智能传感器系统设计与应用 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

简体网页||繁体网页

☆☆☆☆☆

出版者:电子工业出版社

作者:沙占友

出品人:

页数:424

译者:

出版时间:2004-6-1

价格:38.00元

装帧:平装(无盘)

isbn号码:9787120000288

丛书系列:

图书标签:

• 智能传感器
• 传感器系统
• 系统设计
• 应用开发
• 物联网
• 嵌入式系统
• 数据采集
• 信号处理
• 智能硬件
• 电子工程

《现代光学成像技术：从理论到实践》 图书简介 本书全面深入地探讨了现代光学成像技术的理论基础、关键技术以及广泛的应用领域。内容涵盖了从基础的光学原理到尖端的计算成像方法，旨在为光学工程、物理学、生物医学工程以及相关领域的研究人员、工程师和高年级本科生提供一本系统、前沿且实用的参考著作。 第一部分：光学成像基础与数学工具 本部分聚焦于理解成像过程的物理本质，并介绍了进行光学系统分析和设计所必需的数学工具。 第一章：电磁波与光的波动理论 深入阐述了光作为电磁波的性质，包括光的传播、偏振特性和干涉现象。详细讨论了傅里叶光学的基础，包括夫琅禾费衍射和菲涅耳衍射的数学描述。引入了相干光和非相干光的概念及其在成像系统中的区别。重点讲解了光学系统的点扩散函数（PSF）和调制传递函数（MTF）的物理意义及其在描述成像质量中的核心作用。 第二章：几何光学与成像系统设计 从惠更斯原理出发，系统地回顾了几何光学的基本定律，包括光的折射、反射和全反射。详细分析了简单透镜和复杂光学系统的成像原理，包括像差理论。本章对球差、彗差、像散、场曲和色差等五种主要几何像差进行了深入的数学建模和分析，并介绍了矫正这些像差的常用方法，如利用非球面镜片和复合透镜组的设计策略。 第三章：成像系统中的采样与重建 本章将光学成像与数字信号处理紧密结合。探讨了奈奎斯特-香农采样定理在数字成像中的重要性，分析了传感器（如CCD和CMOS）的物理限制和噪声来源。详细介绍了图像重建的数字算法，包括反卷积技术（如维纳滤波、Lucy-Richardson算法）在消除模糊和噪声方面的应用。讨论了欠采样和超分辨成像的基本概念。 第二部分：主流光学成像技术详解 本部分详细介绍了当前在科学研究和工业应用中占据主导地位的几种关键成像技术。 第四章：衍射光学与微纳结构 本章专注于光的衍射特性在成像中的应用。深入探讨了衍射光学的基本原理，包括光栅方程和夫琅禾费衍射。重点介绍了基于相位调制和振幅调制的衍射元件，如空间光调制器（SLM）和微透镜阵列。特别强调了超表面（Metasurfaces）作为下一代轻量化、功能集成光学元件的设计原理及其在实现复杂波前整形中的潜力。 第五章：共聚焦与多光子显微成像 本章聚焦于高分辨率的三维层析成像技术。详细阐述了共聚焦显微镜的工作原理，包括针孔在实现光学切片中的关键作用。分析了共聚焦系统的点扩散函数的各向异性。随后，深入探讨了多光子激发（如双光子和三光子成像）的物理基础，阐述了其在深层组织成像中减少散射和光漂白方面的优势。 第六章：计算成像与波前整形 本章代表了现代光学成像的前沿方向。系统介绍了计算成像的范式转变，即将部分成像任务从硬件转移到软件算法中。详细讨论了计算层析成像（CT）的数学基础，包括Radon变换及其在X射线成像中的应用。深入解析了计算全息术（Computer-Generated Holography, CGH）的原理，如何通过数值计算来合成所需的相位或振幅分布以实现特定成像目标。此外，还涵盖了散射介质中的光传输和波前整形技术，以期在复杂环境中恢复清晰图像。 第三部分：特定应用领域的光学成像 本部分将理论与技术应用于具体的实际场景，展示光学成像系统的多样性和强大能力。 第七章：机器视觉与工业检测 本章侧重于光学成像在自动化和质量控制中的应用。讨论了线阵相机与面阵相机的选择标准，以及照明技术（如明场、暗场、结构光）对检测效果的影响。详细介绍了机器视觉系统中的目标识别、定位和测量算法，包括边缘检测、特征匹配和三维重建的基础方法。 第八章：生物医学光学成像 探讨了光学成像在生命科学研究和临床诊断中的前沿应用。除了共聚焦成像，本章还详细介绍了光学相干层析成像（OCT）的原理、系统搭建和数据处理流程，特别是在眼科和心血管成像中的应用。此外，还简要介绍了荧光分子成像和光声成像（Photoacoustic Imaging）的基本原理及其在分子水平检测中的优势。 第九章：遥感与地物成像 本章关注大尺度光学成像系统。分析了大气湍流对远距离成像的影响，并介绍了自适应光学（Adaptive Optics, AO）系统的工作原理，包括波前传感器、变形镜和实时控制算法，如何用于校正大气畸变以获得清晰的地面图像。讨论了高光谱成像和高分辨率卫星成像的数据获取、辐射定标和信息提取技术。 结论与展望 最后，本书对当前光学成像技术的发展趋势进行了总结和展望，特别指出了人工智能在图像重建、噪声抑制和超分辨成像中的融合应用前景，以及未来微型化、集成化光学芯片的发展方向。 本书结构严谨，内容详实，图文并茂，配有丰富的数学推导和工程案例，是致力于掌握现代光学成像核心技术的专业人士不可或缺的工具书。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

我对本书在系统架构设计方面的讨论感到有些失望，特别是关于低功耗无线通信协议的选择与优化这一关键环节。书中花了大量篇幅在描述各个传感器的基本原理，但当涉及到如何将这些传感器数据高效、可靠地传输出去时，描述就变得含糊不清了。例如，对于LoRa、NB-IoT和ZigBee这几种主流的低功耗广域网技术，书中只是简单罗列了它们各自的速率和距离参数，却鲜有针对特定应用场景（比如农业监测中的节点密度和功耗预算）进行权衡分析的案例。真正让人抓狂的是，书中完全没有涉及数据在传输过程中可能遇到的安全与加密问题，这对于涉及隐私或关键基础设施的传感器网络来说，是不可接受的疏漏。一个完整的系统设计，绝不应止步于数据采集，如何保证数据在物联网环境下的完整性和安全性，才是衡量设计水平的试金石。这种对系统实现层面关键瓶颈的避而不谈，使得这本书更像是一本传感器原理的入门手册，而非“系统设计”的实战指南。

评分☆☆☆☆☆

在探讨传感器系统的校准与误差分析部分，我发现其深度远未达到“设计”层面应有的严谨性。书本只是简单地介绍了线性校准的基本公式，比如最小二乘法拟合，这对于初学者或许足够，但对于构建高精度测量系统而言，远远不够。真正的挑战在于非线性误差的补偿、多传感器数据的时间同步以及温度漂移的实时修正。我期待看到更详细的关于卡尔曼滤波（Kalman Filtering）或扩展卡尔曼滤波（EKF）在多模态传感器融合中应用的章节，用以实现最优估计，但这部分内容在书中几乎是空白。此外，对于系统在长期运行中如何进行在线校准和漂移补偿的策略讨论也十分缺乏，这直接关系到系统寿命内的测量可靠性。如果一本书不能提供系统误差的量化分析和鲁棒的补偿手段，那么它在工程实践中的指导意义就大打折扣了，因为它没有教会读者如何面对真实世界中无处不在的噪声和不确定性。

评分☆☆☆☆☆

关于嵌入式硬件平台的选择与驱动级编程，这本书的处理方式显得有些脱节于当前的技术主流。虽然提到了微控制器（MCU）的重要性，但讨论的范例多基于一些较为老旧或特定领域的芯片系列，缺乏对主流Cortex-M系列处理器在不同厂商（如ST、NXP）生态系统下的通用编程模式的深入探讨。更关键的是，书中对如何高效地编写设备驱动程序（Device Driver）方面着墨甚少。例如，在讲解SPI或I2C总线通信时，只是介绍了时序图，但对于如何正确处理中断服务程序（ISR）、如何避免竞态条件，以及如何编写平台无关的抽象层代码，几乎没有涉及。真正“设计”一个系统，意味着要能驾驭硬件的底层特性，而这本书更倾向于将底层细节“黑箱化”，直接调用高级库函数，这使得读者即便读完，也难以应对突发的硬件兼容性问题或性能瓶颈，无法真正做到“知其然并知其所以然”。

评分☆☆☆☆☆

这本书在数据可视化和后处理方面的阐述，显得相当陈旧和保守。在当今大数据时代，交互式可视化已经成为传感器数据分析不可或缺的一部分，然而，书中对图表生成的介绍，还停留在使用传统桌面软件绘制静态PNG图片的阶段。对于诸如Plotly、D3.js或Python中的Bokeh等现代化的、能够实现实时刷新的交互式图表库，书中完全没有提及。我期待看到的是如何构建一个实时的仪表板（Dashboard），让操作者能够动态调整时间窗口、放大特定异常点并查看原始数据，而不是仅仅展示几张静态的曲线图。此外，在讨论数据异常检测时，方法论也显得过于传统，基本围绕着简单的阈值设定和基本的统计量判断。对于如何利用机器学习方法（如孤立森林或One-Class SVM）来发现“未知”的、不符合预设模式的异常行为，书中的介绍极其简略，几乎没有提供任何可以参考的代码示例或算法流程图，这对于希望构建智能预警系统的读者来说，无疑是巨大的遗憾。

评分☆☆☆☆☆

这本书在介绍传统信号处理算法时，篇幅着实有些单薄了些，感觉只是蜻蜓点水，对于想深入理解傅里叶变换、小波分析在实际传感器数据降噪和特征提取中具体应用的读者来说，可能不太够用。书中虽然提到了滤波器的概念，但对于IIR和FIR滤波器的设计细节，比如如何选择合适的阶数、如何控制通带和阻带的衰减，讲解得比较笼统。我原本期待能在一些复杂的工业场景（例如振动监测或环境污染物浓度测量）中，看到更具操作性的数字滤波器设计实例，但书中的案例多集中在基础的温度和光照数据采集上，实战性略显不足。特别是关于自适应滤波，比如LMS算法在消除环境噪声方面的应用，介绍得非常理论化，缺乏与具体硬件接口结合的深度解析。如果能在实现这些算法时，多穿插一些主流嵌入式平台（如树莓派或STM32）的编程技巧和性能考量，这本书的实用价值会大大提升。总体来说，基础概念梳理尚可，但在高级算法的工程化应用层面，留下了不少白板需要读者自行填补。

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆

评分☆☆☆☆☆