Cooperating Embedded Systems and Wireless Sensor Networks pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley-ISTE

作者:Michel Banatre

出品人:

页数:384 页

译者:

出版时间:2008-04-04

价格:USD 160.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9781848210004

丛书系列:

图书标签:

• 无线传感网络
• WSN
• 嵌入式系统
• 无线传感器网络
• 合作系统
• 分布式系统
• 物联网
• 通信协议
• 节能设计
• 实时系统
• 网络安全
• 数据融合

好的，这是一本关于“先进机器人控制理论与实践”的图书简介，它完全不包含《Cooperating Embedded Systems and Wireless Sensor Networks》的内容。 --- 书籍名称：先进机器人控制理论与实践：从感知到决策的深度融合 简介 本书深入探讨了现代机器人系统，特别是那些需要在复杂、动态环境中自主运行的机器人所必需的尖端控制理论与工程实践。我们不再局限于传统的、基于单一传感器的反馈回路，而是聚焦于如何构建一个能够有效整合多模态感知数据、实时推理并做出鲁棒决策的智能控制架构。 本书的核心目标是弥合理论控制科学与前沿工程应用之间的鸿沟，为机器人系统设计者、研究人员和高级工程师提供一个全面、深入的知识框架。内容涵盖了从基础的动力学建模到复杂的机器学习驱动的自适应控制策略，旨在培养读者设计和实现下一代自主系统的能力。 --- 第一部分：现代机器人系统的基础与建模 本部分为后续高级控制内容奠定坚实的数学和工程基础。 第一章：高维复杂系统的动力学建模 本章详细阐述了复杂机器人系统（如多足机器人、冗余机械臂、或柔性体系统）的精确动力学建模方法。重点讨论了拉格朗日-欧拉方法、牛顿-欧拉方法在描述高自由度系统运动学与动力学时的适用性、局限性及其数值实现技巧。我们特别分析了如何处理接触力、非完整约束以及非线性弹性对系统动态行为的影响，为控制器设计提供精确的物理描述。 第二章：多传感器信息融合与状态估计 自主系统的可靠性严重依赖于对自身状态和环境的准确估计。本章聚焦于先进的状态估计技术。我们将系统地介绍卡尔曼滤波（KF）的扩展形式——扩展卡尔曼滤波（EKF）和无迹卡尔曼滤波（UKF），并深入分析它们在线性化误差和非高斯噪声下的性能表现。此外，本书还将覆盖基于概率假设的因子图优化和滑动窗口优化（SLAM技术的基础），用于解决机器人定位与环境建图中的耦合问题。 第三章：运动规划的高级算法 本章超越了基础的最短路径算法，着重于在障碍物密集、动态变化环境下的实时运动规划。内容包括基于采样的规划器（如RRT及其变体），用于保证渐近最优性；势场法的改进，以解决局部极小值问题；以及基于优化方法的规划，如Model Predictive Path Integral (MPPI) 控制器在快速路径重规划中的应用。重点讨论了时间最优和能耗最优的路径生成方法。 --- 第二部分：鲁棒性与自适应控制策略 本部分深入探讨如何在存在模型不确定性、外部干扰和环境变化时，确保机器人控制系统的稳定性和高性能。 第四章：不确定性下的鲁棒控制设计 针对模型参数的误差和外部扰动（如风力、地面不平坦），本章介绍了几种关键的鲁棒控制技术。首先详细阐述了$mathcal{H}_{infty}$控制的设计流程，旨在最小化最坏情况下的系统误差。随后，我们将介绍滑模控制（SMC）的最新进展，特别是如何设计二级或更高阶的滑模控制器以抑制抖振现象，同时保证对不确定性的强大鲁棒性。 第五章：自适应和学习型控制 当系统模型未知或随时间显著变化时（例如，机器人负载发生变化或执行器性能衰减），自适应控制成为必需。本章详细讲解了基于误差的自适应控制（如梯度下降法），以及更现代的基于神经网络或高斯过程的系统辨识与控制方法。我们将探讨在线参数估计与控制器重构的集成策略，以实现真正的自适应性能。 第六章：非线性控制的拓扑学视角 本章将控制理论提升至更抽象的数学层面，探讨微分几何在非线性系统分析中的应用。内容包括反馈线性化、微分平坦性分析，以及零动态稳定性的概念。通过这些工具，读者将能够理解和设计那些传统线性控制方法难以处理的、具有复杂非线性动力学的系统（如倒立摆或直升机模型）的精确控制器。 --- 第三部分：感知驱动的决策与智能控制 本部分将机器人控制与人工智能的前沿技术相结合，实现更高级别的自主行为。 第七章：深度强化学习在控制中的应用 深度强化学习（DRL）正在彻底改变机器人控制的设计范式。本章系统地介绍了DRL的基本框架（Actor-Critic、PPO、SAC等算法），并详细分析了它们在连续控制任务中的挑战，特别是样本效率低和安全约束的整合。我们将展示如何设计奖励函数和状态空间表示，以引导机器人在复杂物理环境中学习出高性能的控制策略，而非仅仅进行模式识别。 第八章：安全关键型与约束驱动的控制 在与人类共存或操作敏感环境时，安全是首要考虑。本章关注如何将明确的物理和环境约束整合到控制器设计中。我们将深入研究模型预测控制（MPC）的多种高级形式，包括如何处理不等式约束、如何纳入非线性动力学，以及如何利用凸优化技术保证实时求解性。此外，还将介绍“安全屏障函数”在防止系统违反硬性安全限制中的作用。 第九章：分布式控制与群体智能 对于多机器人系统，本章探讨如何通过局部通信实现全局目标。内容涵盖基于图论的分布式一致性算法，用于同步状态或共享目标。我们还将分析去中心化的任务分配和协作策略，重点关注如何在通信受限或部分失效的情况下，维持群体的鲁棒性和任务完成效率。 --- 结语 《先进机器人控制理论与实践》不仅是一本教科书，更是一个指导读者从理论探索走向实际工程应用的路线图。通过对这些先进方法的掌握，读者将有能力设计出能够在不可预测的世界中安全、高效、自主运行的下一代机器人系统。本书的实例和代码示例将帮助读者将复杂的数学概念转化为可操作的控制代码。

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这本《Cooperating Embedded Systems and Wireless Sensor Networks》的书名本身就勾勒出一幅令人振奋的图景，让我对其中潜在的知识充满了期待。试想一下，无数小巧的嵌入式设备，它们就像微小的神经末梢，遍布在我们周围，能够协同合作，形成一个庞大的智能网络。这种协同，不仅仅是简单的信息传递，更是智慧的汇聚与分析。我迫切地想知道，书中是如何深入剖析这种“合作”的机制的。是利用了什么样的算法，才能让这些分布式、异构的系统，像一个有机体一样，朝着共同的目标迈进？我特别关注的是，书中是否会探讨不同传感器之间的数据融合技术，以及如何处理这些海量、多样化数据所带来的挑战，比如噪声、缺失值以及潜在的时钟不同步问题。另外，关于网络拓扑结构的设计，以及在资源受限的嵌入式环境中，如何实现高效、低功耗的通信协议，也是我非常感兴趣的方面。书中是否会介绍一些最新的、有别于传统网络的通信模式，例如基于事件驱动或者内容路由的机制？读完书名，我脑海中已经浮现出智能家居、智慧城市、环境监测等应用场景，但我更想了解的是，这本书将如何从技术底层，为这些应用提供坚实的基础。它是否会深入到具体的硬件平台，探讨嵌入式处理器、微控制器与无线通信模块的集成问题？或是更侧重于软件层面，讲解分布式操作系统、中间件以及安全防护机制？这本书的深度和广度，在我看来，将决定它是否能真正成为该领域的权威参考。

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《Cooperating Embedded Systems and Wireless Sensor Networks》这个书名，让我对书中关于分布式智能和集体行为的探讨充满了好奇。我猜测，书中可能会深入研究，如何让众多分散的、计算能力有限的嵌入式节点，通过互相通信和协调，形成一个具有更高级智能的整体。这种“合作”，在我看来，不仅仅是简单的信息传递，更可能涉及到分布式计算、分布式存储以及分布式决策。我期待书中能够详细阐述，在异构的嵌入式设备组成的无线传感器网络中，如何实现高效的资源共享和任务分配。例如，当某个节点感知到特定事件时，如何快速地将信息传递给其他相关节点，并触发协同响应？书中是否会介绍一些基于博弈论或者优化理论的协同算法，来解决资源受限环境下的复杂决策问题？我特别感兴趣的是，书中是否会探讨如何应对网络中的不确定性和动态性。传感器数据的采集必然会存在噪声和误差，而网络拓扑也可能随时发生变化。我希望书中能够提供一些 robust 的协同策略，让整个系统在面对这些挑战时，依然能够保持稳定的运行和准确的决策。此外，随着嵌入式系统和传感器网络的广泛应用，安全和隐私问题也日益突出。我期待书中能够深入探讨，在协同的嵌入式系统中，如何实现有效的安全防护和隐私保护机制。这可能涉及到加密通信、身份认证，甚至是如何在分布式环境中，保护用户的个人隐私数据。

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读到《Cooperating Embedded Systems and Wireless Sensor Networks》这个书名，我的脑海中立刻涌现出许多关于未来科技的想象。我期待书中能够描绘出一幅令人信服的蓝图，展示这些协同工作的嵌入式系统和无线传感器网络，将如何深刻地改变我们的生活和工作方式。我尤其好奇的是，书中是否会深入探讨这些系统的“智能”是如何实现的。是依靠集中的AI引擎，还是将部分智能分散到网络的边缘节点？这种去中心化的智能处理，在效率和鲁棒性上又有哪些优势和劣势？此外，对于“合作”的理解，我希望书中能提供更丰富的视角。它不仅仅是简单的任务分配，更可能是涉及到资源的动态共享、协同决策的制定，甚至是如何在网络故障时，实现自适应和自修复。书中是否会详细阐述一些经典的协同算法，例如分布式任务调度、多智能体协同控制，或者是在资源受限的情况下，如何进行有效的协同定位和同步？我还在思考，这种协同系统在面对大规模部署时，其可扩展性和管理难度将会是巨大的挑战。书中是否会提供一些指导性的框架，帮助开发者设计和管理如此庞大且复杂的网络？例如，在数据收集、传输、处理和存储的全生命周期中，如何确保信息的安全性和隐私性？我非常希望这本书能够在这个方面提供切实可行的解决方案，而不是停留在理论层面。

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《Cooperating Embedded Systems and Wireless Sensor Networks》这个书名，让我对书中关于“嵌入式系统”与“无线传感器网络”之间深度融合的探讨充满了期待。我设想，书中会详细阐述，在资源极其有限的嵌入式环境中，如何设计出能够高效、稳定地参与到无线传感器网络中的节点。这其中可能涉及到对功耗的极致优化，例如低功耗处理器架构的选择，以及休眠和唤醒策略的设计。同时，我更关注的是，书中是否会深入讨论，当这些嵌入式节点数量庞大，且部署环境复杂多变时，如何保证整个无线传感器网络的整体性能和可靠性。是否会介绍一些先进的路由协议，能够在动态的网络拓扑中，找到最优的通信路径？或者是在网络拥塞时，如何实现有效的流量控制和拥塞避免？此外，“合作”这个词，在我的理解中，也意味着信息和资源的共享。我希望书中能够详细介绍，在异构的嵌入式设备之间，如何实现数据的统一表示和互操作性。例如，不同传感器采集到的数据，如何被解析、融合，并形成有意义的信息？书中是否会提及一些标准化的数据格式和通信接口，以降低开发和集成的难度？而且，考虑到传感器网络可能应用于关键任务场景，例如医疗监测或工业控制，对数据安全和隐私的保护将是至关重要的。我期待书中能够提供关于加密、认证以及访问控制等方面的深入讲解。

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对于《Cooperating Embedded Systems and Wireless Sensor Networks》这本书，我的第一印象是它可能涵盖了从理论到实践的广泛内容。我特别想了解，书中是如何在“合作”这个核心概念下，将嵌入式系统的设计理念与无线传感器网络的部署策略有机地结合起来。我设想，书中可能会先从嵌入式系统的基础知识讲起，例如嵌入式硬件架构、实时操作系统以及嵌入式软件开发流程。然后，它会进一步深入到无线传感器网络的特有挑战，例如低功耗通信、自组织网络以及分布式数据处理。而“合作”则将是连接这两者的桥梁。我期待书中能够详细阐述，在设计嵌入式节点时，如何考虑其在传感器网络中的协同角色，以及如何在软件层面实现节点间的通信和协作。例如，书中是否会介绍一些能够支持多节点协同感知、协同决策的算法框架？对于无线传感器网络而言，网络的生命周期管理是一个重要的议题。我希望书中能够探讨，如何通过嵌入式系统的协同，来延长整个网络的寿命，例如通过智能休眠、能量收集和自适应的通信策略。此外，随着物联网的飞速发展，无线传感器网络的规模和复杂度都在不断增加。书中是否会为应对这些挑战提供一些有效的解决方案，例如分布式管理、数据聚合以及故障诊断技术？我更希望书中能够提供一些真实的案例研究，来展示这些协同嵌入式系统和无线传感器网络是如何在实际应用中发挥作用的。

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很好的综述，从系统角度论述了wsn的种种设计异同

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