具体描述
《光纤通信技术》是根据邮电函授教学指导委员会审议通过的教学大纲编写的，书中较全面地介绍了光纤通信系统中各部分的工作原理，简单介绍了光纤通信中的测量技术及光缆线路的施工与维护，论述了SDH光传输设备的类型和结构，并对光放大器及一些新型的光通信系统进行了介绍，《光纤通信技术》在编写上力图做到条理清晰，对较复杂的数学推导注意讲清推导思路，力求便于自学。
《光纤通信技术》是高等函授教材，也可作为工程技术人员的参考书。
《现代传感器网络与物联网应用实践》 图书简介 第一章 传感器网络基础理论与系统架构 本章深入剖析了现代传感器网络（WSN）的起源、发展脉络及其在信息社会中的战略地位。我们将详细阐述WSN的基本组成单元——传感器节点（Mote）的硬件架构，包括微控制器（MCU）、传感模块、通信单元和电源管理系统的设计考量。重点讨论了不同类型传感器的物理原理、精度评估及其在特定环境（如工业、农业、环境监测）下的适用性。 理论层面，本章系统梳理了传感器网络的两大核心挑战：能效与可靠性。我们不仅介绍了能量消耗模型（如电路模型、无线电模型），还深入探讨了睡眠/唤醒机制、占空比优化等关键节能策略。在网络拓扑结构方面，我们将传统星型、树型、网状拓扑与新兴的混合拓扑进行对比分析，并引入自组织网络的概念，强调节点间信息的自动发现与连接建立过程。 此外，本章详细描述了传感器网络分层的架构设计，包括感知层、网络层和应用层的职责划分。对网络层的路由协议进行详尽分类和比较，包括基于位置的路由（如GPSR）、基于能量的路由（如LEACH, PEGASIS）和基于QoS（服务质量）的路由协议，分析它们在吞吐量、延迟和能耗指标上的性能权衡。本章旨在为读者构建一个坚实的理论基础，理解构建高效、低功耗传感网络的必要技术前提。 第二章 无线通信技术与网络层协议栈深度解析 传感器的有效信息传递依赖于可靠的无线通信。本章专注于无线信道特性、介质访问控制（MAC）协议以及网络层路由机制的实践应用。 在物理层和数据链路层，我们将重点研究IEEE 802.15.4标准（ZigBee和Thread的基础）的帧结构、信道接入机制（CSMA/CA）及其在多节点竞争环境下的性能瓶颈。针对工业物联网场景对实时性和确定性的要求，本章还将介绍TDMA（时分多址）和FDMA（频分多址）在特定传感器网络部署中的应用优势。 网络层是实现数据高效传输的关键。本章详细分析了有状态路由协议与无状态路由协议的差异，并着重探讨了面向数据汇聚（Data Aggregation）的路由设计。数据汇聚技术，如SPIN（Sensor Protocols for Information via Negotiation）和Directed Diffusion，被视为解决“多对一”通信能耗问题的核心技术。我们将通过案例分析，演示如何通过在中间节点进行数据融合与冗余消除，显著提升网络的整体寿命。同时，针对移动性强、拓扑变化快的场景，本章还介绍了面向移动传感器网络的路由适应性策略。 第三章 物联网（IoT）集成与异构网络融合 本章将传感器网络提升至物联网的宏观视角，探讨如何实现多源异构数据的无缝接入、处理与共享。 物联网的特征在于“万物互联”，这要求系统必须兼容多种通信协议栈。本章详细阐述了IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN) 的适配层技术，这是将资源受限的WSN节点接入IP网络的核心桥梁。我们将深入剖析6LoWPAN的头部压缩、分片与重组机制。 在应用层协议方面，本章重点对比了MQTT、CoAP (Constrained Application Protocol) 和 DDS (Data Distribution Service) 在物联网中的应用场景。MQTT因其轻量级和发布/订阅模式在远程监测和控制中占据主导地位；CoAP则针对资源受限设备设计，提供类RESTful的服务交互能力。对这三种协议的性能指标（如延迟、内存占用、安全性开销）进行量化比较。 此外，本章引入了边缘计算（Edge Computing）在传感器网络中的角色。探讨如何将部分数据预处理、事件检测和决策逻辑从云端下沉到网络关（Gateway）或边缘节点，以减少数据传输负担，并提高系统的实时响应能力，这是构建高可靠性工业物联网系统的关键技术路线。 第四章 数据处理、存储与安全机制 传感器网络采集的海量数据必须经过有效的管理和保护。本章聚焦于数据处理流程和网络安全防护体系的构建。 在数据管理方面，我们探讨了时间序列数据库（TSDB）在存储传感器数据流方面的优势，并介绍了如何利用流式处理框架（如Apache Flink的轻量级实现）对数据进行实时清洗、异常值检测和模式识别。本章将提供具体的案例指导，说明如何构建一个从传感器采集到数据可视化分析的完整数据流水线。 网络安全是物联网部署中不容忽视的环节。本章系统梳理了物联网安全面临的独特挑战，包括资源受限设备上的加密开销、物理安全风险和针对无线信道的攻击（如窃听、DoS）。我们深入分析了轻量级加密算法（如对称加密的变体）在传感器节点上的实现细节，以及基于证书和密钥管理的身份认证机制。在防御策略上，本章详细介绍了入侵检测系统（IDS）在资源受限环境中的部署模式，如基于能耗异常和流量特征的分布式检测方法。 第五章 实践案例与前沿技术展望 本章旨在结合前述理论知识，通过具体案例展示现代传感器网络与物联网技术的集成应用。案例涵盖： 1. 智慧农业中的环境监测系统： 涉及土壤湿度、温度、光照的无线采集、区域划分的能效路由设计、以及基于云平台的农情预警模型。 2. 工业设备预测性维护（PdM）： 探讨高频振动和温度数据的采集、基于边缘计算的故障特征提取和告警机制。 展望部分，本章将探讨下一代无线通信技术（如LPWAN技术NB-IoT/LoRa）对传统传感器网络的冲击与融合，以及基于机器学习的自适应网络管理（如利用强化学习优化路由决策）的前景，为读者指明该领域未来的研究方向和工程实践的优化路径。 通过本书的学习，读者将能够系统掌握从底层硬件选型、网络协议设计到高层数据应用的全栈技术，具备设计和部署复杂、高效、安全的现代传感器网络及物联网系统的实践能力。
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