物聯網通信與智能感知

目錄

第一篇物聯網基礎理論

第1章物聯網概述

第2章物聯網無線信號處理基礎

2.1信號的生成、發送和接收

2.2模擬信號與數字信號介紹

2.3信號採樣與採樣定理

2.4信號量化

2.5案例： 實現一個錄音、放音程序

參考文獻

第3章物聯網時頻域信號分析

3.1信號時頻分析原理

3.2離散傅里葉分析

3.2.1離散傅里葉級數

3.2.2離散時間傅里葉變換

3.2.3離散傅里葉變換

3.2.4快速傅里葉變換

3.3短時傅里葉變換

3.4案例： 應用傅里葉變換分析物聯網信號

參考文獻

第4章物聯網信號傳播模型

4.1無線通道

4.1.1通道定義

4.1.2通道沖擊響應

4.1.3通道頻率響應

4.1.4通道狀態信息

4.1.5通道狀態估計

4.2路徑損耗和陰影衰落

4.2.1路徑損耗模型

4.2.2陰影衰落

4.2.3信噪比

4.3多徑通道模型

4.3.1多徑效應

4.3.2多徑衰落模型

4.3.3多徑測量

4.4案例： 通道模擬與測量

4.4.1通道衰落模擬

4.4.2多徑模擬

4.4.3衰落疊加綜合

參考文獻

第5章物聯網信號噪聲處理

5.1數字濾波器簡介

5.2滑動平均濾波器

5.2.1簡介

5.2.2滑動平均的捲積實現

5.2.3噪聲抑制與窗口選擇

5.2.4頻率響應

5.2.5頻域參數

5.2.6濾波器實現

5.3FIR數字濾波器

5.3.1簡介

5.3.2FIR濾波器設計

5.4IIR數字濾波器

5.5常見濾波器設計

5.5.1濾波器頻域響應

5.5.2濾波器使用

5.6案例: 聲音濾波

5.6.1時域濾波

5.6.2帶通濾波

第二篇物聯網通信

第6章數據調制和解調

6.1調制解調介紹

6.2幅度調制

6.3頻率調制

6.4相位調制

6.4.1I/Q與相位的關系

6.4.2BPSK

6.4.3QPSK

6.4.4使用聲波信號實現QPSK

6.4.58PSK

6.5載波上變頻

6.6調制方法進階

6.6.1OQPSK

6.6.2QAM

6.6.3OFDM

6.6.4OFDM初始實現

6.7案例： 聲波信號通信

6.7.1脈沖間隔調制

6.7.2編碼

6.7.3調制

6.7.4解調

6.7.5解碼

參考文獻

第7章物聯網無線通信技術

7.1傳統無線通信技術

7.1.1WiFi

7.1.2藍牙

7.1.3IEEE 802.15.4/ZigBee

7.2反向散射通信

7.3射頻識別標簽

7.3.1RFID協議標準

7.3.2可計算RFID——WISP

7.3.3基於環境信號的反向散射技術

7.4低功耗廣域網

7.4.1LoRa

7.4.2LoRa 編碼與解碼

7.4.3基於聲波的LoRa通信

7.4.4基於LoRa的反向散射通信

7.4.5並發傳輸與沖突解碼

7.4.6大規模無線網絡實驗

7.4.7弱信號解碼

7.4.8弱信號解碼方法設計

7.5其他通信方式

參考文獻

第三篇物聯網感知

第8章無線測距

8.1基於信號強度測距

8.1.1接收信號強度定義

8.1.2RSS測距原理

8.2基於信號傳播時間測距

8.2.1ToF測距原理

8.2.2單邊雙向測距

8.2.3雙邊雙向測距

8.2.4利用反射信號測量距離

8.3案例： 測距

8.3.1聲波FMCW測距

8.3.2聲音往返時間測距

參考文獻

第9章無線定位

9.1三邊定位算法

9.2TDOA定位算法

9.3AoA定位算法

9.3.1到達角計算方法

9.3.2根據到達角進行定位

9.3.3聲波AoA定位

9.4無線指紋定位算法

9.5藍牙AoA測向

9.6UWB定位

9.6.1雙向測距算法

9.6.2TDOA和並發算法

9.6.3AoA算法

9.6.4V-TWR 算法

9.7基於可見光信號的主動式設備位置感知

9.7.1顯色偏振

9.7.2基於光學標簽顯色結果的相機定位算法

參考文獻

第10章無線追蹤

10.1基於多普勒效應的追蹤方法

10.1.1多普勒追蹤的原理

10.1.2多普勒追蹤的實現

10.2基於FMCW的追蹤方法

10.3基於信號相位的追蹤方法

10.3.1相位追蹤的實現

10.3.2基於聲波信號相位的高精度設備追蹤

10.4案例： 基於FMCW的二維追蹤

10.4.1系統設計

10.4.2實驗結果

10.4.3實驗代碼

參考文獻

第11章無線和智能感知

11.1聲波手勢識別

11.1.1主要原理

11.1.2示例代碼與數據

11.1.3結果展示

11.2聲波設備認證

11.3定位與追蹤

11.3.1基於神經網絡的無線定位精度增強方法

11.3.2基於神經網絡的無線定位泛化性增強方法

11.4動作識別

11.4.1摔倒檢測方法

11.4.2基於神經網絡的無線感知特徵增強方法

11.5成分識別

11.5.1基於神經網絡的細粒度液體感知

11.5.2基於回歸模型的水果成熟度感知方法

11.6基於擴散模型的無線感知信號生成

參考文獻