分层无线传感器网络关键技术 王佳昊 9787564738563

分层无线传感器网络关键技术 王佳昊 9787564738563 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

王佳昊 著
图书标签:
  • 无线传感器网络
  • 分层网络
  • 路由协议
  • 数据聚合
  • 节能技术
  • 网络安全
  • 网络优化
  • 无线通信
  • 传感器技术
  • 网络架构
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店铺: 智博天恒图书专营店
出版社: 电子科技大学出版社
ISBN:9787564738563
商品编码:29402287026
包装:平装-胶订
出版时间:2017-01-01

具体描述

   图书基本信息
图书名称 分层无线传感器网络关键技术
作者 王佳昊
定价 59.00元
出版社 电子科技大学出版社
ISBN 9787564738563
出版日期 2017-01-01
字数
页码
版次 1
装帧 平装-胶订
开本 16开
商品重量 0.4Kg

   内容简介
分层结构凭借良好的效率和易于管理等优势成为无线传感器网络中的一个重要分支,在科学研究和实际应用中都受到高度重视。《分层无线传感器网络关键技术》在对分层路由算法归类的基础上比较深入地分析和总结了分层无线传感器网络结构和特点,从安全、效率和应用的角度出发对其中的分层路由、密钥管理、数据融合、节点定位、多目标跟踪和位置隐私6个关键问题进行了深入探讨。汇集了相关内容*典型的代表性成果,并融合外*研究进展进行了总结。

   作者简介

   目录

   编辑推荐

   文摘

   序言

探索未来通信的基石:智能感知网络及其关键技术 在这个信息爆炸的时代,我们无时无刻不在被数据包围,从智能家居的温度传感器到城市交通的实时监控,从农田的精准灌溉到深海的科学探测,各种各样的设备正在以前所未有的方式感知并连接着我们所处的环境。而这一切的背后,都离不开一个核心的技术支撑——无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSNs)。它们如同遍布各处的“神经网络”,默默地收集、处理并传递着海量信息,成为构建未来智能社会不可或缺的基石。 什么是无线传感器网络? 想象一下,一个由大量微型、低功耗的传感器节点组成的分布式网络。这些节点各自拥有感知环境信息(如温度、湿度、光照、压力、声音、震动等)的能力,并且能够通过无线方式进行通信,将采集到的数据汇聚起来,最终传输到特定的数据收集点或处理中心。这便是无线传感器网络的基本概念。与传统的有线网络相比,WSNs具有部署灵活、成本低廉、易于扩展、环境适应性强等显著优势,使其在众多领域展现出巨大的应用潜力。 WSNs的独特魅力与挑战 WSNs的应用场景极其广泛,几乎涵盖了人类活动的方方面面。在环境监测领域,它们可以用于监测空气质量、水质、森林火灾、地震活动等,为环境保护和灾害预警提供宝贵数据。在农业领域,WSNs能够实现精准灌溉、病虫害监测、土壤状况分析,提高农作物产量和质量,降低资源消耗。在工业自动化中,WSNs可以用于设备状态监测、生产流程优化、安全生产管理,提升生产效率和智能化水平。在医疗健康领域,可穿戴传感器节点能够实时监测病人的生理体征,实现远程监护和个性化医疗。此外,在军事侦察、智能交通、城市管理、智能家居等众多领域,WSNs都扮演着至关重要的角色。 然而,WSNs的广泛应用并非一帆风顺。大量的节点、有限的能量、恶劣的工作环境、网络的动态性、数据的可靠性以及通信的安全性等问题,都构成了WSNs发展过程中需要克服的重大挑战。正是为了应对这些挑战,研究人员们不断地探索和创新,催生了WSNs领域一系列关键技术的发展。 聚焦核心:WSNs的关键技术 要构建一个高效、稳定、可持续的无线传感器网络,必须在多个技术层面进行深入研究和优化。以下是一些至关重要的关键技术领域: 1. 节点设计与能耗管理: 无线传感器节点通常体积小、成本低,并且需要依靠电池供电,因此低功耗设计是其核心要求。这涉及到硬件层面的低功耗芯片选择、电路设计,以及软件层面的任务调度、休眠机制等。如何最大限度地延长节点的生命周期,是WSNs能否长期稳定运行的关键。 低功耗硬件: 采用高集成度的微控制器(MCU)、低功耗射频(RF)芯片,优化电源管理单元(PMU)的设计,减少静态和动态功耗。 智能休眠与唤醒: 根据实际需求,让节点在不工作时进入深度休眠模式,仅在需要采集数据或通信时才被唤醒,从而大幅降低整体能耗。 能量收集(Energy Harvesting): 探索利用环境中的能量,如太阳能、振动能、热能等,为节点提供持续的电力来源,减少对电池的依赖,甚至实现“自给自足”。 2. 网络拓扑与路由: WSNs的节点数量庞大且分布广泛,如何有效地组织这些节点,形成一个高效可靠的网络拓扑,并找到从源节点到汇聚节点的最优数据传输路径,是网络路由协议研究的重点。 面向目标的路由(-oriented Routing): 这种路由方式不需要预先建立端到端的路径,而是根据数据包的目标属性(如数据类型、感兴趣的区域)动态地选择下一跳。 分簇路由(Clustering Routing): 将网络中的节点划分为若干个簇,每个簇选举一个簇头(Cluster Head, CH),由CH负责收集簇内节点的数据并进行聚合、压缩,然后再传输到汇聚节点。这种方式可以有效减少节点间的直接通信量,延长网络寿命。 地理路由(Geographic Routing): 利用节点的地理位置信息进行路由决策,例如Greedy Forwarding等算法,能够在节点未知全局网络拓扑的情况下,实现相对高效的通信。 能量感知路由(Energy-Aware Routing): 在选择路由路径时,充分考虑节点的剩余能量,优先选择能量充足的节点进行数据传输,以平衡网络中的能量消耗,避免“能量空洞”的出现。 3. 数据融合与协同感知: WSNs通常部署大量冗余的传感器节点,这意味着同一区域可能会被多个节点重复感知。数据融合(Data Fusion)技术可以将来自多个传感器节点的数据进行整合、处理和分析,从而提高数据的准确性、可靠性和可用性,减少数据冗余,降低传输开销。 分布式数据融合: 在传感器节点本地进行部分数据处理和融合,减少传输到汇聚节点的数据量。 分层数据融合: 利用网络的分层结构,在不同层级进行数据融合,例如在簇头层面进行初步融合。 协同感知(Cooperative Sensing): 多个传感器节点协同工作,共享观测信息,以达到单一节点无法实现的感知目标,例如提高目标检测的精度和覆盖范围。 4. 定位服务: 在许多WSNs应用中,了解传感器节点的位置信息至关重要,例如地理位置相关的环境监测、搜救任务等。节点定位技术旨在确定传感器节点在网络中的精确位置,而不必依赖于GPS等昂贵的外部定位系统。 基于距离的定位: 通过测量节点间的距离(如使用信号强度RSSI、到达时间ToA、到达时间差TDoA等),结合已知锚点节点的位置,推算目标节点的位置。 基于角度的定位: 利用信号的到达方向(AoA)信息进行定位。 无定位(Position-Free)算法: 在某些场景下,即使节点没有精确的坐标,也可以通过相对位置关系或图论方法来完成某些任务。 5. 安全与隐私: 随着WSNs应用越来越广泛,其面临的安全威胁也日益严峻,包括数据窃听、篡改、节点欺骗、拒绝服务攻击等。网络安全与隐私保护是WSNs成功部署的关键保障。 认证与访问控制: 确保只有合法的节点才能加入网络并进行通信,防止恶意节点的注入。 加密与完整性保护: 对传输的数据进行加密,防止信息被窃听,并对数据进行完整性校验,确保数据未被篡改。 密钥管理: 在大规模分布式网络中,安全有效地管理密钥是一个巨大的挑战。 隐私保护: 在收集和传输用户数据时,需要采取措施保护用户的隐私,例如数据匿名化、差分隐私等技术。 6. 时间同步: 在许多WSNs应用中,精确的时间同步是必要的,例如协同感知、事件检测、多媒体数据的时间戳等。时间同步协议旨在使网络中的所有节点都能共享一个统一的时间基准。 基于MAC层的时间同步: 利用通信协议中的同步机制,如信标帧(Beacon Frames)等。 基于网络层的时间同步: 通过节点间的消息交换来校准时间。 本地时间同步: 针对特定场景,如簇内时间同步。 7. 可靠性与容错性: 传感器节点可能因为能量耗尽、硬件故障或环境干扰而失效。网络可靠性与容错性设计旨在确保即使部分节点失效,网络整体功能仍能正常运行。 冗余设计: 部署冗余的传感器节点,以保证关键信息的获取。 自愈合网络(Self-Healing Networks): 当节点失效时,网络能够自动重构路由,绕过失效节点。 故障检测与诊断: 及时发现节点故障,并采取相应的恢复措施。 展望未来:智能感知网络的新篇章 随着人工智能、大数据、物联网等技术的飞速发展,无线传感器网络正朝着更加智能化、集成化、泛在化的方向发展。未来的智能感知网络将不仅仅是数据的收集者,更是能够进行深度分析、智能决策、自主协同的“智慧之眼”和“感知大脑”。 深度学习与边缘智能: 将深度学习模型部署到传感器节点或边缘网关,实现本地化的智能分析,减少对云端的依赖,降低时延,提高响应速度。 人机交互与融合: 更加紧密地将WSNs与人类的活动相结合,实现更自然的交互体验,例如通过穿戴式设备与环境的智能联动。 跨领域融合应用: 将WSNs与5G、区块链、云计算等前沿技术深度融合,解锁更多创新应用场景,构建万物互联的智能世界。 结语 无线传感器网络作为构建未来智能社会的关键技术之一,其发展潜力巨大,挑战也同样严峻。深入理解和掌握WSNs的关键技术,不断探索新的解决方案,将为我们构建一个更加智能、便捷、高效、安全的生活和工作环境提供坚实的基础。这个充满活力和创新潜力的领域,正等待着更多有志之士的加入,共同书写智能感知网络的新篇章。

用户评价

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《分层无线传感器网络关键技术》这个书名,首先映入我脑海的是一个如同蜂巢般精巧的网络结构。想象一下,无数个微小的传感器节点,如同勤劳的蜜蜂,分布在广阔的空间中,收集着各种环境信息。而“分层”这个词,则像是给这个庞大的蜂巢赋予了有序的秩序。我猜测,这本书的核心会围绕着如何将这些节点有效地组织起来,形成不同的功能层级。或许,最底层是负责采集原始数据的感知层,然后是负责数据初步处理和聚合的汇聚层,再往上可能是负责路由选择和网络管理的控制层,最终到达连接外部世界的接口层。这种分层设计,必定是为了在有限的能量和计算资源下,实现高效、可靠的网络通信和数据传输。 我非常好奇作者是如何界定和划分这些“关键技术”的。在我的设想中,这些技术可能涵盖了从物理层到应用层的一系列创新。比如,在能量管理方面,分层结构是否能实现更精细化的节点休眠和唤醒策略,从而最大限度地延长网络寿命?在数据传输方面,又是否会引入多跳路由、簇内通信、簇间通信等不同的通信模式,以优化数据流的路径和减少能量损耗?另外,对于数据融合和压缩,分层是否能起到关键作用,将海量冗余数据有效地提炼成有价值的信息?我期待这本书能够详细阐述这些技术的设计原理、算法实现以及在实际应用中的挑战和解决方案。 “王佳昊”这个作者名字,给我一种年轻而富有活力的感觉,也可能代表着该领域前沿的研究者。我希望这本书能呈现出当前无线传感器网络技术发展的最新动态和研究成果。特别是“分层”这个角度,是否能为理解和解决WSN面临的固有难题,如能量效率低、覆盖范围有限、安全问题突出等,提供全新的视角和有效的手段?我个人对于网络拓扑结构和节点部署策略如何在分层框架下进行优化非常感兴趣。是否会有关于如何动态调整网络分层,以适应不断变化的环境和节点状态的探讨? 我对9787564738563这个ISBN号下的内容充满期待。一本优秀的专业书籍,应该能够做到深入浅出,既有理论的高度,又有实践的指导性。我希望这本书的语言风格是严谨而清晰的,能够用恰当的专业术语,同时辅以图表、公式和案例分析,帮助读者更好地理解复杂的技术概念。我想象中的这本书,不仅仅是知识的传递,更是一种思维方式的启发。它可能会引导读者去思考,在构建大规模分布式网络时,分层设计所能带来的颠覆性优势,以及如何通过技术创新来克服现实世界的种种限制。 在我尚未阅读这本书籍之前,它在我心中已经勾勒出一幅充满科技感与智慧的网络蓝图。我对它如何将“分层”这一核心理念贯穿于无线传感器网络的各个技术环节,从而实现高效、稳定、可持续的网络运行,充满了好奇和期待。我希望这本书能为我提供一套系统性的理论框架和实用的技术指导,让我能够更深入地理解无线传感器网络这一重要技术领域,并激发我在相关研究或应用上的灵感。

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拿到《分层无线传感器网络关键技术》这本书名,我的脑海里立刻浮现出一种层层递进、逻辑严谨的技术架构。这不像是一个平面化的网络,而更像是一个有组织的、具备不同职能部门的“公司”。我猜测,这本书的核心内容会是关于如何将一个庞大而复杂的无线传感器网络,通过合理的划分,形成不同的功能层次。比如,最底层可能是负责数据采集的“一线员工”,它们默默地收集着最原始的信息;中间层可能是负责数据整理、初步分析和信息汇总的“管理团队”,它们对原始数据进行加工,筛选出有价值的部分;而更上层的“高层领导”则负责网络整体的决策、资源调度以及与外部系统的对接。这种分层设计,必然是为了解决WSN在能量、带宽、计算能力等方面的瓶颈而量身定制的。 我迫切想知道的是,作者在“关键技术”这个部分,究竟会涉及哪些方面?是会详细介绍各种分层模型的优劣势,例如,哪些模型更适合于能量受限的环境,哪些模型更能应对大规模的网络规模?抑或是会深入探讨数据融合、路由选择、节点调度等技术,以及它们如何在分层结构中发挥各自的作用?我特别关注的是,在分层设计的背景下,如何有效地解决数据冗余问题,如何实现低功耗下的高效通信,以及如何保证网络在节点失效或动态变化时的鲁棒性。我想象中,这本书应该会提供一些非常具体的技术细节和算法实现,而不仅仅是泛泛而谈。 “王佳昊”这个名字,让我对这本书的作者产生了专业上的敬意。在我看来,撰写这样一本涵盖“分层”和“关键技术”的专业书籍,作者必定对无线传感器网络有着深刻的理解和丰富的实践经验。我期待这本书能展现出作者在理论研究上的深度,以及在解决实际工程问题上的独到见解。也许,书中会包含一些作者自己原创的算法或模型,或者是对现有技术进行创新性改进的阐述。我希望这本书能带给我一些“原来如此”的顿悟,或者是一些“这是个好主意”的启发。 9787564738563这个ISBN编码,对我来说,代表着一本即将打开的新世界。我希望这本书的排版清晰,插图丰富,能够帮助我更好地理解那些抽象的技术概念。也许,在阅读的过程中,我会不断地在脑海中勾画出不同分层模型下的网络拓扑图,或者在纸上演算作者提出的算法。我期待这本书能够不仅仅提供信息,更能激发我的思考,让我能够跳出原有的思维框架,用更广阔的视野去审视无线传感器网络的未来发展。 总而言之,这本《分层无线传感器网络关键技术》在我尚未翻开之前,就已经在我心中构建了一个有序、高效、智能的网络世界。我对它如何通过精妙的分层设计,解决WSN的固有难题,以及书中包含的那些“关键技术”的深度和广度,都充满了浓厚的好奇。我相信,这将会是一次富有成效的学习体验,让我能够更深入地理解并可能参与到无线传感器网络的未来发展之中。

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《分层无线传感器网络关键技术》这个书名,让我脑海中立刻浮现出一个井井有条、层层负责的网络系统。就像军队的编制一样,不同的层级承担着不同的任务,协同作战,以应对复杂的战场环境。我猜测,这本书的核心内容将围绕着如何将庞大的无线传感器网络,通过有效的“分层”策略,实现资源的优化配置和功能的模块化。这可能包括数据采集层、数据处理层、路由管理层以及网络管理层等。每一个层级都有其独特的关键技术,而这些技术又必须紧密配合,才能确保整个网络的平稳运行。 我非常好奇作者在“关键技术”方面,究竟会涉及哪些具体内容。是否会深入探讨能量感知型路由协议,如何通过分层设计来最小化能量消耗,从而延长网络的生命周期?又是否会介绍高效的数据融合与压缩算法,以便在有限的带宽下传输有价值的信息?我尤其关注的是,书中是否会提供关于如何处理节点失效、网络动态重构以及保障网络安全的分层解决方案。一本真正“关键”的技术书籍,应该能提供切实可行的方法论,而不仅仅是理论上的概念。 “王佳昊”这个作者的名字,让我对这本书的专业性和前沿性有了很高的期望。撰写关于“关键技术”的专业书籍,通常意味着作者在该领域拥有深厚的学术背景和丰富的实践经验。我猜测,这本书可能会包含一些作者在理论研究上的新发现,或者是在实际工程项目中积累的宝贵经验。我希望这本书能用一种深入浅出、逻辑清晰的方式来阐述复杂的技术问题,并且能通过丰富的图表和实例来辅助说明,让读者能够轻松地掌握核心技术。 9787564738563这个ISBN号码,对我来说,标志着一本可能充满智慧和洞见的专业著作。我希望这本书的结构严谨,内容翔实,能够系统地梳理无线传感器网络分层技术的发展脉络和前沿进展。我想象中的阅读体验,是既能够巩固我对WSN基础知识的理解,又能够拓展我对未来技术趋势的认知。我期待它能成为我深入研究WSN领域的一本重要参考书籍,甚至能够激发我进行相关研究的灵感。 总而言之,在未读此书之前,它在我心中已经构建了一个高度有序、技术精湛的无线传感器网络图景。我对它如何将“分层”这一核心理念,贯穿于WSN的各项关键技术之中,从而实现网络的高效、稳定和可持续发展,充满了强烈的学习动力和期待。我相信,这本书将为我提供一套系统性的知识体系和实用的技术指导,使我能够更深刻地理解并可能参与到无线传感器网络这一重要技术领域的发展之中。

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这本书的书名和作者信息让我对它产生了极大的兴趣,特别是“分层”这个概念,立刻引起了我对无线传感器网络(WSN)组织方式的联想。在没有实际阅读这本书之前,我脑海中已经勾勒出了一个清晰的画面:一个由众多节点组成的庞大网络,为了应对规模和复杂性的挑战,被巧妙地划分为不同的层级。这种分层设计,我推测,一定是为了解决WSN固有的能量、通信、计算能力等方面的限制而设计的。也许,不同的层级拥有不同的功能和责任,例如,靠近数据源的层级可能负责数据采集和初步处理,而更靠近汇聚点的层级则可能专注于数据融合、路由选择以及与外界的通信。这种逻辑性的划分,无疑能够极大地提高网络的整体效率和稳定性。 我非常好奇作者是如何具体阐述这些“关键技术”的。我想象中,这本书会深入探讨各种分层策略的优缺点,以及它们在不同应用场景下的适用性。比如,是否会介绍像LEACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy)这样经典的簇头选举算法,以及它在分层结构中的具体体现?抑或是更先进的、考虑到能量消耗、通信负载均衡、节点故障容忍等因素的动态分层模型?对于“关键技术”的理解,我期待看到作者能够不仅仅停留在理论层面,还能提供一些实际的应用案例或者仿真实验结果,来佐证这些技术的有效性。毕竟,对于一个读者来说,理论与实践的结合,才能让技术真正变得“关键”起来。 另一个让我心生好奇的点在于“无线传感器网络”本身。这个领域发展迅速,应用广泛,从环境监测、工业自动化到医疗健康、智能家居,几乎无处不在。那么,这本书在“分层”这个框架下,是否也触及了WSN的各个关键子领域?比如,在数据采集方面,分层如何优化传感器节点的感知能力和采样频率?在网络通信方面,又如何设计高效的跨层路由协议,以减少能量损耗和通信延迟?我特别关注的是,在这种分层结构下,如何解决数据冗余、数据冲突以及网络的可扩展性问题。毕竟,一个庞大的WSN,如果缺乏有效的管理和协调,很容易陷入低效甚至瘫痪的状态。 作者的名字“王佳昊”和出版社信息,让我对这本书的专业性和严谨性有了一定的期待。作为一名对WSN领域感兴趣的读者,我希望这本书能够提供扎实的理论基础,清晰的逻辑结构,以及易于理解的阐述方式。在阅读之前,我设想这本书的扉页上可能承载着无数的实验数据、算法公式和网络拓扑图,这些都是支撑“关键技术”的基石。我甚至可以想象,在翻阅的过程中,会不断思考这些技术背后的原理,以及它们如何能够被灵活地应用于解决现实世界中的各种复杂问题。 总而言之,仅仅从书名和作者信息,我已经在脑海中构建了一个关于“分层无线传感器网络关键技术”的完整图景。我期待这本书能够成为一本深入浅出的指南,为我揭示WSN领域中那些至关重要的技术奥秘。我希望它能够解答我关于分层机制如何提升网络性能的疑问,也能引发我对更多前沿技术和未来发展趋势的思考。这本书,在我看来,不仅仅是一本技术书籍,更可能是一扇通往更智能、更互联世界的窗口。

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《分层无线传感器网络关键技术》这个书名,让我联想到一个如同城市规划般的精妙设计。想象一下,一个庞大的无线传感器网络,就像一座正在发展中的城市,需要合理的区域划分和功能布局才能高效运转。我猜测,这本书的核心在于探讨如何将复杂的WSN划分为不同的“区域”或“层级”,每个层级都有其特定的任务和职责。例如,靠近数据源的区域可能是信息采集的“住宅区”,而靠近数据处理中心的区域则可能是高效的“交通枢纽”。这种分层设计,在我看来,是为了解决WSN固有的能量限制、通信瓶颈以及管理难题而产生的必然选择。 我非常期待书中对“关键技术”的具体阐述。这是否会涉及对不同分层模型的研究,比如,如何根据网络规模、环境特点和应用需求来选择最适合的分层策略?我尤其好奇的是,书中会如何探讨数据处理和路由选择技术在分层结构中的应用。比如,是否会有针对低功耗通信设计的簇头选举算法,或者是在汇聚层实现高效数据融合的机制?我希望能够看到作者对于如何在有限的资源下,最大化网络的性能和寿命的深入分析,以及能够提供一些具有实际指导意义的技术解决方案。 “王佳昊”这个作者的名字,让我对这本书的专业性有很高的期待。通常,能够撰写关于“关键技术”的专业书籍,作者在该领域一定有深厚的积累和独到的见解。我猜测,这本书可能会包含一些作者在理论研究方面的成果,甚至是他在实际项目中积累的经验。我希望这本书能以一种严谨而清晰的语言来阐述技术细节,同时通过生动的案例分析和图示,帮助读者更好地理解复杂的概念。我期待从中获得一些关于如何优化WSN设计的宝贵启示。 9787564738563这个ISBN号码,在我看来,是一扇通往知识殿堂的钥匙。它代表着一本经过精心编排和出版的学术著作。我希望这本书的结构清晰,逻辑性强,能够循序渐进地引导读者深入理解分层WSN的关键技术。我想象中的阅读体验,会是既有对基础理论的夯实,又有对前沿技术的探索。我期望它不仅能解答我现有的疑问,更能激发我新的思考,让我能够站在更高的起点去审视无线传感器网络的未来发展。 总而言之,在没有实际阅读这本书籍之前,它已经在我脑海中形成了一个关于“分层无线传感器网络关键技术”的清晰而有序的认知框架。我对它如何将“分层”这一核心理念,巧妙地融入到WSN的各个技术环节,从而实现高效、稳定、可扩展的网络运行,充满了浓厚的好奇和强烈的期待。我相信,这将会是一次非常有价值的学习过程,能够让我更深入地掌握这一重要技术领域。

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