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| 編輯推薦： |
全面介绍物联网通信与感知的基础原理与实现，紧扣领域前沿；
理论与实践结合，涵盖基础知识与具体案例和实现代码，全方位展示物联网从理论到实践的全貌，从基础到实战一站式学习；
在信号的海洋中，为你导航物联网的星辰大海。
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| 內容簡介： |
《物联网通信与智能感知 理论与实践》从物联网的基础知识出发，主要围绕物联网通信和感知展开，全面介绍了物联网的架构、技术原理、应用领域和发展趋势等，涵盖物联网的感知层、网络层和应用层等多个层次，为读者提供了完整的物联网知识体系。同时结合大量实战应用案例，展示了物联网技术在现实生活中的应用和价值。
來源：香港大書城megBookStore,http://www.megbook.com.hk
《物联网通信与智能感知 理论与实践》可作为高等院校物联网专业高年级本科生学习物联网通信、感知的教学辅导书，也可供对无线通信和物联网感兴趣的初学者或者从事相关技术研发的工程技术人员参考。
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| 關於作者： |
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王继良，清华大学软件学院长聘副教授，博导，主要研究方向为物联网、感知智能。研究成果发表在高水平国际会议和期刊包括ACM MOBICOM， ACM MobiSys， USENIX NSDI、IEEE INFOCOM，IEEE/ACM ToN， IEEE TPDS等上，主持国家优秀青年基金、联合基金重点项目、重点研发计划课题等。获得中国计算机学会CCF青年科技奖、CCF自然科学一等奖、ACM SenSys 2021最佳论文奖、MSN 2016最佳论文奖，IEEE TPDS亮点文章、IEEE/ACM IWQoS 2021最佳论文奖runner up等，担任ACM MobiCom、ACM MobiSys、ACM SenSys、IEEE INFOCOM等多个国际会议组委会成员、程序委员会委员等。 童率，清华大学博士后，2024年在清华大学软件学院获得工学博士学位，研究方向为低功耗物联网、无线通信与感知。2024年入选中国计算机学会优秀博士学位论文激励计划。
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| 目錄：
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第一篇物联网基础理论
第1章物联网概述
第2章物联网无线信号处理基础
2.1信号的生成、发送和接收
2.2模拟信号与数字信号介绍
2.3信号采样与采样定理
2.4信号量化
2.5案例： 实现一个录音、放音程序
参考文献
第3章物联网时频域信号分析
3.1信号时频分析原理
3.2离散傅里叶分析
3.2.1离散傅里叶级数
3.2.2离散时间傅里叶变换
3.2.3离散傅里叶变换
3.2.4快速傅里叶变换
3.3短时傅里叶变换
3.4案例： 应用傅里叶变换分析物联网信号
参考文献
第4章物联网信号传播模型
4.1无线信道
4.1.1信道定义
4.1.2信道冲击响应
4.1.3信道频率响应
4.1.4信道状态信息
4.1.5信道状态估计
4.2路径损耗和阴影衰落
4.2.1路径损耗模型
4.2.2阴影衰落
4.2.3信噪比
4.3多径信道模型
4.3.1多径效应
4.3.2多径衰落模型
4.3.3多径测量
4.4案例： 信道模拟与测量
4.4.1信道衰落模拟
4.4.2多径模拟
4.4.3衰落叠加综合
参考文献
第5章物联网信号噪声处理
5.1数字滤波器简介
5.2滑动平均滤波器
5.2.1简介
5.2.2滑动平均的卷积实现
5.2.3噪声抑制与窗口选择
5.2.4频率响应
5.2.5频域参数
5.2.6滤波器实现
5.3FIR数字滤波器
5.3.1简介
5.3.2FIR滤波器设计
5.4IIR数字滤波器
5.5常见滤波器设计
5.5.1滤波器频域响应
5.5.2滤波器使用
5.6案例: 声音滤波
5.6.1时域滤波
5.6.2带通滤波
第二篇物联网通信
第6章数据调制和解调
6.1调制解调介绍
6.2幅度调制
6.3频率调制
6.4相位调制
6.4.1I/Q与相位的关系
6.4.2BPSK
6.4.3QPSK
6.4.4使用声波信号实现QPSK
6.4.58PSK
6.5载波上变频
6.6调制方法进阶
6.6.1OQPSK
6.6.2QAM
6.6.3OFDM
6.6.4OFDM初始实现
6.7案例： 声波信号通信
6.7.1脉冲间隔调制
6.7.2编码
6.7.3调制
6.7.4解调
6.7.5解码
参考文献
第7章物联网无线通信技术
7.1传统无线通信技术
7.1.1WiFi
7.1.2蓝牙
7.1.3IEEE 802.15.4/ZigBee
7.2反向散射通信
7.3射频识别标签
7.3.1RFID协议标准
7.3.2可计算RFID——WISP
7.3.3基于环境信号的反向散射技术
7.4低功耗广域网
7.4.1LoRa
7.4.2LoRa 编码与解码
7.4.3基于声波的LoRa通信
7.4.4基于LoRa的反向散射通信
7.4.5并发传输与冲突解码
7.4.6大规模无线网络实验
7.4.7弱信号解码
7.4.8弱信号解码方法设计
7.5其他通信方式
参考文献
第三篇物联网感知
第8章无线测距
8.1基于信号强度测距
8.1.1接收信号强度定义
8.1.2RSS测距原理
8.2基于信号传播时间测距
8.2.1ToF测距原理
8.2.2单边双向测距
8.2.3双边双向测距
8.2.4利用反射信号测量距离
8.3案例： 测距
8.3.1声波FMCW测距
8.3.2声音往返时间测距
参考文献
第9章无线定位
9.1三边定位算法
9.2TDOA定位算法
9.3AoA定位算法
9.3.1到达角计算方法
9.3.2根据到达角进行定位
9.3.3声波AoA定位
9.4无线指纹定位算法
9.5蓝牙AoA测向
9.6UWB定位
9.6.1双向测距算法
9.6.2TDOA和并发算法
9.6.3AoA算法
9.6.4V-TWR 算法
9.7基于可见光信号的主动式设备位置感知
9.7.1显色偏振
9.7.2基于光学标签显色结果的相机定位算法
参考文献
第10章无线追踪
10.1基于多普勒效应的追踪方法
10.1.1多普勒追踪的原理
10.1.2多普勒追踪的实现
10.2基于FMCW的追踪方法
10.3基于信号相位的追踪方法
10.3.1相位追踪的实现
10.3.2基于声波信号相位的高精度设备追踪
10.4案例： 基于FMCW的二维追踪
10.4.1系统设计
10.4.2实验结果
10.4.3实验代码
参考文献
第11章无线和智能感知
11.1声波手势识别
11.1.1主要原理
11.1.2示例代码与数据
11.1.3结果展示
11.2声波设备认证
11.3定位与追踪
11.3.1基于神经网络的无线定位精度增强方法
11.3.2基于神经网络的无线定位泛化性增强方法
11.4动作识别
11.4.1摔倒检测方法
11.4.2基于神经网络的无线感知特征增强方法
11.5成分识别
11.5.1基于神经网络的细粒度液体感知
11.5.2基于回归模型的水果成熟度感知方法
11.6基于扩散模型的无线感知信号生成
参考文献
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| 內容試閱：
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这本书是我在清华开设物联网课程的实践教材。该课程的授课对象是较高年级的本科生，他们已经掌握了较多的计算机基础知识，对物联网的概念也有一定了解。在这个阶段，学生已经进行过物联网导论的学习，主要缺乏的是物联网系统中的实际动手体验，因而，对物联网系统和应用背后的原理的理解不够深刻。这个情况很大程度上是由于缺少针对性的物联网系统实践代码与教程，学生很难从零开始进行一个实际系统的实现。我从刚开始接触物联网领域到现在完成了数十个物联网系统和应用，很多都需要从零开始写代码、搭建实验平台，甚至很多时候连硬件设备都没有，中间走了很多弯路、踩了很多坑。因此，我想到将自己的经验和知识积累整理成本书，供读者参考，希望能够为大家的物联网探索初旅程提供一些帮助。
本书主要围绕物联网通信和感知展开，主要包括核心原理介绍和实现教程，最大的特点是每一部分都提供了代码，学生可以自己上手进行运行和调试。这些代码不仅包括对物联网通信感知的原理的验证与展示，还包括组内最新研究论文的代码，以及相关的国内外前沿研究工作的代码实现。代码覆盖了从基础原理到科研前沿的不同深度的技术和方法，希望不同层次基础的读者都能够从本书中得到收获。我们团队的主要研究方向是物联网通信和感知，也完成了很多不同的真实系统，如当时世界上规模最大的室外多跳自组网传感网系统、低功耗传输协议、低功耗广域网、无源低功耗广域网、室内动作感知和定位系统等，在利用物联网泛在信号（无线、声波、可见光等）进行通信和感知方面积累了一些经验，希望能够分享给大家。 在总体上，本书的组织按照如下的方式：
（1） 物联网基本概念；
（2） 物联网通信；
（3） 物联网感知；
（4） 物联网系统实现；
（5） 物联网智能感知前沿应用。
书中的每部分都包含了原理介绍和代码实现，代码实现中既包含了非常基础概念的理解，如FFT、滤波等，也包含了复杂代码实现，如组内论文和其他的前沿论文的代码等。在准备材料的过程中，本书也有所舍弃，对于大部分导论书籍中反复提到的概念，就不在本书中赘述。对于本团队不太熟悉的方向，也不会进行过多的介绍。
本书主要适合以下几种情况使用：
（1） 刚刚接触物联网领域的读者可以通过阅读本书理解该领域的一些基本技术和前沿论文。我也将本书作为前期阅读材料提供给申请进入我的研究组的读者，让他们在进组之前对整体研究方向有一个基本了解，有利于读者做出适合自己的选择。
（2） 已经进入物联网领域的研究人员，可以参考本书中的前沿技术基础的实现，帮助他们快速入门相关技术实现。
（3） 本书可以作为物联网通信、感知等课程的基础，与其他教材搭配使用。本书中也有很多的思考问题和课后习题，可以作为课程作业布置的基础。材料配套的PPT也在尽快完善，希望也能够发给大家作为参考。
（4） 因为本书中包含了大量的代码实现，可以作为物联网感知与通信类实验课程材料基础，在此基础上可以方便教师建立相关实验体系。总体来看，本书致力于做到既适合计算机专业缺少通信背景知识的人来阅读，又能够作为通信等专业的辅助阅读和实验材料。
物联网是一个很大的方向，一本书很难在覆盖全部细分方向的同时还能保持理论和技术的深度。因此，本书在几个最具代表性的物联网前沿方向上进行深入探讨，而不是使其成为一个大而不专的科普性读物。本书包含了大量的个人观点和理解，难免会存在问题，欢迎大家在使用本书的过程中指出不足、提出问题、多多交流。
本书是本组在物联网方向具体研究内容上的一些经验总结，在此感谢组内的每一位成员，特别感谢童率、宋知朋、徐振强、杨景、董柏顺、陈倩、陈亦捷、张嘉睿、江晋彦、焦俊人等，他们在本书的编写过程中做出了很大贡献。
王继良
2024年9月
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