分層無綫傳感器網絡關鍵技術 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王佳昊 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 分層網絡
• 路由協議
• 數據聚閤
• 能量管理
• 網絡安全
• 關鍵技術
• 傳感器網絡
• 無綫通信
• 網絡優化

店鋪： 華文京典專營店

齣版社： 電子科技大學齣版社

ISBN：9787564738563

商品編碼：29658330891

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-01-01

基本信息

書名：分層無綫傳感器網絡關鍵技術

定價：59.00元

作者：王佳昊

齣版社：電子科技大學齣版社

齣版日期：2017-01-01

ISBN：9787564738563

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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分層結構憑藉良好的效率和易於管理等優勢成為無綫傳感器網絡中的一個重要分支，在科學研究和實際應用中都受到高度重視。《分層無綫傳感器網絡關鍵技術》在對分層路由算法歸類的基礎上比較深入地分析和總結瞭分層無綫傳感器網絡結構和特點，從安全、效率和應用的角度齣發對其中的分層路由、密鑰管理、數據融閤、節點定位、多目標跟蹤和位置隱私6個關鍵問題進行瞭深入探討。匯集瞭相關內容*典型的代錶性成果，並融閤外*研究進展進行瞭總結。

目錄

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作者介紹

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文摘

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序言

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探尋信息洪流中的靜默守護者：無綫通信、網絡架構與傳感智慧 在數字時代飛速發展的浪潮中，信息無處不在，無時無刻不在流動、匯聚、分析，並最終驅動著世界的運行。然而，在這奔湧不息的信息洪流背後，總有一些默默無聞的“靜默守護者”，它們深入我們無法觸及的角落，捕捉著最原始、最真實的數據，構建起感知世界的神經網絡。本書並非聚焦於某一特定領域的技術深度，而是緻力於勾勒齣支撐這些“靜默守護者”——無綫傳感器網絡（Wireless Sensor Networks, WSNs）——得以高效、穩定、智能化運作的宏觀圖景，從底層通信原理到全局網絡設計，再到感知數據的智能處理，為您揭示其無所不在的強大力量。 第一篇：無綫通信的基石——信號、編碼與傳輸的藝術 無綫傳感器網絡的核心在於其“無綫”二字。離開瞭可靠且高效的無綫通信，一切感知和網絡的構想都將化為泡影。本篇將從最基礎的物理層麵齣發，深入剖析支撐無綫傳感器網絡通信的各項關鍵技術，讓您深刻理解信號是如何在空中傳遞，數據又是如何被編碼、調製並成功送達目的地。 我們將首先迴顧電磁波的傳播特性。從無綫電波的頻譜劃分，到不同頻率在不同環境下的傳播損耗、多徑效應、衰落等現象，我們將探討這些物理限製如何影響著無綫通信的可靠性。理解這些是設計高效通信協議的前提。 接著，我們將深入信號的編碼與調製技術。數據如何在轉化為適閤無綫傳輸的信號？我們會介紹各種常見的信源編碼（如霍夫曼編碼、算術編碼）如何高效地壓縮原始信息，減少傳輸帶寬占用；並將重點闡述信道編碼（如糾錯碼、捲積碼、Turbo碼、LDPC碼）在對抗無綫信道中的噪聲和乾擾方麵所扮演的關鍵角色。您將瞭解到，正是這些精心設計的編碼機製，賦予瞭微弱的傳感器信號穿越喧囂空氣的堅韌生命力。 隨後，我們將聚焦調製與解調技術。從最基本的幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK），到更復雜的相移鍵控（PSK）和正交頻分復用（OFDM），我們將詳細解析它們的工作原理、優缺點，以及在傳感器網絡中選擇何種調製方式的考量因素。理解這些，就如同掌握瞭不同語言的溝通方式，能夠根據環境和需求選擇最閤適的“語言”進行信息交換。 最後，本篇還將探討多址接入技術。在一個有限的無綫頻譜中，如何讓成百上韆甚至上萬的傳感器節點共享信道而不産生嚴重的衝突？我們將介紹時分多址（TDMA）、頻分多址（FDMA）、碼分多址（CDMA）以及空分多址（SDMA）等經典技術，並重點關注在傳感器網絡中廣泛應用的混閤多址技術和隨機接入協議（如ALOHA及其改進版本），以及它們在功耗、效率和公平性之間的權衡。 第二篇：編織感知之網——網絡拓撲、路由與覆蓋的智慧 傳感器節點一旦具備瞭通信能力，便需要形成一個協同工作的整體——網絡。本篇將聚焦於如何有效地組織和管理這些節點，構建起穩定、魯棒且具備一定智能化的網絡架構。我們將從網絡拓撲的形成，到數據傳輸的路徑選擇，再到保障信息的完整覆蓋，為您呈現網絡設計中的核心挑戰與解決方案。 首先，我們將審視傳感器網絡的典型拓撲結構。從星型、總綫型等傳統網絡拓撲，到更適閤傳感器節點自組織特性的簇狀（Clustering）拓撲，再到網狀（Mesh）拓撲和分層（Hierarchical）拓撲的構建策略，我們將分析不同拓撲結構在部署成本、通信效率、能耗管理和魯棒性方麵的優勢與劣勢。簇狀拓撲的引入，將是理解傳感器網絡能效優化的關鍵。 接著，我們將深入無綫傳感器網絡的路由協議。數據在網絡中如何找到自己的目的地？本篇將係統性地介紹各類路由協議。從無狀態路由（如SPIN、Directed Diffusion）的啓發式搜索，到有狀態路由（如LEACH、PEGASIS）的能量感知型路徑選擇，再到基於位置的路由和機會路由，我們將分析這些協議在數據洪流管理、節點能耗均衡、數據冗餘消除以及網絡生命周期延長等方麵的作用。您將瞭解到，高效的路由機製是緩解節點能耗瓶頸，延長網絡整體壽命的生命綫。 在網絡的設計中，覆蓋率是衡量其感知能力的重要指標。本篇將探討傳感器節點的部署策略。從隨機部署的易於實現，到確定性部署以確保關鍵區域的完全覆蓋，再到概率覆蓋和多目標覆蓋的優化問題，我們將介紹各種部署模型和算法，以及如何通過傳感器節點的移動性（如利用移動傳感器增強覆蓋和數據收集）來動態調整覆蓋範圍，以應對環境變化和節點失效。 最後，我們將觸及網絡管理與協同感知。一個活躍的網絡需要有效的管理機製，包括節點識彆與定位、數據匯聚與融閤、以及故障檢測與容錯。本篇將介紹一些基本的網絡管理技術，並初步探討協同感知的概念，即多個傳感器節點如何聯閤起來，通過信息融閤來提高感知的準確性、魯棒性，並實現對復雜場景的更深層次理解。 第三篇：賦予感知以智慧——數據處理、智能分析與應用賦能 傳感器網絡收集到的原始數據，僅僅是實現其價值的起點。真正賦予這些數據生命力和意義的，是後續的智能處理與分析。本篇將聚焦於如何從海量、異構的傳感器數據中提取有價值的信息，並將其轉化為可操作的洞察，最終賦能各種實際應用。 我們將首先關注傳感器數據的預處理。在將原始數據送入分析模型之前，往往需要進行數據清洗（如去除異常值、填補缺失值）、數據變換（如歸一化、特徵提取）以及數據融閤。本篇將介紹一些常用的數據預處理技術，以及如何針對不同類型的傳感器數據（如溫度、濕度、光照、聲音、圖像等）采取不同的預處理策略。 接著，我們將深入傳感器數據的智能分析。如何從看似雜亂的數據中發現規律、識彆模式、做齣預測？本篇將介紹各種數據挖掘與機器學習技術在傳感器網絡中的應用。我們將探討聚類分析（如K-means、DBSCAN）用於發現數據中的自然分組，分類算法（如決策樹、支持嚮量機、神經網絡）用於識彆特定事件或狀態，以及迴歸分析用於預測未來趨勢。您將瞭解到，這些智能算法是讓傳感器網絡從“數據收集器”升級為“智能分析師”的關鍵。 此外，本篇還將介紹時間序列分析和空間數據分析。傳感器網絡産生的數據往往具有顯著的時間和空間關聯性，理解這些關聯性對於準確地描述和預測環境變化至關重要。我們將探討如何利用滑動窗口技術、隱馬爾可夫模型（HMM）、卡爾曼濾波等方法處理時序數據，並介紹空間自相關分析、地統計學等方法處理空間數據。 最後，我們將展望傳感器網絡的典型應用場景，並探討智能化決策與反饋機製。從環境監測（如空氣質量、水資源管理、森林火災預警）到智能傢居（如安防、能耗優化、健康監測），從工業物聯網（IIoT）（如設備狀態監測、故障預測）到智慧農業（如精準灌溉、病蟲害監測），再到城市管理（如交通流量監測、公共安全），我們將展示傳感器網絡如何通過收集和分析數據，驅動各個領域的智能化升級。更進一步，我們將探討如何基於分析結果，構建智能反饋迴路，讓傳感器網絡不僅能夠感知，更能主動地影響和控製外部環境，實現真正的“智能”運行。 本書旨在為您提供一個全麵而深入的視角，幫助您理解構成無綫傳感器網絡這一強大感知體係的各個關鍵要素。無論您是對底層通信技術感到好奇，還是對構建高效網絡架構充滿興趣，抑或是渴望發掘數據背後的無限價值，都能從中獲得啓發。讓我們一同探尋信息洪流中的靜默守護者，理解它們如何默默地編織著感知世界的智能之網。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，初次拿起這本書時，我對其厚度略感壓力，但一旦沉浸其中，那種被專業知識流所包裹的體驗是難以言喻的。我驚喜地發現，書中對於低功耗廣域網（LPWAN）中信道接入策略的優化部分，提供瞭非常細緻的數學推導過程，每一步的假設和推導邏輯都交代得清清楚楚，讓人讀完後不僅知其然，更能明白其所以然。不同於市麵上許多隻重“是什麼”的教材，本書在“為什麼”和“如何優化”上投入瞭巨大的篇幅。此外，書中對異構數據流的實時去噪技術的討論，特彆是在處理傳感器節點因物理磨損導緻的漂移數據時所采用的貝葉斯濾波變種，展現瞭作者對信號處理基礎的紮實把握。整體閱讀體驗是一種層層遞進的發現過程，每一章的結尾都像是為下一章的深入探索埋下瞭關鍵的伏筆，使得閱讀過程充滿瞭持續的求知欲和探索的動力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的理論深度足以讓資深的研究人員感到充實，但它的一個顯著優點在於，它沒有將普通讀者完全排斥在外。在介紹一些極為晦澀的分布式一緻性算法時，作者巧妙地引入瞭幾個生動的類比，比如用古代部落的決策過程來類比共識機製的建立，雖然略顯樸實，但在瞬間拉近瞭讀者與復雜數學模型之間的距離。我個人比較欣賞的是，作者在探討新型電池技術對網絡部署周期的影響時，沒有簡單地引用已有的電池壽命公式，而是嘗試建立瞭一個多變量的動態衰減模型，這個模型考慮瞭環境溫度、數據傳輸頻率等多重因素的交互作用，顯得更為貼近現實工況。這錶明作者在撰寫此書時，顯然是站在瞭應用的最前沿進行思考，而不是僅僅迴顧曆史。對於那些希望從入門迅速過渡到前沿研究的碩士生來說，這本書提供的“知識階梯”搭建得非常平穩且高效。

評分☆☆☆☆☆

這本書的裝幀設計相當考究，封麵采用瞭深邃的藍色調，配以抽象的電路闆紋理，給人一種深沉而專業的初步印象。內頁的紙張質地細膩，字體的排版疏密得當，閱讀起來非常舒適，即便是長時間研讀那些復雜的公式和圖錶，眼睛也不會感到明顯的疲勞。我在翻閱目錄時，就被其中對“異構網絡協同優化”那一部分的詳細劃分所吸引，作者似乎並未滿足於對現有理論的簡單羅列，而是深入挖掘瞭不同類型傳感器節點在能耗和數據處理能力上的差異性對整體網絡壽命的影響。特彆是書中關於量子計算在數據壓縮中的應用前景的章節，雖然隻是初步探討，但其前瞻性的視角無疑為業內人士提供瞭新的思考維度。裝訂工藝也十分紮實，書脊的粘閤牢固，確保即便是經常翻閱也不會齣現散頁的現象。從物理層麵上來說，這本書絕對是圖書館或個人書架上值得珍藏的一部工具書，它的實體質量完全配得上其所承載的專業深度。

評分☆☆☆☆☆

閱讀這本專著的過程中，我最大的感受是作者在構建知識體係上的匠心獨運。它並非零散的技術點堆砌，而更像是一張精心繪製的宏大藍圖，清晰地勾勒齣整個領域的發展脈絡。尤其值得稱道的是，作者對於網絡安全協議的演進曆史進行瞭近乎考古式的梳理，從早期的對稱加密到後來的橢圓麯綫加密在資源受限設備上的適應性調整，邏輯鏈條極其完整。我特彆關注瞭書中對“語義網格”在物聯網（IoT）數據融閤中的具體實現路徑的論述，它不僅僅停留在理論模型層麵，還提供瞭幾個基於實際案例的僞代碼示例，這對於工程實踐者來說是極其寶貴的財富。作者的寫作風格非常嚴謹，學術術語的使用精準到位，避免瞭過多口語化的錶達，保證瞭信息的純粹性和權威性。整體行文節奏張弛有度，總能在關鍵技術點上進行深入剖析，然後適時地放緩節奏，通過圖示來鞏固讀者的理解，顯示齣深厚的教學功底。

評分☆☆☆☆☆

這本書的參考文獻列錶本身就是一部微型的專業發展史。我注意到作者引用瞭近三十年來各個重要會議和期刊的頂級論文，這保證瞭書中內容的權威性和時效性。然而，最讓我感到驚喜的是，書中專門開闢瞭一個小節，討論瞭未來傳感器網絡在星際通信領域中的潛在應用場景，盡管這部分內容略帶推測性，但它極大地拓寬瞭讀者的視野，將原本聚焦於地麵網絡的討論提升到瞭一個更宏大的尺度。此外，作者在論述基於機器學習的異常模式識彆時，沒有盲目追捧深度學習，而是對決策樹和支持嚮量機在特定資源受限環境下的優勢進行瞭客觀的對比分析，這種審慎的態度非常寶貴。這本書的價值不在於提供現成的答案，而在於它提供瞭一套嚴密的分析框架和批判性思維工具，幫助讀者去審視和解決未來尚未齣現的復雜問題。它更像是一張通往高級研究的“通行證”，而非簡單的“導航地圖”。