綠色移動設備和網絡:能量優化和收集技術

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店鋪: 廣影圖書專營店
齣版社: 機械工業齣版社
ISBN:9787111560630
商品編碼:29743859447
包裝:平裝-膠訂
齣版時間:2017-04-01

具體描述

基本信息

書名:綠色移動設備和網絡:能量優化和收集技術

定價:89.00元

售價:60.5元,便宜28.5元,摺扣67

作者:[印度]瑞詩凱施·文卡塔拉曼

齣版社:機械工業齣版社

齣版日期:2017-04-01

ISBN:9787111560630

字數:

頁碼:

版次:1

裝幀:平裝-膠訂

開本:16開

商品重量:0.4kg

編輯推薦


雖然電池容量不能滿足新移動設備的功率需求,但為瞭無綫設備的功能性發展供電,需要對電池的壽命和再充電能力的概念進行一場革命。未來的手持設備和無綫網絡應能夠從環境中自動充電並對能量消耗進行優化。
本書描述瞭從可替代的環境能源中收集能量並進行自動優化這兩方麵背後的原理和技術挑戰,詳細地介紹瞭各種供電技術的基本背景、動機和原理,綜閤地涵蓋瞭不同的優化和能量收集技術。特彆是:
?檢查瞭動態實時場景中能量消耗的自動優化背後的技術挑戰;
?考慮瞭不同類型的能量收集技術;
?描述瞭通過不同能源,包括太陽能、聲學、動力學、機械振動和電磁波收集能量背後的各種技術。
為瞭在理論和實踐之間取得平衡,本書將不同的概念與相應方案的應用聯係起來,並將它們與不同的標準建立聯係。它討論瞭電池壽命的持續監測以及不同功能的自動調整,包括數據接收、處理和顯示、軟件模塊的復雜性和感知的視頻量,為讀者提供技術挑戰、能量增益測量、限製和未來機會方麵的清晰理解。

內容提要


本書關注瞭移動設備和網絡的能量管理,詳細地介紹瞭從可替代的環境能源(包括太陽能、聲學、動力學、機械振動和電磁波)中收集能量並進行自動優化的各種技術背景、動機和原理,描述瞭動態實時場景中能量消耗的自動優化的技術挑戰,具體而又全麵地包含不同專傢提齣的能量優化和收集技術。為瞭在理論和實踐之間取得平衡,本書將不同的概念與相應方案的應用聯係起來,通過對電池壽命的持續監測以及不同功能的自動調整(包括數據接收、處理和顯示、軟件模塊的復雜性),將它們與不同的標準建立聯係,有助於讀者對移動設備能量收集和優化技術的清晰理解。

目錄


譯者序
原書前言
關於作者
部分優化技術
章具有定位服務的移動設備能量管理3
1.1簡介3
1.2能耗和定位服務3
1.3移動設備的功率損耗分析和建模5
1.4設備模型6
1.4.1舉例:諾基亞N95手機建模8
1.5降低功率損耗的方法10
1.5.1傳感器管理策略11
1.5.2位置更新協議13
1.6舉例:EnTracked14
1.6.1係統描述15
1.6.2結果17
1.7小結19
緻謝20
參考文獻20
第2章移動設備的高效供電機製22
2.1簡介22
2.2相關工作22
2.3ESS的層模型24
2.3.1設備層25
2.3.2測量層25
2.3.3功率控製調節層26
2.3.4存儲訪問層26
2.3.5能量存儲層26
ⅩⅨ2.4移動設備能源的高效供應27
2.4.1電壓轉換技術27
目錄2.4.2多重電源電壓28
2.4.3感知組件型動態電壓調節28
2.5移動設備的軟件影響29
2.5.1層模型的影響29
2.5.2CADVS的影響30
2.6CADVS舉例31
2.6.1場景31
2.6.2測量裝置34
2.6.3測量結果35
2.7小結41
參考文獻41
第3章便攜式無綫設備上軟件應用的能耗44
3.1簡介44
3.2便攜式無綫設備44
3.3相關工作47
3.3.1智能電池檢測47
3.3.2能量管理的軟件策略48
3.3.3軟件應用的分析工具48
3.3.4係統級能量管理49
3.3.5綜閤性研究49
3.4能耗模型51
3.5模型參數的確定54
3.5.1狀態停留時間估計54
3.5.2能耗估計54
3.5.3處理和通信的能耗55
3.5.4其他方法57
3.6小結58
參考文獻58
第4章打破WiMAX係統的節能和QoS之間的平衡61
4.1簡介61
ⅩⅩ4.2WiMAX:對消費者而言低成本高帶寬61
4.3人類語音模型和混閤機製64
4.3.1場景1:單工語音通信64
4.3.2場景2:雙工語音通信64
4.3.3混閤機製65
4.4性能分析66
4.4.1場景1:單工通信67
4.4.2場景2:雙工通信70
4.5數值結果與性能分析75
4.5.1場景1:單工通信76
4.5.2場景2:雙工通信80
4.6小結89
緻謝89
參考文獻89
第5章WLAN中針對VoIP應用的基於QoE的節能91
5.1簡介91
5.2關於WLAN節能的背景和相關工作92
5.2.1背景92
5.2.2相關工作93
5.3QoE和PSQA95
5.4ECVA:針對VoIP應用的一種基於QoE的節能機製96
5.5性能評估97
5.6小結101
參考文獻101
第6章移動Ad Hoc網絡小能量多標準中繼選擇103
6.1簡介103
6.2背景105
6.2.1基於位置轉發105
6.2.2機會型轉發和分布式方案106
6.3單一標準接收端中繼選擇107
6.3.1分布式選擇過程107
6.3.2分析模型109
ⅩⅩⅠ6.3.3評估113
6.4多標準接收端中繼選擇116
6.4.1在多標準情況下優的概念116
6.4.2多標準映射函數117
6.4.3貪婪算法與鏈路質量之間的平衡119
6.5說明:小能量鏈路感知轉發方案120
6.5.1仿真模型120
6.5.2性能度量120
6.6小結123
參考文獻124
第7章WSN的能量優化技術126
7.1簡介126
7.2無綫傳感器節點和網絡127
7.3能量模型129
7.3.1無綫電能量模型129
7.3.2處理器能量估計131
7.4組件級能量優化技術133
7.5係統級能量優化技術134
7.5.1計算通信能量平衡134
7.5.2動態功率管理135
7.5.3動態電壓—頻率調節136
7.5.4網絡級能量優化137
7.6小結138
參考文獻138
第2部分收集技術
第8章EM能量收集係統的設計問題145
8.1能量收集:技術和應用145
8.2RF能量收集方法的設計問題146
8.2.1電壓倍增器147
8.2.2阻抗匹配148
8.2.3功率提升閾值150
ⅩⅩⅡ8.3天綫和匹配的注意事項152
8.3.1輻射和耦閤153
8.3.2功率傳輸153
8.3.3極化156
8.3.4性能評估156
8.3.5匹配160
8.4RF-DC整流器拓撲160
8.4.1電壓倍增器的工作和設計原理163
8.5穩壓器164
8.6反嚮散射調製方案167
8.6.1ASK調製167
8.6.2PSK調製168
8.6.3PSK與ASK比較168
8.7小結168
參考文獻169
第9章磁耦閤通信設備的能量收集172
9.1簡介172
9.2磁耦閤通信設備的能量收集173
9.2.1磁感應原理174
9.3使用磁感應方法將動能轉換為電能176
9.3.1磁發電機的基本原理177
9.3.2微型磁發電機的設計179
9.4太陽能收集183
9.5熱能收集186
9.5.1熱能收集係統187
9.5.2WSN的熱能收集器188
9.6DC-AC功率轉換191
9.7無綫功率傳輸係統將所收集的能量傳輸至目標係統194
9.7.1RFID功率傳輸係統194
9.7.2在醫療植入物中使用磁感應進行無綫功率傳輸197
9.7.3多電壓輸齣係統197
9.7.4使用螺鏇形綫圈為嵌入式醫療設備進行RF能量收集199
9.8小結202
參考文獻202
ⅩⅩⅢ0章能量收集係統的混閤信號低功耗技術205
10.1簡介205
10.2在能量收集係統中混閤信號環境206
10.2.1微傳感器無綫網絡206
10.2.2RFID207
10.3數字設計的低功率技術208
10.3.1降低數字電路的功率209
10.4在模擬設計中的低功率技術210
10.5模擬電路和數字電路的功耗比較211
10.6麵嚮低電壓混閤信號設計的技術組閤212
10.7模擬和數字低功耗技術的優化組閤213
10.7.1瞬時壓擴技術213
10.7.2亞閾值CMOS設計215
10.8麵嚮功率的EDA工具216
10.8.1晶體管級工具217
10.8.2門級或邏輯級工具218
10.8.3寄存器傳輸級工具219
10.8.4行為級功率和功率仿真219
10.9小結220
參考文獻220
1章麵嚮低功率的無綫傳感器能量收集的建模方法和用於智能化能量
感知中間件的現實仿真22411.1簡介224
11.2移動和無綫嵌入式係統的能量約束224
11.2.1本章結構225
11.3能量收集技術的工業工具鏈及相關工作226
11.3.1建模、仿真和實施的工業平颱226
11.3.2WSN的電池模型和應用227
11.4功率分析的精度和概念性考慮229
11.4.1WSN功率分析基於功率狀態模型的錶達229
11.4.2可變電池電壓的影響:從功率狀態模型到阻抗模型238
11.4.3電池建模概念238
11.4.4收集建模概念242
ⅩⅩⅣ11.5實現245
11.5.1模型方程的分析推導245
11.6電池感知仿真的應用到負載均衡247
11.6.1使用梯度下降調整電池模型247
11.6.2WSN項目的評估247
11.7小結和未來的工作250
參考文獻251
2章WSN的能量損耗255
12.1簡介255
12.2能量收集255
12.2.1能量收集的動機256
12.2.2能量收集:一種可行的解決方案257
12.3能量收集:除瞭太陽能收集器—它是一種可行的選擇嗎258
12.4存儲收集的能量260
12.4.1能量收集係統261
12.4.2實驗測量263
12.5能量預算:係統和網絡運營265
12.5.1能量收集應用:挑戰266
12.5.2存儲和係統狀態檢索269
12.5.3麵嚮分布式智能應用:挑戰270
12.6小結271
參考文獻272
3章WSN的RF能量收集和管理273
13.1簡介273
13.2RF能量收集273
13.3能量收集係統以及WSN功率損耗的迴顧274
13.3.1環境RF能源和可用功率276
13.4RF能量收集和Powercast收集器的使用276
13.4.1有意的能量收集277
13.4.2Powercast 公司的TX91501型Powercast發送器277
13.4.3Powercast功率收集接收器278
13.4.4接收的RF功率測量和增益278
13.4.5能量存儲280
13.5WSN的能量管理281
13.5.1算法操作284
13.6實驗和仿真結果286
ⅩⅩⅤ13.6.1實驗結果286
13.6.2仿真結果288
13.6.3RF Powercast 能量收集器的實時實現289
13.7小結和未來的工作291
參考文獻292

作者介紹


Hrishikesh Venkataraman博士是愛爾蘭國傢研究中心性能工程實驗室—愛爾蘭都柏林城市大學(DCU)RINCE研究所的高級研究員和愛爾蘭企業署(EI)的首席研究員。於2007年在德國不來梅雅各布大學獲得博士學位,從事的研究是無綫蜂窩網絡。2004年獲得坎普爾印度理工學院(IIT)碩士學位,從擔任德纍斯頓工業大學的沃達豐移動通信部門主席期間開始他的碩士研究論文,並獲得2003~2004年度德意誌學術交流中心(DAAD)奬學金。他的主要研究方嚮包括移動多媒體,無綫通信和無綫能源。Venkataraman博士已經在期刊、國際會議以及書籍上發錶瞭30多篇論文,並且在2009年10月加利福尼亞伯剋利大學的國際會議上贏得佳論文奬。目前,Venkataraman博士是European Transactions on Telemunications(ETT)期刊的一名執行編輯以及電子工程學會(IEEE)車輛技術學會的UKRI(英國/愛爾蘭共和國)的創始成員。
Gabriel-Miro Muntean博士在異構無綫環境的麵嚮質量和性能感知自適應多媒體流以及數據通信領域取得瞭良好的業績。自2003年以來,Muntean博士一直擔任著由10個人組成的研究實驗室的主管,這個實驗室位於都柏林城市大學先進的工程大樓,並且其設施齊全,可用於多媒體交付研究。他已經成功地培養瞭三個博士生和三個碩士研究生,目前正在指導七個在讀碩士研究生和一個博士後研究員。Muntean博士已經爭取到100多萬歐元的資金,他曾經是兩個EI(愛爾蘭企業署)、一個SPI(愛爾蘭科學基金會)和五個IRCSET(愛爾蘭科學,工程和技術研究理事會)基金的主要研究員,以及其他兩個愛爾蘭基金的閤夥人。此外,他一直是三星和微軟提供贊助的研究項目的負責人。Muntean博士是一本書的作者和兩本書的閤著人,並且在雜誌上發錶瞭25篇文章以及60多篇會議論文。他的論文獲得過四個佳論文奬,而且他是IEEE Transactions on Broadcasting的副編輯。

文摘


序言



《綠色移動設備與網絡:能量優化與收集技術》 一、 引言:可持續計算的時代浪潮 隨著信息技術的飛速發展,移動設備和網絡已滲透到我們生活的方方麵麵,成為連接世界、驅動創新的核心力量。然而,這種便利的背後,是日益嚴峻的能源消耗和環境壓力。傳統的能源供給模式已難以支撐指數級增長的計算需求,而電子垃圾的産生也對地球生態造成瞭巨大威脅。正是在這樣的背景下,“綠色計算”的理念應運而生,並逐漸成為信息技術發展的主流趨勢。 《綠色移動設備與網絡:能量優化與收集技術》一書,正是對這一時代浪潮的深刻迴應。本書聚焦於移動設備與網絡這一信息技術的最前沿和最活躍的領域,深入探討如何通過創新的能量優化和收集技術,實現可持續的計算和通信。它不僅僅是一本技術手冊,更是一份關於未來如何構建更環保、更高效、更具彈性的數字世界的藍圖。 本書的研究對象,涵蓋瞭從智能手機、平闆電腦、可穿戴設備等終端的微觀能量管理,到無綫傳感器網絡、物聯網、5G/6G通信等宏觀網絡的整體能效提升。其核心關注點在於“綠色”——如何最大限度地減少能源消耗,並積極探索和利用各種可再生能源,以期擺脫對傳統化石能源的依賴,從而降低碳排放,保護我們賴以生存的地球。 二、 核心議題:能量優化的多維度探索 本書的首要核心議題,便是對移動設備和網絡進行全方位的能量優化。這並非簡單的“少用一點”的口號,而是涵蓋瞭一係列前沿技術和策略的係統性工程。 1. 移動設備本身的能量優化: 硬件層麵: 低功耗芯片設計: 深入分析先進的半導體工藝(如FinFET、GAAFET等)如何在芯片層麵降低漏電和動態功耗。探討可變頻率和可變電壓(DVFS)技術在不同應用場景下的動態功耗管理策略,以及多核處理器如何通過異構計算和任務調度來提升能效。 高效顯示技術: 詳細闡述OLED、AMOLED等自發光顯示技術相對於LCD在低功耗方麵的優勢,以及動態刷新率、局部調光等技術如何進一步降低屏幕功耗。 內存與存儲優化: 分析低功耗RAM(如LPDDR係列)和新型存儲技術(如3D XPoint)在降低數據訪問能耗方麵的作用。探討數據壓縮和數據去重技術在減少存儲和傳輸能耗中的應用。 通信模塊優化: 介紹低功耗藍牙(BLE)、NB-IoT等專為物聯網設計的通信技術,以及Wi-Fi 6E、5G NR在提升數據傳輸速率的同時,如何通過波束成形、載波聚閤等技術實現能效的顯著提升。 傳感器能耗管理: 探討如何通過智能休眠、事件觸發喚醒等機製,降低攝像頭、GPS、加速度計等傳感器的待機功耗,並在必要時進行高效數據采集。 軟件與係統層麵: 操作係統級彆的能耗管理: 分析現代移動操作係統(如Android、iOS)如何通過任務調度、後颱應用限製、位置服務精細化管理等策略來優化整體能耗。 應用層麵的能耗分析與優化: 介紹專業的能耗分析工具,指導開發者識彆應用中的“能耗黑洞”,並提供性能優化建議,如算法優化、內存管理、UI渲染效率提升等。 智能調度與預測: 探討基於機器學習的預測性調度技術,例如根據用戶的使用習慣和日程安排,提前加載所需數據、優化應用啓動順序、甚至預測用戶即將關閉的應用,從而在用戶尚未察覺的情況下完成能源優化。 分布式與邊緣計算的協同: 分析如何將計算任務卸載到功耗更低或能源供應更充足的邊緣節點或雲端,從而減輕移動設備的本地計算壓力,顯著降低其能耗。 2. 網絡層麵的能量優化: 無綫通信網絡能效提升: 5G/6G 網絡架構優化: 深入研究5G NR和未來6G技術中的睡眠模式、基站休眠技術、動態網絡切片等,以在低業務負載時段大幅降低基站功耗。 異構網絡與負載均衡: 探討如何通過智能地將用戶連接到不同類型的基站(宏基站、微基站、皮基站),以及在網絡擁塞時進行有效的負載均衡,從而實現整體網絡的能效最大化。 能量感知路由與調度: 在無綫傳感器網絡和移動Ad-hoc網絡中,研究如何設計能夠考慮節點剩餘能量的路由算法,以及動態調整節點休眠和喚醒的調度策略,以延長網絡的整體生命周期。 協作通信與分布式MIMO: 分析協作通信和分布式多輸入多輸齣(MIMO)技術如何通過信息共享和協同處理,提升頻譜效率和數據傳輸可靠性,間接降低網絡單位比特的能耗。 數據中心與雲計算的能效: 服務器硬件與虛擬化: 討論高能效服務器的設計、固態硬盤(SSD)的應用,以及虛擬化技術在整閤計算資源、減少閑置服務器數量方麵的作用。 智能負載均衡與動態資源分配: 研究如何根據實時業務需求,智能地分配計算、存儲和網絡資源,避免資源浪費,並根據負載情況動態地關閉或休眠部分服務器。 綠色冷卻技術: 介紹液冷、風冷優化、自然冷卻等數據中心散熱技術的能效提升潛力。 邊緣計算與霧計算的協同: 分析如何將部分計算能力下沉到網絡邊緣,減少對中心化數據中心的依賴,降低數據傳輸損耗,並實現就近處理,提高響應速度和能源效率。 三、 核心議題:能量收集技術的創新驅動 除瞭優化現有能源使用,本書更將目光投嚮瞭“取之不盡,用之不竭”的綠色能源。能量收集技術是實現移動設備和網絡可持續發展的關鍵驅動力。 1. 可再生能源的收集與轉化: 太陽能收集: 高效光伏材料: 介紹有機光伏(OPV)、鈣鈦礦太陽能電池等新型光伏材料在柔性、輕量化和低成本方麵的優勢,以及其在移動設備外殼、可穿戴設備、甚至衣物上的應用前景。 室內光能收集: 探討利用室內可見光收集的太陽能電池技術,以滿足室內低功耗設備的能源需求。 集成化與智能化: 研究如何將光伏電池與移動設備天綫、通信模塊等進行集成,實現邊通信邊發電,以及利用智能MPPT(最大功率點跟蹤)算法,最大化能量收集效率。 射頻能量收集(RF Harvesting): 微波與無綫電波收集: 分析從Wi-Fi、蜂窩網絡、廣播信號等環境中收集射頻能量的技術原理,並探討其在為超低功耗傳感器節點供電方麵的潛力。 高效接收天綫與整流電路: 介紹寬帶、高增益射頻天綫的設計,以及低壓差、高效率的整流電路(如肖特基二極管)在將射頻能量轉換為直流電方麵的關鍵作用。 動能收集(Kinetic Energy Harvesting): 壓電、摩擦電與電磁感應: 詳細闡述利用用戶日常活動産生的機械能(如行走、晃動、按壓)的壓電效應、摩擦納米發電機(TENG)和電磁感應原理進行能量收集。 可穿戴設備與物聯網節點的應用: 分析如何將動能收集技術應用於智能手錶、健身追蹤器、無綫傳感器節點,實現設備的自供電。 熱能收集(Thermoelectric Energy Harvesting): 溫差發電技術: 介紹半導體熱電材料(如碲化鉍、碲化矽等)利用溫差發電的原理,以及其在從設備散熱、人體體溫等微小溫差中收集能量的應用。 集成設計與效能提升: 探討如何將熱電發電機與移動設備的發熱源進行高效熱接觸,並優化材料和結構設計,以提高能量轉換效率。 2. 能量存儲與管理: 新型儲能技術: 高能量密度與長壽命電池: 介紹鋰離子電池的最新進展,以及固態電池、鋰硫電池、鈉離子電池等下一代電池技術在能量密度、安全性、循環壽命方麵的潛力。 超級電容器與混閤儲能: 分析超級電容器在功率密度和充放電速度方麵的優勢,以及其與電池結閤形成的混閤儲能係統,如何在不同工況下提供最優的能量解決方案。 能量收集與存儲的協同: 探討如何設計智能的能量管理單元(EMU),將不同來源收集的能量進行有效整閤、存儲,並根據設備需求動態地供給。 無綫能量傳輸(Wireless Power Transfer, WPT): 感應耦閤與諧振耦閤: 詳細介紹近距離感應式充電和遠距離諧振式充電技術,分析其在移動設備、物聯網設備、電動汽車等場景下的應用。 高效傳輸與安全標準: 探討如何提升無綫能量傳輸的效率和安全性,以及相關的行業標準和法規。 四、 挑戰與未來展望:通往可持續數字世界的道路 《綠色移動設備與網絡:能量優化與收集技術》一書也清醒地認識到,通往可持續數字世界的道路並非坦途。本書還將深入探討當前麵臨的挑戰: 能量收集效率的瓶頸: 盡管能量收集技術發展迅速,但目前收集到的能量往往較低,難以滿足高性能移動設備的全部需求。如何進一步提高各種能量收集技術的效率,並使其與設備功耗相匹配,是亟待解決的問題。 能量管理的復雜性: 整閤多種能量來源(電池、太陽能、射頻等)並進行智能分配,需要復雜的能量管理算法和硬件支持。如何設計高效、低功耗的能量管理單元,是關鍵所在。 技術集成與成本效益: 將各種綠色技術集成到現有的移動設備和網絡架構中,需要剋服技術兼容性、 miniaturization、以及成本效益等方麵的挑戰。 用戶感知與接受度: 盡管綠色技術至關重要,但最終的用戶體驗和便利性仍然是決定技術推廣的關鍵。如何在實現綠色目標的同時,不犧牲用戶體驗,是需要深入思考的問題。 標準化與生態係統構建: 缺乏統一的行業標準和完善的生態係統,可能阻礙綠色技術的廣泛應用。 盡管存在挑戰,本書對未來充滿信心。隨著材料科學、微電子技術、通信技術、人工智能等領域的不斷突破,綠色移動設備和網絡必將迎來更廣闊的發展前景。作者展望瞭未來可能齣現的圖景: “能量自給”的智能終端: 智能手機、可穿戴設備甚至部分物聯網設備,能夠通過集成化的能量收集技術,實現部分或全部能源的自給自足,大幅延長續航時間,減少充電頻率。 “綠色”無處不在的網絡: 通信基站、數據中心等基礎設施,將普遍采用能效更高的設計和運行模式,並積極利用可再生能源,構建對環境影響最小的數字基礎設施。 動態能源網絡的齣現: 未來網絡將更加智能,能夠根據實時的能源供給情況(如光照強度、風力變化)和用戶需求,動態地調度計算和通信資源,實現能源的最優利用。 循環經濟與可持續設計: 移動設備的設計將更加注重模塊化、可維修性和可迴收性,從産品的生命周期各個環節,踐行可持續發展的理念。 五、 結論:擁抱綠色未來,共創可持續數字生態 《綠色移動設備與網絡:能量優化與收集技術》一書,旨在為讀者提供一個全麵、深入、前沿的視角,理解當前移動設備和網絡麵臨的能源挑戰,並探索創新的解決方案。本書不僅僅是技術理論的堆砌,更蘊含著對構建更可持續、更負責任的數字未來的深刻思考。 無論您是信息技術的研究者、開發者、工程師,還是對科技發展和環境保護感興趣的普通讀者,本書都將為您打開一扇通往綠色數字世界的大門。通過學習和實踐本書提齣的能量優化與收集技術,我們能夠共同努力,減少信息技術對環境的影響,為子孫後代留下一個更清潔、更健康的地球,並最終實現科技進步與環境保護的和諧統一。這本書,是關於我們如何利用智慧和創新,構建一個真正可持續的數字時代的指南。

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說實話,我拿到這本書時,是衝著它標題中“能量優化”這三個字來的。我的工作主要是設計嵌入式係統的固件,我們每天都在和毫瓦級的功耗預算搏鬥。很多現有的優化指南要麼太基礎,停留在“關閉不用的模塊”這種層麵上,要麼就是針對特定芯片集的,普適性不強。我非常好奇這本書是否能提供一個跨平颱、跨架構的能耗分析框架。我期待它能詳細解析現代操作係統(無論是Android還是更專業的實時操作係統RTOS)是如何調度任務來最大化能量利用率的,特彆是對於那些依賴於周期性喚醒和深度睡眠的傳感器網絡。如果它能夠深入探討新型電池化學或超級電容器在快速充放電循環中的性能衰減問題,並給齣相應的管理策略,那對我手中的便攜式醫療設備項目將是如虎添翼。這本書的深度如果能達到學術專著的嚴謹性,同時又保持工程師手冊的可操作性,那它無疑會成為我案頭必備的工具書。

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我對這本書的期待,更多是基於它所代錶的一種前沿思維轉變:即從“如何更有效地攜帶能量”轉嚮“如何持續地從環境中獲取能量”。這種理念的轉變在可持續發展的大背景下顯得尤為重要。我個人對其中的“能量收集技術”部分抱有最高的興趣,特彆是那些新興的、尚未大規模商業化的技術,比如皮膚動能采集(triboelectric nanogenerators, TENGs)在可穿戴設備中的應用潛力。我希望這本書能對這些技術的能量密度、長期穩定性和製造工藝的規模化挑戰進行坦誠的評估。此外,一個好的技術書籍不應該隻介紹“是什麼”,更要迴答“為什麼”。我希望它能提供充分的案例研究,展示在不同地理環境(高海拔、海洋、沙漠)下,哪種能量收集方案具有最高的能源獲取效率和最低的維護成本。如果這本書能為決策者提供一個清晰的投資迴報率(ROI)分析模型,對比一次性電池更換成本與部署長期采集係統的成本效益,那它就具備瞭極強的市場影響力和指導意義。

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這本書的封麵設計簡直令人眼前一亮,那種清新的綠色調搭配上現代感的綫條構圖,一下子就抓住瞭我的注意力。我最近剛好在研究下一代城市交通係統的能源補給方案,尤其關注那些輕量化、低功耗的傳感網絡如何能自給自足。這本書的排版和裝幀質量也無可挑剔,紙張的觸感非常舒適,閱讀體驗極佳。我尤其欣賞它在章節之間的邏輯過渡,雖然主題聽起來非常專業和偏硬核,但作者似乎非常擅長用清晰的脈絡引導讀者進入復雜的理論領域。從目錄上看,它似乎對材料科學在能源捕獲方麵的最新進展也有所涉獵,這對我來說非常關鍵,因為我正在尋找更高效、更耐用的柔性太陽能電池在移動設備上的集成方案。如果它能深入探討現階段不同能量收集技術(比如熱電、振動能、射頻能)在實際部署中麵臨的功耗平衡問題,那簡直是太棒瞭。總而言之,這本書的物理呈現已經給我留下瞭極佳的第一印象,讓我充滿期待地想要深入瞭解其核心內容,希望它能提供我亟需的那些前沿洞察。

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我通常對技術書籍的閱讀持謹慎態度,因為很多著作要麼過於側重理論推導而缺乏實際應用案例,要麼就是泛泛而談,缺乏深度挖掘。然而,這本書的引言部分給我帶來瞭一種“被尊重”的感覺,它沒有急於拋齣復雜的公式,而是先搭建瞭一個宏大的背景,清晰地界定瞭當前移動互聯設備在續航上麵臨的“能源飢渴癥”是如何阻礙技術進步的。我尤其關注其中提及的“邊緣計算”與“低功耗廣域網(LPWAN)”的結閤點。我最近參與的項目涉及到部署大量的環境監測節點,這些節點的電源更換成本高昂且不切實際,所以急需一種能在環境光照變化和微小溫差下持續供電的解決方案。這本書的命名(“綠色移動設備和網絡”)暗示瞭它可能對光伏和溫差電材料的耦閤效率進行瞭詳盡的對比分析,並且最好能提供一些關於如何優化網絡協議以適應間歇性供電的策略。如果它能提供基於真實世界數據的能耗模型和優化算法的開源代碼鏈接,那就更完美瞭,這將極大地加速我的研究進程。

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從一個軟件架構師的角度來看,這本書的潛在價值遠不止於硬件層麵。在構建下一代智能城市基礎設施時,我們必須考慮整個網絡的韌性和可持續性。傳統的集中式供電模式在麵對極端天氣或物理破壞時非常脆弱。因此,我更希望這本書能夠拓展到“網絡”層麵,探討分布式能源采集如何重塑網絡拓撲和數據路由機製。比如,當一個節點因為光照不足而進入低功耗模式時,數據流應該如何無縫切換到鄰近的、能源充足的節點上?這本書是否討論瞭基於區塊鏈或分布式賬本技術來記錄和激勵能源共享行為的可能性?我非常期待看到關於“自適應頻譜管理”的章節,即設備如何根據當前的環境能量密度動態調整其無綫傳輸功率和數據速率,而不是采用固定的、保守的參數。如果它能為構建一個真正的、自我維持的、去中心化的物聯網生態係統提供藍圖,那它就超越瞭一本簡單的技術參考書的範疇,而成為一份戰略指南瞭。

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