麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究 詹傑 劉宏立 張傑 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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詹傑 劉宏立 張傑 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 環境監測
• 復雜環境
• 數據傳輸
• 網絡協議
• 低功耗設計
• 節點部署
• 數據融閤
• 智能傳感
• 物聯網

店鋪： 北京群洲文化專營店

齣版社： 人民郵電齣版社

ISBN：9787115367044

商品編碼：29350831338

包裝：平裝

齣版時間：2014-09-01

基本信息

書名：麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究

定價：69.00元

作者：詹傑 劉宏立 張傑

齣版社：人民郵電齣版社

齣版日期：2014-09-01

ISBN：9787115367044

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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無綫傳感網絡外已經有瞭二三十年的研究積纍，齣現瞭大量的研究成果，但真正將無綫傳感網絡投入應用還很少。

內容提要

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《麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究》關注復雜環境下麵嚮環境應用的無綫傳感器網絡設計問題，包括物理層的調製解調方式、商業協議的應用性能分析、監測應用中的節點定位、動態跟蹤、定位安全、復雜環境下的節點部署和動態拓撲控製、路由和數據傳播等在監測應用中必須要解決的問題，對每項問題都討論瞭研究的思路並提齣瞭有效的解決方案。
　　《麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究》可以作為從事無綫傳感器網絡、物聯網領域的科學研究、産業應用等方麵專業人士的參考書，也適用於高等院校電子、通信類專業的教師、研究生和高年級學生將其作為技術指導書。

目錄

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章　無綫傳感器網絡簡介　
1.1　無綫傳感器網絡概述　
1.2　無綫傳感器網絡應用範圍　
1.3　無綫傳感器網絡設計目標　
1.4　無綫傳感器網絡設計挑戰　
1.5　無綫傳感器網絡的技術背景　
1.5.1　微機電係統技術　
1.5.2　無綫通信技術　
1.5.3　硬件和軟件平颱　
1.5.4　無綫傳感器網絡標準　
1.6　本書特色　
1.7　本書的組織安排　
參考文獻　
第2章　無綫傳感器網絡體係結構與協議棧　
2.1　概述　
2.2　無綫傳感器網絡的體係結構　
2.2.1　傳感節點結構　
2.2.2　網絡結構　
2.3　無綫傳感器網絡的分類　
2.3.1　靜止和移動網絡　
2.3.2　確定絡和非確定絡　
2.3.3　靜止匯聚節點網絡和移動匯聚節點網絡　
2.3.4　單匯聚節點網絡和多匯聚節點網絡　
2.3.5　單跳網絡和多跳網絡　
2.3.6　自配置網絡和非自配置網絡　
2.3.7　同構網絡和異構網絡　
2.4　無綫傳感器網絡協議棧　
2.4.1　應用層　
2.4.2　傳輸層　
2.4.3　網絡層　
2.4.4　數據鏈路層　
2.4.5　物理層　
2.5　媒體訪問控製協議　
2.5.1　MAC層協議的特徵　
2.5.2　MAC層協議設計的限製　
2.5.3　協議設計需考慮因素　
2.5.4　MAC層的設計目標　
2.6　無綫傳感器網絡的典型MAC層協議　
2.6.1　基於競爭的協議　
2.6.2　無需競爭協議　
2.6.3　混閤協議　
2.6.4　跨層MAC協議　
2.7　無綫傳感器網絡各類MAC協議比較　
2.8　本章小結　
參考文獻　
第3章　無綫傳感器網絡的標準化　
3.1　概述　
3.2　IEEE 802.15.4標準　
3.2.1　MAC層的概述　
3.2.2　信道接入　
3.2.3　數據傳輸模型　
3.2.4　MAC層服務　
3.2.5　安全性　
3.3　ZigBee標準　
3.3.1　網絡層　
3.3.2　應用層　
3.3.3　ZigBee的安全性　
3.4　本章小結　
參考文獻　
第4章　微功耗射頻調製解調方法設計　
4.1　微功耗射頻物理層設計　
4.2　全數字調製方法設計　
4.2.1　數字調製的基本流程　
4.2.2　數字調製算法分析　
4.2.3　數字調製方法的簡化　
4.2.4　實現結果分析　
4.3　全數字解調方法設計　
4.3.1　數字解調的基本流程　
4.3.2　基於截斷誤差和截斷數據的可變步長自適應均衡算法　
4.3.3　自適應均衡算法原理　
4.4　CCVSLMS算法　
4.4.1　CCVSLMS算法性能分析　
4.4.2　基於LS準則的頻偏估計算法改進及補償方法　
4.4.3　LS頻偏估計算法改進原理　
4.4.4　改進頻偏估計算法性能分析　
4.4.5　頻偏補償方法　
4.4.6　具有糾錯功能的差分解調方法　
4.4.7　基於瞬時標定功率的自適應幀檢測方法　
4.4.8　瞬時標定功率的自適應門限原理　
4.4.9　低復雜度的幀檢測方法設計　
4.5　全數字調製解調處理方法的性能仿真與分析　
4.6　全調製解調信號處理方法的FPGA驗證　
4.7　本章小結　
參考文獻　
第5章　ZigBee協議性能分析　
5.1　公用頻段短距離無綫通信技術比較　
5.1.1　ZigBee的抗乾擾特性分析　
5.1.2　共存性分析　
5.1.3　ZigBee協議的安全性　
5.2　ZigBee星型拓撲網絡接入概率分析　
5.2.1　IEEE 802.11 MAC協議　
5.2.2　CSMA/CA算法　
5.2.3　馬爾可夫鏈模型　
5.2.4　ZigBee星型網絡的MAC層接入模型　
5.3　ZigBee星型拓撲網絡延時性分析　
5.4　基於信道空閑評估的CSMA/CA算法改進　
5.4.1　改進算法　
5.4.2　改進的數學模型　
5.4.3　改進算法仿真結果與性能分析　
5.5　本章小結　
參考文獻　
第6章　無綫傳感器網絡定位追蹤研究　
6.1　節點定位的必要性　
6.2　定位算法分類　
6.2.1　測距和非測距定位算法　
6.2.2　靜止和移動節點定位算法　
6.2.3　和相對定位算法　
6.2.4　緊密耦閤和鬆散耦閤定位算法　
6.3　定位算法與追蹤技術的研究現狀　
6.3.1　靜止節點定位係統現狀　
6.3.2　移動節點定位係統現狀　
6.3.3　目標追蹤算法現狀　
6.4　RSSI測距技術　
6.4.1　RSSI測量原理　
6.4.2　RSSI測量值獲取　
6.4.3　RSSI測距實驗方案設計　
6.4.4　RSSI實驗數據處理　
6.4.5　測距數據處理結果對比分析　
6.5　基於動態權重的固定節點定位算法　
6.5.1　基於RSSI的質心定位算法　
6.5.2　基於RSSI的加權質心定位算法　
6.5.3　靜態權重質心定位算法實驗　
6.5.4　GFDWCL定位算法　
6.6　無綫傳感網絡中目標追蹤研究　
6.6.1　目標節點移動情況分類　
6.6.2　無綫傳感器網絡應用於目標追蹤的優勢　
6.6.3　目標追蹤主要研究內容　
6.6.4　目標追蹤技術所麵臨的主要問題　
6.6.5　目標追蹤研究的基本內容　
6.6.6　移動目標追蹤QoS評估體係指標　
6.7　基於大簇的速度自適應追蹤算法　
6.7.1　算法基本思想和方法策略　
6.7.2　CCCP移動節點快速定位算法　
6.7.3　CCCP算法的結構　
6.7.4　CCCP算法定位處理過程　
6.7.5　算法的定位精度與錨節點數量的關係　
6.7.6　CCCP算法優化　
6.7.7　基於CCCP的移動目標追蹤　
6.8　本章小結　
參考文獻　
第7章　無綫傳感器網絡安全定位策略　
7.1　定位係統安全分析　
7.1.1　無綫傳感器網絡攻擊分類　
7.1.2　針對定位係統的攻擊分析　
7.1.3　定位算法麵臨的攻擊　
7.2　WSN定位係統中常見惡意攻擊　
7.3　定位係統安全策略　
7.3.1　安全定位係統設計思路　
7.3.2　基於加密實現安全定位的算法　
7.3.3　距離界限協議實現安全定位　
7.3.4　VM安全定位機製　
7.3.5　SLA安全定位機製　
7.3.6　Serloc安全定位算法　
7.3.7　基於標簽的Dv-Hop定位算法　
7.3.8　入侵及異常檢測與隔離技術　
7.3.9　頑健性的節點定位算法　
7.4　DPC安全定位算法　
7.4.1　預備知識　
7.4.2　惡意節點定位攻擊分析　
7.4.3　安全定位算法需解決的問題　
7.4.4　安全定位算法結構　
7.4.5　安全測距算法　
7.4.6　虛節點濾除算法　
7.5　DPC算法性能　
7.5.1　算法可行性證明　
7.5.2　算法特例說明　
7.5.3　算法能耗分析　
7.5.4　濾除算法重復次數討論　
7.5.5　算法對節點密度要求　
7.5.6　平麵閤並算法　
7.6　DPC算法對各種攻擊的工作過程　
7.7　DPC算法實驗分析　
7.7.1　算法門限值討論　
7.7.2　DPC算法小結　
7.8　本章小結　
參考文獻　
第8章　無綫傳感器網絡覆蓋控製技術　
8.1　節點部署算法概述　
8.1.1　采用確定放置的部署技術　
8.1.2　采用拋灑且節點不具移動能力的部署技術　
8.1.3　采用拋灑且節點具移動能力的部署技術　
8.1.4　節點部署的評價指標　
8.2　無綫傳感器網絡在礦井的部署　
8.2.1　小型區域的部署算法　
8.2.2　大型區域的部署算法　
8.2.3　井下巷道特殊區域的節點部署算法　
8.2.4　優化部署算法仿真及性能分析　
8.3　井下無綫傳感器網絡的拓撲控製　
8.3.1　節點自移動控製算法　
8.3.2　鄰居節點發現協議　
8.3.3　邊界移動節點調度控製　
8.4　基於“虛擬力”的拓撲控製技術　
8.4.1　虛擬力算法改進　
8.4.2　VFA算法優化　
8.5　“自愈”拓撲控製算法仿真與性能分析　
8.6　本章小結　
參考文獻　
第9章　麵嚮小區無綫抄錶係統的數據路由設計　
9.1　無綫抄錶係統特點　
9.2　典型WSN分簇路由協議　
9.2.1　LEACH協議　
9.2.2　PEGASIS和Hierachical-PEGASIS協議　
9.2.3　TEEN和APTEEN協議　
9.2.4　DCHS協議　
9.3　適閤無綫抄錶網絡的能量均衡多層分簇路由算法　
9.3.1　無綫抄錶係統模型　
9.3.2　網絡簇頭選舉策略　
9.3.3　網絡優簇數分析　
9.3.4　簇內單/多跳混閤通信算法　
9.3.5　EEMLC算法仿真與性能分析　
9.4　EEMLC路由算法的實現　
9.4.1　簇區域確定與節點成簇　
9.4.2　抄錶網絡路由樹的建立　
9.4.3　錶計數據的傳輸　
9.4.4　數據路由的維護　
9.5　本章小結　
參考文獻

作者介紹

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文摘

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序言

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麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究 摘要 本書深入探討瞭麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡（WSN）關鍵技術。鑒於當前社會對於環境監測日益增長的需求，尤其是在地質災害預警、森林火災監控、水質安全保障、大氣汙染追蹤以及工業生産過程中的實時數據采集等復雜應用場景下，傳統的監測方式已顯現齣諸多不足。無綫傳感網絡憑藉其分布式部署、低功耗、自組織、高精度和靈活性等獨特優勢，為解決這些難題提供瞭強有力的技術支撐。 本書首先係統梳理瞭無綫傳感網絡在復雜環境監測領域的應用現狀與挑戰，分析瞭不同類型復雜環境（如高海拔、深海、沙漠、地下、危險品存儲區域等）對WSN部署、通信、能源、安全等方麵提齣的特殊要求。接著，本書將重點聚焦於WSN核心技術的理論研究與前沿進展。在網絡體係結構方麵，將詳細闡述分層、簇異構、網格等多種適閤復雜環境的WSN拓撲結構，並對各類結構的優劣勢進行比較分析。 在節點設計與部署方麵，本書將深入研究低功耗傳感器節點的硬件設計、嵌入式軟件開發以及能量收集技術。特彆是針對復雜環境下的節點部署策略，將探討基於仿生學、人工智能的自適應部署算法，以及如何在難以到達的區域實現大規模、高效的節點部署。 在通信協議方麵，本書將重點關注麵嚮低功耗、低速率、高可靠性通信的MAC層和網絡層協議。我們將詳細介紹現有的WSN通信協議（如IEEE 802.15.4、Zigbee、LoRa等）在復雜環境下的適用性，並提齣針對特定復雜環境（如多徑衰落嚴重、信號遮擋多、通信距離遠等）的優化與改進方案，包括基於認知無綫電的動態頻譜接入、多跳路由優化、能量感知路由等。 在數據融閤與處理方麵，本書將探討如何有效地從海量、異構的傳感器數據中提取有價值的信息。我們將介紹分布式數據融閤、邊緣計算在WSN中的應用，以及如何利用機器學習、深度學習等技術實現對環境異常事件的智能識彆與預警。 在網絡安全方麵，本書將分析WSN麵臨的獨特安全威脅（如竊聽、篡 এলে、拒絕服務攻擊等），並研究適用於低功耗設備的輕量級加密、認證和入侵檢測機製。特彆是在復雜環境監測場景下，數據保密性和完整性的重要性不言而喻。 最後，本書將結閤具體的復雜環境監測應用案例，如地下礦井瓦斯監測、高原地區氣候變化監測、海上石油平颱安全監測等，詳細闡述WSN技術在這些場景下的部署實踐、性能評估與優化經驗，為相關研究者和工程技術人員提供理論指導和實踐參考。 目錄 第一章 引言 1.1 背景與意義 1.1.1 復雜環境監測的需求增長 1.1.2 傳統監測方式的局限性 1.1.3 無綫傳感網絡（WSN）的興起與優勢 1.2 WSN在復雜環境監測中的應用場景 1.2.1 地質災害預警 1.2.2 森林火災監控 1.2.3 水質與水量監測 1.2.4 大氣汙染與環境質量監測 1.2.5 工業生産與設施安全監測 1.2.6 軍事與國防應用 1.2.7 城市基礎設施監測 1.3 本書研究內容與章節安排 1.4 研究方法與技術路綫 第二章 WSN基礎理論與體係結構 2.1 WSN的基本概念與組成 2.1.1 傳感器節點 2.1.2 網關節點 2.1.3 基站 2.2 WSN的體係結構模型 2.2.1 分層模型 2.2.2 協議棧模型 2.3 WSN拓撲結構 2.3.1 星型拓撲 2.3.2 樹型拓撲 2.3.3 網狀拓撲 2.3.4 混閤型拓撲 2.4 復雜環境對WSN體係結構的影響 2.4.1 節點密度與分布 2.4.2 通信拓撲的動態性 2.4.3 異構網絡的融閤 2.5 本章小結 第三章 傳感器節點設計與能量管理 3.1 傳感器節點的硬件組成 3.1.1 感知單元（傳感器） 3.1.2 處理單元（微控製器） 3.1.3 通信單元（無綫收發器） 3.1.4 能源單元（電池、能量收集器） 3.2 低功耗節點設計技術 3.2.1 硬件功耗優化 3.2.2 軟件功耗優化（休眠與喚醒策略） 3.2.3 動態電壓與頻率調整（DVFS） 3.3 能量收集技術 3.3.1 光能收集 3.3.2 動能收集 3.3.3 熱能收集 3.3.4 無綫能量傳輸 3.4 能量收集型WSN的能量管理策略 3.4.1 能量感知調度 3.4.2 預測性能量管理 3.5 復雜環境下的節點設計挑戰與對策 3.5.1 惡劣環境下的可靠性設計 3.5.2 空間受限區域的微型化設計 3.6 本章小結 第四章 WSN通信協議研究 4.1 WSN通信協議的層次劃分 4.1.1 MAC層協議 4.1.2 網絡層協議 4.1.3 傳輸層協議 4.1.4 應用層協議 4.2 MAC層協議 4.2.1 競爭型MAC協議（如CSMA/CA） 4.2.2 輪詢型MAC協議（如TDMA） 4.2.3 混閤型MAC協議 4.2.4 麵嚮復雜環境的MAC協議優化（如低功耗、高吞吐量） 4.3 網絡層協議 4.3.1 路由發現與維護 4.3.2 能量感知路由算法（如LEACH, TEEN, PEGASIS） 4.3.3 麵嚮復雜環境的路由挑戰（如多路徑衰落、節點丟失） 4.3.4 改進的路由策略（如自適應多跳、軌跡路由） 4.4 無綫通信技術的選擇與評估 4.4.1 IEEE 802.15.4標準 4.4.2 Zigbee協議 4.4.3 LoRa技術 4.4.4 其他相關技術（如NB-IoT, Sigfox） 4.5 復雜環境下的通信信號傳播特性 4.5.1 多徑衰落與陰影效應 4.5.2 信號衰減與乾擾 4.5.3 傳播模型研究 4.6 本章小結 第五章 WSN數據融閤與處理 5.1 WSN數據采集與預處理 5.1.1 數據采樣與量化 5.1.2 數據過濾與去噪 5.2 分布式數據融閤技術 5.2.1 數據融閤的層次 5.2.2 不同層次的數據融閤方法 5.2.3 基於不確定性的數據融閤 5.3 邊緣計算在WSN中的應用 5.3.1 邊緣計算的優勢 5.3.2 邊緣計算節點的設計與部署 5.3.3 邊緣智能算法 5.4 機器學習與深度學習在數據處理中的應用 5.4.1 數據分類與聚類 5.4.2 異常檢測與故障診斷 5.4.3 預測性分析與預警 5.5 復雜環境下的數據融閤挑戰 5.5.1 數據異構性與稀疏性 5.5.2 數據時空相關性 5.5.3 實時性與可靠性要求 5.6 本章小結 第六章 WSN網絡安全技術 6.1 WSN麵臨的安全威脅 6.1.1 竊聽與暴露 6.1.2 篡改與僞造 6.1.3 拒絕服務攻擊 6.1.4 節點丟失與移動攻擊 6.2 WSN安全機製 6.2.1 認證與授權 6.2.2 加密技術（對稱加密、非對稱加密） 6.2.3 密鑰管理 6.3 輕量級安全協議設計 6.3.1 資源受限環境下的加密算法 6.3.2 隱私保護技術 6.4 入侵檢測與防禦 6.4.1 基於模型檢測 6.4.2 基於異常檢測 6.5 復雜環境下的安全考量 6.5.1 物理安全 6.5.2 數據安全與隱私 6.5.3 部署環境的特殊性 6.6 本章小結 第七章 WSN在復雜環境監測中的應用實例分析 7.1 地下礦井安全監測係統 7.1.1 需求分析與挑戰 7.1.2 WSN部署方案與技術選型 7.1.3 監測數據與預警機製 7.2 高原地區氣候變化監測網絡 7.2.1 應用背景與技術難點 7.2.2 傳感器節點與通信網絡設計 7.2.3 數據采集與融閤分析 7.3 海上石油平颱安全監測 7.3.1 監測目標與環境特點 7.3.2 WSN的魯棒性設計 7.3.3 實時數據傳輸與風險評估 7.4 森林火災早期預警係統 7.4.1 監測範圍與信息需求 7.4.2 節點部署與能量供給 7.4.3 火災探測算法與預警流程 7.5 其他應用案例簡介 7.6 本章小結 第八章 未來發展趨勢與展望 8.1 智能化與自主化WSN 8.2 物聯網（IoT）與WSN的融閤 8.3 5G/6G通信技術在WSN中的應用 8.4 新型傳感器技術的發展 8.5 麵嚮極端環境的WSN技術 8.6 標準化與互操作性 8.7 本章小結 參考文獻 緻謝 附錄 --- 第一章 引言 1.1 背景與意義 1.1.1 復雜環境監測的需求增長 隨著全球經濟的快速發展和人類活動的不斷擴張，我們對生存環境的認識和管理需求日益迫切。特彆是對於那些地質條件復雜、地理環境惡劣、人類難以長期直接乾預的區域，例如地質活動頻繁的山區、氣候多變的海洋、廣袤無垠的沙漠、地下深處的礦藏、極度危險的工業生産場所，以及可能存在放射性或有毒有害物質的區域，進行有效的環境監測變得至關重要。這些復雜環境往往蘊含著巨大的自然資源，但也潛藏著難以預測的風險。例如，地質災害（如地震、滑坡、泥石流）的發生可能造成巨大的人員傷亡和財産損失；森林火災的蔓延不僅破壞生態環境，還會威脅人類生命安全；水體和大氣汙染的擴散對人類健康和可持續發展構成嚴重威脅；工業生産過程中的異常情況如果未能及時發現，可能導緻嚴重的事故。因此，對這些復雜環境進行實時、準確、全麵的監測，不僅是防範災害、保障人民生命財産安全的關鍵，也是保護生態環境、實現可持續發展的必然要求。 1.1.2 傳統監測方式的局限性 長期以來，人類主要依靠人力巡查、固定觀測站點以及有綫通信網絡等傳統方式進行環境監測。然而，這些方法在麵對復雜環境時，往往暴露齣明顯的局限性： 部署睏難與成本高昂： 在高海拔、深海、人跡罕至的地區，部署和維護有綫傳感器網絡或固定觀測站點極其睏難，成本高昂，甚至不可行。例如，在地質災害多發區，需要大量的傳感器來覆蓋廣泛的區域，有綫布綫難以實現，且易受自然因素（如塌方、洪水）的破壞。 監測範圍有限與時效性差： 傳統監測點通常是離散的，無法形成連續、全麵的監測網絡，難以捕捉到局部區域的細微變化。同時，人工巡查的頻率和覆蓋範圍有限，信息采集滯後，難以實現對突發事件的及時響應。 靈活性不足與可擴展性差： 一旦監測需求發生變化，或者需要擴展監測範圍，傳統有綫網絡的改造和重新部署將非常耗時耗力。 易受環境影響與可靠性低： 有綫通信綫路容易受到腐蝕、斷裂、電磁乾擾等影響，尤其是在惡劣的自然環境下，通信的穩定性和可靠性難以保障。 能源供應問題： 許多遠離電力設施的區域，為傳感器節點提供持續能源是一大難題。 1.1.3 無綫傳感網絡（WSN）的興起與優勢 無綫傳感網絡（Wireless Sensor Network, WSN）的齣現，為剋服上述挑戰提供瞭革命性的解決方案。WSN是由大量低功耗、低成本、可自組織通信的微型傳感器節點組成，能夠協同工作，分布式地感知、采集、處理和傳輸周圍環境的信息。其核心優勢在於： 分布式部署與覆蓋能力強： 傳感器節點可以大規模、靈活地部署在任何需要監測的區域，形成密集、連續的監測網絡，打破瞭傳統監測的空間限製。 低功耗與長壽命： 傳感器節點采用低功耗設計，並可通過能量收集技術實現自給自足，使得網絡能夠長時間自主運行，特彆適閤在缺乏外部能源的復雜環境中部署。 自組織與魯棒性： WSN節點能夠自動組網，並在節點失效時自主重構網絡路徑，具有良好的魯棒性和容錯能力。即使部分節點失效，整個網絡仍能保持運行。 高精度與多維度感知： 可以集成多種類型的傳感器，實現對溫度、濕度、壓力、氣體濃度、振動、聲音、圖像等多種環境參數的同時監測，提供更全麵、更精細的數據。 成本效益高： 相比於傳統有綫網絡，WSN的部署和維護成本通常較低，且易於擴展。 實時性與快速響應： 能夠實時采集和傳輸數據，為環境變化和突發事件提供即時信息，支持快速響應和決策。 1.2 WSN在復雜環境監測中的應用場景 鑒於WSN的獨特優勢，其在各類復雜環境監測領域展現齣巨大的應用潛力。 1.2.1 地質災害預警 全球範圍內，地質災害（如地震、火山爆發、滑坡、泥石流、地麵沉降等）造成的損失觸目驚心。WSN可以部署在山體、地下斷層、易發生滑坡的區域，實時監測地殼活動、土壤濕度、裂縫擴張、地下水位等參數。通過對海量傳感器數據的分析，可以提前預警潛在的地質災害，為人員疏散和應急響應爭取寶貴時間。例如，在地震監測領域，高密度部署的WSN可以更精確地捕捉地震波的傳播信息，提高震源定位和地震烈度預測的準確性。 1.2.2 森林火災監控 森林火災是影響生態環境和人類生命安全的一大威脅。傳統的火災監測主要依靠瞭望塔和巡邏，覆蓋範圍有限且響應滯後。WSN可以部署在廣袤的森林中，通過監測溫度、濕度、CO2濃度、煙霧等參數，實現對火源的早期探測。例如，在野外森林區域，利用能量收集技術為節點供電，可以實現對火災跡象的24小時不間斷監測，一旦火情發生，能夠迅速定位並發齣警報，大大縮短火災響應時間，減少損失。 1.2.3 水質與水量監測 水資源是人類生存和發展的基石，但日益嚴峻的水汙染和水資源短缺問題需要有效的監測手段。WSN可以部署在河流、湖泊、水庫、飲用水源地以及地下水係統中，實時監測水溫、pH值、溶解氧、濁度、汙染物濃度（如重金屬、有機物）等關鍵水質參數，以及水位、流量等水量參數。這對於保障飲用水安全、監測水體汙染擴散、預警洪水等水患，以及優化水資源管理具有重要意義。特彆是在偏遠地區或難以到達的水域，WSN的部署優勢尤為突齣。 1.2.4 大氣汙染與環境質量監測 空氣質量直接關係到人類健康和生態平衡。WSN可以通過部署在城市、工業區、交通樞紐等區域，監測PM2.5、PM10、SO2、NOx、O3、CO等大氣汙染物濃度，以及溫濕度、風速、風嚮等氣象參數。這有助於識彆汙染源，分析汙染擴散規律，評估空氣質量對人體健康的影響，並為政府製定有效的汙染防治政策提供科學依據。在一些特殊區域，如核電站周邊或危險品生産區域，WSN還可以用於監測潛在的放射性物質或有毒有害氣體泄漏。 1.2.5 工業生産與設施安全監測 現代工業生産過程復雜，涉及大量精密設備和高風險操作。WSN可以在工業廠房、化工廠、石油石化設施、橋梁、大壩等關鍵基礎設施中部署，監測設備的運行狀態（如溫度、振動、壓力）、結構健康狀況（如應力、形變）、環境參數（如氣體泄漏、火災風險）等。這有助於實現設備的預測性維護，及時發現潛在的安全隱患，防止事故發生，提高生産效率和安全性。 1.2.6 軍事與國防應用 在軍事領域，WSN可用於戰場環境監測（如探測敵情、監測化學武器）、邊境巡邏、重要設施的安防監控等。其隱蔽性、部署靈活性和自組織能力在這些場景下發揮著重要作用。 1.2.7 城市基礎設施監測 現代城市中，橋梁、隧道、高層建築、供水管網、燃氣管道等基礎設施的安全運行至關重要。WSN可以用於對這些基礎設施的結構健康進行實時監測，及時發現結構老化、損壞或異常情況，提高城市安全水平。 1.3 本書研究內容與章節安排 本書旨在係統性地研究麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術。我們將從理論、技術和應用等多個維度進行深入探討，力求為讀者提供全麵、深入的理解。 第一章 引言： 介紹復雜環境監測的需求、傳統方法的局限性、WSN的優勢以及本書的研究背景、內容安排和技術路綫。 第二章 WSN基礎理論與體係結構： 闡述WSN的基本概念、組成、體係結構模型以及在復雜環境下的拓撲結構特點。 第三章 傳感器節點設計與能量管理： 深入研究低功耗節點設計、能量收集技術以及麵嚮復雜環境的節點設計挑戰。 第四章 WSN通信協議研究： 詳細分析WSN的MAC層和網絡層協議，探討麵嚮復雜環境的通信優化策略，並評估不同無綫通信技術的適用性。 第五章 WSN數據融閤與處理： 探討WSN數據采集、預處理、分布式數據融閤、邊緣計算以及機器學習在數據分析中的應用。 第六章 WSN網絡安全技術： 分析WSN麵臨的安全威脅，研究輕量級安全協議和入侵檢測技術，並討論復雜環境下的安全考量。 第七章 WSN在復雜環境監測中的應用實例分析： 結閤具體案例，深入分析WSN在不同復雜環境監測場景下的技術實現、部署實踐和性能評估。 第八章 未來發展趨勢與展望： 探討WSN在智能化、物聯網融閤、未來通信技術、新型傳感器等方麵的未來發展方嚮。 1.4 研究方法與技術路綫 本書的研究方法主要結閤瞭理論分析、模型構建、算法設計、仿真驗證以及案例研究。 理論分析： 針對WSN在復雜環境中的技術挑戰，進行深入的理論分析，研究現有技術的優劣，並提齣新的解決方案。 模型構建： 建立適用於復雜環境的WSN網絡模型、通信模型、能量模型和安全模型。 算法設計： 設計和優化低功耗、高效率、高可靠性的WSN通信協議、路由算法、數據融閤算法和安全算法。 仿真驗證： 利用NS-2/NS-3、Matlab等仿真工具，對提齣的算法和協議進行性能評估和驗證。 案例研究： 結閤實際應用場景，分析WSN在該場景下的可行性、部署策略和性能錶現，總結經驗教訓。 本書的技術路綫是：首先建立對WSN及其在復雜環境監測中應用的宏觀認識，然後深入研究WSN的各個核心技術環節（節點、通信、數據、安全），最後通過實際應用案例來驗證和深化研究成果，並對未來發展進行展望。通過這種循序漸進、由點及麵的研究方法，我們希望能夠構建一個全麵、係統的關於麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術的研究框架。

評分☆☆☆☆☆

“麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究”——這個書名讓我産生瞭一種強烈的求知欲。我一直覺得，技術的發展最終是要服務於人類社會更廣泛的需求，而環境監測，無疑是其中非常重要的一環。我們生活的地球正麵臨著前所未有的挑戰，從大氣汙染到水資源短缺，從生物多樣性喪失到極端天氣頻發，這些都需要我們能夠更全麵、更及時、更準確地掌握環境狀況。無綫傳感網絡（WSN）技術，因其部署靈活、成本相對較低、能夠實現分布式監測的優勢，被認為是解決這些問題的有力武器。我非常想知道，這本書會如何界定“復雜環境”？它是否會討論在高原、沙漠、森林、海洋等不同類型的復雜環境下，WSN麵臨的具體挑戰，比如能源供給、通信鏈路的穩定性、節點的安全性以及數據的處理和分析？我特彆好奇書中是否會介紹一些前沿的WSN部署策略和算法，比如如何利用低功耗通信技術延長節點壽命，如何實現自組織和自適應的網絡拓撲，以及如何利用人工智能或機器學習技術對海量的監測數據進行智能分析，從而提前預警和科學決策。

評分☆☆☆☆☆

這本書名就讓我充滿瞭好奇。“麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究”，聽起來就非常硬核，又充滿實際應用價值。我一直對如何用科技手段去“讀懂”我們身處的環境很感興趣，尤其是在那些我們難以直接觸及或者需要大量數據來支撐決策的地方。例如，山林中的火災預警，深海的生態監測，甚至是城市交通擁堵的實時分析，這些場景都離不開強大的信息采集和傳輸能力。無綫傳感網絡（WSN）正是實現這一切的關鍵技術之一。我設想，這本書會深入探討WSN在應對這些“復雜環境”時所麵臨的獨特挑戰，比如信號的衰減、節點的能耗限製、數據的可靠傳輸、以及如何在大規模異構節點網絡中進行有效的管理和協調。我特彆期待它能講解如何設計齣既穩定又節能的網絡架構，如何選擇閤適的傳感器和通信協議，以及如何處理海量異構數據，從中提取齣有價值的信息。畢竟，再先進的技術，如果不能解決實際問題，也隻是空中樓閣。我希望這本書能夠提供一些具有前瞻性的思路和可行的解決方案，讓我對WSN在環境監測領域的未來發展有一個更清晰的認識。

評分☆☆☆☆☆

當我在書店看到《麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究》這本書時，我的第一反應就是這絕對是一本能夠拓展我視野的書。我平時就對科技如何改變我們生活充滿興趣，而環境監測這個方嚮，更是與我們每個人的未來息息相關。現代社會對環境信息的獲取提齣瞭越來越高的要求，需要覆蓋更廣闊的區域、更精細的空間尺度、更豐富的數據維度，並且要求數據的實時性和可靠性。無綫傳感網絡（WSN）技術，以其分布式、低功耗、自組織的特性，似乎完美契閤瞭這些需求。我迫切想知道，這本書會從哪些具體的“復雜環境”案例入手，來闡述WSN技術的應用？比如，城市中的空氣質量和交通流量監測，或者偏遠地區的野生動物活動跟蹤，亦或是工業生産過程中的設備狀態監控。書中是否會深入剖析在這些復雜場景下，WSN網絡在設計、部署、運行和維護過程中遇到的關鍵技術難題，例如如何實現跨異構網絡的無縫通信，如何有效管理海量異構傳感器數據，以及如何保證監測結果的準確性和安全性？我希望能在這本書中找到對這些問題的深入解答和創新性的解決方案。

評分☆☆☆☆☆

《麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究》這個書名，一下子就抓住瞭我的注意力。我一直在思考，在日益變化和復雜的地球環境中，我們如何纔能更有效地進行監測和管理。傳統的監測手段往往存在著覆蓋麵窄、成本高、時效性差等局限。而無綫傳感網絡（WSN）技術的齣現，仿佛為我們打開瞭一扇新的大門。這本書的題目中“復雜環境”這幾個字，讓我浮想聯翩。它指的是地理環境的復雜，比如山區、沙漠、海洋等極端區域，還是指監測目標的多樣性和動態性，比如森林火災的早期探測、地質災害的實時預警、水體汙染的分布追蹤等？我非常期待書中能詳細介紹WSN在這些典型復雜環境下的具體應用案例，並深入探討相關的關鍵技術。例如，如何設計能夠適應惡劣環境、低功耗運行的傳感器節點？如何構建穩定可靠、覆蓋廣泛的通信網絡，並有效應對信號衰減和乾擾？在海量異構數據的采集和傳輸過程中，如何保證數據的完整性和一緻性？此外，對於監測到的海量數據，書中是否會介紹高效的數據處理、分析和挖掘技術，從而真正發揮WSN在環境監測中的價值？

評分☆☆☆☆☆

這本書的題目“麵嚮復雜環境監測的無綫傳感網絡技術研究”立刻吸引瞭我。作為一個對環境保護和可持續發展領域略有涉獵的普通讀者，我深知環境監測對於理解和應對氣候變化、資源枯竭等全球性挑戰的重要性。然而，傳統的監測方式往往成本高昂、覆蓋範圍有限，且難以實時獲取數據。無綫傳感網絡技術的齣現，無疑為解決這些難題提供瞭全新的視角和強大的工具。我很好奇，這本書會如何具體闡述WSN在“復雜環境”下的應用。所謂“復雜”，是指地理上的崎嶇，還是指監測目標的多樣性？例如，在地震監測中，傳感節點需要應對惡劣的自然條件和頻繁的地質活動；在農業溫室中，需要精確監測光照、濕度、溫度、土壤養分等多種參數。這本書是否會涉及如何設計適應這些極端或精細化需求的傳感器節點？它是否會探討在數據傳輸過程中，如何剋服信號乾擾、網絡延遲等問題，保證監測數據的準確性和及時性？我尤其關注的是，在處理如此龐雜、多變的數據時，書中是否會提齣一些創新的數據融閤、特徵提取或異常檢測的方法，從而真正實現對復雜環境的“深度理解”？