無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性 9787121210556 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳誌德，許力 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 節能
• 優化
• 可生存性
• 路由協議
• MAC協議
• 數據聚閤
• 網絡安全
• 低功耗設計
• 覆蓋率

店鋪： 廣影圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121210556

商品編碼：29673482014

包裝：平裝

齣版時間：2013-09-01

基本信息

書名:無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性

定價：38.00元

售價：25.8元,便宜12.2元,摺扣67

作者:陳誌德,許力

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2013-09-01

ISBN：9787121210556

字數：

頁碼：196

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

內容提要

《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》圍繞無綫傳感器網絡在節能、優化與可生存性等方麵的研究熱點，利用博弈論、馬爾可夫鏈等理論為分析工具，重點介紹和分析瞭無綫傳感器在功率控製、數據傳輸控製、路由選擇優化、性能優化、節點策略優化、節點安全性等問題。全書分為4篇，其中基礎篇，對無綫傳感器網絡的技術、特點和應用進行綜述；節能篇，提齣基於Supermodular博弈的無綫傳感器網絡功率控製、基於Gibbs采樣的隨機的無綫傳感器網絡功率控製和基於非閤作博弈考慮剩餘能量的無綫傳感器網絡功率控製；優化篇，提齣基於演化博弈分簇無綫傳感器網絡數據傳輸控製、基於演化博弈的路由選擇機製和傳感器網絡的性能優化；生存篇，對基於演化博弈論的無綫傳感器網絡節點進行策略分析和基於馬爾可夫鏈的無綫傳感器網絡進行安全性分析。

目錄

作者介紹

文摘

序言

智慧感知，韌性連接：構築未來互聯世界的基石 想象一個世界，無數微小的傳感器如同神經網絡般遍布環境之中，它們不間斷地收集數據，感知著溫度、濕度、光照、聲音，甚至是土壤的養分狀況。它們協同工作，將這些海量信息實時傳輸，支撐起智能交通、精準農業、環境監測、災害預警、智慧醫療等眾多前沿應用。這就是無綫傳感器網絡（Wireless Sensor Network, WSN）正在描繪的未來圖景。而支撐起這一宏偉願景的核心，便是其內在的“智慧”、“節能”、“優化”以及不可或缺的“可生存性”。 萬物互聯的觸角：無綫傳感器網絡的強大賦能 無綫傳感器網絡，顧名思義，是由大量部署在監測區域的傳感器節點通過無綫方式組成的網絡。這些節點通常體積小巧，低功耗，能夠自主地感知周圍環境，並將采集到的數據通過多跳（multi-hop）通信方式匯聚到基站或匯聚節點，最終傳遞給用戶或處理中心。其應用場景之廣泛，幾乎滲透到現代社會的每一個角落。 在智慧城市建設中，WSN扮演著至關重要的角色。遍布街角的傳感器可以實時監測交通流量，為智能信號燈控製提供依據，有效緩解城市擁堵。同時，它們還能監測空氣質量，為市民提供實時健康預警，並協助政府製定更有效的環境保護政策。在建築物的能源管理方麵，WSN可以監測和調節室內溫度、照明，實現精細化能源分配，顯著降低建築能耗。 精準農業更是WSN大顯身手的領域。通過在農田中部署傳感器，我們可以實時監測土壤的濕度、pH值、養分含量，以及作物的生長狀況。這些寶貴的數據能夠幫助農民做齣最恰當的灌溉、施肥決策，實現節水、節肥，提高作物産量和品質。在畜牧業中，WSN可以監測牲畜的體溫、活動量，及時發現疾病跡象，提高養殖效率和動物福利。 環境監測是WSN的另一重要應用。它們能夠被部署在偏遠地區、危險區域，對森林火災、洪水、地震等自然災害進行實時預警，為應急響應爭取寶貴時間。對於海洋生態、大氣汙染、水源質量的長期監測，WSN也提供瞭前所未有的便捷性和數據精度。 此外，在工業自動化中，WSN可以用於監測設備運行狀態，預測故障，實現預測性維護，提高生産效率和安全性。在醫療健康領域，可穿戴的傳感器節點可以實時監測病人的生理指標，為遠程醫療和個性化健康管理提供支持。 智能的閃光點：節能與優化的內在驅動 然而，WSN的強大功能並非憑空而來。支撐起如此龐大且分布式的網絡，最顯著的挑戰便是能源的限製。絕大多數傳感器節點都依靠電池供電，而許多部署場景（如深海、高山、地下）更換電池極為睏難，甚至不可能。因此，節能成為瞭WSN設計中最為核心的考量因素。 節能不僅僅意味著采用低功耗的硬件，更重要的是在網絡協議、數據傳輸、節點協作等各個層麵進行精細化的設計。這包括： 休眠/喚醒機製： 傳感器節點並非時刻處於工作狀態，而是根據任務需求，在不需要時進入低功耗的休眠模式，並在需要時快速喚醒。如何精確地管理節點的休眠與喚醒，以及如何保證信息不丟失，是提高能效的關鍵。 數據壓縮與融閤： 原始的傳感器數據往往冗餘量大。通過在節點端進行數據壓縮，或者在數據傳輸過程中進行多節點數據融閤，可以顯著減少需要傳輸的數據量，從而節省能源。 路由優化： 傳統的路由算法可能導緻某些節點成為“熱點”，頻繁地轉發數據，導緻其能量快速耗盡。因此，需要設計更智能的路由策略，例如基於能量感知、負載均衡的路由算法，將數據傳輸任務更公平地分配給網絡中的各個節點，延長網絡的整體壽命。 任務調度： 根據監測任務的優先級和節點的能量狀況，動態地調整節點的任務分配和工作周期，確保關鍵任務的執行，同時避免不必要的能源消耗。 與此同時，優化則是為瞭讓WSN能夠更高效、更智能地完成任務。優化體現在多個維度： 覆蓋優化： 如何在給定的區域內，以最少的節點數量實現最高的信息覆蓋率，確保監測的全麵性和準確性。 連通性優化： 確保網絡中節點之間的通信鏈路穩定可靠，避免齣現孤立節點或通信中斷，保證數據的連續傳輸。 時延優化： 對於一些實時性要求高的應用，如災害預警、自動駕駛，如何最小化數據從采集到傳輸到決策的時間，至關重要。 數據準確性優化： 通過多傳感器協同感知、數據融閤、異常值檢測等技術，提高數據的可靠性和準確性。 部署優化： 考慮節點的部署位置、密度、通信範圍等因素，以最低的成本實現最優的網絡性能。 生命的韌性：可生存性的終極追求 然而，即便是最節能、最優化的WSN，也難免會麵臨節點故障、通信中斷、環境乾擾等挑戰。在這些不可控因素的影響下，網絡能否持續運行，能否在部分節點失效的情況下依然完成其關鍵任務，就取決於其可生存性（Survivability）。 可生存性是WSN設計的最終目標，它意味著網絡在麵對各種威脅和故障時，能夠保持其核心功能和性能，甚至能夠自我修復和適應。這通常通過以下幾個方麵來實現： 冗餘設計： 采用一定程度的節點和鏈路冗餘，當部分節點失效時，可以通過備份節點或替代鏈路來維持網絡的連通性和覆蓋範圍。 容錯機製： 設計能夠檢測和隔離故障節點的機製，並通過重路由、節點重配置等方式，使網絡能夠從故障中恢復。 自適應能力： 使網絡能夠根據環境變化（如節點能量水平、通信質量）和任務需求，動態調整其工作模式和策略。 魯棒性通信： 采用具有抗乾擾能力的通信協議，並利用多路徑傳輸等技術，提高數據傳輸的可靠性。 協同感知與決策： 通過多個節點協同工作，即使個彆節點的數據不準確或缺失，也能通過其他節點的信息進行補償和校正，從而保證整體感知和決策的有效性。 安全與隱私： 在保證網絡運行的同時，也要考慮數據傳輸的安全性和用戶的隱私保護，防止惡意攻擊和數據泄露，這本身也是網絡可生存性的重要組成部分。 融閤與前瞻：無綫傳感器網絡的未來圖景 正是對“節能”、“優化”與“可生存性”的不斷追求，推動著無綫傳感器網絡技術嚮前發展。這些核心要素並非孤立存在，而是相互關聯，共同構成瞭一個有機的整體。例如，優化的路由算法能夠延長節點的壽命，從而提高網絡的生存時間；而具有良好可生存性的網絡設計，則能夠通過冗餘和容錯機製，在一定程度上降低對單點優化的過度依賴。 展望未來，隨著物聯網、大數據、人工智能等技術的飛速發展，無綫傳感器網絡將扮演越來越重要的角色。融閤AI算法的智能感知、基於區塊鏈的安全數據管理、能量收集技術與WSN的結閤，都將是未來研究和應用的重要方嚮。 理解和掌握無綫傳感器網絡的節能、優化與可生存性，不僅是對現有技術深度挖掘的體現，更是對未來智慧化、互聯化社會構建的關鍵支撐。它關乎如何讓無數微小的感知節點，如同擁有生命般，在復雜多變的環境中，以最經濟、最可靠、最持久的方式，為人類社會輸送著源源不斷的智慧與活力。這不僅僅是一項技術，更是通往更智能、更可持續未來的必由之路。

評分☆☆☆☆☆

我是一個對編程實現細節比較敏感的讀者，這本書在技術實現層麵的深度和廣度完全滿足瞭我對技術類書籍的苛刻要求。尤其是在描述節能策略時，作者不僅僅停留在降低發送功率這種宏觀的建議上，而是深入到數據鏈路層和網絡層的具體協議優化中去。比如，對睡眠周期調度算法的對比分析，詳細列舉瞭不同調度策略在功耗和數據延遲之間的權衡取捨。那種圖錶和公式的運用，精確而剋製，沒有絲毫的冗餘，每一組數據似乎都在為某個結論提供無可辯駁的支撐。我甚至在書頁邊緣做瞭很多筆記，試圖將書中的算法模型映射到我正在進行的一個小型項目中。這種邊讀邊實踐的體驗是非常棒的，它將晦澀的理論迅速轉化為可操作的代碼思路。這本書的文字風格是極其嚴謹的，但這種嚴謹性卻帶來瞭一種令人信服的權威感，讓我覺得每一次學習都踏實可靠。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本書就像是與一位經驗豐富、治學嚴謹的導師進行瞭一次長時間的深度對話。這位“導師”不僅知識淵博，而且擅長將復雜的問題拆解得井井有條。我尤其欣賞它在結構上對“能耗-效率-魯棒性”三者之間復雜耦閤關係的梳理。不同於其他書籍可能偏重某一個維度，這本書巧妙地搭建瞭一個多維度的評價框架，清晰地展示瞭任何單一維度的提升往往需要犧牲其他維度的性能。這種係統性的思維訓練，對於提升一個技術人員的決策能力至關重要。它不僅僅是教會我們“怎麼做”，更重要的是教會我們“為什麼這麼做”以及“做完之後會帶來什麼後果”。這種全局觀的培養，是任何速成指南都無法提供的。因此，這本書不僅僅是一本技術參考書，更像是一部關於網絡係統設計哲學的著作，它引導讀者從根本上思考問題的本質，而非僅僅停留在錶麵的技術實現。

評分☆☆☆☆☆

這本書的章節編排簡直是教科書級彆的典範，它沒有采取那種枯燥的羅列式講解，而是構建瞭一個層層遞進的知識體係。剛開始的理論基礎部分鋪墊得非常穩健，確保即便是初次接觸該領域的讀者也能平穩過渡。但真正讓我拍案叫絕的是關於“可生存性”的探討。這部分內容，說實話，在很多同類書籍中往往被一筆帶過，但在這本書裏卻被提升到瞭戰略高度。作者深入分析瞭節點故障、通信鏈路中斷等不可避免的問題，並提齣瞭一係列前瞻性的冗餘和自愈閤機製。我個人對其中關於動態拓撲重構的章節印象尤為深刻，它不再將網絡視為靜態的、一成不變的結構，而是將其視為一個具有生命力的有機體。這種動態的、適應性的思維模式，徹底顛覆瞭我之前對網絡穩定性的僵化理解。它教會我，真正的魯棒性不是靠堆砌硬件，而是靠智能化的軟件和策略來實現的。這種深刻的洞察力，使得這本書的價值遠遠超齣瞭單純的技術手冊範疇。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得非常引人注目，那種深邃的藍色背景，配上簡潔有力的白色字體，讓人一眼就能感受到它蘊含的科技感和專業深度。我最初翻開這本書的時候，其實對“無綫傳感器網絡”這個概念還停留在比較模糊的階段，隻知道它和物聯網、智能傢居有點關係。但隨著閱讀的深入，作者通過一係列生動的案例和清晰的邏輯結構，將這個復雜的領域抽絲剝繭地呈現在我們麵前。特彆是它在“優化”方麵的探討，簡直是為我打開瞭一扇新世界的大門。書中詳細剖析瞭不同算法在資源受限環境下的錶現差異，那種對細節的打磨和對不同模型局限性的坦誠分析，讓我對如何構建一個高效且可持續的傳感器網絡有瞭全新的認識。我尤其欣賞作者沒有停留在理論的空中樓閣，而是緊密結閤實際應用場景，比如環境監測、工業自動化等，這使得書中的知識點非常“落地”，隨時都可以被轉化為實際的工程思考。讀完這部分，我感覺自己不再是旁觀者，而是有瞭一套紮實的工具箱，可以去評估和設計更優的網絡方案。

評分☆☆☆☆☆

坦率地說，這本書的閱讀體驗非常“沉浸”，這主要歸功於作者在案例選擇上的獨到眼光。很多網絡技術書籍總喜歡用一些過於理想化的環境來舉例，讓人感覺與現實世界脫節。然而，這本書明顯投入瞭大量的精力去研究真實世界的挑戰。我特彆喜歡其中對大規模、異構網絡環境下的挑戰分析，比如傳感器節點部署的不均勻性、環境噪聲對信號質量的隨機乾擾等。作者沒有迴避這些“髒亂差”的現實問題，而是將其視為優化的齣發點。這種實事求是的態度，讓我對書中的優化方案充滿瞭信心。它不是在告訴你一個“完美世界”的解決方案，而是在教你如何在一個充滿變數的世界裏，把事情做到“最好”。這種務實精神，對於任何打算在實際工程中應用這些技術的工程師或研究人員來說，都是極其寶貴的財富。它教會我們如何與不完美共存，並從中榨取齣最大的效能。