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

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陳誌德 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 節能
• 優化
• 可生存性
• 電子工業齣版社
• 傳感器網絡
• 低功耗
• 網絡協議
• 路由算法
• 數據傳輸

店鋪： 花晨月夕圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121210556

商品編碼：29221275692

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

作者：陳誌德

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2013-09-01

ISBN：9787121210556

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝

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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本文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*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

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作者介紹

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文摘

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序言

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《智慧互聯：下一代無綫傳感器網絡技術前沿》 內容簡介： 本書深入探討瞭下一代無綫傳感器網絡（WSN）的關鍵技術、前沿研究方嚮及其在各個領域的廣泛應用。在信息爆炸和物聯網（IoT）浪潮席捲全球的今天，WSN作為支撐海量設備互聯互通的基礎設施，其性能的提升和潛力的挖掘顯得尤為重要。本書聚焦於WSN在效率、智能性、魯棒性及可持續發展方麵的挑戰與機遇，旨在為研究人員、工程師以及對WSN技術感興趣的讀者提供一個全麵而深入的視角。 第一部分：無綫傳感器網絡基礎理論與發展趨勢 本部分首先對無綫傳感器網絡的核心概念、體係結構和基本組成要素進行係統梳理。我們將從其誕生之初的原始形態講起，追蹤其技術演進的脈絡，分析不同發展階段的關鍵技術突破，如節點設計、通信協議、組網機製等。重點將闡述WSN在現代社會中所扮演的日益重要的角色，從最初的軍事偵察、環境監測，到如今廣泛滲透於智慧城市、智能傢居、工業自動化、醫療健康、農業現代化等眾多領域。 我們將深入剖析當前WSN麵臨的主要技術瓶頸，包括但不僅限於： 資源受限性： 傳感器節點普遍具有計算能力、存儲容量和能源供給的嚴格限製，這直接影響瞭其網絡的規模、功能和壽命。 大規模部署與管理： 隨著連接設備的指數級增長，如何高效地部署、配置、監控和管理海量異構傳感器節點成為一大難題。 數據處理與分析： 海量傳感器産生的數據往往具有冗餘、時序性強、噪聲大等特點，如何從中提取有價值的信息，並進行實時、準確的分析，需要更先進的數據處理技術。 安全性與隱私保護： 開放的通信環境和敏感的應用場景對WSN的安全性提齣瞭嚴峻挑戰，保障數據傳輸的安全和用戶隱私不被泄露至關重要。 網絡的可持續性： 傳統的能源供給模式難以滿足大規模、長期運行的需求，探索綠色能源、能源采集與高效能源管理成為必然趨勢。 接著，我們將展望WSN未來的發展趨勢，重點關注以下幾個方嚮： 與人工智能（AI）和機器學習（ML）的深度融閤： AI/ML技術將賦能WSN實現更智能的感知、更精準的決策、更優化的資源分配和更主動的故障診斷。 邊緣計算（Edge Computing）在WSN中的應用： 將計算和數據處理能力下沉到網絡邊緣，減少數據傳輸延遲，降低對雲端資源的依賴，提升響應速度和網絡效率。 物聯網（IoT）生態係統中的WSN： 探討WSN如何與其他物聯網技術（如5G/6G通信、區塊鏈、雲計算等）協同工作，構建更加強大和完善的物聯網應用。 麵嚮特定場景的定製化WSN設計： 針對不同應用領域的需求，設計更具針對性和適應性的WSN架構和協議。 綠色、可持續的WSN： 強調能源效率、能量采集和自供電技術在WSN設計中的核心地位。 第二部分：無綫傳感器網絡的高效通信與組網機製 本部分將深入研究WSN中實現高效通信和可靠組網的關鍵技術。在資源受限的環境下，傳統的通信協議往往難以適用，因此，WSN發展齣瞭許多特有的、針對性的通信和組網策略。 我們將詳細介紹WSN通信協議棧的特點，並重點分析以下幾個層次的技術： 物理層與MAC層優化： 探討低功耗、高可靠的無綫通信技術，如窄帶、擴頻、認知無綫電等，以及針對WSN特點設計的MAC協議，如低占空比、事件觸發、協同MAC等，以最大化節點續航能力。 網絡層路由協議： 重點分析WSN中典型的路由協議，包括但不限於： 數據驅動的路由（Data-Driven Routing）： 如LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy）、TEEN（Threshold-sensitive Energy Efficient Sensor Network Protocol）、PEGASIS（Power-Efficient Gathering in Sensor Information Systems）等簇頭選舉與數據匯聚策略，以及其在能源效率和網絡壽命方麵的優勢與不足。 位置無關與位置相關的路由： 分析GCD（Geographic and Energy Aware Routing）、GF（Geographic Forwarding）等基於地理信息的路由方式，以及它們在部署靈活性和可擴展性上的考量。 基於QoS（Quality of Service）的路由： 探討在保證數據可靠性、時延等服務質量要求下的路由選擇算法。 麵嚮移動節點的路由： 針對移動傳感器節點或移動匯聚節點的特殊場景，研究相應的路由策略。 傳輸層與應用層優化： 討論如何根據WSN的特點設計輕量級的傳輸層協議，以及如何通過應用層的聚閤、壓縮、采樣等技術減少數據傳輸量。 自組織網絡（Ad Hoc）與移動自組織網絡（MANET）在WSN中的藉鑒與創新： 分析WSN與傳統Ad Hoc/MANET網絡的共性與差異，以及如何將成熟的Ad Hoc/MANET技術進行裁剪和優化以適應WSN的資源限製。 軟件定義網絡（SDN）與網絡功能虛擬化（NFV）在WSN中的應用潛力： 探討如何利用SDN/NFV技術實現WSN的集中式控製、靈活的網絡配置和動態的服務部署，從而提升網絡的管理效率和可編程性。 異構WSN的組網挑戰： 研究不同類型、不同能力傳感器節點組成的異構網絡如何高效、協同地進行組網和通信。 第三部分：無綫傳感器網絡的智能化與數據分析 隨著WSN規模的不斷擴大和應用場景的日益復雜，僅僅實現節點間的連接已不足以滿足需求。本部分將聚焦於如何賦予WSN“智慧”，使其能夠自主感知、學習、決策和適應，並高效地處理和分析海量數據。 我們將深入探討以下智能化技術在WSN中的應用： 分布式機器學習與深度學習： 節點級機器學習： 研究如何在資源受限的傳感器節點上部署輕量級的機器學習模型，實現本地數據分析和特徵提取。 聯邦學習（Federated Learning）： 探索在不直接傳輸原始數據的情況下，通過協同訓練全局模型來保護隱私，並實現分布式學習。 基於深度學習的數據分類、異常檢測與模式識彆： 利用深度學習模型對傳感器數據進行高精度分析，識彆特定事件、檢測異常行為。 智能感知與數據融閤： 多源異構數據融閤： 研究如何有效地融閤來自不同類型傳感器的數據，以獲得更全麵、更準確的環境信息。 情境感知（Context-Aware）計算： 探索如何讓WSN理解其所處的環境情境，並據此調整其行為和數據處理策略。 智能事件檢測與識彆： 開發更魯棒、更高效的算法，用於識彆傳感器數據中預設的事件或模式。 自適應與自優化機製： 基於AI的資源管理： 利用AI技術對節點的能源、計算、通信資源進行動態優化，以延長網絡壽命和提高效率。 預測性維護與故障診斷： 通過對網絡運行數據的分析，預測潛在的故障，並進行主動的維護。 網絡拓撲的自適應調整： 在節點失效、環境變化等情況下，網絡能夠自動調整其拓撲結構以維持連通性和性能。 數據壓縮與摘要技術： 智能數據采樣與聚閤： 研究如何在保證信息損失可控的前提下，通過智能采樣和數據聚閤技術減少傳輸的數據量。 時空數據壓縮： 針對WSN産生的時空相關性數據，開發高效的壓縮算法。 邊緣智能（Edge Intelligence）與WSN的協同： 探討如何將AI/ML能力部署在邊緣網關或更靠近傳感器節點的計算單元上，實現低延遲、高效率的智能數據處理。 第四部分：無綫傳感器網絡的可持續性與安全性 WSN的長期穩定運行，尤其是在無人值守的遠程或惡劣環境中，對其可持續性和安全性提齣瞭極高的要求。本部分將深入探討如何設計和部署更加持久、可靠、安全的WSN。 能源管理與能量采集（Energy Harvesting）： 低功耗節點設計： 詳細介紹從硬件到軟件層麵的各種低功耗設計技術，包括休眠/喚醒機製、事件驅動的通信、節能的傳感器數據采集等。 能量采集技術： 深入分析太陽能、振動能、熱能、射頻能等各種能量采集技術在WSN中的應用，以及能量收集與消耗的匹配策略。 能量均衡與調度的優化： 研究如何通過智能算法實現節點間的能量均衡分配，避免個彆節點過早耗盡能源，以及如何根據能量可用性進行任務調度。 能量感知路由（Energy-Aware Routing）： 探討如何將節點的剩餘能量納入路由選擇的考量因素，以延長整個網絡的壽命。 網絡魯棒性與容錯機製： 節點失效的檢測與容忍： 研究如何快速有效地檢測到失效的傳感器節點，並設計相應的容錯機製，如冗餘路徑、數據重傳、自愈閤網絡等，以維持網絡的連通性和數據完整性。 環境變化的適應性： 探討WSN如何適應動態變化的環境條件，如信號衰減、乾擾、節點移動等，並保持穩定的性能。 分布式故障診斷與恢復： 研究在缺乏中心控製的情況下，節點如何協同進行故障診斷和恢復。 WSN的安全挑戰與防禦策略： 麵臨的安全威脅： 詳細分析WSN麵臨的各種安全威脅，包括竊聽、注入攻擊、拒絕服務攻擊、節點假冒、能量消耗攻擊（如黑洞攻擊、溶解攻擊）等。 輕量級加密與認證機製： 研究適用於資源受限節點的對稱加密、公鑰加密、基於身份的加密以及各種認證協議。 入侵檢測與防禦： 探討如何在WSN中部署分布式入侵檢測係統，以及有效的防禦策略。 隱私保護技術： 研究如何在數據采集、傳輸和存儲過程中保護用戶隱私，如差分隱私、匿名化技術等。 基於區塊鏈的WSN安全： 探索利用區塊鏈技術增強WSN的可信度、透明度和安全性。 WSN的可生存性（Survivability）： 從容應對攻擊與失效： 綜閤考慮安全和魯棒性，設計能夠抵禦攻擊、從失效中快速恢復並持續提供服務的WSN係統。 生命周期管理： 關注WSN從部署到退役的整個生命周期，確保其長期、可靠的運行。 第五部分：無綫傳感器網絡的前沿應用探索 本部分將結閤前幾部分介紹的關鍵技術，展示WSN在不同領域的創新應用，並展望未來的發展潛力。 智慧城市： 城市交通管理、智能路燈、環境監測（空氣質量、噪音）、公共安全監控、智能電網、垃圾管理等。 智能傢居與建築： 室內環境監測（溫濕度、CO2）、能源管理、安防監控、智能傢電互聯、健康監測等。 工業物聯網（IIoT）： 生産過程監控、設備狀態監測與預測性維護、供應鏈追溯、倉儲管理、人機協作等。 智慧農業： 土壤墒情監測、作物生長環境監測、病蟲害預警、精準灌溉、畜牧業管理等。 醫療健康： 遠程健康監測、可穿戴設備數據采集、慢性病管理、醫院環境監測、藥物追溯等。 環境科學： 森林火災監測、洪水預警、地質災害監測、野生動物追蹤、海洋環境監測等。 其他新興應用： 智能交通係統（ITS）、人機交互、虛擬現實（VR）/增強現實（AR）的感知層支持等。 本書結構清晰，理論與實踐相結閤，既有對基礎概念的深入講解，也有對前沿技術和應用的熱點探討。旨在為讀者構建一個全麵、深入、前沿的無綫傳感器網絡知識體係，激發創新思維，助力下一代智能互聯時代的到來。

評分☆☆☆☆☆

我一直對無綫傳感器網絡的理論與實踐結閤的部分很感興趣，尤其是在“優化”這個環節。很多論文和書籍在闡述理論時，往往會忽略掉實際部署中可能遇到的各種復雜情況，比如節點分布不均、通信質量差異大、以及數據傳輸的延遲問題。我希望這本《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》能夠在這方麵有所突破，提供一些經過實際驗證的優化算法或方法論。特彆是對於“可生存性”，我希望能看到一些關於網絡節點故障預測、故障隔離以及網絡重構的先進技術。畢竟，在一個大規模部署的網絡中，節點的失效是不可避免的，如何快速有效地應對這些突發狀況，是保證整個網絡服務連續性的關鍵。

評分☆☆☆☆☆

從這本書的標題來看，它似乎對整個無綫傳感器網絡生命周期都有所涵蓋，從最初的設計優化到後期的網絡維護和生存能力的保障。這對於我這樣一個初學者來說，能夠提供一個相對完整的知識體係。我尤其好奇的是，“可生存性”這個概念在實際應用中是如何體現的。例如，在災難救援場景下，傳感器網絡需要能夠抵禦惡劣環境的影響，並持續工作。書中是否會探討如何通過分布式協調、備份節點設置，或者動態路由選擇等技術來增強網絡的抗毀性？另外，在“優化”的部分，我希望能看到一些關於網絡拓撲結構優化的討論，比如如何根據實際應用場景，選擇最適閤的星型、網狀或混閤型拓撲，以最大化網絡的性能和壽命。

評分☆☆☆☆☆

這本書的齣版，對於我目前正在進行的一個關於環境監測的項目來說，簡直就是雪中送炭。我們團隊一直在為如何延長部署在偏遠地區傳感器的壽命而頭疼，電池續航能力是硬傷。所以，我非常期待書中關於“節能”部分的詳細論述。我希望它能提供一些實操性的指導，比如具體的低功耗通信協議棧的設計思路，或者在數據采集頻率和數據壓縮方麵的一些優化技巧。同時，對於“優化”，我更關心的是它如何幫助我們實現更精細化的網絡部署和管理。例如，是否能通過智能的節點調度，讓部分節點在不需要工作時進入休眠狀態，從而大幅延長整體網絡的運行時間。

評分☆☆☆☆☆

我特彆關注的是“可生存性”這個概念，它在這個領域裏確實是個相當有分量的詞匯。一個無綫傳感器網絡，如果不能在復雜的現實環境中長期穩定地運行，那麼它的價值就會大打摺扣。無論是麵對環境的突變、節點的故障、通信鏈路的乾擾，還是潛在的網絡攻擊，如何讓網絡具備一定的魯棒性，能夠自我修復、自我管理，並持續地提供服務，這是衡量一個網絡設計是否成熟的關鍵。這本書能在節能、優化之外，將可生存性作為一個獨立且重要的議題來探討，這讓我覺得作者在這方麵應該有深入的研究和獨到的見解。我猜想，書中應該會涉及一些容錯機製、冗餘設計、以及基於博弈論或機器學習的網絡管理策略，用來提升網絡的整體韌性。

評分☆☆☆☆☆

這本《無綫傳感器網絡節能、優化與可生存性》的確是個大部頭，9787121210556，電子工業齣版社，從封麵設計和厚度上就能看齣內容相當紮實。雖然我還沒來得及深入研讀，但僅從目錄和前言來看，它觸及的領域非常廣泛。節能是核心，這一點毋庸置疑，無綫傳感器網絡最大的瓶頸之一就是能量受限，所以如何設計齣低功耗的協議、算法以及硬件架構，一定是這本書的重中之重。而“優化”二字則讓我充滿瞭期待，這不僅僅是指能量的優化，更可能包括瞭網絡覆蓋、數據傳輸效率、節點調度等方方麵麵。想想看，在一個部署瞭成韆上萬個節點的網絡中，如何讓它們協同工作，既能高效采集信息，又能將能量消耗降到最低，這其中的學問可就大瞭去瞭。