正版全新無綫傳感器網絡原理及應用陳小平陳紅仙檀永東南大學齣版社9787564170882 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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陳小平，陳紅仙，檀永 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 傳感器網絡
• WSN
• 原理
• 應用
• 陳小平
• 東南大學齣版社
• 通信技術
• 物聯網
• 嵌入式係統

店鋪： 佳期如夢圖書專營店

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564170882

商品編碼：29688184200

頁數：258

圖書基本信息
書名：	無綫傳感器網絡原理及應用
叢書名：
作者/主編：	陳小平，陳紅仙，檀永
齣版社：	東南大學齣版社
ISBN號：	9787564170882
齣版年份：	2017年4月

版次：	第1版
總頁數：	258頁
開本：	16
圖書定價：	48元
實際重量：	0.44kg
新舊程度：	正版全新

1無綫傳感器網絡概述

1.1引言

1.2傳感器網絡的體係結構

1.2.1傳感器網絡的架構

1.2.2傳感器網絡結點的結構

1.2.3傳感器網絡的結構

1.3傳感器網絡的特徵

1.3.1與現有無綫網絡的區彆

1.3.2與現場總綫的區彆

1.3.3傳感器結點的限製條件

1.3.4組網特點

1.4傳感器網絡的應用領域

1.4.1軍事領域

1.4.2工業領域

1.4.3農業領域

1.4.4傢庭與健康領域

1.4.5環境保護領域

1.4.6其他領域

1.5傳感器網絡的發展曆史

1.5.1計算設備的演化曆史

1.5.2無綫傳感器網絡的發展過程

1.5.3我國傳感器網絡的發展情況

1.6無綫傳感器網絡技術的未來挑戰與展望

1.6.1無綫傳感器網絡技術的未來挑戰

1.6.2展望

參考文獻

2傳感器簡介

2.1傳感器概述

2.1.1傳感器的定義和作用

2.1.2傳感器的組成

2.1.3傳感器的分類

2.2常見傳感器的類型介紹

2.2.1能量控製型傳感器

2.2.2能量轉換型傳感器

2.2.3集成與智能傳感器

2.3傳感器的一般特性和選型

2.3.1傳感器的一般特性

2.3.2傳感器選型的原則

2.4微型傳感器示例

2.4.1DSl8820數字式溫度傳感器

2.4.2溫濕度傳感器SHTlx／7x

參考文獻

3無綫傳感器網絡的組網基礎

3.1物理層

3.1.1物理層概述

3.1.2傳感器網絡物理層的設計

3.2MAC子層及協議

3.2.1MAC子層

3.2.2MAC協議概述

3.2.3IEEE802.11MAC協議

3.2.4典型MAC協議：S—MAC協議

3.3路由協議

3.3.1路由協議概述

3.3.2地理位置路由協議

3.3.3定嚮擴散路由協議

參考文獻

4無綫傳感器網絡的關鍵技術

4.1時問同步機製

4.1.1傳感器網絡的時間同步機製

4.1.2傳感器網絡時間同步協議

4.2定位技術

4.2.1傳感器網絡結點定位問題

4.2.2基於測距的定位技術

4.2.3非測距的定位技術

4.2.4定位的典型應用

4.3能量管理

4.3.1能量管理的意義

4.3.2傳感器網絡的電源節能方法

4.3.3動態能量管理

參考文獻

5無綫傳感器網絡的數據融閤與安全機製

5.1數據融閤

5.1.1多傳感器數據融閤概述

5.1.2傳感器網絡中數據融閤的作用

5.1.3數據融閤技術的分類

5.1.4數據融閤的主要方法

5.1.5傳感器網絡應用層的數據融閤示例

5.2安全機製

5.2.1安全概述

5.2.2安全攻擊

5.2.3SPINS安全解決方案

5.2.4安全管理

參考文獻

6無綫傳感器網絡的技術標準

6.1無綫傳感器網絡技術標準的意義

6.2IEEE1451係列標準

6.3IEEE802.15.4標準

6.3.1概述

6.3.2IEEE802.15.4網絡簡介

6.3.3物理層

6.3.4MAC子層

6.3.5符閤IEEE802.15.4標準的無綫傳感器網絡實例

6.4ZigBee協議標準

6.4.1ZigBee概述

6.4.2ZigBee網絡層規範

6.4.3ZigBee軟件的設計開發

參考文獻

7CC253x係列射頻收發微控製器

7.1CC253x係列射頻收發微控器簡介

7.1.1CPU和內存

7.1.2時鍾和電源

7.1.3外設

7.1.4無綫模塊

7.2AES協處理器

7.2.1AES操作

7.2.2密鑰和IV

7.2.3填充輸入數據

7.2.4AES協處理器和CPU通信

7.2.5工作模式

7.2.6CBC—MAC模式

7.2.7CCM模式

7.2.8層之間共享AES協處理器

7.2.9AES中斷

7.2.10AESDMA觸發

7.2.11AES寄存器

7.3定時器2(MAC定時器)

7.3.1定時器操作

7.3.2中斷

7.3.3事件輸齣(DMA觸發和(2SP事件)

7.3.4定時器啓動／停止同步

7.3.5定時器2的寄存器

7.4無綫模塊

7.4.1RF內核

7.4.2FIF0訪問

7.4.3DMA

7.4.4存儲器映射

7.4.5頻率和通道編程

7.4.6IEEE802.15.4—2006調製格式

7.4.71EEE802.15.4—2006幀格式

7.4.8發送模式

7.4.9接收模式

7.4.10RXFIFO訪問

7.4.11無綫模塊控製狀態機製

7.4.12隨機數的産生

7.4.13數據包分析器和無綫模塊測試輸齣信號

7.4.14命令選通／CSMA—CA處理器

7.4.15寄存器

8無綫傳感器網絡應用

8.1汽車道閘控製

8.1.1概述

8.1.2道閘控製的無綫通信技術方案

8.1.3道閘控製的硬件設計

8.1.4道閘控製的軟件設計

8.1.5實驗結果與分析

8.2城市照明監控

8.2.1研究內容

8.2.2城市照明監控設計方案

8.2.3城市照明監控的硬件設計

8.2.4城市照明監控的嵌入式軟件設計

8.2.5城市照明監控測試

8.3高壓輸電綫監測

8.3.1概述

8.3.2高壓輸電綫故障監測設計方案

8.3.3高壓輸電綫故障監測的硬件設計

8.3.4高壓輸電綫故障監測的嵌入式軟件設計

8.3.5實驗結果

參考文獻

附錄中英文術語對照錶

《無綫傳感器網絡原理及應用》根據通信工程的教學需要和無綫傳感器網絡技術的新發展及其應用編寫。
　　《無綫傳感器網絡原理及應用》主要內容有無綫傳感器網絡的基本概念，傳感器網絡的通信與組網技術、支撐技術，重點闡述傳感器網絡協議的技術標準和傳感器網絡的常用開發環境以及射頻收發微控製器CC253x，後介紹具有實際工程背景的應用例子。
　　《無綫傳感器網絡原理及應用》可供通信工程、電子信息工程、計算機網絡、自動化等本科生及研究生，工程技術開發人員參考使用。

無綫傳感器網絡：構建智能世界的基石 想象一下，我們生活在一個由無數微小、智能的“觸角”組成的網絡中。這些“觸角”遍布城市的每一個角落，潛入深邃的海洋，監測著農田的土壤，甚至悄無聲息地守護著我們的健康。它們不僅能夠感知周圍的環境，還能將收集到的信息實時傳遞，協同工作，共同構建一個更加智能、高效、安全的世界。這就是無綫傳感器網絡（Wireless Sensor Networks, WSNs）所描繪的未來圖景，也是當下正在迅速發展的關鍵技術。 無綫傳感器網絡，顧名思義，是由大量分布在空間中的微型傳感器節點組成，它們能夠通過無綫方式進行通信，共同協作完成對物理世界特定區域的監測和信息采集。與傳統的有綫傳感器網絡相比，WSNs具有部署靈活、成本低廉、易於擴展、可適應性強等顯著優勢，使其在眾多領域展現齣巨大的應用潛力。 核心構成與工作原理：感知、通信與協作的交響麯 一個典型的無綫傳感器網絡由以下幾個核心部分構成： 傳感器節點（Sensor Nodes）： 這是WSNs的基本單元，通常體積小巧，集成度高，包含四個主要模塊： 傳感模塊（Sensing Module）： 負責采集物理世界的信息，如溫度、濕度、光照、壓力、聲音、振動、化學物質濃度等。傳感器種類繁多，可以根據具體應用需求進行選擇和組閤。 處理模塊（Processing Module）： 通常由一個微控製器（MCU）組成，負責對采集到的原始數據進行初步處理、過濾、壓縮，並協調節點的運行。 通信模塊（Communication Module）： 負責節點之間以及節點與基站之間的無綫數據傳輸。通常采用低功耗的無綫通信協議，如Zigbee、Bluetooth Low Energy (BLE)、LoRa等。 能源模塊（Power Module）： 為節點提供能量，通常采用電池供電，並盡可能采用能量收集技術（如太陽能、振動能）來延長節點壽命。 基站/匯聚節點（Base Station/Sink Node）： 位於WSN的邊緣，負責接收來自所有傳感器節點的數據，並將這些數據進行匯總、分析，最終通過有綫或無綫方式傳輸到用戶或應用程序。基站通常擁有更強大的處理能力和通信能力。 網絡管理係統（Network Management System）： 負責對整個WSN進行配置、監控、維護和數據分析。它可以管理節點的加入與退齣、監測節點狀態、優化網絡性能、處理異常情況等。 WSNs的工作原理可以概括為“感知-通信-協作”的循環。傳感器節點首先通過傳感模塊采集環境信息；接著，處理模塊對采集到的數據進行加工；然後，通信模塊將處理後的數據發送齣去，可能通過多跳路由的方式傳輸到基站；在傳輸過程中，節點之間會根據預設的算法進行協作，例如選擇最優的通信路徑，避免數據衝突，以及在能量受限的情況下閤理分配資源。基站接收到數據後，再將其傳輸給用戶或應用進行進一步的分析和決策。 關鍵技術挑戰與解決方案：在復雜環境中穩定運行 盡管WSNs前景廣闊，但在實際應用中也麵臨著諸多技術挑戰，主要集中在以下幾個方麵： 能量受限（Energy Constraint）： 傳感器節點通常體積小、成本低，導緻其能量來源有限，電池壽命是製約WSNs規模和壽命的關鍵因素。 解決方案： 低功耗硬件設計： 采用低功耗的MCU、傳感器和通信芯片。 能量感知路由協議： 設計能夠考慮節點剩餘能量的路由算法，將數據優先傳輸給能量充足的節點，避免能量耗盡的節點成為網絡瓶頸。 睡眠/休眠機製： 讓傳感器節點在非工作時段進入低功耗的睡眠或休眠狀態，定時喚醒進行數據采集和通信。 能量收集（Energy Harvesting）： 利用環境中的能量（如太陽能、光能、振動能、射頻能）為節點供電，實現能量自給自足。 有限的計算能力和存儲能力（Limited Computation and Storage）： 傳感器節點通常配置低功耗、低成本的微處理器，其計算和存儲能力非常有限，無法進行復雜的信號處理和大數據存儲。 解決方案： 分布式數據處理： 將數據處理任務分解到各個節點，就近完成初步的數據過濾和聚閤，減少傳輸到基站的數據量。 數據壓縮和編碼技術： 在節點端對數據進行壓縮，減少通信開銷。 智能決策與協同： 利用分布式算法，讓節點之間協同完成決策任務，而不是將所有數據都發送到中央節點進行處理。 有限的通信帶寬和不可靠的無綫鏈路（Limited Communication Bandwidth and Unreliable Wireless Links）： 無綫通信容易受到乾擾，存在丟包、時延等問題，同時通信帶寬也相對有限。 解決方案： 高效的MAC層和網絡層協議： 設計低開銷、高效率的介質訪問控製（MAC）和路由協議，如LEACH、TEEN、APTEEN等，以適應WSNs的特點。 魯棒的通信機製： 采用差錯控製、重傳機製等提高通信的可靠性。 多跳路由： 利用網絡中的其他節點作為中繼，將數據傳輸到目標節點，提高覆蓋範圍和連接性。 網絡拓撲的動態性（Dynamic Network Topology）： 傳感器節點可能因能量耗盡、故障或環境變化而離綫，導緻網絡拓撲不斷變化。 解決方案： 自組織和自適應能力： WSNs應具備自組織能力，能夠動態發現和連接新的節點，並適應網絡拓撲的變化。 動態路由更新： 路由協議需要能夠及時更新路由信息，以適應網絡拓撲的變化。 安全性（Security）： WSNs常用於監測敏感信息，麵臨著數據竊聽、篡改、節點僞造等安全威脅。 解決方案： 輕量級加密算法： 采用對計算資源要求較低的加密算法，如ECC（橢圓麯綫密碼學）。 身份認證和密鑰管理： 確保節點身份的真實性，並安全地分發和管理密鑰。 入侵檢測和防禦機製： 部署相應的機製來檢測和應對潛在的安全威脅。 應用領域：無處不在的智能感知 無綫傳感器網絡的應用範圍極其廣泛，幾乎滲透到社會生活的方方麵麵： 環境監測（Environmental Monitoring）： 監測空氣質量、水質、土壤濕度、森林火災、地震活動、火山爆發等，為環境保護和災害預警提供關鍵數據。 示例： 在城市中部署空氣質量監測節點，實時收集PM2.5、O3等汙染物濃度數據，為市民提供健康指導。在森林中部署火災監測節點，一旦檢測到溫度異常升高或煙霧，立即報警。 農業監測（Agricultural Monitoring）： 監測農田的溫度、濕度、光照、土壤養分等參數，實現精準灌溉、施肥和病蟲害防治，提高作物産量和質量，減少資源浪費。 示例： 在溫室大棚中部署傳感器，實時監測作物生長所需的各項環境指標，自動調節光照、溫度和濕度。在大型農場中，傳感器數據可用於指導農機進行精準作業。 工業自動化與監測（Industrial Automation and Monitoring）： 監測生産設備的狀態、運行參數，預測設備故障，優化生産流程，提高生産效率和安全性。 示例： 在化工廠部署傳感器，監測管道的溫度、壓力和泄漏情況，及時發現安全隱患。在智能工廠中，傳感器數據可以驅動自動化生産綫，實現柔性製造。 智能傢居與樓宇（Smart Home and Building）： 監測室內溫度、濕度、光照、人體活動等，實現智能照明、空調控製、安全報警，提升居住舒適度和能源效率。 示例： 智能傢居係統可以通過傳感器感知傢中是否有人，自動調節燈光和空調。門窗傳感器可以聯動安防係統，一旦非法入侵立即報警。 醫療健康（Healthcare）： 監測病人的生理參數（心率、血壓、體溫等），實現遠程醫療監護、慢性病管理，以及對老年人和殘疾人的活動監測。 示例： 可穿戴式傳感器可以實時監測病人的心率和血糖，並將數據傳輸給醫生，方便醫生進行遠程診斷和治療。 交通管理（Traffic Management）： 監測道路交通流量、車輛速度、停車位占用情況，優化交通信號燈配時，緩解交通擁堵。 示例： 部署在路麵下的傳感器可以檢測車輛通過情況，實時更新交通流量信息，為導航係統提供依據。智能停車係統可以通過傳感器指示空閑車位。 軍事與國防（Military and Defense）： 用於戰場偵察、目標跟蹤、邊境巡邏、危險區域監測等。 示例： 在邊境地區部署傳感器網絡，實時監測非法越境活動。在危險區域部署傳感器，監測放射性物質或化學武器的存在。 未來展望：邁嚮萬物互聯的智能時代 無綫傳感器網絡作為物聯網（Internet of Things, IoT）的關鍵組成部分，其發展正以前所未有的速度嚮前推進。隨著傳感器技術、通信技術、微電子技術和能源技術的不斷進步，WSNs將變得更加微型化、智能化、網絡化和能量自主化。 未來，我們可以預見： 更高的集成度與更低的成本： 傳感器節點將變得更加微小，集成瞭更多功能，且成本進一步降低，使得大規模部署成為可能。 更強大的智能化與自適應能力： 節點將具備更強的邊緣計算能力，能夠在本地進行更復雜的分析和決策，並能更好地適應復雜多變的環境。 更廣泛的連接性與互操作性： WSNs將與其他網絡（如5G、Wi-Fi、藍牙）更緊密地集成，實現更廣泛的互聯互通。 更高的能源效率與更長的生命周期： 能量收集技術將更加成熟，節點將能夠實現更長時間的自主運行。 更完善的安全保障： 針對WSNs的攻擊手段將不斷齣現，但同時安全防護技術也將同步發展，為網絡提供更可靠的保障。 無綫傳感器網絡不僅僅是一項技術，它正在重塑我們感知和互動世界的方式，為構建一個更加智能、高效、可持續的未來奠定堅實的基礎。從宏觀的環境監測到微觀的健康管理，從繁忙的城市交通到寜靜的農田，WSNs正以其無處不在的“觸角”，為我們描繪著一幅充滿無限可能的智能生活畫捲。

評分☆☆☆☆☆

說實話，我對古典音樂一直抱著敬而遠之的態度，總覺得那些復雜的麯式結構和長達幾十分鍾的交響樂聽起來很費勁，直到我讀瞭《巴赫的密碼：對位法與數字的和諧》。這本書完全顛覆瞭我對古典音樂的刻闆印象。作者的敘事能力簡直一流，他把巴赫那些精妙的復調音樂，比如賦格麯，描繪成瞭一場智力與情感的巔峰對決。書中並沒有直接播放音樂，而是用極其清晰的圖解和逐句的樂理分析，告訴我們每一個聲部是如何像精密的齒輪一樣相互咬閤、獨立又統一地推進的。最讓我茅塞頓開的是關於“黃金分割”在巴赫作品結構中的應用分析，原來這些音樂不僅是情感的流淌，更是數學上完美的建築。閱讀過程中，我忍不住去查找那些被提及的樂章進行試聽，那種“原來如此”的頓悟感是無與倫比的。這本書的價值在於，它提供瞭一把鑰匙，讓我們不再是旁觀者，而是能夠洞察音樂內部構造的深度聆聽者。它讓巴赫從遙遠的曆史人物，變成瞭一位令人肅然起敬的邏輯大師和情感詩人。

評分☆☆☆☆☆

這本《宇宙的奧秘：從量子到星係》簡直是天文愛好者的福音！我花瞭整整一個周末纔把前三章啃完，裏麵的內容深度和廣度都超乎我的想象。作者用非常生動幽默的筆觸，把那些晦澀難懂的物理概念，比如量子糾纏和時空彎麯，講得像是在聽一個精彩絕倫的科幻故事。最讓我印象深刻的是它對暗物質和暗能量的探討，不是那種乾巴巴的理論堆砌，而是真正勾起瞭我對於宇宙盡頭的好奇心。書中配的那些高清的哈勃望遠鏡圖片，簡直是藝術品級彆的視覺盛宴，每次翻到都會忍不住驚嘆人類探索精神的偉大。對於初學者來說，它提供瞭堅實的理論基礎，但即便是資深天文愛好者，也能從中找到很多值得深思的新穎見解。特彆是關於費米子和玻色子的行為分析部分，作者竟然能結閤日常生活中的例子來類比，一下子就讓那些原本遙不可及的粒子世界變得觸手可及瞭。這本書絕不是那種讀完就扔的快餐讀物，我打算把它放在床頭，時不時翻開看看，每次都會有新的領悟。它成功地讓我重新仰望星空時，感受到的不再是冰冷的距離，而是充滿瞭智慧與未解之謎的活力。

評分☆☆☆☆☆

我的專業是建築設計，最近一直在思考如何在新技術背景下重拾對材料本質的理解，因此我入手瞭《石頭的記憶：從采石場到摩天大樓》。這本書的視角極為獨特，它幾乎完全拋開瞭結構力學，轉而聚焦於岩石礦物學與人文曆史的交匯點。作者用一種近乎詩意的語言描述瞭花崗岩、大理石乃至頁岩的形成過程，那種曆經億萬年地質擠壓和變遷的宏大敘事，讓人類短暫的建造曆史顯得如此渺小而珍貴。書中有一個章節專門討論瞭文藝復興時期意大利工匠如何通過對特定石材紋理的預判，來決定石塊的切割角度，以確保雕塑的最終形態，這種對手工技藝的尊重和細緻入微的描述，讓人深感震撼。它成功地將地質學、藝術史和工程學編織成瞭一張復雜的網。對於我們這些習慣瞭混凝土和玻璃的現代設計師來說，這本書提供瞭一種必要的迴溯——提醒我們，真正的永恒建築，首先是與大地精神的契閤。它不是一本設計手冊，而是一部關於如何“傾聽”建築基石的哲學指南。

評分☆☆☆☆☆

《舌尖上的故土：中國傳統食材的地理密碼》這本書，簡直是一部關於風土人情的“移動美食百科全書”。我不是一個嚴格的美食傢，但我對地域文化和曆史變遷特彆感興趣，這本書完美地結閤瞭兩者。它不是教你做菜，而是追溯那些我們餐桌上最常見食材的“前世今生”。比如，書中詳細考證瞭某種特定地域的辣椒品種是如何隨著絲綢之路的延伸而改變其辣度和風味的，這種跨學科的敘事手法非常引人入勝。作者的筆觸充滿瞭煙火氣，他會花費大篇幅去描寫某個山村裏農戶采摘特定草藥時的古老儀式，以及這種儀式如何被納入現代的“非遺”保護範疇。我特彆喜歡他對“物候學”的引用，將氣候、土壤和人類勞作三者的關係解釋得非常透徹，讓人理解瞭“一方水土養一方人”絕非虛言。讀完後，我每次去菜市場都會多停留幾分鍾，不再隻是關注價格，而是好奇這些食材是從哪裏來，經曆瞭怎樣的旅程纔到達我的手中。這本書讓我對“吃”這件事，産生瞭一種前所未有的敬畏之心。

評分☆☆☆☆☆

我最近在研究現代社會學中的“數字鴻溝”問題，偶然翻到瞭這本《無聲的連接：移動互聯網時代的社會流動性重塑》。這本書的分析角度非常獨特，它沒有停留在單純的數據羅列上，而是深入挖掘瞭技術接入差異背後隱藏的文化資本和經濟結構性不平等。作者對“弱連接”和“強連接”在信息獲取不對稱性中的作用進行瞭非常精妙的建模，我尤其欣賞她對老年群體在使用智能設備時所遇到的認知負荷障礙的細緻觀察。那一部分的案例研究，基於對幾個不同省份的社區訪談，真實得讓人心疼，揭示瞭政策製定者在推廣新技術時常忽略的人性化細節。這本書的行文風格非常嚴謹，充滿瞭社會學特有的批判性思維，但又不失人文關懷，絕不是那種高高在上的學術腔調。我發現，很多我原以為是個人選擇的問題，在作者的梳理下，都指嚮瞭更宏大的社會機製。讀完後，我重新審視瞭自己每天習以為常的綫上交流方式，開始思考：我所便利的生活，是否恰恰成為瞭某些群體的無形枷鎖？強烈推薦給所有關注社會公平和技術倫理的朋友們。