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出版者:Springer-Verlag New York Inc

作者:Karl, Holger/ Willig, Andreas/ Wolisz, Adam/ Ewsn 200 2004 (Berlin, Germany)

出品人:

页数:388

译者:

出版时间:

价格:79.95

装帧:Pap

isbn号码:9783540208259

丛书系列:

图书标签:

• 无线传感器网络
• 传感器网络
• 物联网
• 无线通信
• 嵌入式系统
• 数据通信
• 网络协议
• 低功耗设计
• 无线技术
• 信息处理

《数字时代的光明之旅：传感器技术的前世今生与未来图景》 本书并非讲述无线传感器网络的特定技术细节或组网原理，而是旨在带领读者穿越数字时代的浩瀚星河，探寻传感器技术这一无形却无处不在的基石，如何从古老的测量工具演变为连接现实世界与数字世界的关键桥梁，并展望其塑造未来生活和社会形态的无限可能。 第一篇：感知的黎明——传感器技术的萌芽与早期探索 我们将从人类最初的感知需求出发，回溯至那些朴素却充满智慧的测量仪器。从日晷记录时间，到压力计测量空气密度，再到早期温度计的出现，这些都是传感器技术最原始的形态。我们将审视这些早期发明如何解放人类的感官局限，使我们能够更精确地认识和理解自然世界。 随后，我们将聚焦于近代科学革命时期，那些伟大的科学家们如何通过对电、磁、热等物理现象的深刻洞察，催生了第一批真正意义上的电学传感器。例如，法拉第的电磁感应定律如何为发电机和传感器奠定了理论基础，西门子对电阻定律的贡献如何推动了电阻式传感器的发展。我们将深入探讨这些早期传感器的工作原理，以及它们在工业革命浪潮中的关键作用，如何赋能机械制造、电力传输等领域，推动社会生产力的巨大飞跃。 这一篇还将回顾那些在特定领域先行探索的先驱者们，他们是如何将物理定律转化为可测量、可记录的信号，为后续更为复杂的传感器技术发展铺平了道路。我们将看到，尽管这些早期传感器在精度、集成度和智能化方面与今日不可同日而语，但它们所蕴含的“感知”核心理念，却始终贯穿于传感器技术发展的历史长河。 第二篇：智慧的触角——现代传感器技术的多元演进 进入20世纪，随着材料科学、微电子技术和信息技术的飞速发展，传感器技术迎来了爆炸式的增长。本篇将系统梳理现代传感器技术的多元化发展脉络，而非局限于某一特定类型。 我们将从物理传感器出发，深入探讨诸如压阻式、电容式、压电式、光学式等多种类型传感器的核心原理。例如，我们将解析压阻式传感器如何利用材料在应力作用下电阻率变化的特性来测量压力和力；电容式传感器又如何通过测量电容变化来感知位移、液位等物理量。 接着，我们将目光转向化学传感器和生物传感器，它们如何将微观世界的化学反应和生命活动转化为可识别的电信号。我们将了解气体传感器在环境监测和安全预警中的应用，以及生物传感器在医疗诊断和食品安全领域的潜力。 此外，本篇还将重点关注传感器技术的集成化和微型化趋势。MEMS（微机电系统）技术的兴起，如何使得传感器体积大幅缩小，功耗显著降低，并且能够实现大规模集成，从而催生了智能手机、可穿戴设备等消费电子产品中丰富多样的传感器应用。我们将探讨加速度计、陀螺仪、地磁传感器等如何在这些设备中协同工作，为用户提供精准的位置信息、运动状态感知以及更丰富的人机交互体验。 最后，我们将触及图像传感器和声学传感器，它们如何捕捉世界的视觉和听觉信息，为计算机视觉和语音识别等人工智能技术提供基础数据。从CCD到CMOS，图像传感器的每一次迭代都极大地提升了成像质量和应用场景。 第三篇：未来的脉搏——传感器技术的融合与变革 站在当下的技术前沿，本篇将以前瞻性的视角，探讨传感器技术如何与其他前沿技术深度融合，共同塑造更加智能、高效、可持续的未来。 我们将重点分析传感器技术在物联网（IoT）时代的革命性影响。大量的传感器节点如何被部署在城市、工业、家庭等各个角落，实时采集海量数据，构建起庞大的感知网络。我们将探讨这些数据如何被传输、处理和分析，从而实现对物理世界的全面洞察和智能控制，例如智能交通系统、智慧能源管理、智能家居等。 随后，我们将深入探讨传感器技术在人工智能（AI）领域的驱动作用。高质量、多模态的传感器数据是训练强大AI模型的基石，从自动驾驶汽车的视觉和激光雷达传感器，到医疗AI的影像和生理信号传感器，传感器技术正以前所未有的方式赋能AI的突破。 本篇还将关注传感器技术在可持续发展和社会创新中的关键角色。例如，环境监测传感器如何帮助我们更有效地应对气候变化和污染问题；农业传感器如何助力精准农业，提高作物产量并减少资源浪费；以及可穿戴健康传感器如何实现远程医疗和个性化健康管理。 最后，我们将展望传感器技术的未来发展方向，包括更高精度、更高灵敏度、更低功耗、更强自适应性以及更广泛的应用领域。我们将思考，当万物皆可感知，数据无处不在时，我们的社会将发生怎样深刻的变革，又将为人类带来怎样的机遇与挑战。 本书致力于为读者勾勒一幅传感器技术波澜壮阔的发展史与充满希望的未来图景，无关具体的网络协议或通信标准，而是聚焦于“感知”这一人类与世界互动的根本方式，以及它如何通过技术的力量，不断拓展我们的认知边界，重塑我们的生活。

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阅读这本书的过程，就像是跟着一位经验极其丰富的项目总监在进行一次全方位的技术会审。作者的叙事风格非常务实，不玩虚的，直奔问题的核心。我特别欣赏其中关于异构网络集成与互操作性的章节，这通常是教材中一带而过但实际工作中却无比头疼的部分。书中用大量篇幅详细阐述了不同协议栈之间如何建立“桥接”机制，特别是对时间同步和数据格式转换的挑战进行了深入的探讨，并提出了几种创新的解决方案框架。这种“实战派”的写作风格，让这本书的参考价值直线飙升，我甚至已经开始将书中的某些架构图转化为我们部门下一代系统的初步设计草案了。它没有过分渲染技术的美好，而是冷静地指出了当前技术瓶颈所在，并提供了切实可行的优化方向，对于工程实践者来说，这种诚恳的指导价值无可替代。

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这本书的装帧设计着实吸引人，封面采用了一种沉静的深蓝色调，搭配着银灰色的标题字体，透露出一种专业而又不失现代感的科技气息。初次翻开，扑面而来的是一股浓郁的学术氛围，纸张的质感非常细腻，印刷清晰，即便是复杂的图表和公式也能看得赏心悦目。我尤其欣赏作者在章节布局上的匠心独运，逻辑线索清晰得如同精密设计的电路板，从宏观的概念引入，逐步深入到具体的实现细节。比如，它对不同传感器节点的能耗模型进行了细致入微的对比分析，那种详尽到小数点后几位的对比数据，让我这个初学者都能感受到作者深厚的功底和严谨的研究态度。书中穿插的案例研究部分，更是将抽象的理论知识“落地”成了可操作的实践指导，让我能清晰地看到这些网络技术在实际环境——比如智慧农业或环境监测中的应用前景。总而言之，这本书在视觉和阅读体验上都达到了专业书籍的上乘水准，让人光是捧着就觉得充满了求知的欲望和沉甸甸的知识分量。

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我对这本书中关于“安全与隐私”这一模块的深度感到由衷的敬佩。在很多技术书籍中，安全部分往往沦为点缀，但在这本书里，它被提升到了与性能、功耗同等重要的地位。作者没有停留于传统的加密算法介绍，而是聚焦于传感器网络这种特殊场景下的安全威胁模型，比如针对能耗攻击、欺骗性报告的专门性对策。书中关于轻量级加密和后量子密码在资源受限节点上的可行性研究，提供了非常具体的技术评估和性能开销分析。这种针对特定应用场景的深度挖掘，体现了作者对整个技术生态的全面掌控力。它提供给我的不仅是知识，更是一种对技术应用风险的敬畏感和责任感，让我意识到在设计任何网络系统时，安全设计必须是内建的，而不是事后补救的。

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这本书的文字表达技巧有一种老派的学术魅力，它不像现代流行的科普读物那样追求轻松愉快，而是散发着一种沉稳的力量。每一段落都经过了精心的锤炼，用词精准到位，很少有冗余的词汇。在讲解分布式算法的收敛性证明时，作者采用了递进式的论证结构，先搭建简单的模型，然后逐步加入干扰因素，使得即便是复杂的数学证明，也能被一步步地跟进，让人产生一种“原来如此简单”的错觉，但回过头来细品，才发现作者已巧妙地替读者消化了大量的思考阻力。更让我印象深刻的是，它在介绍最新的研究进展时，并没有仅仅罗列论文标题，而是深入分析了每项突破背后的核心思想和局限性，这种批判性的思维训练，对于培养独立研究能力至关重要，它让我学会了如何带着审视的眼光去阅读最新的学术动态。

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这本书的理论深度远超我的预期，它并非一本停留在概念介绍的入门读物，而更像是一份深入骨髓的工程技术宝典。作者似乎对整个领域的历史沿革和未来趋势了如指掌，对那些经典算法，比如路由协议中的“蚁群优化”变体，进行了近乎“解剖式”的剖析。我花了整整一个下午来消化其中关于数据融合与决策层优化的那几章，那些数学推导过程，严密到令人窒息，每一个符号、每一个积分的出现都有其必然的逻辑支撑。它没有回避那些棘手的工程难题，反而直面了在带宽受限、能耗极低的极端环境下，如何保证数据可靠性和实时性的矛盾，并提供了多种权衡的策略模型。对于我这种有一定基础，希望能在研究领域更进一步的人来说，这本书提供的视角是极具启发性的，它教会我的不仅仅是“怎么做”，更是“为什么非得这么做”的底层哲学。

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