认知视角下的无线传感器网络 9787111476375 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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• 博弈论
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• 网络安全
• 信息处理
• 通信网络

店铺： 广影图书专营店

出版社： 机械工业出版社

ISBN：9787111476375

商品编码：29675049238

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：59.80元

售价：40.7元,便宜19.1元,折扣68

作者: Mohamed Ibnkahla；郎为民 等

出版社：机械工业出版社

出版日期：2014-11-01

ISBN：9787111476375

字数：

页码：196

版次：1

装帧：平装

开本：16

商品重量：0.4kg

编辑推荐

内容提要

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

作者介绍

文摘

序言

智能感知，连接未来：揭秘无线传感器网络的奥秘 我们生活在一个日益互联的世界，信息无处不在，而这一切的实现，离不开一项关键的技术——无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，简称WSN）。它如同无形的触角，遍布我们生活的各个角落，默默地感知、收集、传递着海量的数据，为我们的生活、工作、乃至整个社会的运行提供着前所未有的智能化支持。本书将带领您深入探索无线传感器网络的广阔天地，从其核心原理到前沿应用，全方位地揭示这项革命性技术的内在逻辑和无限可能。 第一章：无线传感器网络的基石——感知与连接的艺术 无线传感器网络并非一个孤立的概念，它是多个技术领域交织融合的产物。在本章中，我们将首先深入剖析其核心组成单元：传感器节点。这些微小而强大的节点，如同我们身体的神经末梢，能够采集温度、湿度、光照、压力、声音、振动等各类环境信息。我们将详细探讨传感器节点的硬件架构，包括微处理器、能量采集模块、无线通信模块、以及各种类型的传感器，理解它们如何协同工作，将物理世界的模拟信号转化为数字信息。 更重要的是，我们将聚焦于“无线”这一关键属性。在本章的后续内容中，我们将深入讲解WSN中广泛应用的低功耗无线通信技术，如Zigbee、Bluetooth Low Energy（BLE）、LoRa等。我们会解析它们的通信协议、网络拓扑结构（如星型、网状、树型），以及它们在功耗、传输距离、数据速率等方面的权衡与选择。理解这些通信机制，是掌握WSN如何实现大规模、低成本部署的关键。 此外，数据融合与协同感知也是WSN的重要特征。当多个传感器节点采集到同一区域的信息时，如何有效地整合这些数据，减少冗余，提高信息的准确性和可靠性，便成为一项挑战。本章将初步介绍数据融合的基本概念和常用算法，为后续更深入的讨论奠定基础。 第二章：驱动网络的灵魂——能源效率与分布式管理 无线传感器网络最大的挑战之一，在于其节点的能源限制。与传统的有线网络不同，WSN节点通常由电池供电，且更换电池的成本极高，甚至在某些恶劣环境中难以实现。因此，能源效率的设计贯穿于WSN的方方面面。在本章中，我们将重点探讨提高节点能源效率的各种策略。 首先，我们将深入研究低功耗硬件设计，包括休眠/唤醒机制、高效的信号处理技术等，分析不同硬件组件的能耗特性。接着，我们将详细讲解能源感知的路由协议。与传统网络不同，WSN的路由选择需要考虑节点的剩余能量，将数据优先传输到能量更充裕的节点，以避免网络过早地出现“能量空洞”而导致部分节点失效。我们会介绍如LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）等经典的节能路由算法，并分析其优缺点。 分布式管理是WSN另一个核心理念。在WSN中，通常不存在一个中心化的控制器，网络节点的部署和管理需要通过分布式协同来完成。本章将探讨节点加入、离开、故障检测、以及网络拓扑的动态重构等分布式管理机制。我们会介绍一些分布式算法，例如基于竞争和协作的媒体访问控制（MAC）协议，以及如何通过节点间的协同来完成任务分配和数据收集。 第三章：数据的生命线——路由、汇聚与数据处理 一旦传感器节点收集到数据，如何将其高效、可靠地传输到目的地，是WSN设计的又一重点。本章将聚焦于WSN中的数据传输和处理机制。 路由协议的设计对于WSN至关重要，它直接影响着网络的能量消耗、时延以及数据传输的成功率。我们将详细介绍多种WSN路由协议，从面向连接的协议到无连接的协议，从基于拓扑的路由到基于位置的路由。我们将深入分析诸如SPIN（Sensor Protocols for Information via Negotiation）、Directed Diffusion等经典的WSN路由算法，理解它们在数据发布、订阅、查询等方面的独特设计。 除了路由，数据汇聚也是WSN信息处理的关键环节。当数据从大量节点汇集到汇聚节点（Sink Node）时，如何有效地处理这些汇聚的数据，提取有价值的信息，并将其传递给最终用户，成为一个重要的课题。本章将介绍数据汇聚的技术，包括数据聚合（Aggregation）、数据压缩（Compression）等，以及如何通过分布式数据存储和查询技术来支持WSN的应用。 此外，我们还将探讨WSN中的数据可靠性问题。由于无线通信的不可靠性以及节点可能发生的故障，数据丢失和错误在WSN中是常见现象。本章将介绍提高数据可靠性的技术，如冗余传输、纠错编码、以及基于信誉的信任机制等。 第四章：安全与隐私——守护数据在连接中的安全 随着WSN应用范围的不断扩大，其安全性问题也日益凸显。传感器节点部署在开放环境中，容易受到物理攻击，而无线通信的特性也使其容易遭受窃听、干扰、欺骗等网络攻击。本章将深入探讨WSN的安全挑战，以及应对这些挑战的解决方案。 我们将分析WSN面临的各类安全威胁，包括窃听、重放攻击、拒绝服务攻击、恶意节点注入等。接着，我们将详细介绍WSN的安全机制。这包括加密技术（如对称加密、非对称加密）、认证机制（如密钥管理、身份验证）、以及入侵检测系统（IDS）等。由于WSN节点的计算能力和存储能力有限，传统的安全算法可能难以直接应用，因此本章将重点介绍针对WSN特点的轻量级安全算法和协议。 隐私保护同样是WSN安全的重要组成部分。传感器节点收集到的数据可能包含敏感信息，如何确保这些信息的隐私不被泄露，是WSN设计者必须认真考虑的问题。本章将探讨隐私保护的策略，如差分隐私、匿名化技术等，以及如何平衡数据共享和隐私保护之间的关系。 第五章：应用为王——无线传感器网络赋能千行百业 无线传感器网络的强大能力，使其在众多领域展现出巨大的应用潜力。本章将通过丰富的案例，展示WSN如何赋能千行百业，改变我们的生活方式。 在环境监测领域，WSN可以实时监测空气质量、水体污染、森林火灾、地震活动等，为环境保护和灾害预警提供关键数据。在智慧农业中，WSN可以监测土壤湿度、温度、光照等，实现精准灌溉、施肥，提高作物产量和质量。 在智慧城市方面，WSN扮演着核心角色。例如，交通流量监测可以优化交通信号灯，减少拥堵；智能停车系统可以帮助驾驶员快速找到停车位；智能垃圾桶可以根据填充情况自动通知清运；智能照明系统可以根据人流和光照自动调节亮度，节约能源。 在工业自动化领域，WSN可以实现对设备状态的实时监控，预测性维护，提高生产效率和安全性。在健康医疗方面，可穿戴传感器组成的WSN可以实现对病人生命体征的远程监测，为居家养老和慢病管理提供支持。 此外，我们还将探讨WSN在智能家居、军事侦察、物流追踪等领域的创新应用。通过这些生动的案例，读者将能够深刻理解WSN技术如何落地，如何创造实际价值，并展望其未来的发展趋势。 第六章：挑战与展望——无线传感器网络的未来之路 尽管无线传感器网络已经取得了显著的成就，但其发展仍面临诸多挑战，同时也孕育着更广阔的未来。在本章中，我们将对WSN的发展进行总结和展望。 我们将梳理当前WSN技术面临的主要挑战，例如：如何进一步提高网络的能源效率以实现更长的网络寿命；如何应对海量数据的存储、处理和分析需求；如何构建更鲁棒、更安全的WSN系统；如何实现WSN与现有通信网络（如5G、Wi-Fi）的深度融合；以及如何降低WSN的部署和维护成本。 展望未来，我们将探讨WSN发展的新方向。例如，物联网（IoT）的飞速发展正在将WSN推向一个全新的高度，WSN将成为IoT生态系统中不可或缺的组成部分。人工智能（AI）与WSN的结合，将使得WSN能够进行更智能的数据分析和决策，实现自主感知和控制。边缘计算的发展，将使得部分数据处理和分析能力下沉到传感器节点或网关，从而降低对中心服务器的依赖，提高响应速度。 本书不仅是对无线传感器网络技术的一次全面梳理，更是对未来智能感知时代的一次深刻预演。通过深入学习本书，您将不仅能够理解这项改变世界的技术，更能激发您的创新灵感，为构建一个更智能、更高效、更美好的未来贡献力量。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和细节处理上，看得出是下了不少功夫的，阅读体验非常舒适，让人愿意沉下心来啃那些稍微复杂一些的数学模型和算法推导。我尤其欣赏作者在介绍新概念时，总能先用一个非常生活化的类比来铺垫，降低读者的进入门槛，然后再逐步深入到技术细节。例如，对于数据压缩和冗余消除的章节，它没有直接抛出复杂的编码理论，而是从信息论的基本原理出发，解释了为什么“少即是多”在资源受限的网络中至关重要。我在阅读过程中，会不自觉地拿起笔在旁边做批注，因为书中提出的许多观点，比如关于分布式智能的边界在哪里，以及如何在不增加额外硬件成本的情况下提升节点的“智慧”，都非常具有启发性。它迫使我去重新审视那些我们习以为常的“传感器节点”，不再将它们视为简单的信号采集器，而是具有一定计算和决策能力的微型智能体。这种视角的转变，是这本书给我带来的最大收获之一，它让原本偏向工程实践的内容，多了一层深刻的认知科学的底蕴。

评分☆☆☆☆☆

这本书读起来，感觉就像是走进了一个充满未解之谜的迷宫，作者用一种非常引人入胜的方式，将原本可能枯燥的技术概念，描绘成了一场场充满智慧的博弈。我特别喜欢它对“感知”这一核心概念的探讨，它不仅仅停留于传感器收集数据的物理层面，更深入地挖掘了数据背上层含义，以及系统如何“理解”和“决策”。书中的案例分析非常扎实，不是那种空泛的理论堆砌，而是紧密结合实际应用场景，比如在环境监测或者智能农业中的部署策略。每一次读到关于能效优化和网络鲁棒性的章节，我都能感受到作者在平衡性能与资源消耗之间的那种匠心独运。特别是对于异构网络中信息融合的讨论，提供了一个非常清晰的框架，让我对未来复杂的物联网场景有了更具象化的认识。整本书的行文流畅，逻辑层次分明，即便是初涉该领域的读者，也能被作者清晰的思路所引导，逐步构建起对整个网络认知的全貌。它不仅仅是一本技术手册，更像是一本关于如何构建“有思想”的网络系统的哲学思考录。

评分☆☆☆☆☆

这是一部需要反复阅读才能完全消化的作品，初读时可能更多是理解框架，二刷时才能真正体会到其中精妙的权衡艺术。我发现作者在描述网络中信息流动的路径时，常常会穿插一些关于认知负荷和信息过载的讨论，这让整个系统设计不再仅仅是关于信号传输效率，而是扩展到了信息处理效率的层面。书中对安全性和隐私保护的章节处理得尤为到位，它没有将安全视为一个附加模块，而是内嵌于整个网络的“认知结构”之中，从源头就考虑如何对抗恶意行为。特别是对于分布式信任模型的构建，提供了好几套不同复杂度和安全级别的方案供读者对比学习。整体而言，这本书的价值在于它提供了一种宏观的、跨学科的视角来看待无线传感器网络，它成功地将计算机科学、信息论乃至一点点心理学上的认知模型融为一炉，为读者打开了一扇通往更智能、更可靠网络的窗户。

评分☆☆☆☆☆

这本书的叙事风格非常具有个人色彩，它不像教科书那样冷冰冰，反而带有一种老教授娓娓道来的亲切感和对领域的热忱。语言的选择上，注重的是清晰度和精确性，但又巧妙地避免了过度使用晦涩的行话。我特别喜欢它在介绍不同研究流派时所采取的平衡态度，既肯定了经典方法的价值，也指出了其局限性，然后自然而然地过渡到新的范式。例如，在处理网络拓扑动态变化时，它没有简单地推崇某一种自适应算法，而是剖析了不同算法背后的优化目标差异，让读者可以根据具体应用场景做出取舍。这种“授人以渔”的教学方式，比直接给出标准答案要高明得多。对于那些希望将理论知识应用到实际项目中去的人来说，这本书提供了必要的理论支撑和实践指导，它教会你如何思考“为什么”这个算法有效，而不是仅仅停留在“如何使用”这个层面。

评分☆☆☆☆☆

坦率地说，这本书的深度是超乎我预期的。我原以为它会集中于传统的路由协议和MAC层优化，但作者的野心显然更大，他们试图建立一个连接“物理世界”和“数字认知”的桥梁。最让我印象深刻的是关于时间同步和空间定位那一块的论述，处理得极其细腻。在无线环境下，误差的累积是一个无法回避的问题，而书中介绍的那些基于相对信息而非绝对参考的估计方法，展现了一种非常务实的创新精神。每当讨论到系统规模扩大后，维护一致性和准确性的挑战时，作者总是能提供一套经过严格验证的解决方案。这种严谨性，使得这本书的参考价值极高，不是那种只能泛泛而谈的入门读物。我甚至发现了一些我在其他专业期刊上都很少见到的前沿研究思路，它们被巧妙地融入到基础理论的阐述之中，使得整本书既有基石的稳固，又不乏尖端的锐气。读完后，我感觉自己对设计下一代自主决策系统的信心也增强了不少。