智能科学技术著作丛书：基于信息融合的无线传感器网络部署 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张聚伟 著

图书标签:

• 无线传感器网络
• 信息融合
• 网络部署
• 智能科学技术
• 传感器技术
• 无线通信
• 优化算法
• 数据处理
• 物联网
• 边缘计算

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030529213

版次：1

商品编码：12217396

包装：平装

丛书名： 智能科学技术著作丛书

开本：16开

出版时间：2017-06-01

用纸：胶版纸

页数：187

字数：240000

正文语种：中文

内容简介

　　节点部署是无线传感器网络研究的一个基本问题，部署效果的好坏直接影响无线传感器网络所提供的服务质量的好坏。
　　《智能科学技术著作丛书：基于信息融合的无线传感器网络部署》结合作者长期以来在该领域的研究工作，基于信息融合理论，论述和总结无线传感器网络部署的发展及所面临的诸多技术挑战。全书分三篇，共16章，内容涉及水下传感器网络部署、有向传感器网络部署和异构传感器网络部署，针对不同种类的传感器节点建立概率感知模型，基于信息融合理论给出解决方案，为传感器网络部署提供新思路。
　　《智能科学技术著作丛书：基于信息融合的无线传感器网络部署》可以作为无线传感器网络领域的研究人员及广大对无线传感器网络感兴趣的工程技术人员的参考用书，也可作为高等院校自动化、网络、通信、电子等专业高年级本科生和研究生的学习教材。

目录

智能科学技术著作丛书序
前言
第1章 绪论
1．1 无线传感器网络部署
1．2 无线传感器网络分析
1．2．1 无线传感器网络的特点
1．2．2 无线传感器网络的关键技术
1．2．3 无线传感器网络的应用
1．2．4 无线传感器网络覆盖分类
1．3 传感器网络覆盖控制
1．3．1 休眠调度机制
1．3．2 移动节点调节机制
1．3．3 无线传感器网络部署问题研究现状
1．4 数据融合
1．4．1 数据融合的意义
1．4．2 常用的数据融合方法
参考文献

第一篇 基于信息融合的水下传感器网络部署
第2章 水下传感器网络部署问题研究进展
2．1 水下传感器网络部署
2．2 水下传感器网络节点部署研究进展
2．3 水下传感器网络的通信方式
2．4 本章小结
参考文献
第3章 基于深度信息的水下传感器网络部署算法
3．1 引言
3．2 相关知识
3．2．1 水下传感器网络节点
3．2．2 水下传感器节点感知模型
3．2．3 水下传感器覆盖率的计算
3．3 部署算法描述
3．3．1 基本假设
3．3．2 算法步骤
3．3．3 算法流程图
3．4 仿真分析
3．4．1 层次划分
3．4．2 水下目标分布
3．4．3 工作状态的水下传感器节点概率
3．4．4 检测概率仿真分析
3．4．5 水下传感器节点数目分析
3．4．6 生存时间仿真分析
3．5 本章小结
参考文献
第4章 水下传感器网络表面区域高效部署
4．1 引言
4．2 水下传感器网络结构
4．2．1 水下传感器网络结构
4．2．2 水下传感器节点
4．2．3 水下传感器节点通信方式
4．3 节点动态分析
4．4 表面部署区域分析
4．4．1 给定区域部署
4．4．2 目标区域深度与部署的关系
4．5 本章小结
参考文献
第5章 光学声学通信混合水下传感器网络的分布式部署
5．1 引言
5．2 混合水下传感器网络部署结构
5．3 混合水下传感器网络节点部署算法
5．4 仿真分析
5．4．1 节点数目分析
5．4．2 检测概率分析
……

第二篇 基于信息融合的有向传感器网络部署
第三篇 基于信息融合的异构传感器网络节点部署

精彩书摘

　　《智能科学技术著作丛书：基于信息融合的无线传感器网络部署》：
　　1.2.2 无线传感器网络的关键技术
　　1）时间同步技术
　　无线传感器网络以采集信息并及时传送出去为目的，而时间同步是传感器网络数据实时性的保证，是实现所有节点协同进行工作的前提。时间同步技术是无线传感器网络的一项基本支撑技术，是实现传感器网络定位、不同节点数据融合、目标捕捉等技术以及各项MAC层协议的基础。
　　2）定位技术
　　在无线传感器网络中，节点需要定位自己的位置，以实现目前的大多数部署策略，并在运行工作时，能够提供目标事件发生的具体位置，所以定位技术是无线传感器网络的一项基本支撑技术。
　　3）网络拓扑控制技术
　　无线传感器网络的各项资源普遍受限，因此通过调节传感器节点的发射功率、设置节点分簇机制或采用休眠调度机制等方法，以减少网络的整体能耗、减少无线通道的相互干扰、巩固网络的连通性等提高网络性能的拓扑控制技术，变得非常重要。
　　4）数据融合技术
　　数据融合技术是指通过数据压缩和分类选择等方法，保留数据信息中的有效部分，去除信息数据中的冗余及无效部分，达到减少传输数据量的方法。数据融合以增加节点的数据处理成本为代价，提高数据的可靠性、减少数据传输能耗和无线信道的干扰。
　　5）其他关键技术
　　无线传感器网络除了上述简要介绍的几种关键技术之外，还有网络安全技术、数据管理技术、嵌入式操作技术、无线通信技术、网络协议、应用层技术等相关技术。
　　1.2.3 无线传感器网络的应用
　　无线传感器网络的感知技术在生活中无时不在、无处不在，可应用于大多数的生活环境，帮助人们深入了解甚至控制周围环境。无线传感器网络在军事、民用、工业、商业、灾害应急救援甚至宇宙探索方面都有着重要的应用。
　　1）军事应用
　　无线传感器网络作为信息时代的产物，在军事上的指挥部署兵力、情报搜集、信息对抗和战场救援方面提供技术支持。无线传感器网络具有很强的鲁棒性、定位能力和自组织能力，且其节点成本低廉，在部署到敌方区域之后采集信息、跟踪目标，即使部分遭到破坏，也不会对整个网络造成太大的损失，更不会造成人员的伤亡。同时，传感器网络应用到兵器和作战单位中后，可以第一时间共享战场信息，能够提高军事打击的精度，极大地提高各作战单位的协调性。
　　……

前言/序言

　　负责前端无线接入的无线传感器网络技术是支持物联网以及未来移动通信系统的重要技术基础，如何有效地部署传感器节点并提高数据可靠性一直是研究无线传感器网络的重要课题。由于无线器传感网络节点具有可靠性差、冗余性高的特点，通过信息融合算法减少数据传输量、改进节点的部署算法、增加信息的可靠性是提高无线传感器网络服务质量的有效途径。
　　本书围绕无线传感网络节点部署中的热点和难点，以信息融合理论为主线索，基于作者在水下传感器网络部署、有向传感器网络部署、异构传感网络部署等课题中的研究成果，结合国内外重要研究成果展开详细的阐述和分析，全书分三篇共16章。针对不同种类的传感器节点，建立概率感知模型，基于信息融合理论，给出解决方案，为传感器网络部署提供新思路。本书可以作为无线传感器网络领域的研究人员及广大对无线传感器网络感兴趣的工程技术人员的参考用书，也可作为高等院校自动化、网络、通信、电子等专业高年级本科生和研究生的学习教材。
　　第1章是绪论，主要介绍无线传感网络的概念、主要特点与关键技术，重点分析无线传感器网络覆盖部署问题。接下来分为三篇，第一篇是基于信息融合的水下传感器网络部署问题研究，其中第2章介绍水下传感器网络部署的研究进展；第3章介绍基于深度信息的水下传感器网络部署；第4章介绍水下传感器网络表面区域部署算法；第5章介绍混合通信方式的水下传感器网络部署；第6章介绍基于信度势场的水下传感器网络部署；第7章介绍基于模糊数据融合的水下传感器网络部署；第8章介绍基于小分子模型的水下传感器网络部署。第二篇是基于信息融合的有向传感器网络部署，其中第9章介绍有向传感器网络的研究进展及常见的有向传感器网络节点感知模型；第10章介绍基于概率感知模型的有向传感器网络部署算法；第11章介绍视频传感器网络路径覆盖算法；第12章介绍有向传感器网络强栅栏覆盖算法。第三篇是基于信息融合的异构传感器网络节点部署，其中第13章介绍异构传感器网络介绍及异构传感器网络部署简介；第14章介绍感知数据类型异构的传感器网络部署；第15章介绍基于粗糙集的水下异构传感器网络节点部署；第16章介绍基于粒子群算法的异构传感器网络节点部署。

海量感知，智慧互联：无线传感器网络部署的创新与实践 在信息爆炸的时代，如何高效、精准地采集海量数据，并将其转化为有价值的洞察，已成为科学研究、工业生产、社会管理等诸多领域面临的核心挑战。无线传感器网络（Wireless Sensor Networks, WSNs）作为一种分布式、自组织的通信网络，凭借其低成本、易部署、广覆盖的特点，正在深刻地改变着我们感知和理解世界的方式。从监测气候变化、环境污染，到智慧城市建设、工业自动化，再到医疗健康、农业生产，WSNs的应用场景日益广泛，其核心技术——网络部署——的重要性也愈发凸显。 本书并非一本直接阐述“基于信息融合的无线传感器网络部署”的著作，而是从更宏观、更基础的视角，深入探讨无线传感器网络的构建、优化与应用。它聚焦于WSNs的设计、部署、管理以及在不同场景下的实践，为读者构建一个全面而深刻的认知框架。本书旨在为那些对WSNs感兴趣的研究人员、工程师、学生以及行业从业者提供坚实的理论基础和丰富的实践指导，帮助他们理解WSNs的潜力，并在此基础上进行更深入的探索和创新。 第一篇：无线传感器网络的基石——原理、架构与挑战 在信息融合成为一种强大工具之前，理解WSNs的根本运作机制至关重要。本篇将为读者打下坚实的理论基础，深入剖析WSNs的核心概念。 第一章：认识无线传感器网络。 这一章将带领读者走进WSNs的世界，详细解释其基本构成，包括传感器节点、网关、汇聚节点以及管理中心等关键组成部分。我们将探讨传感器的类型、采集信息的原理，以及它们如何通过无线通信技术连接成网络。此外，还会对WSNs的典型应用领域进行概览，展示其在现代社会中的广阔前景。 第二章：WSNs的通信协议栈。 任何网络都离不开通信协议。本章将深入讲解WSNs的通信协议栈，包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。我们将重点关注为WSNs量身定制的、低功耗、高效率的协议，如Zigbee、6LoWPAN等，并分析它们在节点通信、路由发现、数据传输等方面的特点和优势。理解协议栈的设计对于优化网络性能至关重要。 第三章：WSNs的独特挑战。 WSNs在带来巨大便利的同时，也面临着一系列独特的挑战。本章将详细探讨这些挑战，包括： 节点能量约束： 传感器节点通常由电池供电，能量是其最宝贵的资源。如何设计低功耗的节点和高效的通信策略，延长网络寿命，是WSNs研究的核心问题。 计算与存储限制： 传感器节点通常计算能力和存储空间有限，这限制了其执行复杂算法的能力，需要精心设计的分布式算法。 通信可靠性与带宽： 无线通信易受干扰，带宽有限。如何保证数据的可靠传输，并有效利用有限的带宽，是另一大挑战。 网络拓扑的动态性： 传感器节点可能因为能量耗尽、故障或环境变化而移动或失效，导致网络拓扑的动态变化，需要网络具备自适应能力。 安全性问题： WSNs的开放性使其容易受到各种安全威胁，如窃听、注入攻击等，保障数据和网络的安全至关重要。 第二篇：无线传感器网络的部署策略与优化 网络部署是WSNs实现其功能的基础。本篇将聚焦于如何将传感器节点有效地放置到目标区域，以最大化网络的覆盖范围、性能和寿命。 第四章：WSN部署的地理模型与覆盖分析。 理解不同部署模型对网络覆盖的影响是优化部署的关键。本章将介绍各种地理模型，如随机部署、规则部署、分簇部署等，并深入分析不同模型下的节点覆盖率计算方法。我们将探讨如何根据应用需求（例如，特定区域的全面监测、关键点的精细感知）来选择和优化部署模型。 第五章：网络覆盖优化技术。 仅仅将节点放置好是不够的，还需要优化其布局以达到最佳的覆盖效果。本章将详细介绍各种网络覆盖优化技术，包括： 基于几何的优化： 利用几何学原理，计算最佳节点位置以实现特定的覆盖目标，如最小化重叠区域、最大化全覆盖率。 基于图论的优化： 将网络视为图，利用图论算法（如最小生成树、最大匹配）来优化节点的连接性和覆盖性。 基于能量感知的优化： 考虑节点能量消耗，设计部署策略以延长网络的整体寿命，例如，将高能耗节点放置在易于维护或补充能量的位置。 基于节点移动的部署： 在某些场景下，可以通过移动节点来改进部署效果，本章将探讨相关的算法和策略。 第六章：节点选择与冗余管理。 在部署过程中，并非所有的传感器节点都必须同时激活，也并非所有的区域都需要同等精度的监测。本章将探讨节点选择和冗余管理技术，以平衡覆盖需求、能量消耗和网络性能。我们将介绍激活/休眠策略、节点冗余度控制等方法，以提高网络的能效和鲁棒性。 第七章：分簇部署策略。 分簇是WSNs中一种重要的组织方式，它将网络划分为多个簇，每个簇由一个簇头负责管理和数据汇聚。本章将深入探讨分簇部署策略，包括： 簇的形成与选择： 如何确定簇的数量、簇头的位置以及成员的分配。 能量感知的分簇： 考虑节点能量分布，设计能耗均衡的分簇算法。 分簇在数据融合中的作用： 介绍簇头在收集、压缩和融合簇内数据方面的作用。 第三篇：无线传感器网络的实际应用与未来展望 理论的价值在于实践。本篇将展示WSNs在各个领域的实际应用，并展望其未来的发展趋势。 第八章：智慧农业中的WSNs。 农业生产是WSNs的重要应用领域。本章将探讨WSNs如何在农田环境监测（土壤湿度、温度、光照）、作物生长监测、病虫害预警、灌溉自动化等方面发挥作用，帮助农民实现精准农业，提高产量和质量。 第九章：智慧城市与环境监测。 智慧城市建设离不开海量数据的支撑，WSNs是获取这些数据的关键技术。本章将展示WSNs在交通流量监测、空气质量检测、噪音监测、基础设施健康监测（如桥梁、管道）、公共安全监控等方面的应用，以及它们如何帮助城市管理者做出更明智的决策。 第十章：工业自动化与物联网（IoT）。 WSNs是构建工业物联网（IIoT）的关键组成部分。本章将探讨WSNs在生产过程监控、设备状态监测、预测性维护、供应链管理、能源效率优化等工业场景中的应用，如何提升生产效率、降低运营成本、保障生产安全。 第十一章：医疗健康与可穿戴设备。 随着人们健康意识的提高，WSNs在医疗健康领域的应用日益受到关注。本章将介绍WSNs在远程患者监护、生命体征监测、运动健康分析、老年人监护等方面的应用，以及如何与可穿戴设备结合，构建更智能、更个性化的健康管理系统。 第十二章：WSNs的未来发展趋势。 WSNs技术仍在不断发展和演进。本章将对WSNs的未来发展趋势进行展望，包括： 与人工智能（AI）的融合： AI将极大地提升WSNs的数据分析能力，实现更智能的决策和预测。 低功耗广域网（LPWAN）技术的发展： 如LoRa, NB-IoT等技术将进一步拓展WSNs的应用范围和连接密度。 软件定义网络（SDN）与网络功能虚拟化（NFV）在WSNs中的应用： 提升网络的灵活性和可管理性。 自主性与自适应性： WSNs将变得更加自主，能够自我配置、自我修复和自我优化。 与其他新兴技术的交叉融合： 如区块链在WSNs安全和可信度方面的应用。 本书旨在提供一个全面而深入的WSNs知识体系，从基础原理到部署策略，再到实际应用。它强调理解WSNs的内在逻辑和面临的挑战，为读者构建一个清晰的认知框架，从而能够更好地理解和应用信息融合等更高级的技术，推动无线传感器网络在各个领域的创新与发展。希望本书能激发读者对WSNs的兴趣，并为他们未来的研究和实践提供有力的支持。

评分☆☆☆☆☆

这本书的定位——“智能科学技术著作丛书”，就已经预示了其内容的专业性和学术价值。而“基于信息融合的无线传感器网络部署”这个具体主题，更是精准地击中了当前WSN研究中的一个核心痛点。在实际应用中，无线传感器网络的节点数量庞大，分布广泛，而且往往需要在能量受限的情况下协同工作。如何才能在保证网络覆盖度和连通性的前提下，实现能源的高效利用，延长网络寿命，这是部署时需要重点考虑的问题。信息融合技术，恰恰是解决数据冗余、提高数据质量、增强系统可靠性的关键手段。我非常期待书中能够详细阐述信息融合在WSN部署中的具体实现机制。例如，它是否会深入探讨不同类型传感器数据融合的挑战，以及如何设计相应的融合算法来应对这些挑战？在部署策略上，它是否会提出能够充分考虑信息融合带来的额外计算开销和通信开销的优化方法？我希望这本书能提供切实可行的理论框架和技术方案，帮助我们更好地理解和解决WSN的部署难题。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本《智能科学技术著作丛书：基于信息融合的无线传感器网络部署》，我立刻被它严谨的学术气息所吸引。从书名来看，这本书显然不是一本泛泛而谈的科普读物，而是聚焦于一个非常具体且前沿的研究方向。我个人对信息融合技术在提升感知系统性能方面的潜力一直深感着迷。在无线传感器网络这样一个信息来源分散、节点能力受限的场景下，如何有效地融合来自不同传感器的数据，以提取更全面、更准确的环境信息，是我一直以来非常关注的问题。而“部署”这个词，在WSN领域有着多重含义，它不仅关乎传感器的物理位置，还直接影响网络的能量效率、数据传输延迟以及整体的覆盖范围。我非常期待书中能够提供一些创新的部署策略，这些策略能够充分利用信息融合的优势，例如，是否可以设计出一种自适应的部署方案，能够根据环境变化和网络运行状态动态调整节点的位置或通信模式？书中是否会给出详细的仿真实验或者实际案例分析，来验证这些基于信息融合的部署策略的有效性？我尤其关注书中的数学模型是否严谨，算法设计是否具有可操作性，以及它能为实际的WSN系统设计提供怎样的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

《智能科学技术著作丛书：基于信息融合的无线传感器网络部署》这个书名，立刻吸引了我的目光。作为一名在该领域工作多年的工程师，我深知无线传感器网络在实际部署过程中所面临的各种复杂性，从地形地貌的限制，到通信信号的衰减，再到节点能量的消耗，每一个环节都可能成为部署的瓶颈。信息融合技术的引入，无疑为解决这些问题提供了新的视角和工具。我非常好奇书中会如何具体地阐述信息融合对WSN部署的影响。比如，它是否会探讨如何利用多源异构的信息融合技术来优化传感器的空间布局，从而提高整体的监测精度和覆盖范围？又或者，它会侧重于在部署阶段就考虑信息融合的通信开销，设计出更具能源效率的节点分布和通信模式？我希望书中能提供一些具体的工程实践案例，或者详细的算法描述，以便我能够将书中提出的理论和方法应用到我实际的工作中。这本书的出现，对于提升WSN系统的整体性能和可靠性，无疑具有重要的指导意义。

评分☆☆☆☆☆

这本书的标题《智能科学技术著作丛书：基于信息融合的无线传感器网络部署》，听起来就充满了技术深度和前沿性。我是一名正在攻读相关专业博士的学生，平时也接触不少关于无线传感器网络的研究。现有的WSN部署研究，虽然已经取得了许多进展，但在面对大规模、异构、动态的网络环境时，仍然存在不少挑战。信息融合，作为一种能够有效处理不确定性、提高数据质量和系统鲁棒性的技术，在WSN领域有着巨大的应用潜力。我非常好奇这本书能否提供一些突破性的思路。例如，它是否会探讨如何设计一种能够充分利用异构传感器信息的融合算法，以克服不同传感器之间的精度和量程差异？在部署方面，是否会提出能够兼顾网络生命周期和信息质量的优化模型？我希望能从中找到一些关于如何构建更智能、更具韧性的WSN部署方案的启发，尤其是在诸如智慧城市、环境监测、工业自动化等复杂应用场景下的部署实践。

评分☆☆☆☆☆

这本《智能科学技术著作丛书：基于信息融合的无线传感器网络部署》的封面设计简洁大气，封面上“信息融合”和“无线传感器网络”几个大字格外醒目，让我对内容产生了浓厚的兴趣。我一直在关注无线传感器网络（WSN）领域的发展，特别是它在物联网（IoT）中的应用前景。近些年，WSN的部署问题一直是困扰研究者和工程师的关键挑战之一。如何才能在复杂的环境中，以最优的节点分布策略，最大化网络的覆盖率、连通性和鲁棒性，同时又兼顾能耗和成本，这其中的学问可不少。尤其是信息融合技术，它在提升WSN数据处理的准确性和可靠性方面扮演着至关重要的角色。我非常好奇这本书将如何深入探讨信息融合在WSN部署中的具体方法和实践。例如，它是否会介绍一些先进的信息融合算法，比如卡尔曼滤波、粒子滤波，或者更前沿的深度学习方法，来指导WSN节点的选址和数量规划？又或者，它会侧重于从理论层面分析信息融合对WSN性能提升的数学模型和优化框架？书中提到的“部署”，是否仅仅指物理位置的布置，还是包含了节点间的通信拓扑设计，甚至节点自身的参数配置？这些疑问都让我迫不及待地想翻阅这本书，希望能从中找到满意的答案。