智能感知、无线传感器及测量 pdf epub mobi txt 电子书 下载 在线阅读 2026

基本信息

书名：智能感知、无线传感器及测量

定价：59.00元

作者：苏巴斯·钱德拉·穆克帕德亚(Subha

出版社：机械工业出版社

出版日期：2016-08-01

ISBN：9787111539971

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

---

创客 系列，全彩色印刷，图片清晰，版式新颖，尽量贴合90后主题的喜好。内容简单明了，适合入门级读者自行搭建或者进行短期培训的课程来使用。

内容提要

---

本书从传感器基础知识出发，对传感器连接到处理器的信号以及会出现的问题做了阐述，接着介绍了无线传感器网络（WSN）的基础知识，除了说明组建WSN的重要性及各个部分实现的功能外，还重点介绍了WSN的电源基础知识及各种供电技术，然后介绍了基于Zigbee的系统设计，对传感器数据接收和分析软件的设计进行了详细说明，随后列举了3个应用项目，读者会从中学习到一些项目的具体实现技巧。

目录

---

作者介绍

---

Subhas C. Mukhopadhyay，博士，新西兰梅西大学(Massey University) 工程与先进技术学院教授，在智能传感器网络领域发表论文220多篇，是8种国际会议的主编，6种期刊编委，发表专著7本，其中5本为SpringerVerlag收录。他是IEEE Sensors journal and IEEE Transactions on Instrumentation and Measurements期刊的主编，担任多次传感器研究领域国际学术会议主席。

文摘

---

序言

---

《智海拾遗：微观世界的洞察与链接》 在这信息爆炸的时代，我们渴望更深入地理解周遭世界，渴望一种无缝连接、实时感知的能力。这本书，便是这样一次对“洞察”与“链接”的探索之旅，它并非专注于某个特定技术领域，而是以一种更为宏观的视角，审视那些驱动我们理解与互动日益强大的无形力量。 本书旨在带领读者跨越学科界限，去发掘那些隐藏在日常现象背后的精妙原理，以及那些默默支撑起现代社会运行的基石。我们将一同踏上一段求知之旅，从基础的物理学原理出发，逐步深入到更复杂的系统构建，最终触及我们如何通过巧妙的设计与集成，赋予普通物品“智慧”的感知与响应能力。 第一章：信息的脉搏——从物理世界到数字语言 万物皆有其“语言”。从一块岩石的温度变化，到空气中微妙的湿度波动，再到物体运动时产生的微小震动，所有这些物理现象都携带着信息。本章将从最基础的物理定律出发，介绍这些信息是如何被“编码”的。我们将探讨能量如何转化为可被捕捉的信号，例如： 温度的语言： 热力学定律如何描述物体间的热量交换，以及温度计等基本测量工具如何将这种能量转换成可读的数值。我们将追溯温度测量技术的演进，从早期简陋的酒精温度计，到现代精密的热电偶和红外传感器，理解其背后能量转换与信号放大的原理。 湿度的絮语： 水蒸气在空气中的存在如何影响其导电性或光学特性，以及这些变化如何被转化为可量化的湿度读数。我们将简要提及湿度计的工作原理，例如露点测量法，以及它们在天气预报、工业控制等领域的应用。 运动的轨迹： 物体运动时产生的惯性力、摩擦力以及它们对周围介质的影响，这些都可以被捕捉。我们将初步探讨加速度计和陀螺仪等基本传感器的工作原理，理解它们如何通过检测微小的力或角速度变化，来记录和描述物体的动态。 光学的光影： 光线的吸收、反射、折射如何揭示物体的表面特性、成分乃至距离。我们将简要回顾光电效应，以及光电二极管、光敏电阻等元件如何将光信号转化为电信号，为图像采集和距离测量奠定基础。 本章的重点在于建立一种“物理世界的信息化”的认知。理解这些基础的物理现象如何携带信息，是后续章节所有讨论的出发点。我们并非要成为物理学家，而是要成为信息的“侦探”，学会从物理世界的蛛丝马迹中，提取有价值的数据。 第二章：信号的变奏——从模拟到数字的桥梁 物理世界的信息往往是连续的、模拟的。然而，现代的计算与处理系统需要的是离散的、数字化的数据。本章将聚焦于实现这种转换的关键环节——信号处理与转换。 模拟信号的本质： 我们将深入理解什么是模拟信号，为何它们能够精确地反映物理量的连续变化，以及它们在传输过程中面临的挑战，如噪声干扰和信号衰减。 采样与量化： 如何将连续的模拟信号“切割”成离散的时间点（采样），以及如何为这些点赋予有限的数值范围（量化）。我们将用生动的比喻来解释这个过程，例如“拍照”和“涂色”的比喻，以及采样率和量化精度对信息保真度的影响。 模数转换器（ADC）： 这是连接模拟世界与数字世界的关键桥梁。我们将揭示ADC内部的基本结构和工作流程，理解它如何将连续的电压信号转换为一系列二进制数字。我们将探讨不同类型的ADC（如逐次逼近型、Σ-Δ型）及其优缺点，并分析其在实际应用中的选择考量。 数模转换器（DAC）： 在某些场景下，我们需要将数字信息重新转化为模拟信号，以便驱动执行器或显示设备。本章也将介绍DAC的基本原理，以及它在音频播放、电机控制等领域的应用。 滤波与降噪： 信号在采集过程中不可避免地会混入噪声。我们将探讨各种滤波技术，如低通滤波、高通滤波、带通滤波等，以及它们如何“擦除”不必要的干扰，保留有用的信息。我们会以易于理解的方式，解释傅里叶变换在信号分析中的作用，以及它如何帮助我们识别和去除特定频率的噪声。 信号的增强与特征提取： 在某些情况下，原始信号可能过于微弱或复杂。本章也将触及一些基础的信号增强技术，以及如何从信号中提取关键特征，例如峰值检测、阈值比较等，为后续的模式识别和决策提供依据。 通过本章的学习，读者将对“数据”的产生过程有一个清晰的认识，理解从自然界的原始信号到计算机可处理的数字信息，中间经历了怎样的“蜕变”。 第三章：连接的艺术——信息流通的脉络 即使拥有再精密的传感器，再强大的处理能力，如果信息无法有效地流通，其价值也将大打折扣。本章将探讨实现信息高效、可靠传输的各种“连接”方式。 点对点通信的演进： 从早期的串行通信（如RS-232）到并行通信，再到现代的USB、以太网等，我们将梳理通信接口的演进历程，理解它们在速度、带宽、协议复杂度上的差异。 无线通信的飞跃： 无线通信彻底解放了连接的束缚，赋予了系统前所未有的灵活性。我们将探讨无线通信的基本原理，如电磁波的传播、调制与解调技术。 射频通信： 从短距离的蓝牙、Wi-Fi，到中远距离的蜂窝网络，我们将分析不同频段、不同协议在传输速率、功耗、覆盖范围上的权衡。 低功耗广域网（LPWAN）： 针对物联网场景，LPWAN技术如LoRa、NB-IoT等提供了远距离、低功耗的通信解决方案，它们如何实现低数据率下的长距离传输，及其在智能农业、环境监测等领域的潜力。 红外与超声波通信： 虽然不如射频普及，但红外和超声波通信在特定场景下也有其独特的优势，例如无需授权、安全性高等。 网络协议的秩序： 信息在网络中传输需要遵循一定的规则，即网络协议。我们将简要介绍OSI模型或TCP/IP模型的概念，以及在不同层次上，信息是如何被封装、寻址和路由的。 数据传输的可靠性与安全性： 如何确保数据在传输过程中不丢失、不损坏？我们将探讨纠错编码、差错检测等技术。同时，网络安全的重要性不言而喻，我们将简要提及加密、身份验证等基础的安全机制。 分布式系统与协同： 在许多现代应用中，多个节点需要协同工作。我们将触及分布式系统的一些基本概念，例如数据同步、一致性问题，以及如何实现多个设备间的有效协作。 本章将帮助读者理解，信息如何在不同设备、不同地点之间穿梭，以及支撑这一切的通信技术是如何工作的。我们将看到，连接不仅仅是物理上的线路，更是信息流动的无形网络。 第四章：洞察的智慧——从数据到理解与行动 收集了数据，传输了信息，接下来就是如何从海量数据中挖掘出有价值的洞察，并将其转化为有意义的行动。本章将聚焦于数据分析、模式识别与智能决策。 数据可视化： 如何将复杂的数据转化为直观的图表和图形，帮助我们快速理解数据中的趋势、异常和关联。我们将探讨不同类型图表的适用场景，以及优秀可视化设计的重要性。 统计分析的基础： 均值、方差、相关性等基础统计概念，如何帮助我们量化数据的特征和相互关系。我们将以实际案例说明，如何运用统计方法来发现数据中的规律。 模式识别的探索： 识别数据中的重复模式、异常模式，是实现“智能”的关键。 分类与聚类： 如何将数据划分到不同的类别（例如，识别出这是一个“好”的读数还是一个“坏”的读数），或者将相似的数据分组（例如，将相似的用户行为归类）。 异常检测： 如何在海量数据中快速找出不寻常的、可能预示着问题的点，例如设备故障的早期迹象。 预测与推断： 基于历史数据，预测未来的趋势或状态。我们将简要介绍一些基础的预测模型，例如时间序列分析，以及它们在需求预测、风险评估等方面的应用。 机器学习的初步认识： 虽然本书不深入探讨复杂的机器学习算法，但我们将简要介绍其核心思想：通过数据“学习”，让系统具备一定的智能，而无需显式编程。我们将用通俗易懂的方式解释监督学习、无监督学习和强化学习的基本概念，以及它们在数据驱动决策中的作用。 决策支持系统： 如何将分析结果转化为实际的决策建议，并可能自动化执行某些操作。我们将探讨一个简单的决策流程：数据采集 -> 分析 -> 洞察 -> 决策 -> 行动。 本章是本书的“点睛之笔”，它将带领读者从被动接收信息，走向主动理解和运用信息。我们将看到，技术的力量是如何帮助我们超越直觉，做出更明智的判断。 结语：智海的边界与未来 “智海拾遗：微观世界的洞察与链接”的旅程并非终点，而是更广阔视野的起点。本书的探索揭示了信息如何从物理世界的细微之处产生，如何被转化为数字信号，如何通过各种方式进行流通，最终又如何被提炼出智慧。 我们所探讨的这些原理和技术，正在以惊人的速度渗透到生活的方方面面，从智能家居的便捷，到智慧城市的有序，再到工业自动化的高效，以及医疗健康的精准。然而，技术的进步永无止境。 未来的“智海”将会更加深邃，信息的边界将被不断拓展。我们期待着更精密的传感器能够捕捉到我们尚未意识到的物理现象，更高效的通信技术能够连接起更广泛的地域和更多的设备，更强大的智能算法能够从数据中挖掘出更深层次的规律，甚至触及我们尚未理解的宇宙奥秘。 本书旨在启发读者对这个充满无限可能的“智海”保持好奇心，鼓励大家在各自的领域，以更敏锐的“感知”去发现问题，以更巧妙的“链接”去组织资源，以更深刻的“洞察”去解决挑战，共同绘制出属于我们时代的智慧蓝图。