短距离无线通信技术及应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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柴远波，赵春雨 编

图书标签:

• 无线通信
• 短距离通信
• 蓝牙
• Zigbee
• NFC
• RFID
• 物联网
• 无线传感器网络
• 通信技术
• 应用开发

出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121256097

版次：1

商品编码：11685567

包装：平装

丛书名： 物联网工程与技术规划教材

开本：16开

出版时间：2015-04-01

用纸：胶版纸

页数：244

正文语种：中文

编辑推荐

适读人群 ：本书可作为大学本科通信工程或相关专业的教材，也可作为专业技术人员的学习和参考用书。
物联网工程与技术规划教材

内容简介

　　《短距离无线通信技术及应用》主要介绍短距离线通信技术和通信网络的技术及应用，内容包括短距离线通信概论、Wi-Fi技术及应用、ZigBee技术及应用、蓝牙技术及应用、超宽带（UWB）技术及应用、60 GHz线通信技术及应用、线自组织网络技术等，详细分析了Wi-Fi技术、蓝牙技术、ZigBee技术三种短距离线通信技术的基本理论、基本技术、基本方法，并兼顾具体实际应用。通过本书的学习，有助于读者尽快全面了解和掌握短距离线通信系统技术，为其应用提供了技术参考。

作者简介

　　柴远波，中国线通信标准研究组成员；《电子学报》审稿专家；《信息技术研究》编辑部主任。作为项目负责人与项目骨干以及主要研发人员承担和参与了多个重大项目、课题的研发工作，其中3项为国家科技攻关重中之重项目和863计划项目，1项产业化项目和1项军队攻关项目。获省部级科技进步奖多项，目前承担河南省杰出青年科学基金项目“3G-1x EVDO反向链路速率控制问题研究”，项目编号074100510023。

内页插图

目录

第1章 短距离线通信概论 1
1．1 引言 1
1．2 典型的短距离线通信技术 2
1．2．1 蓝牙网络技术 2
1．2．2 ZigBee技术 7
1．2．3 Wi-Fi技术 8
1．2．4 UWB技术 12
1．2．5 60GHz线通信技术 13
1．2．6 主要短距离线通信技术的比较 18
1．3 短距离线传输信道 18
1．3．1 短距离线信道的特点 19
1．3．2 大尺度传播特性 19
1．3．3 多径传播与小尺度传播特性 20
1．3．4 线传输信道建模方法 21
1．3．5 短距离室内环境线信道模型 21
1．4 线自组织网络技术 24
1．4．1 线自组织网络概述 24
1．4．2 线自组织网络的定义及特点 25
1．4．3 线自组织网络的应用场合 27
参考文献 28
第2章 Wi-Fi技术及应用 29
2．1 IEEE 802．11协议体系结构 30
2．1．1 物理层 30
2．1．2 数据链路层 33
2．1．3 IEEE 802．11 MAC帧的格式 36
2．2 Wi-Fi技术 40
2．2．1 Wi-Fi的物理层技术原理与协议 40
2．2．2 扩频通信技术 41
2．2．3 Wi-Fi的MAC层接入协议 44
2．3 Wi-Fi 网络架构和优化 49
2．3．1 ADSL 接入 49
2．3．2 LAN 接入 50
2．3．3 EPON 接入 51
2．3．4 AC 应用的网络架构 51
2．3．5 通过网络架构优化实现Wi-Fi网络质量提升 53
2．3．6 Wi-Fi 业务方式 54
2．3．7 Wi-Fi 网络质量优化建议 56
2．4 Wi-Fi 技术的应用与发展 57
2．4．1 Wi-Fi 技术的应用 57
2．4．2 Wi-Fi 技术的发展 57
参考文献 58
第3章 ZigBee技术及应用 59
3．1 ZigBee技术概述 59
3．2 ZigBee协议体系 61
3．2．1 物理层 63
3．2．2 媒体接入控制层 66
3．2．3 网络层 72
3．2．4 应用层 75
3．2．5 ZigBee安全管理 77
3．3 ZigBee网络构成 79
3．3．1 ZigBee网络成员 79
3．3．2 ZigBee网络的拓扑结构 82
3．3．3 ZigBee网络的建立 83
3．3．4 ZigBee路由协议 87
3．4 ZigBee技术的应用 91
3．4．1 ZigBee技术应用概述 91
3．4．2 ZigBee技术典型应用：智能家居 91
参考文献 94
第4章 蓝牙技术及应用 95
4．1 蓝牙技术概述 95
4．2 传统蓝牙技术 96
4．2．1 蓝牙线规范 97
4．2．2 蓝牙基带规范 98
4．2．3 蓝牙的其他几个重要协议 108
4．3 高速蓝牙技术 112
4．3．1 PAL协议 112
4．3．2 PAL物理链路管理器 114
4．3．3 逻辑链路管理器 117
4．3．4 数据管理器 117
4．4 低功耗蓝牙技术 118
4．4．1 BLE协议栈 119
4．4．2 BLE 底层协议 120
4．4．3 BLE中间层协议 121
4．4．4 BLE 高层协议 126
4．5 蓝牙4．1 128
4．6 蓝牙技术的应用 129
参考文献 130
第5章 超宽带UWB技术及应用 131
5．1 UWB技术概述 131
5．1．1 UWB技术的定义 131
5．1．2 UWB技术的特点 134
5．1．3 UWB的信道传播特征 137
5．2 UWB的关键技术 139
5．3 UWB技术的标准化方案 145
5．3．1 DS-UWB方案 146
5．3．2 MB-OFDM-UWB方案 146
5．3．3 IEEE 802．15．4a低速UWB标准化 147
5．3．4 我国UWB标准化工作 148
5．4 UWB的系统方案 149
5．4．1 单频带系统 150
5．4．2 多频带系统 150
5．5 UWB的应用 152
5．5．1 UWB的应用概述 152
5．5．2 UWB室内线通信应用举例 155
参考文献 164
第6章 60GHz线通信技术及应用 166
6．1 60GHz线通信技术概述 167
6．1．1 60GHz线通信技术发展概况 167
6．1．2 60GHz的特点和优势 170
6．2 60GHz线通信的标准化 175
6．3 60GHz线通信关键技术研究 179
6．4 60GHz线通信的应用 185
参考文献 188
第7章 线自组织网络技术 190
7．1 Ad hoc网络协议 191
7．1．1 移动Ad hoc网络MAC协议 191
7．1．2 移动Ad hoc网络路由协议 202
7．2 移动Ad hoc网络的TCP协议 214
7．2．1 TCP在移动Ad hoc网络中遇到的问题 214
7．2．2 移动Ad hoc网络中TCP的方案 216
7．3 移动Ad hoc网络的低功耗技术 225
7．3．1 协议栈各层涉及的节能问题 226
7．3．2 两种主要的节能机制 228
参考文献 231
附录A 缩略词 233

前言/序言

深度探索：信息时代的海底针——微纳传感器技术解析 在这信息爆炸的时代，我们沉浸在数据的洪流中，然而，理解和捕捉那些最细微、最原始的信息，往往是解锁更深层次奥秘的关键。本书《深度探索：信息时代的海底针——微纳传感器技术解析》正是这样一本力求揭示隐藏于微观世界中的巨大能量的著作。它并非聚焦于我们日常生活中耳熟能详的通信方式，而是将目光投向了那个更加精巧、更加精准的领域——微纳传感器技术。 我们生活在一个被宏观世界主导的时代，手机、电脑、无线网络等技术改变着我们的生活节奏和交流方式。然而，当我们深入探究，会发现支撑着这些宏大叙事的，往往是那些肉眼不可见、却发挥着至关重要作用的微小“触角”。它们如同信息时代的“海底针”，默默地感知着世界的每一次脉搏，将无形的物理量转化为可识别的电信号，进而构成我们赖以生存的数字世界的基础。 本书的目的是系统地梳理和深入剖析微纳传感器技术的发展脉络、核心原理、关键材料、前沿工艺以及其在各个领域的广泛应用。它旨在为读者构建一个全面、深入且富有洞察力的知识体系，帮助理解这些微小器件如何在潜移默化中改变着我们的世界，以及它们将如何塑造未来的科技格局。 第一部分：微纳传感器的基石——原理与分类 我们将从微纳传感器的基本概念出发，揭示其工作原理的奥秘。传感器，顾名思义，是能够感知并响应外部刺激的装置。而“微纳”则强调了其在尺寸上的极致追求，即在微米（10^-6 米）乃至纳米（10^-9 米）尺度上进行设计、制造和运行。这种微小化带来的优势显而易见：更高的灵敏度、更低的功耗、更快的响应速度，以及在集成化和阵列化方面的巨大潜力。 本书将详细阐述不同物理效应在微纳传感器中的应用。例如，压阻效应（Piezoresistive Effect）如何被用于设计高精度的压力传感器；压电效应（Piezoelectric Effect）如何将机械力转化为电信号，从而实现加速度计和麦克风；热电效应（Thermoelectric Effect）如何用于温度传感器和能量收集；还有光电效应（Photoelectric Effect）在光传感器中的核心作用。此外，我们将探讨化学传感的原理，如化学电阻（Chemiresistor）、电化学（Electrochemical）和表面等离激元共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）等，它们如何感知环境中特定分子的存在和浓度。 基于不同的物理量和工作原理，微纳传感器可以被划分为多种类别。本书将对这些分类进行详尽的介绍，包括但不限于： 物理量传感器： 力学传感器： 压力传感器、加速度计、陀螺仪、应变片、力传感器等。 热学传感器： 温度传感器（热敏电阻、热电偶、红外传感器）、热流传感器等。 光学传感器： 光电二极管、光电晶体管、CMOS图像传感器、近红外传感器等。 声学传感器： 麦克风、超声波传感器等。 电磁传感器： 霍尔传感器、磁阻传感器、微波传感器等。 化学传感器： 气体传感器（CO、CO2、VOCs 等）、湿度传感器、pH传感器、离子传感器、生物传感器等。 生物传感器： 葡萄糖传感器、DNA传感器、蛋白质传感器、细胞传感器等。 我们将深入分析每种类型传感器的核心结构、材料选择对性能的影响，以及它们在不同应用场景下的优势与局限。 第二部分：微纳制造的挑战与创新 实现微纳尺度的传感器，离不开先进的制造技术。本部分将聚焦于支撑微纳传感器发展的关键制造工艺，并探讨当前的技术瓶颈与未来的发展方向。 半导体制造工艺： 光刻（Photolithography）、刻蚀（Etching）、薄膜沉积（Thin Film Deposition）、离子注入（Ion Implantation）等在微纳传感器制造中的关键作用，如何实现高精度、大批量生产。 微机电系统（MEMS）技术： MEMS作为实现微纳机械结构的核心技术，我们将详细介绍其工艺流程，如体硅工艺（Bulk Micromachining）和表面硅工艺（Surface Micromachining），以及它们如何构建微小的运动部件和敏感结构。 纳米制造技术： 探索当前主流的纳米制造方法，如电子束光刻（Electron Beam Lithography）、聚焦离子束（Focused Ion Beam, FIB）、自组装（Self-assembly）等，以及它们如何制造尺寸更小、性能更优异的纳米传感器。 新材料与新工艺： 介绍在微纳传感器领域兴起的创新材料，如二维材料（石墨烯、MoS2 等）、纳米线、量子点等，以及它们如何带来全新的传感机制和性能突破。同时，也将探讨软光刻（Soft Lithography）、3D打印等新兴制造技术的应用前景。 第三部分：微纳传感器的应用蓝图 微纳传感器的价值在于其强大的感知能力，而这种能力正在深刻地改变着我们生活的方方面面。本部分将深入探讨微纳传感器在不同领域的突破性应用，勾勒出其广阔的应用蓝图。 消费电子领域： 智能手机与可穿戴设备： 加速度计、陀螺仪、磁力计在导航、运动监测、姿态识别中的应用；环境传感器（光线、气压、湿度）的集成；生物传感器在健康监测中的潜力。 智能家居： 气体传感器、温湿度传感器、人体存在传感器在安全、舒适、节能方面的作用。 医疗健康领域： 体外诊断： 微流控芯片结合生物传感器，实现快速、低成本的疾病诊断；血糖、血压、心电等生理参数的实时监测。 体内监测： 可植入式传感器，用于药物递送、远程监测疾病进展、甚至神经接口。 药物研发： 用于高通量筛选和药物作用机制研究。 工业与制造业： 过程控制与质量检测： 压力、温度、流量、气体成分的精确测量，保障生产效率和产品质量。 设备状态监测与预测性维护： 振动、温度、应变传感器用于监测设备运行状态，提前预警故障。 自动化与机器人： 视觉传感器、触觉传感器、力传感器在机器人感知与交互中的核心作用。 环境监测与可持续发展： 空气质量监测： CO、CO2、PM2.5、VOCs 等污染物的实时监测。 水质监测： pH、溶解氧、重金属离子、有机物污染的检测。 土壤监测： 湿度、养分、pH值的测量，支持精准农业。 灾害预警： 地震、滑坡、洪水等自然灾害的早期预警。 汽车与交通： ADAS（高级驾驶辅助系统）： 雷达、激光雷达、超声波传感器、摄像头在障碍物检测、车道保持、自动泊车中的应用。 发动机控制与排放监测： 各种传感器对发动机运行状态和排放成分的精确控制。 智能交通管理： 交通流量监测、车辆识别、路况信息采集。 航空航天与国防： 导航与姿态控制： 高精度惯性传感器在飞行器姿态控制中的关键作用。 目标识别与侦测： 光学、红外、雷达传感器在军事侦察与目标识别中的应用。 环境适应性： 在极端环境下工作的传感器设计与制造。 第四部分：未来展望与挑战 在对微纳传感器技术的原理、制造和应用进行系统梳理后，本书的最后一章将着眼于未来。我们将探讨微纳传感器技术的发展趋势，如智能化、网络化、柔性化、生物兼容性等。同时，也将剖析当前面临的挑战，包括： 性能提升的极限： 如何在尺寸不断缩小的同时，进一步提高灵敏度、选择性和稳定性。 功耗与集成： 如何实现低功耗设计，并实现传感器与处理单元的更高程度集成。 成本与批量生产： 如何降低制造和封装成本，实现大规模商业化应用。 可靠性与寿命： 如何在恶劣环境下保证传感器的长期稳定运行。 数据处理与解读： 如何从海量传感器数据中提取有价值的信息，并进行智能分析。 伦理与隐私： 随着传感器技术的普及，如何平衡数据收集与个人隐私保护。 《深度探索：信息时代的海底针——微纳传感器技术解析》力求成为一本兼具学术深度与实践指导意义的著作。它将为科研人员、工程师、学生以及对前沿科技感兴趣的读者提供一个深入了解微纳传感器世界的窗口，激发新的思考与创新，共同推动信息时代迈向更微观、更智能、更美好的未来。这本书将引导您“看见”那些看不见的，理解那些微不足道却至关重要的信息，从而更好地把握未来的科技脉搏。

评分☆☆☆☆☆

我一直对智能家居领域颇感兴趣，尤其是在各种设备之间如何实现无缝连接和高效交互方面。这本书正好满足了我这方面的求知欲。它不仅介绍了Wi-Fi和蓝牙在智能家居中的普及应用，还深入讲解了Zigbee和Z-Wave等专为物联网设计的低功耗、低速率通信协议。书中通过大量的实际案例，展示了如何利用这些技术构建一个互联互通的智能家居系统，例如，如何通过手机App控制灯光、窗帘、空调，如何实现智能门锁的远程开锁和访客管理，以及如何构建一个能够自动感知环境变化并做出响应的家庭安防系统。作者还分享了一些在实际部署过程中可能遇到的挑战，比如网络稳定性、安全性问题以及功耗优化策略，并给出了相应的解决方案。让我印象深刻的是，书中还探讨了未来智能家居的发展趋势，例如Matter协议的出现，以及如何将AI技术融入到短距离无线通信中，实现更智能化、更个性化的用户体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计得相当吸引人，深邃的蓝色背景配上简洁的白色标题，给人一种专业而又易于亲近的感觉。拿到手后，我迫不及待地翻阅了目录，发现内容涵盖了从基础原理到实际应用的方方面面。作者在开篇部分详细阐述了短距离无线通信的历史演变，从早期的蓝牙技术萌芽，到如今Wi-Fi、NFC、Zigbee等技术的百花齐放，梳理得井井有条。我尤其欣赏的是，作者并没有仅仅停留在概念的介绍，而是花了大量篇幅去解释各种技术的物理层实现，比如高频信号的传输特性、调制解调技术，以及天线设计的一些关键考量。这对于我这种对底层技术原理有些好奇的读者来说，无疑是极大的满足。此外，书中关于不同短距离无线通信技术优缺点对比的部分，也是我重点关注的内容，它帮助我更清晰地认识到，在不同的应用场景下，选择哪种技术才是最合适的。例如，蓝牙在功耗和连接性上的优势，Wi-Fi在带宽和覆盖范围上的突出，以及NFC在近场支付和数据交换上的便捷性，都得到了细致的分析。

评分☆☆☆☆☆

作为一名电子工程师，我时常需要在产品设计中考虑通信模块的集成和优化。这本书为我提供了一个非常实用的参考。它在技术实现层面，详细介绍了各种短距离无线通信芯片的选型原则、电路设计要点以及PCB布局指南。例如，在设计Wi-Fi模块时，书中提供了关于射频电路、电源管理以及天线匹配的详细建议，帮助我避免一些常见的陷阱。同时，对于需要功耗敏感的应用，它还提供了关于低功耗蓝牙（BLE）的详细讲解，包括其工作模式、数据传输机制以及如何通过软件优化来降低功耗。此外，书中对射频干扰（RFI）的防护和电磁兼容性（EMC）设计也给予了足够的重视，这对于确保产品稳定可靠运行至关重要。我尤其喜欢书中关于软件固件开发的部分，它介绍了如何使用SDK开发驱动程序，以及如何进行射频性能的测试和调试。

评分☆☆☆☆☆

读完这本书，我对于短距离无线通信技术的社会价值有了更深刻的认识。它不仅仅是技术上的革新，更是推动社会进步的重要力量。书中关于物联网在医疗健康领域的应用让我深受启发，例如，可穿戴设备如何通过蓝牙或Wi-Fi收集用户的健康数据，并实时传输到云端进行分析，从而实现远程健康监测和预警。在工业自动化方面，书中也详细介绍了如何利用Zigbee等技术构建无线传感器网络，实现对生产过程的实时监控和智能化管理，从而提高生产效率和安全性。此外，书中关于车联网（V2X）通信的讨论，也让我看到了短距离无线通信在未来交通系统中的巨大潜力，例如，车辆之间通过Wi-Fi Direct或DSRC进行信息交换，可以实现更安全的驾驶辅助和交通管理。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编排逻辑清晰，语言通俗易懂，即使是对短距离无线通信了解不多的读者，也能轻松入门。我特别欣赏作者在内容组织上所做的努力，将复杂的概念分解成一个个易于理解的模块。在介绍各项技术时，书中都会配以大量的图表和示意图，帮助读者直观地理解其工作原理。例如，在讲解NFC的通信过程时，书中就用了几页精美的插图来展示卡片与读卡器之间的交互过程。而且，作者在叙述时，总是能抓住重点，突出核心概念，避免过多的技术术语堆砌，使得内容更加生动有趣。我个人觉得，对于那些想要快速了解短距离无线通信概貌，并从中找到自己感兴趣方向的读者来说，这本书提供了一个非常好的起点。它能够激发读者的学习兴趣，并为进一步深入研究奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

nice

评分☆☆☆☆☆

书很好！五星好评！

评分☆☆☆☆☆

棒棒棒

评分☆☆☆☆☆

还可以！！！！！不错！！！不错！！！！！

评分☆☆☆☆☆

公司用的，不错！

评分☆☆☆☆☆

还可以！！！！！不错！！！不错！！！！！

评分☆☆☆☆☆

曾品也挺给力的

评分☆☆☆☆☆

心与心的交流在短距离通信中实现

评分☆☆☆☆☆

公司用的，不错！