短距離無綫通信技術及應用 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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柴遠波，趙春雨 編

圖書標籤:

• 無綫通信
• 短距離通信
• 藍牙
• Zigbee
• NFC
• RFID
• 物聯網
• 無綫傳感器網絡
• 通信技術
• 應用開發

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121256097

版次：1

商品編碼：11685567

包裝：平裝

叢書名： 物聯網工程與技術規劃教材

開本：16開

齣版時間：2015-04-01

用紙：膠版紙

頁數：244

正文語種：中文

編輯推薦

適讀人群 ：本書可作為大學本科通信工程或相關專業的教材，也可作為專業技術人員的學習和參考用書。
物聯網工程與技術規劃教材

內容簡介

　　《短距離無綫通信技術及應用》主要介紹短距離綫通信技術和通信網絡的技術及應用，內容包括短距離綫通信概論、Wi-Fi技術及應用、ZigBee技術及應用、藍牙技術及應用、超寬帶（UWB）技術及應用、60 GHz綫通信技術及應用、綫自組織網絡技術等，詳細分析瞭Wi-Fi技術、藍牙技術、ZigBee技術三種短距離綫通信技術的基本理論、基本技術、基本方法，並兼顧具體實際應用。通過本書的學習，有助於讀者盡快全麵瞭解和掌握短距離綫通信係統技術，為其應用提供瞭技術參考。

作者簡介

　　柴遠波，中國綫通信標準研究組成員；《電子學報》審稿專傢；《信息技術研究》編輯部主任。作為項目負責人與項目骨乾以及主要研發人員承擔和參與瞭多個重大項目、課題的研發工作，其中3項為國傢科技攻關重中之重項目和863計劃項目，1項産業化項目和1項軍隊攻關項目。獲省部級科技進步奬多項，目前承擔河南省傑齣青年科學基金項目“3G-1x EVDO反嚮鏈路速率控製問題研究”，項目編號074100510023。

內頁插圖

目錄

第1章 短距離綫通信概論 1
1．1 引言 1
1．2 典型的短距離綫通信技術 2
1．2．1 藍牙網絡技術 2
1．2．2 ZigBee技術 7
1．2．3 Wi-Fi技術 8
1．2．4 UWB技術 12
1．2．5 60GHz綫通信技術 13
1．2．6 主要短距離綫通信技術的比較 18
1．3 短距離綫傳輸信道 18
1．3．1 短距離綫信道的特點 19
1．3．2 大尺度傳播特性 19
1．3．3 多徑傳播與小尺度傳播特性 20
1．3．4 綫傳輸信道建模方法 21
1．3．5 短距離室內環境綫信道模型 21
1．4 綫自組織網絡技術 24
1．4．1 綫自組織網絡概述 24
1．4．2 綫自組織網絡的定義及特點 25
1．4．3 綫自組織網絡的應用場閤 27
參考文獻 28
第2章 Wi-Fi技術及應用 29
2．1 IEEE 802．11協議體係結構 30
2．1．1 物理層 30
2．1．2 數據鏈路層 33
2．1．3 IEEE 802．11 MAC幀的格式 36
2．2 Wi-Fi技術 40
2．2．1 Wi-Fi的物理層技術原理與協議 40
2．2．2 擴頻通信技術 41
2．2．3 Wi-Fi的MAC層接入協議 44
2．3 Wi-Fi 網絡架構和優化 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 應用的網絡架構 51
2．3．5 通過網絡架構優化實現Wi-Fi網絡質量提升 53
2．3．6 Wi-Fi 業務方式 54
2．3．7 Wi-Fi 網絡質量優化建議 56
2．4 Wi-Fi 技術的應用與發展 57
2．4．1 Wi-Fi 技術的應用 57
2．4．2 Wi-Fi 技術的發展 57
參考文獻 58
第3章 ZigBee技術及應用 59
3．1 ZigBee技術概述 59
3．2 ZigBee協議體係 61
3．2．1 物理層 63
3．2．2 媒體接入控製層 66
3．2．3 網絡層 72
3．2．4 應用層 75
3．2．5 ZigBee安全管理 77
3．3 ZigBee網絡構成 79
3．3．1 ZigBee網絡成員 79
3．3．2 ZigBee網絡的拓撲結構 82
3．3．3 ZigBee網絡的建立 83
3．3．4 ZigBee路由協議 87
3．4 ZigBee技術的應用 91
3．4．1 ZigBee技術應用概述 91
3．4．2 ZigBee技術典型應用：智能傢居 91
參考文獻 94
第4章 藍牙技術及應用 95
4．1 藍牙技術概述 95
4．2 傳統藍牙技術 96
4．2．1 藍牙綫規範 97
4．2．2 藍牙基帶規範 98
4．2．3 藍牙的其他幾個重要協議 108
4．3 高速藍牙技術 112
4．3．1 PAL協議 112
4．3．2 PAL物理鏈路管理器 114
4．3．3 邏輯鏈路管理器 117
4．3．4 數據管理器 117
4．4 低功耗藍牙技術 118
4．4．1 BLE協議棧 119
4．4．2 BLE 底層協議 120
4．4．3 BLE中間層協議 121
4．4．4 BLE 高層協議 126
4．5 藍牙4．1 128
4．6 藍牙技術的應用 129
參考文獻 130
第5章 超寬帶UWB技術及應用 131
5．1 UWB技術概述 131
5．1．1 UWB技術的定義 131
5．1．2 UWB技術的特點 134
5．1．3 UWB的信道傳播特徵 137
5．2 UWB的關鍵技術 139
5．3 UWB技術的標準化方案 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標準化 147
5．3．4 我國UWB標準化工作 148
5．4 UWB的係統方案 149
5．4．1 單頻帶係統 150
5．4．2 多頻帶係統 150
5．5 UWB的應用 152
5．5．1 UWB的應用概述 152
5．5．2 UWB室內綫通信應用舉例 155
參考文獻 164
第6章 60GHz綫通信技術及應用 166
6．1 60GHz綫通信技術概述 167
6．1．1 60GHz綫通信技術發展概況 167
6．1．2 60GHz的特點和優勢 170
6．2 60GHz綫通信的標準化 175
6．3 60GHz綫通信關鍵技術研究 179
6．4 60GHz綫通信的應用 185
參考文獻 188
第7章 綫自組織網絡技術 190
7．1 Ad hoc網絡協議 191
7．1．1 移動Ad hoc網絡MAC協議 191
7．1．2 移動Ad hoc網絡路由協議 202
7．2 移動Ad hoc網絡的TCP協議 214
7．2．1 TCP在移動Ad hoc網絡中遇到的問題 214
7．2．2 移動Ad hoc網絡中TCP的方案 216
7．3 移動Ad hoc網絡的低功耗技術 225
7．3．1 協議棧各層涉及的節能問題 226
7．3．2 兩種主要的節能機製 228
參考文獻 231
附錄A 縮略詞 233

前言/序言

深度探索：信息時代的海底針——微納傳感器技術解析 在這信息爆炸的時代，我們沉浸在數據的洪流中，然而，理解和捕捉那些最細微、最原始的信息，往往是解鎖更深層次奧秘的關鍵。本書《深度探索：信息時代的海底針——微納傳感器技術解析》正是這樣一本力求揭示隱藏於微觀世界中的巨大能量的著作。它並非聚焦於我們日常生活中耳熟能詳的通信方式，而是將目光投嚮瞭那個更加精巧、更加精準的領域——微納傳感器技術。 我們生活在一個被宏觀世界主導的時代，手機、電腦、無綫網絡等技術改變著我們的生活節奏和交流方式。然而，當我們深入探究，會發現支撐著這些宏大敘事的，往往是那些肉眼不可見、卻發揮著至關重要作用的微小“觸角”。它們如同信息時代的“海底針”，默默地感知著世界的每一次脈搏，將無形的物理量轉化為可識彆的電信號，進而構成我們賴以生存的數字世界的基礎。 本書的目的是係統地梳理和深入剖析微納傳感器技術的發展脈絡、核心原理、關鍵材料、前沿工藝以及其在各個領域的廣泛應用。它旨在為讀者構建一個全麵、深入且富有洞察力的知識體係，幫助理解這些微小器件如何在潛移默化中改變著我們的世界，以及它們將如何塑造未來的科技格局。 第一部分：微納傳感器的基石——原理與分類 我們將從微納傳感器的基本概念齣發，揭示其工作原理的奧秘。傳感器，顧名思義，是能夠感知並響應外部刺激的裝置。而“微納”則強調瞭其在尺寸上的極緻追求，即在微米（10^-6 米）乃至納米（10^-9 米）尺度上進行設計、製造和運行。這種微小化帶來的優勢顯而易見：更高的靈敏度、更低的功耗、更快的響應速度，以及在集成化和陣列化方麵的巨大潛力。 本書將詳細闡述不同物理效應在微納傳感器中的應用。例如，壓阻效應（Piezoresistive Effect）如何被用於設計高精度的壓力傳感器；壓電效應（Piezoelectric Effect）如何將機械力轉化為電信號，從而實現加速度計和麥剋風；熱電效應（Thermoelectric Effect）如何用於溫度傳感器和能量收集；還有光電效應（Photoelectric Effect）在光傳感器中的核心作用。此外，我們將探討化學傳感的原理，如化學電阻（Chemiresistor）、電化學（Electrochemical）和錶麵等離激元共振（Surface Plasmon Resonance, SPR）等，它們如何感知環境中特定分子的存在和濃度。 基於不同的物理量和工作原理，微納傳感器可以被劃分為多種類彆。本書將對這些分類進行詳盡的介紹，包括但不限於： 物理量傳感器： 力學傳感器： 壓力傳感器、加速度計、陀螺儀、應變片、力傳感器等。 熱學傳感器： 溫度傳感器（熱敏電阻、熱電偶、紅外傳感器）、熱流傳感器等。 光學傳感器： 光電二極管、光電晶體管、CMOS圖像傳感器、近紅外傳感器等。 聲學傳感器： 麥剋風、超聲波傳感器等。 電磁傳感器： 霍爾傳感器、磁阻傳感器、微波傳感器等。 化學傳感器： 氣體傳感器（CO、CO2、VOCs 等）、濕度傳感器、pH傳感器、離子傳感器、生物傳感器等。 生物傳感器： 葡萄糖傳感器、DNA傳感器、蛋白質傳感器、細胞傳感器等。 我們將深入分析每種類型傳感器的核心結構、材料選擇對性能的影響，以及它們在不同應用場景下的優勢與局限。 第二部分：微納製造的挑戰與創新 實現微納尺度的傳感器，離不開先進的製造技術。本部分將聚焦於支撐微納傳感器發展的關鍵製造工藝，並探討當前的技術瓶頸與未來的發展方嚮。 半導體製造工藝： 光刻（Photolithography）、刻蝕（Etching）、薄膜沉積（Thin Film Deposition）、離子注入（Ion Implantation）等在微納傳感器製造中的關鍵作用，如何實現高精度、大批量生産。 微機電係統（MEMS）技術： MEMS作為實現微納機械結構的核心技術，我們將詳細介紹其工藝流程，如體矽工藝（Bulk Micromachining）和錶麵矽工藝（Surface Micromachining），以及它們如何構建微小的運動部件和敏感結構。 納米製造技術： 探索當前主流的納米製造方法，如電子束光刻（Electron Beam Lithography）、聚焦離子束（Focused Ion Beam, FIB）、自組裝（Self-assembly）等，以及它們如何製造尺寸更小、性能更優異的納米傳感器。 新材料與新工藝： 介紹在微納傳感器領域興起的創新材料，如二維材料（石墨烯、MoS2 等）、納米綫、量子點等，以及它們如何帶來全新的傳感機製和性能突破。同時，也將探討軟光刻（Soft Lithography）、3D打印等新興製造技術的應用前景。 第三部分：微納傳感器的應用藍圖 微納傳感器的價值在於其強大的感知能力，而這種能力正在深刻地改變著我們生活的方方麵麵。本部分將深入探討微納傳感器在不同領域的突破性應用，勾勒齣其廣闊的應用藍圖。 消費電子領域： 智能手機與可穿戴設備： 加速度計、陀螺儀、磁力計在導航、運動監測、姿態識彆中的應用；環境傳感器（光綫、氣壓、濕度）的集成；生物傳感器在健康監測中的潛力。 智能傢居： 氣體傳感器、溫濕度傳感器、人體存在傳感器在安全、舒適、節能方麵的作用。 醫療健康領域： 體外診斷： 微流控芯片結閤生物傳感器，實現快速、低成本的疾病診斷；血糖、血壓、心電等生理參數的實時監測。 體內監測： 可植入式傳感器，用於藥物遞送、遠程監測疾病進展、甚至神經接口。 藥物研發： 用於高通量篩選和藥物作用機製研究。 工業與製造業： 過程控製與質量檢測： 壓力、溫度、流量、氣體成分的精確測量，保障生産效率和産品質量。 設備狀態監測與預測性維護： 振動、溫度、應變傳感器用於監測設備運行狀態，提前預警故障。 自動化與機器人： 視覺傳感器、觸覺傳感器、力傳感器在機器人感知與交互中的核心作用。 環境監測與可持續發展： 空氣質量監測： CO、CO2、PM2.5、VOCs 等汙染物的實時監測。 水質監測： pH、溶解氧、重金屬離子、有機物汙染的檢測。 土壤監測： 濕度、養分、pH值的測量，支持精準農業。 災害預警： 地震、滑坡、洪水等自然災害的早期預警。 汽車與交通： ADAS（高級駕駛輔助係統）： 雷達、激光雷達、超聲波傳感器、攝像頭在障礙物檢測、車道保持、自動泊車中的應用。 發動機控製與排放監測： 各種傳感器對發動機運行狀態和排放成分的精確控製。 智能交通管理： 交通流量監測、車輛識彆、路況信息采集。 航空航天與國防： 導航與姿態控製： 高精度慣性傳感器在飛行器姿態控製中的關鍵作用。 目標識彆與偵測： 光學、紅外、雷達傳感器在軍事偵察與目標識彆中的應用。 環境適應性： 在極端環境下工作的傳感器設計與製造。 第四部分：未來展望與挑戰 在對微納傳感器技術的原理、製造和應用進行係統梳理後，本書的最後一章將著眼於未來。我們將探討微納傳感器技術的發展趨勢，如智能化、網絡化、柔性化、生物兼容性等。同時，也將剖析當前麵臨的挑戰，包括： 性能提升的極限： 如何在尺寸不斷縮小的同時，進一步提高靈敏度、選擇性和穩定性。 功耗與集成： 如何實現低功耗設計，並實現傳感器與處理單元的更高程度集成。 成本與批量生産： 如何降低製造和封裝成本，實現大規模商業化應用。 可靠性與壽命： 如何在惡劣環境下保證傳感器的長期穩定運行。 數據處理與解讀： 如何從海量傳感器數據中提取有價值的信息，並進行智能分析。 倫理與隱私： 隨著傳感器技術的普及，如何平衡數據收集與個人隱私保護。 《深度探索：信息時代的海底針——微納傳感器技術解析》力求成為一本兼具學術深度與實踐指導意義的著作。它將為科研人員、工程師、學生以及對前沿科技感興趣的讀者提供一個深入瞭解微納傳感器世界的窗口，激發新的思考與創新，共同推動信息時代邁嚮更微觀、更智能、更美好的未來。這本書將引導您“看見”那些看不見的，理解那些微不足道卻至關重要的信息，從而更好地把握未來的科技脈搏。

評分☆☆☆☆☆

作為一名電子工程師，我時常需要在産品設計中考慮通信模塊的集成和優化。這本書為我提供瞭一個非常實用的參考。它在技術實現層麵，詳細介紹瞭各種短距離無綫通信芯片的選型原則、電路設計要點以及PCB布局指南。例如，在設計Wi-Fi模塊時，書中提供瞭關於射頻電路、電源管理以及天綫匹配的詳細建議，幫助我避免一些常見的陷阱。同時，對於需要功耗敏感的應用，它還提供瞭關於低功耗藍牙（BLE）的詳細講解，包括其工作模式、數據傳輸機製以及如何通過軟件優化來降低功耗。此外，書中對射頻乾擾（RFI）的防護和電磁兼容性（EMC）設計也給予瞭足夠的重視，這對於確保産品穩定可靠運行至關重要。我尤其喜歡書中關於軟件固件開發的部分，它介紹瞭如何使用SDK開發驅動程序，以及如何進行射頻性能的測試和調試。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得相當吸引人，深邃的藍色背景配上簡潔的白色標題，給人一種專業而又易於親近的感覺。拿到手後，我迫不及待地翻閱瞭目錄，發現內容涵蓋瞭從基礎原理到實際應用的方方麵麵。作者在開篇部分詳細闡述瞭短距離無綫通信的曆史演變，從早期的藍牙技術萌芽，到如今Wi-Fi、NFC、Zigbee等技術的百花齊放，梳理得井井有條。我尤其欣賞的是，作者並沒有僅僅停留在概念的介紹，而是花瞭大量篇幅去解釋各種技術的物理層實現，比如高頻信號的傳輸特性、調製解調技術，以及天綫設計的一些關鍵考量。這對於我這種對底層技術原理有些好奇的讀者來說，無疑是極大的滿足。此外，書中關於不同短距離無綫通信技術優缺點對比的部分，也是我重點關注的內容，它幫助我更清晰地認識到，在不同的應用場景下，選擇哪種技術纔是最閤適的。例如，藍牙在功耗和連接性上的優勢，Wi-Fi在帶寬和覆蓋範圍上的突齣，以及NFC在近場支付和數據交換上的便捷性，都得到瞭細緻的分析。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我對於短距離無綫通信技術的社會價值有瞭更深刻的認識。它不僅僅是技術上的革新，更是推動社會進步的重要力量。書中關於物聯網在醫療健康領域的應用讓我深受啓發，例如，可穿戴設備如何通過藍牙或Wi-Fi收集用戶的健康數據，並實時傳輸到雲端進行分析，從而實現遠程健康監測和預警。在工業自動化方麵，書中也詳細介紹瞭如何利用Zigbee等技術構建無綫傳感器網絡，實現對生産過程的實時監控和智能化管理，從而提高生産效率和安全性。此外，書中關於車聯網（V2X）通信的討論，也讓我看到瞭短距離無綫通信在未來交通係統中的巨大潛力，例如，車輛之間通過Wi-Fi Direct或DSRC進行信息交換，可以實現更安全的駕駛輔助和交通管理。

評分☆☆☆☆☆

我一直對智能傢居領域頗感興趣，尤其是在各種設備之間如何實現無縫連接和高效交互方麵。這本書正好滿足瞭我這方麵的求知欲。它不僅介紹瞭Wi-Fi和藍牙在智能傢居中的普及應用，還深入講解瞭Zigbee和Z-Wave等專為物聯網設計的低功耗、低速率通信協議。書中通過大量的實際案例，展示瞭如何利用這些技術構建一個互聯互通的智能傢居係統，例如，如何通過手機App控製燈光、窗簾、空調，如何實現智能門鎖的遠程開鎖和訪客管理，以及如何構建一個能夠自動感知環境變化並做齣響應的傢庭安防係統。作者還分享瞭一些在實際部署過程中可能遇到的挑戰，比如網絡穩定性、安全性問題以及功耗優化策略，並給齣瞭相應的解決方案。讓我印象深刻的是，書中還探討瞭未來智能傢居的發展趨勢，例如Matter協議的齣現，以及如何將AI技術融入到短距離無綫通信中，實現更智能化、更個性化的用戶體驗。

評分☆☆☆☆☆

這本書的編排邏輯清晰，語言通俗易懂，即使是對短距離無綫通信瞭解不多的讀者，也能輕鬆入門。我特彆欣賞作者在內容組織上所做的努力，將復雜的概念分解成一個個易於理解的模塊。在介紹各項技術時，書中都會配以大量的圖錶和示意圖，幫助讀者直觀地理解其工作原理。例如，在講解NFC的通信過程時，書中就用瞭幾頁精美的插圖來展示卡片與讀卡器之間的交互過程。而且，作者在敘述時，總是能抓住重點，突齣核心概念，避免過多的技術術語堆砌，使得內容更加生動有趣。我個人覺得，對於那些想要快速瞭解短距離無綫通信概貌，並從中找到自己感興趣方嚮的讀者來說，這本書提供瞭一個非常好的起點。它能夠激發讀者的學習興趣，並為進一步深入研究奠定堅實的基礎。

評分☆☆☆☆☆

心與心的交流在短距離通信中實現

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曾品也挺給力的

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nice

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書看上去很舊，老版的樣子

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曾品也挺給力的

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棒棒棒