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出版者:

作者:譚維瑜 編

出品人:

頁數:254

译者:

出版時間:2010-1

價格:32.00元

裝幀:

isbn號碼:9787111286066

叢書系列:

圖書標籤:

• 電機控製
• 電氣控製
• 電力拖動
• 自動化
• 電氣工程
• 電機學
• 工業控製
• PLC
• 變頻器
• 傳感器

寰宇的脈搏：傳感器、通信與數據可視化 本書並非詳述電機原理抑或電氣控製係統的技術手冊，而是將目光投嚮更宏觀、更普遍的現代科技基石——信息流動的奧秘。我們將一同探索那些無聲無息卻至關重要的元素，它們如何感知世界，如何傳遞訊息，以及這些訊息如何匯聚成可供理解的圖景，驅動著我們所生活的這個日益互聯的時代。 第一部分：感官的觸角——傳感器技術解析 在人類的認知之外，存在著一個由無數“眼睛”和“耳朵”構成的龐大網絡，它們負責捕捉環境中細微的變化。本部分將深入剖析各類傳感器的核心工作原理、技術指標以及在不同領域的應用。 物理量傳感器： 溫度傳感器： 從接觸式熱電偶、熱敏電阻，到非接觸式紅外傳感器，我們將揭示它們如何度量從冰冷到熾熱的無限變化，以及其在工業自動化、環境監測、醫療健康等領域的關鍵作用。 壓力傳感器： 深入瞭解應變片、壓阻式、電容式等傳感器如何測量大氣壓、流體壓力，洞察其在氣象預報、航空航天、汽車製動係統中的不可或缺性。 位移與接近傳感器： 探索光學、磁感應、超聲波、電容式等傳感器如何感知物體的位置、距離和是否存在，理解它們在機器人導航、自動化生産綫、安防係統中的精妙應用。 力與扭矩傳感器： 剖析基於壓電效應、電阻應變等原理的傳感器如何精確測量力量和鏇轉力矩，揭示其在材料測試、精密儀器、人體工程學研究中的價值。 加速度計與陀螺儀： 詳解MEMS（微機電係統）技術如何製造齣微型慣性傳感器，理解它們如何感知運動、傾斜和角速度，及其在智能手機、無人機、汽車電子穩定係統中的普及。 化學與生物傳感器： 氣體傳感器： 探討半導體、電化學、光學等氣體傳感器如何檢測空氣中的有毒有害氣體、易燃易爆物，保障公共安全和環境質量。 pH傳感器與離子傳感器： 瞭解它們如何測量溶液的酸堿度以及特定離子的濃度，在水質監測、食品安全、生物化學研究中的重要性。 生物傳感器： 深入瞭解酶、抗體、DNA等生物識彆元件與換能器結閤的應用，例如血糖傳感器、生物醫學診斷設備，及其在精準醫療領域的潛力。 光與聲傳感器： 光敏電阻與光電二極管/三極管： 解析其對光強的響應機製，以及在自動照明、條形碼掃描、光通信等領域的應用。 圖像傳感器（CMOS/CCD）： 詳細闡述它們如何將光信號轉化為電信號，形成數字圖像，揭示其在數碼相機、監控設備、醫學成像中的核心地位。 麥剋風與超聲波傳感器： 瞭解聲波的感知與轉換原理，及其在語音識彆、聲納探測、無損檢測等方麵的作用。 第二部分：信息的橋梁——通信技術概覽 數據的産生離不開信息的傳遞，本部分將勾勒齣信息從一點到另一點的漫長旅程，聚焦於構建高效、可靠通信網絡的關鍵技術。 有綫通信： 以太網與光縴通信： 深入分析數據包的傳輸、交換，以及光縴作為高帶寬、低損耗傳輸介質的優勢，理解它們如何支撐互聯網、數據中心的高速運轉。 電話通信（PSTN與VoIP）： 追溯電話通信的曆史演進，從模擬信號到數字信號，再到基於IP的語音傳輸，理解其演變邏輯。 無綫通信： 蜂窩網絡（2G/3G/4G/5G）： 詳細講解移動通信的基站、頻率分配、多址技術等核心概念，描繪從語音通話到高速數據傳輸的飛躍，以及5G在物聯網、自動駕駛等領域帶來的變革。 Wi-Fi與藍牙： 剖析它們在短距離無綫連接中的應用，理解不同協議標準下的速率、功耗和覆蓋範圍差異，以及它們如何滲透到傢庭、辦公室和個人設備中。 衛星通信： 探討地球同步衛星、低軌道衛星的通信原理，理解其在遠距離通信、全球覆蓋、導航定位（如GPS）中的不可替代性。 物聯網（IoT）通信協議： 介紹LPWAN（低功耗廣域網）技術，如LoRa、NB-IoT，以及MQTT、CoAP等應用層協議，理解它們如何為海量低功耗設備的連接提供解決方案。 信號處理與調製解調： 模擬與數字信號： 區分兩種信號的本質，以及數字信號在抗乾擾、編碼、壓縮方麵的優勢。 編碼與糾錯： 介紹信息在傳輸過程中如何被編碼以提高效率和可靠性，以及糾錯碼技術如何修復傳輸錯誤。 調製與解調（AM, FM, QAM等）： 闡述如何將數字信息加載到載波信號上進行傳輸，以及接收端如何恢復原始信息，理解不同調製方式的性能差異。 第三部分：洞察的眼睛——數據可視化與分析 海量數據的價值在於其可被理解和應用。本部分將聚焦於如何將抽象的數據轉化為直觀的視覺呈現，從而揭示隱藏的模式、趨勢和關聯。 數據可視化的原則與方法： 圖錶選擇： 深入探討不同圖錶類型（摺綫圖、柱狀圖、餅圖、散點圖、熱力圖、箱綫圖等）的適用場景，以及如何根據數據特性和分析目標選擇最閤適的圖錶。 色彩、布局與交互： 分析設計元素如何影響數據的可讀性和信息傳遞效率，以及如何通過交互式可視化增強用戶體驗和數據探索能力。 信息圖形（Infographics）： 介紹如何將復雜數據以創意、易懂的方式呈現，提升信息傳播的吸引力。 可視化工具與平颱： 專業軟件： 介紹Tableau, Power BI, QlikView等商業化數據可視化工具的功能與特點，以及它們在商業智能領域的應用。 開源庫： 探索Python（Matplotlib, Seaborn, Plotly）、JavaScript（D3.js, Chart.js）等編程語言中強大的可視化庫，為開發者提供靈活的定製能力。 地理信息係統（GIS）： 講解如何利用GIS軟件進行空間數據的可視化，如地圖繪製、地理信息分析，及其在城市規劃、環境科學、交通管理中的應用。 數據分析的視角： 趨勢分析： 如何通過可視化識彆數據隨時間或變量的變化規律。 模式識彆： 如何發現數據中的異常值、聚類、關聯性等非顯性規律。 對比分析： 如何通過並列或疊加的圖錶清晰地展現不同數據群體或變量之間的差異。 故事敘述： 如何利用數據可視化串聯信息，講述一個引人入勝的數據故事，引導受眾進行決策。 本書將帶領讀者跨越單一的技術領域，從傳感器的“感知”到通信的“連接”，再到數據可視化的“洞察”，構建一個關於信息流動與價值轉化的完整認知框架。它旨在培養讀者對現代科技係統中各要素之間相互作用的理解，為應對未來智能化、網絡化社會的挑戰打下堅實基礎。

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