无线传感网技术 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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聂增丽，王泽芳 著

图书标签:

• 无线传感网络
• 传感器网络
• 物联网
• 无线通信
• 嵌入式系统
• 数据采集
• 低功耗设计
• 网络协议
• 智能感知
• 边缘计算

出版社： 西南交通大学出版社

ISBN：9787564348656

版次：1

商品编码：12026034

包装：平装

丛书名： 物联网技术系列丛书 ，

开本：16开

出版时间：2016-08-01

用纸：胶版纸

页数：201

字数：323000

正文语种：中文

内容简介

　　本书总体以智能大棚系统为主线，技术路线为：基础—硬件（传感设备）—无线传感网传输协议—无线传感网网络技术—远距离传输技术。具体为：第1章讲解了智能大棚系统中的无线传感网基础知识。第2章为蔬菜溯源利器——RFID，由此介绍了无线传感网硬件设备（传感设备）。第3章主要介绍了无线传感网传输协议ZigBee。第4章介绍了wifi技术。第5章介绍了蓝牙技术。第6章介绍了3G通信技术。第七章首先介绍了无线传感网关键技术，据此实施节点较少的智能大棚系统。本书可操作性强，可作为应用型人才培养教材。

作者简介

聂增丽，工学硕士，重庆工程学院教师，研究方向无线传感网，在重庆金美通信有限责任公司担任软件工程师2年，完成无线通信中路由模块和界面设计。曾出版译著《超低功耗(ULP)蓝牙技术规范解析》；出版教材《数字电子电路分析与实践》《模拟电子电路分析与实践》。参与重庆市项目3项，发表EI收录论文2篇，发表核心论文2篇。王泽芳，工学硕士，副教授，主要研究方向物联网与无线智能传感器。

内页插图

目录

第1章 准备工作——智能大棚系统中的无线传感网
1．1 智能大棚系统
1．2 无线传感网概述
1．3 无线传感网的结构
1．4 无线传感网关键技术
1．5 无线传感网的应用
1．6 无线传感网的未来发展
1．7 无线传感网的开发环境

第2章 蔬菜溯源利器——传感器与RFID
2．1 传感器
2．2 典型传感器简介
2．3 射频识别技术
2．4 基于RFID食品追踪应用实例

第3章 温湿度监测——利用ZigBee技术实现无线传感网数据传输
3．1 ZigBee概述
3．2 ZigBee技术体系
3．3 ZigBee物理层协议规范
3．4 ZigBee的MAC层协议规范
3．5 温湿度监测应用实例

第4章 还原大棚系统实景——Wi-Fi模式下视频信息传输
4．1 Wi-Fi技术概述
4．2 Wi-Fi网络结构与服务
4．3 Wi-Fi工作站接人网络
4．4 视频传输应用实例

第5章 大棚系统实时操作——蓝牙无线数据采集
5．1 蓝牙技术概述
5．2 蓝牙协议栈体系结构
5．3 蓝牙设备的组网
5．4 蓝牙系统的结构及组成
5．5 蓝牙无线数据采集系统实例

第6章 千里眼——远程监控
6．1 3G技术的概述
6．2 WCDMA技术
6．3 CDMA2000技术
6．4 TD-SCDMA技术
6．5 4G移动通信技术
6．6 远程监控应用实例

第7章 合作，然后改变世界——智能大棚系统
7．1 智能大棚系统中的关键技术
7．2 无线传感网的节点定位技术
7．3 时间同步技术
7．4 网络拓扑控制
7．5 数据融合技术
7．6 安全技术
7．7 实现简易的智能大棚系统

参考文献

精彩书摘

1. 传感器节点

传感器节点处理能力、存储能力和通信能力相对较弱，通过小容量电池供电。从网络功能上看，每个传感器节点除了进行本地信息收集和数据处理外，还要对其他节点转发来的数据进行存储、管理和融合，并与其他节点协作完成一些特定任务。

2. 汇聚节点

汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对较强，它是连接传感器网络与因特网等外部网络的网关，实现两种协议间的转换，同时向传感器节点发布来自管理节点的监测任务，并把无线传感网收集到的数据转发到外部网络上。汇聚节点是一个具有增强功能的传感器节点，汇聚节点有足够的能量供给，能将Flash和SRAM中的所有信息传输到计算机中，通过汇编软件，可很方便地把获取的信息转换成汇编文件格式，从而分析出传感节点所存储的程序代码、路由协议及密钥等机密信息，同时还可以修改程序代码，并加载到传感节点中。

前言/序言

　　“无线传感网技术”是物联网工程专业的专业核心课程，包含无线传感网技术基础知识、传感器与射频技术、无线传感网的搭建、无线传感网络综合应用实例等内容，课程基于应用型本科以工程实践应用为中心的教育理念，对课程重点知识通过项目的形式进行编写，体现了理论够用、重工程实践应用的原则。通过该课程教学，主要培养学生应用传感技术、通信技术和组网技术设计无线传感网络系统能力。本书的设计增强了书籍的可读性和适用性。
　　本书共有7章内容，以智能大棚系统的实现为主线，每一章介绍了实现智能大棚系统的一个分支，每章的前几节内容是本章涉及的无线传感网知识，最后一节是本章的具体应用实例，最后一章是无线传感网综合应用，讨论了无线传感网的关键技术，梳理每章的技术脉络，以及如何最终实现智能大棚系统。本书的技术路线为：基础一硬件（传感设备）一无线传感网传输协议一无线传感网网络技术一远距离传输技术。具体为：第1章准备工作一智能大棚系统中的无线传感网，讲解智能大棚系统中的无线传感网的基础知识，包括概念、体系结构、应用和未来发展，最后是开发环境的介绍。第2章蔬菜溯源利器一传感器与RFID，根据食品中的无线识别标签，找到食品来源，由食品引出智能大棚系统，并介绍了无线传感网硬件设备（传感设备）。第3章温湿度监测一利用ZigBee技术实现无线传感网数据传输，主要介绍无线传感网传输协议ZigBee。第4章还原大棚系统实景-Wi-Fi模式下视频信息传输，介绍了Wi-Fi技术，实现智能大棚视频监控。第5章为大棚系统实时操作一蓝牙无线数据采集，介绍蓝牙技术，使用蓝牙技术实现无线数据采集，进行土壤的监测等功能。第6章千里眼一远程监控，介绍3G通信技术和4G通信技术，利用3G通信技术实现远程监控。第七章合作，然后改变世界一智能大棚系统，梳理总结了无线传感网关键技术的脉络，然后介绍如何据此实现节点较少的智能大棚系统。

《网络协议设计与实现：从原理到实践》 内容简介 在这纷繁复杂、信息爆炸的数字时代，网络已成为连接世界、传递价值的基石。然而，这一切的畅通无阻，离不开那些在幕后默默工作的协议。它们是网络通信的语言，是数据交换的规则，更是信息时代跳动的心脏。本书《网络协议设计与实现：从原理到实践》，正是这样一本深入剖析网络协议的奥秘，并引导读者掌握其设计与实现精髓的著作。它将带领您穿越时空的隧道，追溯网络协议的起源与演进，理解那些奠定现代通信基础的经典设计，并为您揭示当下新兴网络协议的创新之处。 本书的目标读者群体广泛，涵盖了计算机科学、软件工程、通信工程等相关专业的学生，以及从事网络开发、系统集成、信息安全等领域的工程师和技术爱好者。无论您是初次接触网络协议的探索者，还是希望深化理解、提升实践能力的资深开发者，本书都将是您宝贵的参考。 第一部分：网络协议的基石——理论与架构 本部分将为您构建坚实的理论基础。我们将从最根本的“何为协议”开始，深入探讨网络协议在整个通信体系中的作用与地位。您将学习到分层协议模型（如OSI七层模型和TCP/IP四层模型）的设计理念，理解每一层协议如何协同工作，实现端到端的可靠通信。我们将详细讲解每一层的核心协议，包括： 物理层与数据链路层： 探讨信号传输、帧封装、介质访问控制（MAC）等基本概念。您将了解以太网、Wi-Fi等常用链路层技术的原理，以及错误检测与纠正机制。 网络层： 重点聚焦IP协议，包括IPv4与IPv6的地址分配、路由选择（如RIP, OSPF, BGP）以及数据包的转发机制。我们将剖析NAT（网络地址转换）等技术如何解决IP地址枯竭的问题，并讨论IPv6带来的变革。 传输层： 这是实现端到端可靠通信的关键。我们将深入讲解TCP（传输控制协议）的可靠性保证机制，包括三次握手与四次挥手、拥塞控制、流量控制、慢启动等。同时，您也将学习UDP（用户数据报协议）的无连接、高效率特性，以及它们在不同应用场景下的适用性。 应用层： 覆盖了我们日常生活中最常用的协议，如HTTP（超文本传输协议）用于Web浏览，DNS（域名系统）用于域名解析，FTP（文件传输协议）用于文件传输，SMTP（简单邮件传输协议）与POP3/IMAP（邮局协议/互联网消息访问协议）用于电子邮件收发等。我们将分析这些协议的设计哲学，理解它们如何满足特定的应用需求。 第二部分：协议设计的核心要素——原理与方法 掌握了基础理论后，本部分将进一步深入协议设计的核心。我们将探讨设计一个高效、可靠、安全的网络协议所必须考虑的关键要素： 数据表示与编码： 如何将原始数据转化为网络可传输的比特流，以及各种编码格式（如ASCII, Unicode, Base64）的选择与应用。 状态管理与时序： 协议的执行过程往往涉及复杂的状态转换和时序控制，我们将分析如何设计状态机来管理协议的生命周期，以及如何处理超时、重传等问题。 可靠性机制： 除了传输层的TCP，在某些特定场景下，我们也可能需要在应用层实现定制的可靠性保证，如序列号、确认应答、校验和等。 安全性考量： 在设计协议时，安全性是不可忽视的一环。我们将讨论常见的网络攻击类型，以及如何在协议层面引入加密、认证、完整性校验等安全机制，如TLS/SSL（传输层安全协议/安全套接层协议）。 性能优化： 如何在保证功能和可靠性的前提下，提升协议的传输效率、降低延迟，是协议设计中的重要挑战。我们将探讨诸如数据压缩、协议调度、负载均衡等优化手段。 可扩展性与兼容性： 优秀的设计应具备良好的可扩展性，以便在未来轻松集成新功能或适应新的技术。同时，与现有协议的兼容性也是确保广泛应用的关键。 第三部分：协议实现的实践之道——从代码到系统 理论的深度最终需要通过实践来检验和升华。本部分将带领您走进协议实现的具体世界： 编程语言与工具： 介绍适用于网络协议开发的常用编程语言（如C, C++, Java, Python）及其特性，并推荐一系列实用的开发工具和调试器，如Wireshark, tcpdump等，帮助您捕获和分析网络流量，洞察协议的真实行为。 Socket编程： 这是实现网络通信的基石。我们将深入讲解Socket API的使用，包括创建Socket、绑定端口、监听连接、建立连接、发送与接收数据等一系列操作，并提供丰富的代码示例，帮助您快速上手。 TCP/IP协议栈的实现： 探索操作系统内部TCP/IP协议栈的实现原理，理解内核如何处理网络请求，以及用户空间与内核空间的数据交互。 开发自定义协议： 结合前两部分的理论知识，本书将指导您如何从零开始设计并实现一个简单的自定义网络协议，例如一个简单的聊天协议或文件传输协议，让您亲身体验协议的设计流程与实现过程。 网络模拟与测试： 介绍如何利用网络模拟器（如NS-3, Mininet）来构建虚拟网络环境，进行协议性能测试、压力测试，以及研究不同网络条件对协议行为的影响。 现代网络协议框架： 展望未来，我们将简要介绍一些新兴的网络协议技术和框架，如gRPC, QUIC等，以及它们如何解决传统协议的局限性，为下一代互联网通信奠定基础。 贯穿全书的特色： 原理与实践相结合： 本书始终坚持理论讲解与代码实现并重，让读者在理解抽象概念的同时，也能动手实践，将知识转化为能力。 丰富的案例分析： 每一个协议的讲解都辅以实际应用场景的案例分析，帮助读者理解协议的价值和作用。 逐步深入的难度： 内容从基础概念到高级技术，循序渐进，适合不同层次的读者。 代码示例丰富： 提供多种语言的清晰、可运行的代码示例，便于读者学习和模仿。 前沿技术展望： 关注最新网络技术发展趋势，为读者指明学习方向。 《网络协议设计与实现：从原理到实践》是一本集理论深度、实践指导和前沿视野于一体的著作。它将帮助您不仅理解网络的“是什么”，更能掌握网络的“怎么做”，成为一名真正理解并能够驾驭网络通信的开发者。无论您怀揣着怎样的技术梦想，本书都将是您实现梦想的有力伙伴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计十分简洁大气，纯白的底色上印着书名，字体是沉稳的深蓝色，给人一种专业而可靠的感觉。拿在手里，纸张的触感也很好，不是那种廉价的滑腻，而是带着一点自然的哑光，翻页的时候也不会有刺耳的声音。我一直对通信技术领域比较感兴趣，但又苦于基础知识不够扎实，所以看到这本书的标题时，就觉得它可能是一个不错的入门选择。我期望这本书能够系统地介绍无线传感网的基本原理，包括其组成部分、工作模式以及在不同场景下的应用。比如，它是否会讲解到传感器节点的硬件设计，比如微控制器、传感器接口、通信模块等等？内存和处理能力受限的情况下，如何进行高效的数据采集和处理？当然，对于通信协议也是我非常关注的部分，例如IEEE 802.15.4、Zigbee、LoRa等，这些不同的技术标准在功耗、传输距离、数据速率等方面各自有什么优劣？我希望这本书能提供清晰的对比和选择依据。此外，作为一项新兴技术，其安全性和隐私性问题也日益凸显，这本书能否在这些方面有所涉及，给出一些解决方案和建议，这将是对我非常有价值的。总之，我对这本书的期望是，它能够像一位经验丰富的向导，带领我一步一步地探索无线传感网的奥秘，让我能够对其有一个全面而深入的理解，为我今后在该领域的学习和实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

从这本书的目录来看，它似乎是一个关于无线传感网的百科全书式指南。我特别留意到了其中关于“数据采集与融合”的章节，这正是我近期工作中的一个痛点。如何从海量的传感器数据中提取有用的信息，并且将来自不同类型传感器的数据有效地结合起来，一直是困扰我的问题。书中对这些技术是否会有详细的介绍？比如，会不会涉及一些经典的数据预处理算法，如滤波、去噪等？对于不同类型传感器数据的融合，有哪些成熟的算法或模型？例如，基于统计学的方法，或者基于机器学习的方法，书中是否会给出具体的实现思路和优缺点分析？除此之外，我也很想了解关于无线传感网的安全性和可靠性保障方面的技术。在实际部署中，如何防止恶意攻击，如何确保数据的完整性和隐私性？书中是否会给出相应的加密算法、认证机制以及入侵检测系统的介绍？如果这本书能够提供一些关于不同传感器节点硬件选型、通信协议选择的决策指南，并辅以实际案例分析，那将极大地提升其参考价值。我希望这本书能够为我提供一套系统性的解决方案，让我能够更好地应对无线传感网在实际应用中所面临的各种挑战。

评分☆☆☆☆☆

这本《无线传感网技术》的作者在开篇就用了一个非常生动的案例，描述了在一个偏远山区，如何利用无线传感网监测森林火灾的发生。这个案例立刻就吸引了我，因为它不仅仅是理论的堆砌，而是直接展示了技术是如何解决实际问题的。我之前读过一些关于物联网的书籍，但总感觉它们过于宽泛，缺乏对具体技术细节的深入挖掘。这本书在这一点上做得很好，它没有回避那些相对枯燥但又至关重要的技术细节。例如，在讲解网络拓扑结构时，作者详细对比了星型、网状、树型等几种拓扑结构在功耗、鲁棒性、部署成本等方面的不同，并结合实际应用场景给出了相应的选择建议。我特别喜欢作者在讲解数据路由算法时，所使用的图示和伪代码，这使得我这种非计算机专业背景的读者也能相对容易地理解其核心思想。当然，我更希望这本书能进一步拓展我对传感器节点设计的理解，比如在低功耗设计方面，有哪些成熟的策略？如何平衡传感器精度与能耗之间的关系？在数据采集频率的选取上，又有哪些考量因素？同时，对于数据融合的技术，书中是否有更详细的阐述？尤其是在多源异构传感器数据融合方面，如果能有更深入的探讨，那就更好了。总体而言，这本书给我留下了一个深刻的印象，它既有宏观的视野，又有微观的技术深度，是一本值得反复阅读的参考书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的语言风格非常严谨，用词精准，条理清晰，读起来让人感觉非常专业。我尤其欣赏作者在讲解通信协议栈时，所采用的层层递进的讲解方式。从物理层到网络层，再到应用层，每个层次的细节都得到了充分的解释，并且还配有大量的图示，这使得我对无线传感网的整体架构有了更深刻的认识。书中在介绍MAC层协议时，对TDMA、FDMA、CSMA/CD等几种经典协议的对比分析，让我对不同协议在功耗、效率、冲突避免等方面的差异有了清晰的认识。然而，我更希望书中能对一些新兴的、低功耗广域网（LPWAN）技术，例如LoRa、NB-IoT等，在无线传感网中的应用做更深入的探讨。这些技术在物联网领域越来越普及，如果书中能提供关于它们的技术原理、通信特点以及在不同应用场景下的优劣势的详细分析，那就更好了。同时，对于数据压缩和编码技术，书中是否会有更详细的介绍，以帮助优化节点在有限带宽下的数据传输效率？另外，在网络管理和监控方面，比如如何对大量的传感器节点进行远程配置、固件升级以及状态监测，书中是否会提供相应的解决方案和技术支持？这些都是我在实际工作中非常关心的问题。

评分☆☆☆☆☆

翻开这本书，我首先被其丰富的章节内容所吸引，感觉它涵盖了无线传感网的方方面面。书的第一部分就详细阐述了无线传感网的体系结构，从物理层到应用层，各个环节的职责和相互关系都描绘得十分清晰。我特别关注的是其中关于无线通信技术的介绍，比如不同频段的优劣势，以及各种调制解调方式的原理。这部分内容对于我理解整个网络的通信基础至关重要。接下来的章节则深入探讨了传感器节点的能耗管理，这一点在无线传感网的应用中至关重要。书中所介绍的休眠唤醒策略、数据压缩技术以及能量收集技术，都让我受益匪浅。我还发现书中有一个章节专门讨论了无线传感网的部署和维护问题，包括节点定位、网络覆盖以及故障诊断等。这些都是在实际应用中必须面对的挑战，有具体的指导对我很重要。我期望这本书能进一步在具体的应用场景上提供更深入的案例分析，比如在智能家居、环境监测、工业自动化等领域，无线传感网是如何发挥其独特作用的，并且在这些应用中，通常会遇到哪些技术瓶颈，以及如何克服。此外，如果书中能提供一些开源的无线传感网开发平台或工具的介绍，那就更完美了，这样可以帮助读者更快地将理论知识付诸实践。