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王平 著

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• 物联网
• 自动化
• 工业控制
• 无线传感器
• 数据采集
• 嵌入式系统

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出版社： 电子工业出版社

ISBN：9787121055850

商品编码：29744583880

包装：平装

出版时间：2008-03-01

基本信息

书名：测量与控制用无线通信技术

定价：30.00元

作者：王平

出版社：电子工业出版社

出版日期：2008-03-01

ISBN：9787121055850

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.341kg

编辑推荐

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内容提要

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本书以测量与控制用无线通信关键技术问题为基础，有机地融入了作者参与制定美国仪器仪表学会ISA－100a工业无线通信标准所获得的研究成果，系统地介绍了IEEE 802.11b、802.15.1（蓝牙）、ZigBee三种无线通信技术的原理。设计方法与产品开发技术，并以作者开发的无线控制系统为典型例子，重点介绍了IEEE 802.11b、802.15.1（蓝牙）、ZigBee三种用于测量与控制的无线通信协议体系结构、协议栈软件的设计开发，以及相应的无线通信卡、无线测控设备、无线接入设备的开发方法和技术。
本书力求做到理论分析与技术应用并重，使读者对用于测量与控制的无线技术有一个系统、全面、深入的了解，并掌握用于测量与控制的无线技术产品的开发方法。
本书可作为自动控制领域从事科学研究、产品开发与工程应用的科研人员、工程技术人员的参考用书，也可作为自动化、计算机、通信、测控、电气等专业高年级本科生和研究生的教学用书。

目录

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章 概论
1.1 测量与控制中数据通信的特点与要求
1.1.1 测量与控制中数据通信的特点
1.1.2 测量与控制中数据通信的要求
1.2 测量与控制中通信技术的发展趋势
1.3 无线通信技术在测量与控制中的广泛应用
1.4 测量与控制领域无线传输的国际标准
第2章 基于IEEE802.11b的测控网络技术
2.1 IEEE 802.1lb协议体系
2.1.1 IEEE 802.11协议族
2.1.2 IEEE 802.11标准简介
2.1.3 IEEE 802.11的协议结构
2.1.4 IEEE 802.11的拓扑结构
2.1.5 IEEE 802.11的网络服务
2.2 IEEE 802.11协议栈程序设计
2.2.1 IEEE 802.11协议栈的设计思路
2.2.2 Protocol Control AP模块
2.2.3 Transmission模块
2.2.4 Reception模块
2.5 基于IEEE 802.11b的EPA无线现场设备开发
2.5.1 基于IEEE 802.1 1b的EPA无线温度变送器
2.5.2 基于IEEE 802.1 lb的EPA无线手持操表器
第3章 基于802.15.1（蓝牙）的测控网络技术
3.1 蓝牙技术概述
3.1.1 蓝牙技术及其发展
3.1.2 蓝牙与IEEE 802.15.1
3.1.3 蓝牙协议栈组成
3.1.4 蓝牙个人区域网
3.2 蓝牙协议栈的设计
3.2.1 主机控制接口HCl
3.2.2 L2CAP协议的实现
3.2.3 蓝牙网络封装协议BNEP的实现
3.2.4 服务发现协议（SDP）的实现
3.3 蓝牙通信卡的开发
3.3.1 蓝牙通信卡硬件设计
3.3.2 蓝牙通信卡软件设计
3.4 基于EPA的蓝牙接入网关的开发
3.4.1 EPA网络中的蓝牙接人协议模型
3.4.2 基于EPA的蓝牙接入网关硬件设计
3.4.3 基于EPA的蓝牙接入网关软件设计
3.5 基于EPA的蓝牙现场设备开发
3.5.1 基于EPA的蓝牙手操器开发
3.5.2 基于EPA的蓝牙电磁流量计开发
第4章 基于ZigBee的测控网络技术
4.1 zigl3ee技术的发展
4.2 ZigBee协议体系
4.2.1 ZigBee协议架构
4.2.2 zigaee网络的构成
4.3 ZigBee通信卡的开发
4.3.1 ZigBee通信卡硬件设计
4.3.2 zigaee通信卡软件设计
4.4 基于EPA的ZigBee接人装置开发
……
第5章 ISA与ISA-100简介
第6章 基于无线通信技术的测控系统示例
参考文献

作者介绍

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文摘

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序言

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《新时代的智能生活：物联网通信的无限可能》 在我们所处的这个时代，科技的浪潮以前所未有的速度席卷着生活的方方面面，而“连接”正是驱动这场变革最核心的驱动力。从智能家居的便捷舒适，到智慧城市的高效运转，再到工业自动化的精益求精，这一切都离不开背后强大的通信技术作为支撑。本书《新时代的智能生活：物联网通信的无限可能》旨在深入浅出地揭示驱动这些智能应用背后的通信技术，并展望它们将如何重塑我们的未来生活，带来更加便捷、高效、安全和可持续的社会。 本书并非一部纯粹的技术手册，而是以更宏观的视角，带领读者一同探索物联网（IoT）通信领域那些令人振奋的创新与发展。我们将从物联网的定义、核心要素出发，逐步解析其蓬勃发展的驱动力，以及它为人类社会带来的深远影响。在此基础上，我们将重点聚焦于支撑物联网通信的关键技术，而非局限于某一特定领域。这意味着，你将在这里了解到支撑起这个庞大智能网络的各种通信方式，理解它们各自的优势、劣势以及适用场景，从而构建起对整个物联网通信生态的全面认知。 第一章：物联网的脉络：从感知到连接的飞跃 物联网，简而言之，就是将物理世界中的一切物体，通过各种通信手段连接到互联网，实现信息的收集、传输、分析和控制。本章将首先厘清物联网的基本概念，它并非一个孤立的技术，而是集成了传感器技术、嵌入式系统、网络通信技术、大数据分析等多种先进技术的综合性应用。我们将探讨物联网的典型架构，从底层的感知层，到网络传输层，再到应用服务层，层层剖析其工作原理。你将了解到，物联网的核心在于“万物互联”，而实现这一目标，通信技术扮演着至关重要的角色。我们还将简要回顾物联网发展的历史轨迹，理解它是如何从概念走向现实，并预测其未来发展趋势，例如从简单的设备连接到更复杂的智能系统集成。 第二章：通信基石：无线通信的多样光谱 在物联网的世界里，无线通信是连接各个节点的首选方式。本章将对当前主流的无线通信技术进行系统性的梳理和介绍，但不局限于“测量与控制”这一特定应用。我们将涵盖以下几个主要方面： 短距离无线通信技术： Wi-Fi： 作为家庭和办公室最常见的无线网络技术，Wi-Fi 的演进（如 Wi-Fi 6/6E）在带宽、延迟和连接密度方面的提升，使其在智能家居、工业自动化等场景下扮演着越来越重要的角色。本书将介绍 Wi-Fi 的基本原理，不同标准下的性能差异，以及其在物联网应用中的部署考量。 蓝牙（Bluetooth）： 从最初的音频传输，到现在的低功耗蓝牙（BLE）在可穿戴设备、智能家居传感器、位置服务等领域的广泛应用，蓝牙凭借其低功耗、低成本的优势，成为物联网领域不可或缺的一员。我们将深入探讨 BLE 的优势，以及 Mesh 网络等新技术如何扩展其应用范围。 NFC（近场通信）： 凭借其极短的通信距离和便捷的非接触式通信特性，NFC 在移动支付、门禁控制、数据交换等方面展现出独特的价值。本书将介绍 NFC 的工作原理，以及其在物联网场景下的潜在应用。 Zigbee： 专为低功耗、低数据率的物联网应用而设计的 Zigbee 协议，在智能家居、楼宇自动化等领域具有显著优势。我们将分析 Zigbee 的网络拓扑、通信模式以及其在构建大规模传感器网络中的作用。 长距离无线通信技术： 蜂窝通信（Cellular）： 从 2G 到 5G，蜂窝通信技术不断演进，其高带宽、广覆盖的特性为物联网提供了强大的连接能力。本书将着重介绍 NB-IoT（窄带物联网）和 LTE-M（LTE Cat-M1）等针对物联网优化的蜂窝通信技术，分析它们在功耗、覆盖范围、数据传输速率等方面的特点，以及在智能抄表、资产追踪等领域的应用。同时，也将展望 5G 在大规模物联网连接方面的潜力。 LoRa/LoRaWAN： LoRa（Long Range）是一种低功耗、远距离的无线通信技术，而 LoRaWAN 则是基于 LoRa 的广域网协议。这两种技术以其低功耗、大连接数、远距离传输的特点，在智慧农业、智慧城市、环境监测等领域找到了广泛的应用。我们将深入探讨 LoRa 的物理层优势，以及 LoRaWAN 的网络架构和工作机制。 Sigfox： 作为另一个低功耗广域网（LPWAN）的代表，Sigfox 以其独特的单边带通信方式和全球性网络，为低数据率的物联网应用提供了新的选择。本书将介绍 Sigfox 的技术特点及其商业模式，并分析其在特定物联网场景下的适用性。 新兴无线通信技术： UWB（超宽带）： 凭借其极高的精度和实时定位能力，UWB 技术正在悄然改变着室内定位、资产追踪、安全认证等领域。我们将介绍 UWB 的工作原理，以及它在无感交互、精准定位等方面的独特优势。 Li-Fi（可见光通信）： 利用可见光作为传输介质的 Li-Fi 技术，有望在数据安全、带宽限制以及电磁干扰等方面提供新的解决方案。本书将对其进行初步介绍，并探讨其在未来物联网发展中的潜在角色。 第三章：协议栈的智慧：连接的语言与规则 仅仅拥有硬件通信能力是不足够的，要实现不同设备之间的有效沟通，还需要标准化的通信协议。本章将深入探讨支撑物联网通信的各类协议栈，理解它们如何在不同的通信技术之上，构建起有序的数据交换流程。 IP 协议族在物联网中的应用： TCP/IP 协议族作为互联网的标准，在物联网中依然扮演着重要角色。我们将讨论 IPv6 在海量设备连接中的优势，以及 UDP 相较于 TCP 在低功耗、低延迟物联网场景下的选择。 物联网专用协议： MQTT（Message Queuing Telemetry Transport）： 作为一种轻量级的发布/订阅消息协议，MQTT 凭借其低带宽、高效率的特点，在物联网设备间的消息传递中广受欢迎。我们将详细解析 MQTT 的发布/订阅模型、QoS（服务质量）等级，以及其在分布式物联网系统中的应用。 CoAP（Constrained Application Protocol）： 专为受限设备设计的 CoAP 协议，在资源受限的物联网环境中提供了类似 HTTP 的请求/响应模型。本书将介绍 CoAP 的工作原理，以及它与 MQTT 在不同场景下的比较。 HTTP/RESTful API： 虽然 HTTP 并非为物联网设计，但其成熟的生态和易用性使其在一些物联网应用中依然被广泛使用，尤其是在云平台与设备之间的通信。我们将探讨 HTTP/RESTful API 在物联网中的应用方式和局限性。 应用层协议的演进： 除了通用的消息传输协议，针对特定应用场景的应用层协议也在不断涌现，例如用于智能家居的 Matter 协议，以及用于工业物联网的 OPC UA 等。我们将对这些协议进行简要介绍，理解它们如何进一步提升物联网的互操作性和智能化水平。 第四章：安全与隐私：智能生活的防护盾 随着物联网设备的普及，数据安全和用户隐私问题变得日益突出。本章将聚焦于物联网通信中的安全挑战，以及相应的防护措施。 物联网安全威胁分析： 从设备接入认证、数据传输加密，到云平台安全，我们将识别物联网通信中常见的安全漏洞和攻击手段，例如中间人攻击、DDoS 攻击、数据泄露等。 安全通信机制： 我们将介绍TLS/SSL等加密技术在物联网通信中的应用，以及设备身份认证、访问控制等安全策略，确保数据在传输过程中的机密性和完整性。 隐私保护： 在数据收集和分析过程中，如何保护用户的隐私是一个重要的课题。本书将探讨数据匿名化、差分隐私等技术，以及相关的法律法规对物联网隐私保护的要求。 安全更新与漏洞管理： 针对物联网设备的持续安全更新和漏洞管理，是保障系统安全的关键。我们将探讨 OTA（Over-the-Air）更新技术在安全更新中的作用，以及建立完善安全管理体系的重要性。 第五章：未来的展望：智慧生活的新篇章 展望未来，物联网通信技术将继续朝着更加智能化、绿色化、集成化的方向发展，为构建更美好的生活带来无限可能。 5G/6G 与物联网的深度融合： 超低延迟、超高带宽的 5G，以及未来 6G 技术，将为自动驾驶、远程医疗、沉浸式体验等对时延和带宽要求极高的物联网应用提供坚实基础。 人工智能与物联网的协同： AI 的发展将使得物联网设备具备更强的自主决策和学习能力，实现更高级别的智能化。通信技术将成为 AI 与物理世界交互的桥梁。 边缘计算的崛起： 将计算能力部署到更靠近数据源的边缘，可以有效降低时延，减轻网络负担，并提高数据处理效率。本书将探讨边缘计算与物联网通信的结合，以及它如何赋能实时智能应用。 绿色物联网与可持续发展： 随着人们对环境问题的日益关注，低功耗通信技术、可再生能源供电的物联网设备将成为未来的重要发展方向，助力实现可持续发展目标。 跨行业融合与创新： 物联网通信技术的普及将促进各行各业的深度融合，例如工业 4.0、智慧农业、智慧医疗等，从而催生出全新的商业模式和生活方式。 《新时代的智能生活：物联网通信的无限可能》并非要让你成为一名通信工程师，而是希望通过对这些核心技术的系统性梳理和深入浅出的讲解，让你能够理解当下智能生活背后那看不见的“连接”的力量，洞察未来的发展趋势，并对即将到来的更加智能化的世界，充满期待与信心。无论你是对科技充满好奇的普通读者，还是希望了解行业发展趋势的从业者，本书都将为你打开一扇通往物联网通信世界的大门，让你领略科技进步带来的无限可能。

评分☆☆☆☆☆

我对书中关于低功耗和电池寿命管理的章节感到非常失望，这部分内容对于物联网（IoT）驱动的无线传感器网络来说，是决定性的因素之一，但书中的讲解却流于表面化和教科书式的陈述。关于如何实现“超长待机”，书中主要提及了睡眠模式和周期性唤醒机制，这些都是十年前的基础知识了。真正有价值的实践经验，例如如何根据业务需求动态调整采样率以平衡功耗和数据时效性、如何利用环境能量收集技术（Energy Harvesting）来延长节点寿命、或者针对不同调制方案（如LoRa与NB-IoT）的实际功耗曲线分析和优化参数设置等深度内容，几乎没有涉及。这使得这本书对于那些负责设计和部署大规模、无人值守的户外监测系统的工程师来说，缺乏实用的指导价值。读完后，我依然需要去翻阅芯片厂商提供的Datasheet和应用笔记，才能找到真正能帮助我延长电池寿命的关键技术细节，这说明本书在“工程应用深度”上有所欠缺。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名是《测量与控制用无线通信技术》，但是读完之后，我感觉这本书的内容和我期望的有些出入。首先，我非常期待能看到一些关于最新无线通信技术在工业自动化领域应用的深度分析，比如5G在远程高精度控制中的延迟优化、低功耗广域网（LPWAN）在海量传感器数据采集中的实际部署挑战等等。然而，这本书更多地侧重于对基础无线通信原理的梳理，例如调制解调、信道编码、频谱管理等，这些内容虽然重要，但对于一个想了解前沿应用和实际工程问题的读者来说，显得有些泛泛而谈。书中对具体工业场景的案例研究相对较少，即使有提及，也多是概念性的描述，缺乏详细的技术参数、性能指标和实施步骤。这使得读者很难将书本知识直接转化为解决实际问题的能力。我更希望看到的是，作者能结合当前工业4.0的背景，深入探讨如何利用现有技术解决工业现场复杂的电磁干扰、高可靠性要求等痛点问题，而不是停留在理论的层面。整体而言，它更像是一本入门级的理论教材，对于追求实践深度和前沿技术的专业人士来说，可能需要寻找更具针对性的专业文献。

评分☆☆☆☆☆

这本书在安全机制的探讨上明显落后于当前技术发展的步伐，安全问题在工业控制领域的重要性不言而喻，但本书的论述却显得过于理想化和过时。书中提到了传统的加密和认证方法，比如使用预共享密钥（PSK）或简单的对称加密算法来保护数据传输。然而，在面对工业控制系统（ICS）日益增长的网络攻击风险时，这些基础防护措施已经远远不够了。我期待书中能详尽介绍如基于硬件安全模块（HSM）的密钥管理、量子安全算法在低功耗设备上的适应性部署、以及零信任架构在边缘计算节点如何实现动态授权和访问控制等更具前瞻性的安全策略。遗憾的是，对于如固件签名验证、安全启动流程等保障设备完整性的关键环节，书中的笔墨少得可怜，仿佛工业无线通信的安全风险仅仅停留在“防止数据被窃听”的阶段，这与当前网络安全形势严重不符。

评分☆☆☆☆☆

这本书的排版和图示清晰度真的有待提高，阅读体验直线下降。我特别留意了其中关于信号传播模型的部分，图表的设计显得过于陈旧和晦涩，很多关键的公式推导过程省略得让人摸不着头脑，仿佛作者默认读者已经具备了深厚的数理基础，可以直接跳到结论。例如，在讲解MIMO（多输入多输出）系统时，涉及到的矩阵运算和复杂的空间复用原理，没有配以足够直观的图示来辅助理解，导致我不得不频繁地在多个章节之间来回翻阅，试图拼凑出完整的知识图景。相比于市面上其他专业书籍，这本书在视觉传达上显得非常保守和不友好。我本以为作为一本技术专著，严谨的逻辑和详尽的图解是标配，但这次的阅读过程更像是在啃一本老旧的、缺乏现代设计感的教科书。对于需要快速掌握复杂概念的工程师而言，这种低效的知识传递方式无疑是巨大的时间成本浪费，希望未来再版时能引入更多动态演示或者更现代化的、能一目了然的工程示意图。

评分☆☆☆☆☆

在对不同无线标准兼容性的讨论上，这本书的处理方式显得有些力不从心，这对于一个需要进行系统集成的工程师来说是致命的短板。现代测量与控制系统往往需要跨越多个无线生态系统，比如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee，甚至是一些专用的ISM频段技术，它们之间的互操作性、资源竞争管理是实际部署中的核心难题。我仔细查找了关于“异构网络融合”的相关章节，却发现内容非常浅显，更多的是概念性的罗列，比如“要考虑兼容性”这样的表述，而没有提供任何关于协议栈适配、数据格式转换或干扰协调的具体技术路径和最佳实践。这种蜻蜓点水的论述，使得读者在面对实际的多技术共存环境时，依然感到无从下手。一个真正有价值的技术参考书，应当能够剖析这些标准冲突的根源，并给出如何通过软件定义网络（SDN）或更高级的调度算法来解决这些复杂集成问题的路线图，而不是仅仅停留在介绍各个标准各自为政的特点上。