近年來的會議論文摘要進行瞭匯總，但缺乏對這些前沿技術在實際大規模部署中可能遇到的瓶頸和權衡（Trade-offs）進行深入的剖析。對於想把書中學到的知識立刻應用到工程實踐中的人來說，這方麵的“實戰指導”略顯不足，更偏嚮於理論探索而非工程實現指南。

評分☆☆☆☆☆

這本書剛到手的時候，我就被它的封麵設計吸引住瞭，那種深邃的藍色調，配閤著一些抽象的幾何圖形，給人的感覺就是專業又充滿未來感。我本來是衝著“認知”這個關鍵詞來的，希望能找到一些關於係統如何“學習”和“適應”的深入探討，畢竟在現有的網絡架構中，靜態配置帶來的效率瓶頸越來越明顯，尤其是在資源受限的傳感器節點上。然而，當我翻開前幾章，發現它更側重於對基礎理論的梳理，比如信息論在網絡中的應用，以及早期的路由協議設計思路。這倒不是說不好，畢竟打地基很重要，但對於一個渴望前沿見解的讀者來說，這種鋪陳顯得有些冗長。我期待的是那種醍醐灌頂的時刻，看到一個全新的、顛覆性的認知模型被構建齣來，而不是對已知知識的詳盡復述。比如，書中對能效優化的討論，雖然提到瞭動態調整發射功率，但缺乏對基於環境反饋的深度強化學習方法的具體案例分析，這讓我感覺它在“認知”這個前沿領域的落腳點還不夠紮實，更像是一部紮實的綜述，而非開創性的專著。總體而言，這本書的裝幀和紙張質量非常齣色，閱讀體驗一流，但內容上對於那些期待“認知”能帶來顛覆性突破的讀者來說，可能需要更多的耐心去挖掘那些隱藏在基礎理論背後的創新點。

評分☆☆☆☆☆

從齣版信息來看，這本書的翻譯質量整體上是可靠的，沒有齣現太多令人啼笑皆非的直譯錯誤。但是，作為一本涉及到機械領域前沿技術的譯著，某些術語的本地化處理上還是存在可以改進的空間。比如，對於一些特定傳感器硬件的描述，如果能附帶更貼閤國內行業習慣的通用稱謂，或者在腳注中說明其原版術語的背景，相信能讓國內的工程師群體更好地理解其應用場景。我特彆留意瞭其中關於“自組網中的故障診斷與容錯機製”的部分，這與機械設備的遠程監控和預測性維護緊密相關。書中對診斷算法的描述非常依賴於數學模型，缺乏對常見傳感器物理故障（如漂移、噪聲突變、物理損傷）的特徵分析以及這些特徵如何映射到模型參數上的具體討論。這讓這本書在作為一本“機械”領域相關參考書時，其跨學科的深度連接稍顯薄弱，更像是純粹的計算機網絡理論書籍被貼上瞭“機械”的標簽，而非真正深入探討瞭傳感器網絡在特定工業環境下的特殊挑戰與解決方案。

評分☆☆☆☆☆

這本書的文字錶達方式，說實話，讓我這個非計算機科學科班齣身的人感到有些吃力。它似乎是麵嚮已經在該領域深耕多年的研究人員撰寫的，充滿瞭大量的縮寫和高度抽象的數學模型，比如對概率分布函數和馬爾可夫決策過程的描述，如果沒有紮實的數理背景，光是理解公式的物理意義就需要花費大量時間去查閱相關資料。我嘗試著去理解其中關於“異構網絡融閤”的部分，那裏的描述極其嚴謹，每一個前提條件和每一個推導步驟都寫得密不透風，這固然保證瞭理論的嚴密性，卻犧牲瞭讀者的親和力。我希望看到的是，在介紹復雜理論時，能夠穿插一些生動的比喻或者實際部署中的“失敗案例”來佐證理論的必要性，這樣可以幫助讀者建立起更直觀的理解框架。這本書在這方麵顯得過於“書麵化”瞭，像是在直接翻譯一份高度專業化的技術報告，缺乏一種引導性的敘事結構。我花瞭一周時間啃完瞭關於信道建模的那幾章，收獲的更多是知識點的堆砌，而不是對整個係統設計哲學融會貫通的感覺，這對於我希望快速建立起一個宏觀認知框架的目標來說，是一個不小的障礙。