定 價(jià)：69 元
叢書名：智能物聯(lián)網(wǎng)系列教材
- 作者：郭斌劉思聰王柱等著
- 出版時(shí)間：2022/12/1
- ISBN：9787111725114
- 出 版 社：機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類：TP393.4
- 頁(yè)碼：
- 紙張：膠版紙
- 版次：
- 開本：16開
本書在兼顧廣度和深度的前提下，深度融合計(jì)算機(jī)科學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、邊緣智能、群智感知計(jì)算等相關(guān)學(xué)科和方向的專業(yè)概念，重點(diǎn)闡述了智能物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論、架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展。從AIoT新型體系架構(gòu)出發(fā)，按照“智能感知-網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)-協(xié)同計(jì)算-平臺(tái)應(yīng)用”的組織思路，遵循“創(chuàng)新引領(lǐng)、深入淺出、理論+實(shí)踐”的原則基調(diào)，就智能物聯(lián)網(wǎng)AIoT的基本概念、AIoT體系架構(gòu)、多模態(tài)感知、智能無(wú)線感知、群智感知、智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、終端適配智能計(jì)算、分布式學(xué)習(xí)、端邊云協(xié)同計(jì)算、平臺(tái)及典型應(yīng)用等進(jìn)行系統(tǒng)性闡述和深入探討。本書不僅可以作為計(jì)算機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的課程教材，也適合所有希望了解智能物聯(lián)網(wǎng)的工程技術(shù)人員閱讀。
人類正在進(jìn)入“人機(jī)物”融合、萬(wàn)物智能互聯(lián)的時(shí)代。隨著物聯(lián)網(wǎng)和人工智能技術(shù)的飛速發(fā)展，智能物聯(lián)網(wǎng)（AIoT）正成長(zhǎng)為一個(gè)極具前景的新興領(lǐng)域。智能物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用和服務(wù)已逐步融入國(guó)家與民生需求的各個(gè)領(lǐng)域，如智能制造、智能交通、智慧農(nóng)業(yè)、國(guó)防軍事等。有別于物聯(lián)網(wǎng)，智能物聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)基礎(chǔ)上，與人工智能技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中落地融合，在萬(wàn)物相連相通的同時(shí)，賦予云（云平臺(tái)）、邊（邊緣設(shè)備）、端（智能手機(jī)、可穿戴設(shè)備、機(jī)器人等）智能感知與智能運(yùn)算的能力，從而使物聯(lián)網(wǎng)呈現(xiàn)全新的服務(wù)與應(yīng)用形態(tài)。
智能物聯(lián)網(wǎng)是以人工智能、邊緣計(jì)算與物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的深度融合為基礎(chǔ)，在感知、通信、計(jì)算和應(yīng)用中通過人工智能技術(shù)賦能，具有更高靈活性、自組織性、自適應(yīng)性、持續(xù)演化的物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。智能物聯(lián)網(wǎng)帶來(lái)了泛在智能感知、物聯(lián)網(wǎng)終端智能、情境自適應(yīng)通信、分布式群體智能、云邊端協(xié)同計(jì)算等新的特質(zhì)和挑戰(zhàn)問題，也為自動(dòng)駕駛、智能工廠、智能家居、健康養(yǎng)老、機(jī)器人等產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇。在兼顧廣度和深度的前提下，本書深度融合計(jì)算機(jī)科學(xué)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、邊緣智能、群智感知計(jì)算等相關(guān)學(xué)科和方向的專業(yè)概念，重點(diǎn)闡述了智能物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的基礎(chǔ)理論、架構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)展。
本書共11章，從AIoT新型體系架構(gòu)出發(fā)，按照“智能感知-網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)-協(xié)同計(jì)算-平臺(tái)應(yīng)用”的組織思路，遵循“創(chuàng)新引領(lǐng)、深入淺出、理論+實(shí)踐”的原則基調(diào)，就AIoT的基本概念、AIoT體系架構(gòu)、多模態(tài)感知、智能無(wú)線感知、群智感知、智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)、終端適配智能計(jì)算、分布式學(xué)習(xí)、端邊云協(xié)同計(jì)算、平臺(tái)及典型應(yīng)用等進(jìn)行系統(tǒng)性闡述和深入探討。
在本書成稿過程中，西北工業(yè)大學(xué)智能感知與計(jì)算工信部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的師生深度參與，為書稿的編撰付出了辛勞和智慧，其中郭斌老師負(fù)責(zé)全書整體脈絡(luò)并完成第1章和最后兩章內(nèi)容的組織和撰寫，劉思聰老師負(fù)責(zé)撰寫第7～9章，王柱老師負(fù)責(zé)撰寫第3、4章，李志剛老師負(fù)責(zé)撰寫第2、6章，劉琰博士負(fù)責(zé)撰寫第5章。特別感謝實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)帶頭人周興社教授和於志文教授多年來(lái)的悉心指導(dǎo)以及在本書編寫和審校過程中給予的寶貴意見。感謝實(shí)驗(yàn)室邱晨老師在本書前期組織過程中所做出的貢獻(xiàn)。
我們還要特別感謝清華大學(xué)劉云浩教授、北京大學(xué)張大慶教授、北京郵電大學(xué)馬華東教授、中國(guó)科技大學(xué)李向陽(yáng)教授、天津大學(xué)李克秋教授、東南大學(xué)羅軍舟教授、上海交通大學(xué)陳貴海教授、西安交通大學(xué)桂小林教授、西北工業(yè)大學(xué)李士寧教授等物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的同行學(xué)者，本書凝聚了大家一起研討或合作的成果。此外，還有很多同事和朋友以不同形式提供了幫助，在此就不一一列舉，敬請(qǐng)各位諒解。
本書不僅可以作為計(jì)算機(jī)和物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)高年級(jí)本科生和研究生的課程教材，也適合所有希望了解智能物聯(lián)網(wǎng)的工程技術(shù)人員閱讀。作為一個(gè)快速發(fā)展的新興研究領(lǐng)域，智能物聯(lián)網(wǎng)新概念、新問題、新方法不斷涌現(xiàn)，限于編者的學(xué)識(shí)水平，本書難免會(huì)存在疏漏或不足之處，敬請(qǐng)讀者批評(píng)指正。
作者
2022年8月于西安
序 言
前 言
第1章 緒論1
1.1 背景與趨勢(shì)1
1.2 智能物聯(lián)網(wǎng)概念與特征3
1.2.1 物聯(lián)網(wǎng)與人工智能發(fā)展概述3
1.2.2 智能物聯(lián)網(wǎng)概念5
1.2.3 智能物聯(lián)網(wǎng)特征6
1.3 智能物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)與軟件平臺(tái)6
1.3.1 云邊端協(xié)同AIoT體系架構(gòu)7
1.3.2 AIoT系統(tǒng)軟件平臺(tái)8
1.4 關(guān)鍵技術(shù)9
1.4.1 泛在智能感知10
1.4.2 群智感知計(jì)算10
1.4.3 智能物聯(lián)網(wǎng)通信11
1.4.4 終端適配深度計(jì)算12
1.4.5 物聯(lián)網(wǎng)分布式學(xué)習(xí)12
1.4.6 云邊端協(xié)同計(jì)算13
1.4.7 安全與隱私保護(hù)14
1.5 典型應(yīng)用14
1.5.1 智能家居14
1.5.2 自動(dòng)駕駛15
1.5.3 智慧城市17
1.5.4 智能工廠19
1.6 本書整體結(jié)構(gòu)20
1.7 習(xí)題22
參考文獻(xiàn)22
第2章 智能物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)25
2.1 物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)25
2.1.1 ISO物聯(lián)網(wǎng)參考體系架構(gòu)26
2.1.2 IETF物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)29
2.2 智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)模型31
2.2.1 AI功能的實(shí)現(xiàn)32
2.2.2 智能物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)概述34
2.3 典型的智能物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)35
2.3.1 Azure IoT架構(gòu)35
2.3.2 阿里云IoT架構(gòu)38
2.4 習(xí)題41
參考文獻(xiàn)42
第3章 多模態(tài)智能感知43
3.1 物聯(lián)網(wǎng)多模態(tài)感知背景43
3.1.1 多模態(tài)感知概念43
3.1.2 物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)特征44
3.2 物聯(lián)網(wǎng)中的視覺感知44
3.2.1 視覺感知基礎(chǔ)44
3.2.2 移動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)49
3.2.3 移動(dòng)地圖構(gòu)建50
3.2.4 視頻流目標(biāo)跟蹤55
3.2.5 視頻動(dòng)作識(shí)別56
3.3 物聯(lián)網(wǎng)中的聽覺感知57
3.3.1 聽覺感知基礎(chǔ)57
3.3.2 語(yǔ)音識(shí)別模型62
3.3.3 人機(jī)語(yǔ)音交互70
3.4 物聯(lián)網(wǎng)中的多模態(tài)融合感知74
3.4.1 多模態(tài)感知數(shù)據(jù)融合方法74
3.4.2 多模態(tài)融合感知挑戰(zhàn)和機(jī)遇77
3.5 習(xí)題78
參考文獻(xiàn)79
第4章 智能無(wú)線感知82
4.1 無(wú)線感知基礎(chǔ)原理82
4.1.1 無(wú)線感知信號(hào)82
4.1.2 無(wú)線感知理論模型84
4.1.3 無(wú)線感知系統(tǒng)工作模式87
4.2 基于Wi-Fi的智能感知技術(shù)87
4.2.1 Wi-Fi感知的基本概念和原理87
4.2.2 Wi-Fi感知關(guān)鍵技術(shù)88
4.2.3 Wi-Fi感知典型應(yīng)用94
4.3 基于RFID的智能感知技術(shù)100
4.3.1 RFID技術(shù)基本概念與感知原理100
4.3.2 RFID感知關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用103
4.4 總結(jié)與展望108
4.4.1 常見無(wú)線感知方式對(duì)比109
4.4.2 無(wú)線感知研究挑戰(zhàn)和發(fā)展趨勢(shì)110
4.5 習(xí)題111
參考文獻(xiàn)111
第5章 群智感知114
5.1 群智感知基本概念114
5.1.1 群智感知定義115
5.1.2 群智感知體系架構(gòu)117
5.2 群智感知任務(wù)分配118
5.2.1 任務(wù)分配模型118
5.2.2 任務(wù)分配方法124
5.3 群智感知數(shù)據(jù)優(yōu)選131
5.3.1 數(shù)據(jù)選擇機(jī)制131
5.3.2 感知數(shù)據(jù)質(zhì)量評(píng)估132
5.3.3 冗余數(shù)據(jù)優(yōu)選134
5.4 群智感知激勵(lì)機(jī)制137
5.4.1 群智感知激勵(lì)模型137
5.4.2 用戶激勵(lì)方法138
5.5 群智感知發(fā)展趨勢(shì)143
5.6 習(xí)題144
參考文獻(xiàn)145
第6章 智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)148
6.1 物聯(lián)網(wǎng)通信體系架構(gòu)148
6.1.1 物聯(lián)網(wǎng)通信參考模型149
6.1.2 物聯(lián)網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn)149
6.1.3 智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)151
6.2 物聯(lián)網(wǎng)智能接入控制152
6.2.1 認(rèn)知MAC協(xié)議152
6.2.2 基于模糊邏輯的接入延遲改善154
6.2.3 應(yīng)用強(qiáng)化學(xué)習(xí)緩解無(wú)線信道沖突156
6.3 物聯(lián)網(wǎng)智能路由157
6.3.1 基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的物聯(lián)網(wǎng)路由158
6.3.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)路由160
6.3.3 基于人工智能技術(shù)對(duì)現(xiàn)有物聯(lián)網(wǎng)路由協(xié)議的改進(jìn)161
6.4 物聯(lián)網(wǎng)智能傳輸控制163
6.4.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制方法163
6.4.2 其他智能擁塞控制方法166
6.5 習(xí)題168
參考文獻(xiàn)168
第7章 物聯(lián)網(wǎng)終端智能170
7.1 深度模型壓縮171
7.1.1 深度模型壓縮172
7.1.2 深度模型按需壓縮176
7.1.3 深度模型超參數(shù)優(yōu)化178
7.1.4 深度模型動(dòng)態(tài)推理179
7.2 深度模型量化182
7.2.1 基本概念183
7.2.2 基本方法185
7.2.3 低比特位寬量化187
7.2.4 量化與硬件加速191
7.3 深度模型自動(dòng)化搜索191
7.4 軟硬協(xié)同加速193
7.4.1 微控制器深度計(jì)算194
7.4.2 性能評(píng)估方法195
7.5 習(xí)題198
參考文獻(xiàn)198
第8章 智能物聯(lián)網(wǎng)機(jī)器學(xué)習(xí)201
8.1 物聯(lián)網(wǎng)聯(lián)邦學(xué)習(xí)202
8.1.1 橫向聯(lián)邦學(xué)習(xí)204
8.1.2 縱向聯(lián)邦學(xué)習(xí)207
8.1.3 個(gè)性化聯(lián)邦學(xué)習(xí)208
8.2 物聯(lián)網(wǎng)智能決策210
8.2.1 強(qiáng)化學(xué)習(xí)與智能決策212
8.2.2 物聯(lián)網(wǎng)多智能體協(xié)同決策214
8.2.3 多智能體協(xié)同決策方法215
8.3 物聯(lián)網(wǎng)知識(shí)遷移217
8.3.1 知識(shí)蒸餾方法218
8.3.2 域自適應(yīng)方法221
8.3.3 元學(xué)習(xí)方法224
8.4 習(xí)題227
參考文獻(xiàn)227
第9章 智能物聯(lián)網(wǎng)協(xié)同計(jì)算230
9.1 協(xié)同計(jì)算基本內(nèi)涵230
9.2 分布式數(shù)據(jù)融合計(jì)算232
9.2.1 多模態(tài)數(shù)據(jù)融合計(jì)算232
9.2.2 異步數(shù)據(jù)流融合計(jì)算236
9.2.3 時(shí)空數(shù)據(jù)融合計(jì)算237
9.3 分布式模型分割計(jì)算240
9.3.1 串行協(xié)同計(jì)算241
9.3.2 并行協(xié)同計(jì)算243
9.3.3 混合協(xié)同計(jì)算245
9.4 分布式資源協(xié)同計(jì)算247
9.4.1 邊端設(shè)備負(fù)載均衡優(yōu)化247
9.4.2 邊緣內(nèi)部資源分配優(yōu)化249
9.5 分布式數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化250
9.5.1 自適應(yīng)數(shù)據(jù)過濾251
9.5.2 自適應(yīng)數(shù)據(jù)傳輸252
9.6 習(xí)題254
參考文獻(xiàn)255
第10章 AIoT平臺(tái)與應(yīng)用258
10.1 智能物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)258
10.1.1 AWS IoT258
10.1.2 微軟Azure IoT261
10.1.3 華為云IoT263
10.2 典型領(lǐng)域應(yīng)用案例266
10.2.1 智能商業(yè)—無(wú)人超市266
10.2.2 智能工業(yè)—工業(yè)4.0下的數(shù)字工業(yè)268
10.2.3 智慧健康—老年人輔助機(jī)器人271
10.3 習(xí)題272
參考文獻(xiàn)272
第11章 未來(lái)展望273
11.1 現(xiàn)狀與挑戰(zhàn)273
11.2 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)274
11.2.1 軟硬協(xié)同終端智能274
11.2.2 跨模態(tài)融合泛在感知274
11.2.3 面向AIoT的智能演進(jìn)275
11.2.4 新一代智能物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)276
11.2.5 動(dòng)態(tài)場(chǎng)景模型持續(xù)演化276
11.2.6 人機(jī)物融合群智計(jì)算277
11.2.7 通用AIoT系統(tǒng)平臺(tái)277
11.3 習(xí)題278
參考文獻(xiàn)278
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