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美因卡拉著，郎为民 著

图书标签:

• 无线传感器网络
• 认知无线网络
• 认知科学
• 信息处理
• 网络安全
• 数据融合
• 机器学习
• 优化算法
• 通信协议
• 边缘计算

店铺： 天泰尚图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111476375

商品编码：29642684605

包装：平装

出版时间：2014-11-01

基本信息

书名：认知视角下的无线传感器网络

定价：59.8元

作者：(美)因卡拉著,郎为民

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-11-01

ISBN：9787111476375

字数：281000

页码：196

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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本书主要从认知角度对无线传感器进行分析，紧紧围绕无线传感器网络中认知功能实现中的问题，比较全面和系统地介绍了无线传感器网络的基础知识、各种协议的性能比较和无线传感器认知功能硬件实现的新成果。全书共分为7章，涉及认知无线电网络和动态频谱接入、自适应调制、自适应功率分配、自适应媒介访问、无线多跳路由跨层设计、认知分集路由协议、基于加权认知图的认知功能，以及基于GPS/INS无线传感器网络的硬件结构等内容。本书材料丰富，体系结构完整，内容新颖翔实，知识系统全面，图表丰富，行文通俗易懂，兼备知识性、系统性、可读性、实用性和指导性。
　　本书可作为移动运营商、网络运营商、应用开发人员、技术经理和电信管理人员的技术参考书或培训教材，也可作为高等院校通信与信息系统专业的本科生、研究生教材。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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《深度互联：探寻智能传感的无限可能》 引言 在信息爆炸与万物互联的时代浪潮中，一种无形的网络正悄然渗透进我们生活的方方面面，它隐匿于城市的脉搏，流淌在自然的呼吸，跳动在工业的心脏。这便是无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN），一个由海量、微型、低功耗的传感器节点组成的分布式系统，它们协同感知、收集、处理和传输环境信息，构建起一座通往真实世界数据维度的桥梁。从监测大气污染的细微变化，到追踪野生动物迁徙的足迹；从守护家园安全的智能安防，到优化城市交通的精准调度；从洞察农业生产的每一个环节，到赋能工业自动化向更高层级迈进——无线传感器网络正以其独特的优势，以前所未有的广度和深度，重塑着我们的认知方式和交互模式。 本书《深度互联：探寻智能传感的无限可能》并非仅仅是对无线传感器网络技术本身的罗列与阐述，更在于深入剖析这一技术如何驱动“智能”的生成与涌现，如何构建起一个更加高效、安全、可持续的互联世界。我们将目光聚焦于传感器网络的“深度”——即其数据产生的源头、信息处理的逻辑、以及在不同应用场景下所能激发的“智慧”。通过系统性的梳理和前瞻性的展望，本书旨在为读者提供一个理解无线传感器网络价值及其未来发展潜力的全新视角。 第一章：感知万象——传感器网络的触角延伸 本章将全面勾勒无线传感器网络的整体图景，从其基本构成元素出发，深入浅出地解析其工作原理。我们将详细介绍各类传感器节点的核心技术，包括微型化设计、低功耗处理、能源采集与管理、以及短距离无线通信模块。本书将着重阐述传感器节点如何捕捉物理世界的各种参数，如温度、湿度、光照、压力、声音、震动、化学物质浓度等，并将其转化为可供处理的数字信号。 在这一章节中，我们将探讨不同类型的传感器节点及其在实际应用中的典型代表。例如，在环境监测领域，我们将看到用于监测空气质量的分布式传感器节点，它们能够实时收集PM2.5、CO2、O3等关键指标；在农业领域，我们将了解那些能够监测土壤湿度、pH值、养分含量，乃至作物生长状况的智能节点。此外，本书还会关注城市基础设施监测，如桥梁、隧道、管道等的健康状况，以及智慧家居中，用于感知环境变化、保障家庭安全和提高生活品质的各类传感器。 同时，我们也会触及传感器网络的部署策略，包括节点的位置选择、覆盖范围的规划、以及如何保证网络的鲁棒性和可扩展性。理解这些基础构建模块，是深入理解后续章节内容的关键。 第二章：信息洪流——数据汇聚、处理与分析的智慧 传感器网络的核心价值在于其产生海量的数据。然而，原始数据的堆积本身并不等同于价值。本章将聚焦于海量传感器数据如何在网络中被高效地汇聚、传输，以及如何在分布式或集中式的环境中得到有效的处理与分析。我们将深入探讨数据融合技术，研究如何将来自不同节点、不同类型传感器的信息进行整合，从而获得更全面、更准确的场景理解。 本书将重点介绍网络拓扑结构的选择及其对数据传输效率的影响，例如星型、树型、网状拓扑结构在不同应用场景下的优劣势。此外，我们还将讨论数据压缩、数据过滤、以及数据去冗余等技术，以降低网络带宽的压力和节点的计算负担。 更重要的是，本章将引入数据分析与挖掘的理念，探讨如何从海量、异构的传感器数据中提取有价值的信息和知识。我们将介绍机器学习、深度学习等人工智能技术在传感器数据分析中的应用，例如利用模式识别技术进行异常检测，通过预测模型指导资源优化配置，或者利用聚类分析发现隐藏的规律。例如，在工业制造领域，传感器数据经过智能分析，能够预测设备故障，从而实现预测性维护，最大限度地减少停机时间。在智能交通系统中，实时的交通流量数据经过分析，能够优化信号灯配时，缓解城市拥堵。 第三章：协同联动——网络通信、路由与协作的艺术 无线传感器网络之所以能够实现“智能”，其根本在于节点间的协同与联动。本章将深入探讨实现这种协同的底层通信机制、高效的路由策略，以及网络中节点间的智能协作方式。我们将解析不同无线通信协议在传感器网络中的应用，例如低功耗蓝牙（BLE）、Zigbee、LoRaWAN等，以及它们在功耗、传输距离、数据速率等方面的权衡。 本书将详细阐述路由协议在传感器网络中的重要性，以及如何设计出能够适应动态网络环境、低功耗、高吞吐量的路由算法。我们将探讨数据驱动的路由、地理位置路由、以及基于能耗的路由策略，以确保数据能够从源头节点可靠、高效地传输到Sink节点或感兴趣的其他节点。 此外，本章还将深入探讨传感器节点之间的协作机制。这不仅仅是数据的简单传输，更是基于对整体环境和任务的理解，实现任务分配、资源共享、以及协同决策。例如，在入侵检测系统中，多个传感器节点可以协同工作，通过相互验证和信息共享，更准确地判断是否存在非法入侵，并触发相应的警报。在环境监测任务中，节点之间可以共享能源，协调工作负载，以延长网络的整体寿命。 第四章：能源的智慧——低功耗设计与能源管理的艺术 无线传感器网络通常部署在人力难以到达的区域，且节点数量庞大，为节点提供持续的电力供应是一项巨大的挑战。本章将聚焦于“能源的智慧”，深入探讨实现无线传感器网络低功耗运行的设计理念和能源管理策略。我们将详细介绍各种低功耗技术，包括硬件层面的节能设计，如低功耗微控制器、休眠模式管理；软件层面的节能优化，如事件驱动的唤醒机制、高效的数据传输策略；以及网络层面的节能协作，如节点间的任务调度和负载均衡。 本书还将重点阐述能量采集技术在无线传感器网络中的应用。我们将介绍太阳能、振动能、射频能等多种能量采集方式，以及如何设计能够有效利用这些能量的能量采集节点。能量采集的应用，使得部分传感器节点能够实现“自给自足”，从而极大地扩展了网络的部署范围和生命周期。 同时，我们也将讨论能量管理策略，如何在有限的能量资源下，最大化网络的感知能力和数据传输能力。这包括动态功耗调整、任务的优先级排序、以及预测性能源供给等。通过对能源的精打细算，才能让这个遍布各处的“触角”持续地为我们提供信息。 第五章：安全与隐私——构建可信的智能传感环境 随着无线传感器网络应用的日益广泛，其安全性和隐私性问题也日益凸显。本章将致力于探讨如何为传感器网络构建一个安全可信的环境。我们将分析传感器网络面临的各种安全威胁，包括拒绝服务攻击（DoS）、窃听、数据篡改、节点欺骗等。 本书将详细介绍针对传感器网络的各类安全防护机制，包括身份认证、数据加密、安全路由、以及入侵检测系统。我们将探讨如何设计轻量级、低功耗的安全协议，以适应传感器节点的计算和存储限制。例如，基于对称加密和非对称加密在不同场景下的应用，以及如何进行密钥管理。 此外，本章还将关注传感器数据隐私保护问题。传感器网络收集的数据可能包含敏感的个人信息或商业机密，因此，如何在确保数据可用性的同时，最大限度地保护数据隐私，是至关重要的一环。我们将介绍差分隐私、匿名化技术等隐私保护方法在传感器网络中的应用。 第六章：行业赋能——无线传感器网络在各领域的创新应用 本章将跳出技术本身，聚焦于无线传感器网络在各个关键行业所带来的颠覆性创新应用。我们将通过丰富的案例研究，展示传感器网络如何驱动各行各业的智能化转型。 智慧城市： 从智能交通管理、智能停车、环境监测（空气质量、噪音、水质）、智慧照明，到智能公共安全，传感器网络正在重塑城市的运行效率和居民的生活品质。 智能农业： 精准灌溉、施肥，作物生长监测，病虫害预警，家禽家畜健康追踪，传感器网络正在助力农业向智能化、高效化、可持续化发展。 工业物联网（IIoT）： 设备状态监测、预测性维护、生产过程优化、质量控制、供应链管理，传感器网络是实现工业4.0和智能制造的关键支撑。 智慧医疗： 远程病人监护、可穿戴健康监测设备、医院资产追踪、药物管理，传感器网络正在提升医疗服务的便捷性和质量。 环境保护： 野生动物监测、森林火灾预警、地质灾害监测、海洋环境监测，传感器网络为我们提供了前所未有的环境洞察力。 智慧能源： 智能电网监测、能源消耗优化、可再生能源管理，传感器网络正在推动能源系统的智能化升级。 本书将深入剖析每个行业应用场景下的具体挑战，以及无线传感器网络如何通过其独特的技术优势，提供有效的解决方案。 第七章：未来展望——智能传感的下一站 在对无线传感器网络的技术基础、核心机制、安全保障以及行业应用进行系统性梳理之后，本章将把目光投向未来，展望智能传感的下一站。我们将探讨当前技术面临的挑战，以及未来可能的发展趋势。 人工智能与传感器网络的深度融合： 随着AI技术的不断发展，未来传感器网络将不仅仅是数据的收集者，更是具备自主学习、智能决策和协同行动的“智能体”。边缘计算将在传感器节点上扮演更重要的角色，实现实时、本地化的智能分析。 异构网络的互联互通： 未来，不同类型、不同厂商的传感器网络将能够更加无缝地互联互通，形成更加庞大、复杂的物联网生态系统。标准化和开放性将成为关键。 能量自主与可持续性： 能量采集技术的进一步突破，以及更高效的能源管理策略，将使得传感器网络在能源消耗方面实现更高的自主性，推动其在更广泛、更严苛的环境中应用。 新的应用场景与可能性： 随着技术的成熟，我们将看到无线传感器网络在更多新兴领域爆发，例如元宇宙中的沉浸式体验、生物传感与医疗的深度结合、以及太空探索中的遥感应用等。 伦理与社会影响： 随着传感器网络的渗透性增强，其对个人隐私、数据安全、以及社会结构可能产生的深远影响，也将是我们必须持续关注和探讨的议题。 结语 《深度互联：探寻智能传感的无限可能》是一次关于如何理解、应用并驱动无线传感器网络走向更智能未来的探索之旅。本书希望通过对感知、数据、通信、能源、安全以及应用等各个维度的深入剖析，激发读者对这一前沿技术更深刻的理解和更广阔的想象。我们相信，随着无线传感器网络的不断发展和创新，它必将继续在构建一个更加互联、智能、高效和可持续的世界中扮演举足轻重的角色。

评分☆☆☆☆☆

这是一本关于生物多样性和生态修复的深度报告，风格极其震撼，像是将我们带入了一个被人类活动严重破坏的微观生态系统内部进行现场直播。作者的笔触充满了对生命的敬畏与对自然的悲悯。书中关于“关键物种缺失”对整个食物网连锁反应的描述，其细节之丰富、逻辑链条之完整，令人不寒而栗。它不是一本泛泛而谈环保的书，而是聚焦于具体的生态系统——亚马逊雨林边缘的几个微型湿地——进行了长达十年的追踪记录。书中呈现的实验数据，例如土壤微生物群落结构的细微变化如何预示着整个系统的崩溃，其专业性和数据支撑无可挑剔。阅读过程中，我多次停下来反思人类行为的傲慢与短视。这本书的语言充满了画面感和紧迫性，它更像是一份来自地球自身的警报，而不是一本学术专著。

评分☆☆☆☆☆

我最近阅读了一本关于古代军事战略的著作，但这本书的魅力并不在于它复述了多少场著名的战役，而在于它对“决策心理学”的深入挖掘。作者的论述充满了一种冷静的、近乎冰冷的理性，他将战争的本质解构为一系列概率计算和信息不对称的博弈。书中大量使用了现代博弈论的框架来分析古代将领的行动，例如“囚徒困境”在赤壁之战前夕的运用，或者“预期效用理论”如何影响了韩信的用兵策略。这种跨学科的视角极其新颖，使得历史叙述摆脱了传统英雄主义的窠臼，变得更加深刻和耐人寻味。文风上，本书极其简洁，没有多余的形容词，每一个句子都像一枚精准的弹丸，直击要害。它让我意识到，即便是千年前的战场智慧，其底层逻辑依然可以被今天的科学模型所捕捉和分析。

评分☆☆☆☆☆

作为一名业余的城市规划爱好者，我很少能找到一本能将宏观的城市理论与微观的社区生活体验如此完美结合的书籍。这本书给我的冲击是巨大的，它没有陷入那种空洞的“宜居城市”口号中，而是扎扎实实地研究了“步行性”和“空间正义”在现代都市中的实际应用。作者走访了全球几十个不同发展阶段的城市，用大量的纪实摄影和第一手访谈资料构建起坚实的论据。我特别欣赏它对“灰色基础设施”和“绿色基础设施”之间动态平衡的探讨，书中一个案例分析了某个城市如何通过改造一条废弃的铁路，成功地将社区的社会资本提升了近30%。这种将社会学、经济学和地理学知识融会贯通的写作手法，使得整本书读起来非常“接地气”，每一个章节都能让我联想到自己居住的街区，并开始用全新的眼光去审视那些习以为常的城市景观。

评分☆☆☆☆☆

我最近沉迷于一本探讨古典文学叙事结构的书籍，这本书的视角非常独特，它完全抛弃了传统的时间线分析法，转而聚焦于“情感共振”在不同时代文学作品中的体现。作者似乎拥有一种近乎“读心术”的洞察力，能够精准地剖析出莎士比亚笔下的悲怆与李清照词作中的婉约，在人类共通的情感谱系中是如何交织和演变的。书中大量引用了具体的文本片段进行细致的比对，但这些分析绝非枯燥的学术考据，而是充满了艺术的感染力。例如，它对比了十九世纪欧洲小说中对“失落”的描绘与唐传奇中“遗憾”的表达，竟然找到了惊人的共性。这本书的文字风格是极其典雅且富有韵律的，读起来像是在品味一壶陈年的老茶，每一口都有不同的回甘。它让我重新审视了那些耳熟能详的名著，仿佛打开了一扇通往作者内心深处的秘密通道。

评分☆☆☆☆☆

这本关于新型能源的著作，简直是为我这种对未来科技充满好奇的普通读者量身定制的。作者以极其平实流畅的笔触，将那些原本晦涩难懂的物理学和化学原理，如同讲故事般娓娓道来。我原以为阅读这类书籍会伴随着无数的公式和复杂的图表，但事实是，它更像是一场穿越时空的旅程。从最基础的太阳能捕获效率的提升，到新型固态电池的研发瓶颈，书中没有一处不展现出作者深厚的知识底蕴和卓越的表达能力。尤其是关于“冷聚变”那一部分的论述，作者并没有一味地鼓吹其未来性，而是极其客观地分析了当前实验中的核心障碍和潜在的风险，这种严谨的态度让我对全书的专业度深信不疑。它成功地将宏大的能源战略与微观的材料科学连接起来，让我明白了每一次技术突破背后，都有无数科研工作者的心血和汗水。读完之后，我对清洁能源的未来不再是模糊的憧憬，而是有了一套清晰的认知框架。