无线传感器网络原理及方法 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:清华大学

作者:许毅

出品人:

页数:306

译者:

出版时间:2012-1

价格:32.00元

装帧:

isbn号码:9787302261414

丛书系列:

图书标签:

物联网
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无线传感器网络
传感器网络
物联网
无线通信
数据采集
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网络协议
低功耗设计
智能感知
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具体描述

《无线传感器网络原理及方法》根据物联网工程本科专业的发展方向和教学需要，结合无线传感器网络技术的最新发展及其应用现状编写而成。《无线传感器网络原理及方法》主要内容包括无线传感器网络概述，网络结构、覆盖与连接，网络通信，网络的支撑技术，网络MAC层，网络协议的技术标准，网络的路由协议，网络安全，网络应用开发，物联网环境下的wSN。

《无线传感器网络原理及方法》内容丰富、覆盖面广、浅显易懂，侧重基本概念和基础技术，强调基本原理和方法，力求概念准确、图文并茂。《无线传感器网络原理及方法》可作为普通高等院校物联网工程专业的本科教材。

《无线传感器网络原理及方法》主要针对以下阅读群体：①开设无线传感器网络课程的本科生，涉及物联网工程、计算机和自动化等信息技术类专业；②普通高校的硕士生、博士生，将其作为无线传感器网络的入门辅导书；③工程技术开发人员，将其作为参考书；④作为初学者的入门辅导书籍。

探寻人机共生的智慧之网：从生物感知到智能决策的边界这是一部深入探讨物质世界与数字信息交互奥秘的著作，它并非聚焦于“无线传感器网络”这一特定技术领域，而是将视野放得更为宏大，着眼于生物体与环境的深刻感知，以及由此催生的智能决策机制。本书将带领读者穿越感知世界的边界，理解生命体如何通过精妙的机制捕捉外界信息，又如何将其转化为行动的智慧。第一部分：生命体的感知之源——微观世界的信号捕获在自然界，无数生命体以令人惊叹的方式与环境互动。本书的开篇，我们将从微观世界的奇妙视角出发，探寻生物体赖以生存的感知能力。细胞膜上的“听觉”与“视觉”：细胞作为生命的基本单位，并非被动地存在于环境中，而是拥有极其敏锐的感知能力。我们将解析细胞膜上各种受体的精巧设计，它们如何如同微型传感器，精确捕获来自外界的化学信号（如激素、神经递质）、物理信号（如压力、温度）甚至光信号。这部分将详细阐述受体与配体之间的特异性结合机制，类比于一把把精心雕琢的钥匙与锁，确保信息传递的准确无误。我们会深入研究不同类型的受体（如G蛋白偶联受体、离子通道受体、酶联受体）的工作原理，以及它们如何将外部刺激转化为细胞内部的生化反应。神经元的“信号传输”：从单细胞到多细胞生物，神经系统的出现标志着信息处理与传递的巨大飞跃。本书将详述神经元之间复杂而高效的通信方式。我们将深入剖析动作电位的产生与传播过程，理解离子跨膜转运在其中扮演的关键角色。同时，我们也会重点介绍突触传递的机制，包括神经递质的合成、释放、扩散以及在突触后膜上的激活过程。这部分将不仅仅局限于生理学层面，还会探讨神经信号编码的原理，例如频率编码和群体编码，以及它们如何构建起复杂的内部信息网络。感官器官的“信息聚焦”：宏观世界的感知，离不开高度进化的感官器官。我们将详细介绍眼、耳、鼻、舌、肤等感官器官如何将物理或化学信息转化为神经信号。例如，眼睛如何通过视网膜上的光感受器将光子转化为电信号；耳朵如何将声波的振动转化为内耳毛细胞的机械运动，进而产生神经冲动；鼻子和舌头如何识别气味和味道的分子结构，引发特定的神经反应。这部分会涉及相关生物物理学和生物化学的原理，但会以清晰易懂的方式呈现。第二部分：从感知到认知的桥梁——信息处理与模式识别生物体捕捉到的原始感官信息，本身是杂乱无章的。将这些信息转化为有意义的认知，是生命智慧的核心所在。大脑的“信息整合”：大脑，作为生命体的“中央处理器”，承担着海量信息的整合与处理任务。本书将探讨不同脑区的功能划分及其相互协作，例如视觉皮层如何处理图像信息，听觉皮层如何解析声音，以及更高级的认知区域如何进行联想、记忆和推理。我们将深入研究信息在大脑中的流转路径，以及神经网络的连接模式如何支持复杂的认知功能。 “特征提取”与“模式识别”：生物体能够快速而准确地识别物体、环境变化甚至他者的意图，这得益于其强大的特征提取和模式识别能力。我们将从信息论和计算神经科学的角度，阐释生物体如何从海量数据中筛选出关键特征，并将其与已有的知识库进行匹配，从而形成对世界的理解。这部分会涉及一些抽象的计算模型，但会以直观的比喻和实例进行说明，例如鸟类如何识别捕食者，或者人类如何识别熟悉的脸庞。 “联想记忆”与“知识构建”：记忆是认知的基础，而联想则是记忆的重要组织方式。本书将探讨生物体如何形成和提取联想记忆，以及这些记忆如何累积并构建起复杂的知识体系。我们将审视不同类型的记忆（如情景记忆、语义记忆）的形成机制，以及大脑如何通过神经网络的重塑来存储和更新信息。这部分会强调学习和适应在知识构建中的作用。第三部分：从认知到行动的驱动——决策与执行机制基于感知和认知，生命体能够做出恰当的决策并付诸行动，以适应环境并实现生存和繁衍。 “风险评估”与“收益权衡”：在面对不确定的环境和潜在的威胁时，生物体需要做出最优决策。本书将深入研究生物体的决策过程，包括如何评估风险和收益，以及如何权衡不同选择的利弊。我们会借鉴行为经济学和进化心理学的研究成果，阐释生物体在决策过程中可能存在的认知偏差，以及这些偏差的演化意义。 “运动控制”与“目标导向”：从简单的趋避行为到复杂的运动技能，生物体的行动能力是其生存的关键。本书将探讨神经系统如何精确控制肌肉运动，以实现目标导向的行为。我们将研究运动指令的产生、传递以及执行过程，包括姿势控制、步态协调等。这部分会涉及一些控制理论的概念，但会以生物学的实际应用为例进行说明。 “情感与动机”的驱动：情感和动机在生物体的决策和行动中扮演着至关重要的角色。本书将探讨基本情感（如恐惧、喜悦、愤怒）的生物学基础，以及它们如何影响个体的行为选择。同时，我们也会审视各种动机（如饥饿、口渴、社交需求）如何驱动个体去寻求特定的行为，以满足其生理和心理需求。第四部分：人机共生的未来展望——智能生命的边界探索在理解了生命体感知、认知与决策的内在机制后，本书将视角转向人类的创造与未来。 “模拟智能”与“人工生命”：借鉴生物体的精妙设计，人类一直在探索如何创造出具有感知、学习和决策能力的智能系统。本书将审视人工智能、机器学习等领域的研究进展，以及它们如何从生物系统中汲取灵感。我们将探讨如何构建更接近生物智能的计算模型，以及这些模型在解决复杂问题中的潜力。 “生物电子学”与“人机接口”：随着技术的进步，人类正在尝试将生物系统与电子系统进行更深层次的融合。本书将探讨生物电子学的前沿研究，例如如何利用生物信号来控制外部设备，或者如何将电子元件植入体内以增强或修复生物功能。这部分将展望未来人机共生的可能性，以及由此带来的伦理和社会影响。 “分布式智能”的生态想象：最终，本书将带领读者跳出单一主体的限制，思考更广泛的智能生态系统的构建。想象一个由众多具有不同感知和决策能力的实体组成的网络，它们之间相互协作，共同解决复杂问题，创造一个更加智慧的世界。这部分并非拘泥于具体的网络技术，而是对未来智能社会的一种哲学性思考。本书并非一本技术手册，而是一次跨越生物学、神经科学、心理学、信息科学和哲学领域的深度探索。它旨在揭示生命体与环境交互的底层逻辑，并以此为基础，激发读者对未来智能形态的无限遐想。通过阅读本书，您将对“感知”、“认知”和“决策”这些我们习以为常的概念，产生全新的理解，并对人类自身以及我们所创造的智能技术，有更深刻的洞察。

作者简介

目录信息

第1章无线传感器网络概述 1.1 无线传感器网络的基本概念 1.2 无线传感器网络的特征 1.2.1 与现有无线网络的区别 1.2.2 与现场总线的区别 1.2.3 传感器节点的限制 1.2.4 传感器组网的特点 1.3 无线传感器网络的关键性能指标 1.4 无线传感器网络的应用 1.5 无线传感器网络的研究历史 1.5.1 计算设备的演化历史 1.5.2 无线传感器网络发展的三个阶段 1.5.3 无线传感器网络的发展趋势习题1第2章无线传感器网络结构、覆盖与连接 2.1 无线传感器网络拓扑结构 2.2 无线传感器网络覆盖 2.2.1 无线传感器网络覆盖问题 2.2.2 无线传感器网络区域覆盖 2.2.3 无线传感器网络的点覆盖 2.2.4 无线传感器网络边界覆盖 2.2.5 无线传感器网络覆盖能效评价指标 2.3 无线传感器网络连接可靠性 2.3.1 无线传感器网络连接可靠性分析 2.3.2 基于概率和图论的连接可靠性 2.3.3 基于扩散理论的连接可靠性习题2第3章无线传感器网络通信 3.1 无线传感器网络协议结构 3.1.1 传统网络协议OSI参考模型 3.1.2 无线传感器网络协议的分层结构 3.2 物理层 3.2.1 物理层的概述 3.2.2 传感器网络物理层的设计 3.3 数据链路层协议 3.4 网络层协议 3.5 传输层协议 3.5.1 Event-to-Sink传输 3.5.2 Sink-to-Sensors传输 3.6 应用层协议 3.6.1 传感器管理协议 3.6.2 任务分派与数据广播协议 3.6.3 传感器查询与数据分发协议 3.7 无线传感器网络跨层设计 3.7.1 分层设计方法 3.7.2 跨层设计方法 3.7.3 跨层设计的必要性 3.7.4 无线传感器网络跨层设计主要技术习题3第4章无线传感器网络的支撑技术 4.1 时间同步机制 4.1.1 时间同步的意义和特点 4.1.2 TPSN时间同步协议 4.1.3 时间同步的应用示例 4.2 定位技术 4.2.1 传感器网络节点定位问题 4.2.2 基于测距的定位技术 4.2.3 无须测距的定位技术 4.2.4 定位系统的典型应用 4.3 数据融合 4.3.1 多传感器数据融合概述 4.3.2 传感器网络中数据融合的作用 4.3.3 数据融合技术的分类 4.3.4 数据融合的主要方法 4.3.5 传感器网络应用层的数据融合示例 4.4 能量管理 4.4.1 能量管理的意义 4.4.2 传感器网络的电源节能方法 4.4.3 动态能量管理 4.5 容错技术 4.5.1 概述 4.5.2 故障模型 4.5.3 故障检测与诊断 4.5.4 故障修复 4.6 数据管理 4.6.1 系统的结构 4.6.2 数据模型 4.6.3 查询语言 4.6.4 数据存储 4.6.5 索引技术 4.6.6 查询处理技术 4.6.7 数据管理系统实例 4.7 服务质量保证 4.7.1 无线传感器网络服务质量概述 4.7.2 无线传感器网络服务质量研究习题4第5章无线传感器网络MAC层 5.1 无线传感器网络MAC协议的分类 5.2 IEEE 802.11协议 5.2.1 IEEE 802.11网络拓扑结构 5.2.2 IEEE 802.11协议MAC层的工作模式 5.2.3 分布式协调功能(DCF) 5.2.4 集中式协调功能(PCF) 5.2.5 DCF与PCF机制的局限性 5.2.6 IEEE 802.11的QoS保障 5.3 基于竞争的MAC协议 5.3.1 S-MAC协议 5.3.2 T-MAC协议 5.3.3 Sift协议 5.4 基于时分复用的MAC协议 5.4.1 基于分簇网络的MAC协议 5.4.2 DEANA协议 5.4.3 基于周期性调度的MAC协议 5.4.4 TRAMA协议 5.4.5 DMAC 5.4.6 其他类型的MAC协议习题5第6章无线传感器网络协议的技术标准 6.1 技术标准的意义 6.2 IEEE 1451系列标准 6.3 IEEE 802.15.4标准 6.3.1 IEEE 802.15.4标准概述 6.3.2 物理层 6.3.3 MAC子层 6.3.4 符合IEEE 802.15.4标准的传感器网络实例 6.4 ZigBee协议标准 6.4.1 ZigBee概述 6.4.2 网络层规范 6.4.3 ZigBee系统软件的设计开发 6.4.4 符合ZigBee规范的传感器网络实例 6.5 蓝牙(Bluetooth) 6.5.1 蓝牙协议栈简介 6.5.2 蓝牙协议栈分析 6.5.3 蓝牙技术的发展趋势 6.6 UWB 6.6.1 UWB技术概括 6.6.2 UWB主流技术 6.6.3 UWB的发展趋势习题6第7章无线传感器网络的路由协议 7.1 路由协议概述 7.1.1 无线传感器网络路由协议的考虑因素 7.1.2 路由的过程 7.1.3 无线传感器网络路由协议分类方法 7.2 平面路由协议 7.2.1 Flooding和Grossing协议 7.2.2 SPIN协议 7.2.3 SAR、DD和MCFA协议 7.3 层次路由协议 7.3.1 LEACH 7.3.2 PEGASIS 7.3.3 TEEN 7.3.4 APTEEN、TTDD和EARSN协议 7.3.5 平面路由协议和层次路由协议比较 7.4 能量感知路由 7.4.1 能量消耗源 7.4.2 能量路由 7.4.3 能量多路径路由 7.5 基于查询的路由 7.5.1 定向扩散路由 7.5.2 谣传路由 7.6 地理位置路由 7.6.1 GEAR路由 7.6.2 GAF路由 7.6.3 GPSR路由 7.6.4 GEM和MECN路由 7.7 可靠路由协议 7.7.1 不相交多路径路由机制 7.7.2 RelnForM路由 7.7.3 SPEED协议 7.8 路由协议自主切换习题7第8章无线传感器网络安全 8.1 无线传感器网络安全概述 8.1.1 无线传感器网络安全威胁模型 8.1.2 无线传感器网络安全面临的障碍 8.1.3 无线传感器网络安全要求 8.1.4 无线传感器网络安全解决方案的评估 8.2 无线传感器网络中的安全攻击 8.2.1 物理层安全攻击 8.2.2 链路层安全攻击 8.2.3 对无线传感器网络层(路由)的攻击 8.2.4 对传输层的攻击 8.3 SPINS安全解决方案 8.3.1 符号 8.3.2 SNEP 8.3.3 μTESLA 8.3.4 μTESLA详细描述 8.3.5 SPINS实现 8.3.6 SPINS性能评估 8.4 安全管理 8.4.1 预共享密钥模型 8.4.2 随机密钥预分布模型 8.4.3 基于分簇式的密钥管理 8.4.4 基于本地协作的组密钥分发方案习题8第9章无线传感器网络应用开发 9.1 无线传感器网络硬件平台 9.1.1 无线传感器网络硬件结构及分类 9.1.2 网络节点的硬件开发 9.1.3 传感器节点的模块化设计 9.1.4 传感器节点开发实例 9.2 操作系统与软件开发 9.2.1 网络节点的操作系统 9.2.2 软件开发 9.3 后台管理软件 9.4 无线传感器网络的仿真 9.4.1 无线传感器网络仿真的特点 9.4.2 通用网络仿真平台 9.4.3 针对无线传感器网络的仿真平台 9.4.4 无线传感器网络工程测试床 9.5 无线传感器网络应用开发 9.5.1 WWMS系统分析 9.5.2 WWMS系统实现的关键技术 9.5.3 WWMS系统整体测试习题9第10章物联网环境下的无线传感器网络 10.1 RFID与无线传感器网络的整合 10.1.1 RFID的基础理论 10.1.2 RFID和无线传感器网络整合的原因 10.1.3 RFID标签与传感器的整合 10.1.4 RFID标签与无线传感器节点和无线设备的整合 10.1.5 读写器与无线传感器节点和无线设备的整合 10.1.6 RFID和传感器的混合 10.2 物联网与无线传感器网络 10.2.1 物联网的基本概念 10.2.2 物联网环境下的无线传感器网络技术习题10参考文献
· · · · · · (收起)

读后感

评分☆☆☆☆☆

用户评价

评分☆☆☆☆☆

我对传感器技术一直抱有极大的兴趣，尤其是在可穿戴设备和智能家居领域，它们扮演着至关重要的角色。这次读了《无线传感器网络原理及方法》，才真正意识到，这些看似独立的设备背后，隐藏着一个庞大而复杂的网络体系。《无线传感器网络原理及方法》这本书，从最基础的传感器类型、信号采集，一直讲到数据传输、网络架构，仿佛为我打开了一个全新的世界。我以前只知道手机上的传感器能测量步数、心率，但这本书让我明白了，这些传感器是如何将原始数据转化为可用的信息，并且通过无线网络与其他设备进行交互的。书中对传感器网络的连接方式、数据处理流程的讲解，非常直观，即使是非专业人士也能大概理解。最令我惊喜的是，书中还探讨了WSN在能源收集、低功耗设计等方面的最新研究进展，这让我看到了这项技术在可持续发展方面的巨大潜力。这本书的价值在于，它不仅普及了WSN的基本知识，更让我对未来科技的发展方向有了更深刻的理解和期待。

评分☆☆☆☆☆

这本书带给我的，是另一种完全不同的体验。我是一名长期从事通信工程设计的工程师，对于WSN的应用已经比较熟悉，但总觉得在理论层面缺乏一个系统性的梳理。这本书就像是为我量身定做的一份“理论大纲”，将我日常接触到的各种WSN应用，都放在了一个宏观的框架下进行审视。书中对WSN体系架构的划分，从物理层、数据链路层到网络层，再到应用层，每一个层次的原理和技术都进行了深入的探讨，并且详细列举了相应的标准和协议。这让我能够清晰地看到，我们日常使用的各种WSN技术，是如何在这些不同的层次上协同工作的。我特别欣赏书中关于WSN安全机制的章节，它不仅列举了常见的安全威胁，还详细介绍了各种加密、认证和入侵检测的方法，这对于我们在实际工程中构建安全可靠的WSN系统至关重要。这本书的参考文献也相当丰富，为我进一步深入研究提供了宝贵的线索。

评分☆☆☆☆☆

这本书真是让我大开眼界！作为一名对物联网和智能家居领域充满好奇的普通读者，我一直觉得无线传感器网络（WSN）听起来很神秘，但又切实地影响着我们的生活，比如智能家电的互联互通，或者环境监测设备的工作原理。这本书就像一位耐心的向导，循序渐进地为我揭开了WSN的面纱。它没有一开始就抛出枯燥的技术术语，而是从WSN的基本概念入手，生动地描绘了它的应用场景，让我立刻产生了浓厚的兴趣。我特别喜欢书中对WSN的组成部分——传感器节点、网关和管理节点——的详细介绍，以及它们各自扮演的角色。当我了解到传感器节点是如何采集数据、如何与其他节点通信，以及网关如何将这些分散的数据汇聚起来发送到云端时，我感觉自己像是拥有了破解物联网奥秘的钥匙。书中还深入浅出地讲解了WSN面临的挑战，比如能量约束、通信可靠性和安全性，这些都是我之前从未深入思考过的问题。能够理解这些基础知识，对我日后更深入地了解智能设备的工作原理非常有帮助，也让我对未来科技的发展有了更清晰的认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名对前沿科技趋势高度关注的科技评论员，我一直在寻找能够清晰解释新兴技术背后核心原理的读物。《无线传感器网络原理及方法》无疑是一本非常出色的代表作。它以一种非常专业但又不失易懂的方式，剖析了WSN这一支撑起物联网、智慧城市等众多应用的基石技术。书中对WSN的拓扑结构、节点定位、时间同步等关键技术进行了详尽的阐述，这些都是构建高效、可靠WSN网络的必备要素。我尤其对书中关于WSN能量管理策略的分析印象深刻，这直接关系到传感器节点的生命周期，对于部署在偏远地区或难以维护的WSN尤为重要。书中提出的各种节能算法和优化方法，为我们理解和设计长寿命WSN系统提供了理论依据。此外，对于WSN在环境监测、工业自动化、医疗健康等领域的应用案例分析，也让我对这项技术潜在的巨大价值有了更直观的认识。这本书的内容非常扎实，逻辑严谨，对于想深入了解WSN技术原理和方法论的读者来说，是一本不可多得的参考书。

评分☆☆☆☆☆

我一直对那些能够让各种设备“说话”的技术感到着迷，而《无线传感器网络原理及方法》这本书，恰恰满足了我对这类底层技术的好奇心。这本书的深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅停留在概念介绍，而是深入剖析了WSN的各种工作原理和实现方法，让我从一个“使用者”变成了一个对“技术实现”有所了解的“半个内行人”。我印象最深刻的是关于WSN路由协议的部分，书中详细介绍了不同协议在能耗、延迟和可靠性方面的权衡，还举了几个实际的例子，比如LEACH协议在能耗管理上的巧妙设计。这让我明白，看似简单的设备互联背后，隐藏着如此复杂的算法和优化。此外，关于WSN的数据融合和信息处理技术，也让我对如何从海量低质数据中提取有价值的信息有了更深的认识。这本书的讲解方式非常严谨，同时也注意到了读者的理解能力，在关键概念的阐述上，引用了大量的图示和数学模型，虽然有些地方需要反复琢磨，但这种深入的解析方式，恰恰是我作为一名有一定技术背景的读者所渴望的。

评分☆☆☆☆☆

和《无线传感器网络》差不多

评分☆☆☆☆☆

乱七八糟，毫无条理，不建议买，我们是教科书没办法，贼惨。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

和《无线传感器网络》差不多