測量與控製用無綫通信技術 王平 9787121055850 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王平 著

圖書標籤:

• 無綫通信
• 測量技術
• 控製技術
• 傳感器網絡
• 工業自動化
• 物聯網
• 無綫傳感器網絡
• 數據采集
• 嵌入式係統
• 通信原理

店鋪： 天樂圖書專營店

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121055850

商品編碼：29465241478

包裝：平裝

齣版時間：2008-03-01

基本信息

書名：測量與控製用無綫通信技術

定價：30.00元

作者：王平

齣版社：電子工業齣版社

齣版日期：2008-03-01

ISBN：9787121055850

字數：348000

頁碼：268

版次：1

裝幀：平裝

開本：16開

商品重量：0.341kg

編輯推薦

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內容提要

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本書以測量與控製用無綫通信關鍵技術問題為基礎，有機地融入瞭作者參與製定美國儀器儀錶學會ISA－100a工業無綫通信標準所獲得的研究成果，係統地介紹瞭IEEE 802.11b、802.15.1（藍牙）、ZigBee三種無綫通信技術的原理。設計方法與産品開發技術，並以作者開發的無綫控製係統為典型例子，重點介紹瞭IEEE 802.11b、802.15.1（藍牙）、ZigBee三種用於測量與控製的無綫通信協議體係結構、協議棧軟件的設計開發，以及相應的無綫通信卡、無綫測控設備、無綫接入設備的開發方法和技術。
本書力求做到理論分析與技術應用並重，使讀者對用於測量與控製的無綫技術有一個係統、全麵、深入的瞭解，並掌握用於測量與控製的無綫技術産品的開發方法。
本書可作為自動控製領域從事科學研究、産品開發與工程應用的科研人員、工程技術人員的參考用書，也可作為自動化、計算機、通信、測控、電氣等專業高年級本科生和研究生的教學用書。

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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《無綫通信技術在測量與控製領域的應用剖析》 引言 在信息技術飛速發展的今天，無綫通信技術已不再是單純的通信手段，而是滲透到各行各業，成為推動智能化、自動化發展的重要驅動力。尤其是在測量與控製領域，無綫通信的引入極大地拓展瞭係統的覆蓋範圍，提升瞭數據采集的實時性和便捷性，降低瞭布綫成本和維護難度，為構建更高效、更靈活、更智能的係統提供瞭可能。本書旨在深入剖析無綫通信技術在測量與控製領域的具體應用，係統闡述其核心技術、發展趨勢、關鍵挑戰以及未來前景，為相關領域的科研人員、工程師、技術開發者以及對該領域感興趣的讀者提供一份全麵、深入的參考。 第一章 無綫通信技術基礎迴顧與測量控製需求分析 本章首先對無綫通信的基本原理進行梳理，包括無綫電波的傳播特性、調製解調技術、信道編碼、多址技術（如FDMA、TDMA、CDMA、OFDMA）等。在此基礎上，重點介紹當前測量與控製領域麵臨的主要需求和挑戰。例如，傳統有綫測量係統在復雜工業環境、大型場地、移動目標等場景下的局限性；對數據實時性、高精度、低功耗、廣覆蓋、高可靠性以及網絡安全性的日益增長的需求；以及智能化、物聯網化趨勢下對海量數據采集、邊緣計算、遠程監控等功能的要求。通過對測量與控製需求的深入理解，為後續無綫通信技術的應用選擇和設計奠定基礎。 第二章 適用於測量與控製的典型無綫通信技術解析 本章將詳細介紹一係列當前廣泛應用於測量與控製領域的無綫通信技術。 低功耗廣域網（LPWAN）技術： 重點分析LoRa、NB-IoT、Sigfox等技術。闡述它們在低功耗、長距離通信方麵的優勢，以及在智能抄錶、環境監測、農業物聯網、智能城市等場景下的應用案例。分析其數據速率、網絡架構、部署方式以及與其他技術的協同性。 短距離無綫通信技術： 深入探討Wi-Fi、Bluetooth（經典藍牙與低功耗藍牙BLE）、Zigbee、RFID等技術。分析它們各自的特點、通信距離、功耗、數據吞吐量以及適用的應用場景。例如，Wi-Fi在需要較高數據速率和網絡覆蓋的室內測量場景，Bluetooth在設備間的近距離通信和人機交互，Zigbee在構建低功耗、自組網的傳感器網絡，RFID在資産追蹤和自動化識彆。 蜂窩通信技術（2G/3G/4G/5G）： 介紹蜂窩通信技術在測量與控製領域的應用，特彆是隨著5G技術的發展，其高帶寬、低延遲、海量連接的特性如何賦能工業自動化、車聯網、遠程醫療等對實時性和可靠性要求極高的應用。分析其在工業物聯網（IIoT）中的作用，包括設備連接、數據傳輸、遠程控製和故障診斷。 其他特定技術： 簡要介紹如UWB（超寬帶）、NFC（近場通信）等技術，分析其在精準測距、定位、支付與身份識彆等特定測量與控製場景中的應用潛力。 第三章 無綫通信技術在測量與控製中的關鍵應用場景 本章將聚焦無綫通信技術在不同測量與控製領域的具體應用，通過大量實際案例進行深入剖析。 工業自動化與智能製造： 無綫傳感器網絡（WSN）： 在生産綫監測、設備狀態監控、環境參數采集（溫度、濕度、振動、壓力等）中的應用。分析無綫傳感器的部署策略、數據融閤與分析、故障預測與診斷。 工業無綫通信： 在AGV（自動導引車）導航與控製、機器人協同作業、遠程設備監控與維護、無綫工業現場總綫替代等方麵的應用。重點探討對實時性、可靠性、抗乾擾能力的要求。 智能工廠管理： 通過無綫技術實現生産數據的實時采集、可視化展示、生産過程優化、以及與MES（製造執行係統）的集成。 智慧城市與環境監測： 智能抄錶（AMI）： 電力、水、燃氣等智能儀錶通過無綫技術實現遠程自動抄錶，提高效率，減少人力成本。 環境監測： 空氣質量監測、水質監測、噪聲監測、土壤濕度監測等，實現大範圍、高密度的環境數據采集與分析，為城市規劃和環境保護提供決策支持。 智能交通： 車聯網（V2X）通信、交通流量監測、停車位管理、交通信號燈協同控製等，利用無綫技術提升交通效率和安全性。 智慧安防： 無綫監控攝像頭、入侵檢測傳感器、火災報警係統等，實現區域的實時監控與預警。 農業物聯網： 精準農業： 土壤墒情監測、氣象數據采集、作物生長環境監控，結閤無綫技術實現精準灌溉、施肥和病蟲害防治，提高農作物産量和品質。 畜牧業管理： 牲畜健康監測、定位追蹤、環境控製等。 智能傢居與樓宇自動化： 傢居設備互聯： 智能照明、智能溫控、智能安防、傢電控製等，通過無綫技術實現設備的互聯互通和場景化聯動。 樓宇能源管理： 智能計量、能耗監測與分析、HVAC（供暖、通風和空調）係統優化，實現樓宇的節能和智能化管理。 醫療健康監測： 遠程患者監護： 可穿戴設備實時采集生命體徵數據（心率、血壓、血糖等），通過無綫技術傳輸至醫療機構，實現遠程診斷和監護。 醫療設備管理： 醫療器械的追蹤、定位、狀態監控。 第四章 無綫通信在測量與控製中的技術挑戰與解決方案 本章深入探討在測量與控製應用中，無綫通信技術麵臨的普遍性挑戰，並提齣相應的解決方案。 可靠性與穩定性： 工業環境中的電磁乾擾、多徑衰落、信號遮擋等問題可能導緻通信中斷。分析采用高級信道編碼、自適應調製解調、魯棒性協議設計、多跳路由、乾擾預測與規避等技術的重要性。 功耗管理： 許多測量與控製節點部署在難以供電的環境中，低功耗設計至關重要。探討深度睡眠模式、脈衝式通信、能量收集技術、以及選擇低功耗通信協議（如BLE、LoRa）的策略。 安全性與隱私保護： 隨著連接設備的增多，網絡安全威脅也日益嚴峻。分析數據加密、身份認證、訪問控製、安全通信協議（如TLS/SSL）的應用，以及防止非法接入和數據篡改的措施。 網絡覆蓋與容量： 在大型或復雜環境中，如何保證信號的穩定覆蓋，以及如何支持海量設備的連接和數據傳輸是關鍵。討論中繼節點、網狀網絡（Mesh Network）、以及多通道/多天綫技術（MIMO）的應用。 互聯互通與標準化： 不同廠商、不同技術的設備之間如何實現無縫通信和協同工作。分析不同行業標準的演進，以及開放式API和平颱的重要性。 部署與維護成本： 盡管無綫通信可以降低布綫成本，但大規模部署和維護仍需考慮。探討自動化配置、遠程診斷、以及模塊化設計的重要性。 第五章 無綫通信技術在測量與控製領域的發展趨勢與未來展望 本章展望無綫通信技術在測量與控製領域的未來發展方嚮。 5G/6G技術在工業領域的深化應用： 探討5G的增強移動寬帶（eMBB）、超可靠低時延通信（uRLLC）、海量機器類通信（mMTC）特性如何進一步推動工業自動化、柔性製造、實時控製和遠程操作。展望6G在更高帶寬、更低延遲、更智能的連接、天地一體化通信等方麵的潛力。 邊緣計算與AI的融閤： 分析邊緣計算如何與無綫通信結閤，將數據處理和智能分析能力下沉到離數據源更近的設備端，減少對雲端的依賴，提高響應速度和效率。AI在數據分析、故障預測、異常檢測、智能決策中的作用。 時間敏感網絡（TSN）與無綫通信的結閤： 探討TSN如何為工業實時通信提供確定性保障，以及與低延遲無綫技術（如URLLC）的結閤，構建更高確定性的工業網絡。 低功耗、高集成度通信芯片的發展： 芯片技術的進步將進一步降低設備的功耗和成本，推動更多智能化終端的部署。 更加注重安全與隱私的無綫解決方案： 隨著應用場景的深入，網絡安全和數據隱私將成為更加核心的關注點，催生更先進的安全技術。 更廣泛的跨行業應用與融閤： 無綫通信技術將繼續跨越行業界限，與其他新興技術（如區塊鏈、數字孿生）融閤，創造更多顛覆性的應用。 結論 無綫通信技術作為現代測量與控製係統的基石，其發展深刻影響著各行各業的智能化進程。本書從基礎理論到具體應用，從技術挑戰到未來趨勢，對無綫通信技術在測量與控製領域的應用進行瞭係統梳理和深入分析。隨著技術的不斷進步和創新，無綫通信必將在構建更高效、更智能、更互聯的未來世界中扮演越來越重要的角色。本書希望能夠為讀者提供一個清晰的視角，認識到無綫通信技術在測量與控製領域的巨大潛力和發展機遇。

評分☆☆☆☆☆

這本關於無綫通信技術的書籍，從我個人的角度來看，它的敘述方式簡直是打開瞭一扇通往復雜技術世界的新窗戶。作者在開篇部分就花瞭大量篇幅深入淺齣地講解瞭無綫信道的基本特性，尤其是針對工業環境中的多徑效應和衰落問題，提供瞭非常直觀的案例分析。我印象特彆深刻的是，書中對不同調製解調技術的比較，它沒有停留在理論公式的堆砌，而是結閤實際應用場景，比如在噪聲背景下，FSK、PSK和QAM各自的優缺點被剖析得淋灕盡緻。而且，為瞭幫助讀者理解這些抽象的概念，作者巧妙地穿插瞭一些曆史發展脈絡，讓我們知道為什麼今天的技術會是這個樣子，這極大地增強瞭閱讀的連貫性和趣味性。尤其是在講解擴頻技術時，作者用瞭非常生動的比喻，讓我這個初學者也能很快抓住其核心思想，不再感到無從下手。這本書的結構安排也十分閤理，每一章的知識點都層層遞進，確保讀者在進入下一階段學習前，已經牢固掌握瞭基礎。我甚至發現，書中有一些關於頻譜管理和乾擾抑製的章節，其深度和廣度已經超越瞭我對一般入門教材的預期，感覺像是閱讀瞭一本專業參考手冊。對於任何想係統瞭解無綫通信底層原理的工程師或學生來說，這本書提供的知識廣度和深度都是非常紮實的起點。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我拿到這本書之前，對“測量與控製”場景下的無綫通信抱持著一絲懷疑，覺得這可能就是把通用的無綫理論搬過來修修補補。然而，閱讀過程徹底顛覆瞭我的看法。作者顯然對工控領域的特殊需求有著深刻的理解。書中專門開闢的章節詳細闡述瞭實時性（Latency）和確定性（Determinism）的重要性，這在傳統的互聯網通信理論中往往是被弱化的指標。我注意到，作者在討論時間同步時，不僅提到瞭PTP（精確時間協議），還結閤瞭現場總綫係統（如EtherCAT）的同步原理進行對比，這種跨領域的融閤視角非常獨特。此外，書中對工業級環境的電磁兼容性（EMC）和抗乾擾策略的討論也異常詳盡，涉及瞭濾波器的選型、屏蔽設計的規範，甚至包括瞭射頻前端的布局建議，這些都是教科書裏很少深入涉及的“硬核”工程知識。最讓我受益的是關於冗餘和容錯機製的講解，在關鍵任務控製係統中，如何設計高可靠性的通信鏈路，作者提供的幾種熱備份和鏈路切換算法的性能評估，具有極強的指導意義。這本書真正做到瞭將前沿的無綫技術與嚴苛的工業應用需求無縫對接，展現瞭作者深厚的行業洞察力。

評分☆☆☆☆☆

這本書的閱讀體驗是極其流暢且富有啓發性的。我發現作者在組織材料時，采用瞭非常人性化的“螺鏇上升”的教學法。最初的章節用最基礎的概念搭建起骨架，當我們以為已經理解瞭某個技術時，後續章節會以更復雜的場景和更高的層次對其進行再包裝和深化。例如，在講解瞭基本的信道編碼（如捲積碼）後，緊接著就引入瞭Turbo碼和LDPC碼的原理，並且重點對比瞭它們在有限資源下的譯碼復雜度與糾錯增益，這種層層遞進的講解方式，確保瞭讀者在知識的吸收過程中不會齣現斷裂感。此外，書中對數學工具的使用非常剋製而精準，它隻在必要之處引入公式，並且總是先解釋這個公式背後的物理意義，而不是直接拋齣復雜的數學推導，這種“先解釋Why，再展示How”的敘事風格，極大地降低瞭閱讀門檻。我個人非常欣賞作者對未來趨勢的預判，書中對5G在C-V2X和工業物聯網中的潛力進行瞭深入分析，並討論瞭標準演進中可能遇到的瓶頸，這種兼具曆史觀和未來感的分析，讓這本書的價值遠超瞭一本純粹的技術手冊，更像是一份行業發展路綫圖。

評分☆☆☆☆☆

從一個資深技術愛好者的角度來看，這本書的價值在於其“全景式”的知識覆蓋麵。它不僅僅停留在某一個特定頻段或某一種通信協議上，而是像一張精密繪製的地圖，將整個無綫通信生態係統清晰地勾勒齣來。我發現它對頻譜資源分配和動態頻譜接入（DSA）的討論尤為精彩，尤其是在描述如何利用認知無綫電技術來提高頻譜利用率時，作者引用瞭多個真實世界的案例來驗證其理論模型的有效性。令人驚喜的是，書中還涉及瞭低功耗廣域網（LPWAN）中對功耗的精細化管理，包括脈衝式數據傳輸的優化和間歇性連接的管理策略，這些都是在追求極緻能效的物聯網設備設計中至關重要的環節。而且，作者在全書的論述中，始終貫穿著對“係統級優化”的強調，它教會我不能孤立地看待某一個模塊，比如天綫設計、功放效率、信道編碼，都必須服從於整體係統的性能指標（如覆蓋範圍、吞吐量和成本）。這種係統思維的培養，是閱讀任何一本技術書籍最大的收獲。這本書的排版和圖錶質量也值得稱贊，清晰的流程圖和準確的波形示意圖，極大地輔助瞭理解，讓學習過程變得輕鬆愉快。

評分☆☆☆☆☆

讀完這本書，我最大的感受是它在“實踐性”和“理論深度”之間找到瞭一個極佳的平衡點。不同於市麵上很多隻重理論推導卻缺乏實際應用指導的書籍，這本著作在深入探討無綫網絡協議棧時，非常注重硬件層麵的實現考量。比如，在介紹功率控製和負載均衡的算法時，作者不僅給齣瞭數學模型，還附帶瞭僞代碼級彆的描述，這對於需要進行嵌入式開發或者係統集成的人來說，簡直是如獲至寶。書中對傳感器網絡中能效優化的討論也相當到位，它沒有簡單地介紹睡眠喚醒機製，而是詳細分析瞭不同硬件架構下，喚醒延遲對整體係統性能的影響麯綫，這種細緻入微的分析讓人不得不佩服作者的工程經驗。另外，書中對安全性問題的關注也讓我耳目一新，它並沒有將安全僅僅視為一個附加模塊，而是從物理層和鏈路層的角度，探討瞭如何通過設計本身來抵禦常見的竊聽和欺騙攻擊，這種前瞻性的視角非常寶貴。我特彆喜歡它在講解新興技術如LoRa或NB-IoT時所采取的“解構”方法，作者把一個復雜的標準拆解成幾個關鍵的技術模塊，再逐一攻破，使得原本令人望而生畏的規範文檔變得易於消化和理解。總的來說，這本書的知識密度很高，但組織得井井有條，是那種需要反復翻閱並做筆記的工具書。