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無線傳感網(wǎng)原理及應用 讀者對象:一般人群
無線傳感網(wǎng)是由大量密集部署在監(jiān)控區(qū)域的智能傳感器節(jié)點構成的一種網(wǎng)絡應用系統(tǒng), 它是傳感器技術、 通信技術和計算機技術發(fā)展的產物, 它將信息采集、 傳輸和處理集于一體, 實現(xiàn)了傳感器、 通信和計算機等技術的融合。 近年來, 隨著微機電系統(tǒng)技術、 無線通信技術、 智能傳感器技術和嵌入式計算技術的不斷發(fā)展, 無線傳感網(wǎng)已成為當今熱門的研究領域之一, 并廣泛地應用于社會的各個領域。
《無線傳感網(wǎng)原理及應用》這本書不僅介紹了無線傳感網(wǎng)的原理,還詳細介紹了其在各個領域的應用,如環(huán)境監(jiān)測、智能家居、軍事偵察等。這些應用案例不僅展示了無線傳感網(wǎng)的強大功能,也激發(fā)了讀者對無線傳感網(wǎng)的的興趣和想象力。
前 言
無線傳感網(wǎng)是由大量密集部署在監(jiān)控區(qū)域的智能傳感器節(jié)點構成的一種網(wǎng)絡應用系統(tǒng), 它是傳感器技術、 通信技術和計算機技術發(fā)展的產物, 它將信息采集、 傳輸和處理集于一體, 實現(xiàn)了傳感器、 通信和計算機等技術的融合。 近年來, 隨著微機電系統(tǒng)技術、 無線通信技術、 智能傳感器技術和嵌入式計算技術的不斷發(fā)展, 無線傳感網(wǎng)已成為當今熱門的研究領域之一, 并廣泛地應用于社會的各個領域。無線傳感網(wǎng)包括四類基本實體對象: 目標、 匯聚節(jié)點、 傳感器節(jié)點和感知現(xiàn)場, 另外通過定義外部網(wǎng)絡、 遠程任務管理單元和用戶來完成對整個系統(tǒng)的描述。 大量的傳感器節(jié)點隨機部署, 通過自組織方式構成網(wǎng)絡, 協(xié)同形成對目標的感知現(xiàn)場。 傳感器節(jié)點檢測的目標信號由本地經簡單處理后, 通過鄰近傳感器節(jié)點多跳傳輸?shù)絽R聚節(jié)點, 用戶和遠程任務管理單元通過外部網(wǎng)絡, 例如互聯(lián)網(wǎng)、 衛(wèi)星通信網(wǎng)絡、 移動通信網(wǎng)絡與匯聚節(jié)點進行交互。 用戶既可通過無線傳感網(wǎng)絡獲取感知現(xiàn)場的目標信息, 也可對傳感器網(wǎng)絡進行配置和管理, 從而完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的收集和監(jiān)測任務的發(fā)布;跓o線傳感網(wǎng)的工作原理和技術的發(fā)展, 其被廣泛運用于軍事、 醫(yī)療、環(huán)境監(jiān)測、 農業(yè)、 工業(yè)和智能建筑與家居等領域。 本書主要介紹了無線傳感網(wǎng)及其在建筑、 工業(yè)、 節(jié)能、 環(huán)境監(jiān)測等領域的應用, 內容包括無線傳感網(wǎng)的概念、 特點、 相關研究、 體系結構、 未來發(fā)展、 基礎理論與關鍵技術及其在建筑環(huán)境、 節(jié)能系統(tǒng)、 工業(yè)測控系統(tǒng)、 礦井環(huán)境監(jiān)測、 環(huán)境質量監(jiān)測幾個方面的應用實踐。 本書遵循理論結合實踐的思路, 從無線傳感網(wǎng)基礎理論入手, 詳細地闡述了無線傳感網(wǎng)在實踐中的具體應用, 希望能讓讀者掌握相關的基礎理論與關鍵技術。
李菁,1979年12月出生,籍貫江蘇南京,博士研究生學歷學位,廈門市高層次歸國留學人才,現(xiàn)任廈門城市職業(yè)學院物聯(lián)網(wǎng)應用技術專業(yè)主任。研究方向:物聯(lián)網(wǎng)應用技術,通信技術。主持多項省市級科研課題研究,多次指導學生參加國家級和省級技能競賽并獲得優(yōu)異的成績
中心完成國務院國資委、國家發(fā)改委、民政部、財政部、工信部等國家部委委托的多項研究課題,作為主要起草單位完成職業(yè)經理人四項國家標準的制定,作為建設單位完成多項國家財政基建項目的設計和建設,是全國職業(yè)經理人考試測評標準化技術委員會的秘書處承擔單位。
目 錄
第一章 無線傳感網(wǎng)概述 ……………………………………………………… 1 第一節(jié) 無線傳感網(wǎng)的定義與特點 ……………………………………… 1 第二節(jié) 無線傳感網(wǎng)的國內外研究 ……………………………………… 4 第三節(jié) 無線傳感網(wǎng)的結構與體系 ……………………………………… 8 第四節(jié) 無線傳感網(wǎng)面臨的技術挑戰(zhàn)與未來 …………………………… 10 第二章 無線傳感網(wǎng)基本理論與關鍵技術 …………………………………… 16 第一節(jié) 拓撲控制 ………………………………………………………… 16 第二節(jié) 定位技術 ………………………………………………………… 20 第三節(jié) 目標跟蹤技術 …………………………………………………… 24 第四節(jié) 時間同步技術 …………………………………………………… 27 第五節(jié) 安全技術 ………………………………………………………… 28 第六節(jié) 硬件平臺設計 …………………………………………………… 39 第三章 無線傳感網(wǎng)在建筑環(huán)境中的應用 …………………………………… 48 第一節(jié) 無線傳感網(wǎng)與建筑環(huán)境 ………………………………………… 48 第二節(jié) 廣義無線傳感網(wǎng)網(wǎng)絡與結構 …………………………………… 50 第三節(jié) 小規(guī)模無線傳感網(wǎng)的路由協(xié)議設計 …………………………… 52 第四節(jié) 小規(guī)模無線傳感網(wǎng)的覆蓋控制 ………………………………… 59 第五節(jié) 應用于建筑環(huán)境的異構無線傳感網(wǎng) …………………………… 62 ·1· 無線傳感網(wǎng)原理及應用 第四章 無線傳感網(wǎng)在節(jié)能系統(tǒng)中的應用 …………………………………… 66 第一節(jié) 無線傳感網(wǎng)在建筑節(jié)能中的應用 ……………………………… 66 第二節(jié) 供熱制冷實時監(jiān)測及節(jié)能評價系統(tǒng) …………………………… 69 第三節(jié) 城市熱力站熱計量數(shù)據(jù)實時監(jiān)測調節(jié) ………………………… 73 第五章 無線傳感器網(wǎng)在工業(yè)測控系統(tǒng)中的應用 …………………………… 83 第一節(jié) 工業(yè)測控系統(tǒng)的發(fā)展 …………………………………………… 83 第二節(jié) 工業(yè)無線網(wǎng)絡測控系統(tǒng)的結構 ………………………………… 85 第三節(jié) 工業(yè)無線網(wǎng)絡測控系統(tǒng)中應用的通信協(xié)議 …………………… 85 第四節(jié) 工業(yè)測控系統(tǒng)中網(wǎng)絡技術的應用 ……………………………… 87 第六章 無線傳感網(wǎng)在礦井環(huán)境中的應用 …………………………………… 92 第一節(jié) 應用背景 ………………………………………………………… 92 第二節(jié) 礦井環(huán)境網(wǎng)絡拓撲的設計 ……………………………………… 93 第三節(jié) 傳感器節(jié)點與客戶端 …………………………………………… 93 第四節(jié) 礦井中的無線定位 ……………………………………………… 94 第五節(jié) 礦井環(huán)境監(jiān)測 …………………………………………………… 96 第七章 無線傳感網(wǎng)在環(huán)境質量監(jiān)測中的應用 ……………………………… 99 第一節(jié) 對大氣霧霾的監(jiān)測 ……………………………………………… 99 第二節(jié) 對水環(huán)境的監(jiān)測 ……………………………………………… 121 第三節(jié) 對地震與部分其他自然災害的監(jiān)測 ………………………… 147 結 語 ………………………………………………………………………… 151 參考文獻 ……………………………………………………………………… 152 ·2· 七、 《北京市國企改革三年行動實施方案 (2020—2022 年)》 中的職業(yè)經理人相 關政策 …………………………………………………………………………… 26 八、 《廣西國企改革三年行動實施方案 (2020—2022 年)》 中的職業(yè)經理人相關 政策 ……………………………………………………………………………… 27 實踐篇 第三章 經理層成員任期制和契約化管理有關實踐 …………………………………… 31 一、 中央企業(yè)經理層成員任期制和契約化管理有關實踐 ………………………… 31 二、 地方國有企業(yè)經理層成員任期制和契約化管理有關實踐 …………………… 41 第四章 職業(yè)經理人制度建設有關實踐 ………………………………………………… 52 一、 中央企業(yè)子企業(yè)職業(yè)經理人制度建設有關實踐 ……………………………… 52 二、 地方國有企業(yè)職業(yè)經理人制度建設有關實踐 ………………………………… 59 市場篇 第五章 基于人才市場的高級管理人員供需情況研究 ………………………………… 69 一、 高管需求情況 …………………………………………………………………… 69 二、 高管供給情況 …………………………………………………………………… 79 三、 高管供需比較 …………………………………………………………………… 82 四、 高管供需問題分析及建議 ……………………………………………………… 84 第六章 上市公司高級管理人員薪酬及股權激勵研究 ………………………………… 87 一、 上市公司高管薪酬研究 ………………………………………………………… 88 二、 上市公司高管股票期權激勵研究 …………………………………………… 110 三、 上市公司高管薪酬和股票期權激勵相關建議 ……………………………… 123 專題篇 第七章 關于職業(yè)經理人標準的研究與思考 ………………………………………… 127 一、 關于研究制定職業(yè)經理人市場化選聘國家標準的思考 …………………… 127 ·2· 目 錄 二、 關于開展職業(yè)經理人團體標準建設的思考 ………………………………… 131 第八章 評價技術在國有企業(yè)市場化選聘高級經營管理人才中的應用 …………… 135 一、 背景調查在國有企業(yè)市場化選聘職業(yè)經理人中的應用 …………………… 135 二、 民主測評在國有企業(yè)選拔經理層成員中的應用 …………………………… 139 第九章 企業(yè)市場化經營管理人才激勵比較研究 …………………………………… 143 一、 國有企業(yè)經營管理人才市場化薪酬激勵研究 ……………………………… 143 二、 優(yōu)秀民營企業(yè)人才觀念和人才激勵研究 …………………………………… 146 第十章 寧波職業(yè)經理人能力特征分析與幸福指數(shù)研究 …………………………… 150 一、 寧波職業(yè)經理人能力特征分析 ……………………………………………… 150 二、 寧波職業(yè)經理人幸福指數(shù)研究 ……………………………………………… 152 參考文獻 ………………………………………………………………………………… 156 ·3·
無線傳感網(wǎng)是由多個節(jié)點所構成的面向基本任務的一種無線組織網(wǎng)絡,其中主要包含嵌入式計算技術、 傳感器技術、 無線通信技術以及分布式信息處理技術等。 無線傳感網(wǎng)使用各種微型的傳感器能夠實現(xiàn)對目標的實時監(jiān)測, 然后通過嵌入式的計算模塊對所監(jiān)測的信息進行處理, 并在無線通信網(wǎng)絡等相關傳輸網(wǎng)絡中使信息被迅速傳輸?shù)竭h程的監(jiān)控中心。 無線傳感網(wǎng)主要有四個基本組成部分, 分別為匯聚節(jié)點、 傳感器節(jié)點、 監(jiān)控中心以及傳輸網(wǎng)絡, 其所使用的傳感器本身具有強大的計算能力、 通信能力及感知能力, 主要由電源、 傳輸單元、 感知單元以及存儲單元等組合而成, 在采集、 儲存以及計算感知對象之后, 就會通過專門的傳輸網(wǎng)絡將相關信息傳送到監(jiān)控中心。 在無線傳感網(wǎng)中, 傳感器能夠直接對被感知的對象信息和數(shù)據(jù)進行采集及處理, 同時迅速將其發(fā)送到相關的終端用戶手中, 由于它屬于 Ad-Hoc 網(wǎng)絡, 所以還被稱為自組織網(wǎng)絡或者無固定設施網(wǎng)絡, 整個組網(wǎng)過程較為便利和靈活。 將傳感器應用在需要監(jiān)測的區(qū)域當中, 對其中的各項信息和參數(shù)進行監(jiān)測; 網(wǎng)關節(jié)點則能夠將現(xiàn)場監(jiān)測到的信息整體收集并匯聚在一起, 然后在傳輸網(wǎng)絡的作用下傳送至監(jiān)控中心。 因此可以說
·1· 無線傳感網(wǎng)原理及應用 傳輸網(wǎng)絡在無線傳感網(wǎng)中主要起到暢通信息的作用, 其能夠在傳感器和監(jiān)控中心之間建立起一個專門的通信路徑。和契約化管理。 國有企業(yè)經理層成員全面實行任期管理, 簽訂聘任協(xié)議和業(yè)績合同, 按照約定嚴格考核, 實施聘任或解聘, 兌現(xiàn)薪酬。 優(yōu)先支持商業(yè)類子企業(yè)按照市場化 選聘、 契約化管理、 差異化薪酬、 市場化退出原則, 加快推行職業(yè)經理人制度。 二是 完善市場化薪酬分配機制。 深化企業(yè)內部分配制度改革, 建立健全按業(yè)績貢獻決定薪 酬的分配機制, 實行全員績效考核, 一崗一薪, 易崗易薪。 建立具有市場競爭優(yōu)勢的 核心關鍵人才薪酬制度, 推動薪酬分配向作出突出貢獻的人才和一線關鍵苦、 臟、 險、 累崗位傾斜。 三是靈活開展多種方式的中長期激勵。 支持更多國有企業(yè)統(tǒng)籌運用各類 中長期激勵政策, 強化業(yè)績考核和激勵水平 “雙對標”, 實現(xiàn)激勵與約束相統(tǒng)一。 鼓勵 建立超額利潤分享機制, 鼓勵按照風險共擔、 利益共享原則實施跟投。 2020 年 6 月, 國務院發(fā)布的關于落實政府工作報告重點工作部門分工的意見中提 出, 由國務院國資委牽頭實施國企改革三年行動。 2020 年是國企改革三年行動的開局 之年, 國務院國資委提出 2020 年七大改革方向, 包括完善中國特色現(xiàn)代企業(yè)制度、 加 快建立健全市場化經營機制、 積極穩(wěn)妥分層分類深化混合所有制改革、 大力推進 “雙 百行動” “區(qū)域性綜改試驗” “科改示范行動” 等專項工程以及進一步加強黨對國有企 業(yè)的全面領導等。 其中, 圍繞完善中國特色現(xiàn)代企業(yè)制度, 要推動董事會應建盡建; 理清黨委 (黨組)、 董事會、 經理層等各治理主體的權責邊界, 落實董事會職權, 加快 建立各司其職、 各負其責、 協(xié)調運轉、 有效制衡的公司治理機制。 圍繞加快建立健全 市場化經營機制, 要大力推進經理層成員任期制契約化管理和職業(yè)經理人制度; 推動 國有企業(yè)積極統(tǒng)籌運用各類中長期激勵政策, 著力提高企業(yè)活力和效率。 中央企業(yè)積極落實 《三年行動方案》, 圍繞董事會建設提出了新的要求。 如: 中國 誠通提出完善董事會運作機制和董事會議事規(guī)則, 建立健全董事會授權放權清單, 明 確董事會對經理層的授權原則、 管理機制、 事項范圍、 權限條件、 調整方式等主要內 容, 激發(fā)經理層活力, 充分發(fā)揮經營管理作用。 中遠海運強調要加強董事會的建設, 應建盡建, 實現(xiàn)授權與擔責的統(tǒng)一。 中遠海運一方面進一步落實授權。 另一方面在它 的二級單位強化董事會制度的建設, 使之規(guī)范運行。 中國鐵物明確把公司制企業(yè)董事 會建設作為治理機制改革的重點, 加強專兼職董事隊伍建設, 目標是 “形神兼?zhèn)洹? 既 要應建盡建、 配齊配強, 推進外部董事占多數(shù), 也要認真研究如何把外部董事的獨特 作用發(fā)揮到位, 如何把董事會職權落實到位。 各央企在機制創(chuàng)新方面積極提出各種市場化舉措激發(fā)企業(yè)活力。 在經理層成員任 期制和契約化管理方面, 如: 中國一重全面推行經營層市場化選聘、 契約化管理, 落 實職業(yè)經理人、 職業(yè)技能人制度, 三年任期結束全體重新競聘上崗, 營銷系統(tǒng)率先實 行末等調整。 中國鐵物牢牢抓住經理層成員任期制和契約化管理這個 “牛鼻子”, 加快 ·4· 第一章 中央出臺的職業(yè)經理人相關政策 出臺有關制度和實施方案, 2021 年實現(xiàn)了直管公司覆蓋面超過 70% , 2021 年底 “真刀 真槍” 剛性考核兌現(xiàn)。 中國鐵物完善領導干部退出通道, 建立考核末位淘汰制度, 連 續(xù)兩年考核不合格予以解聘。 中國鐵塔搭建責權利對等機制, 按市場規(guī)律對經理層成 員進行契約化管理, 實現(xiàn)有任命就明確任期、 有職務就落實考核、 有業(yè)績就兌現(xiàn)獎勵, 推動管理人員能上能下。 在市場化激勵方面, 如: 中遠海運將構建由工資效益聯(lián)動、 效率對標調節(jié)和工作水平調整共同組成的工資總額管理辦法。 非上市公司開展超額利 潤分享、 項目跟投等激勵方法, 科技型企業(yè)實施崗位分紅或項目收益分紅激勵。 中國 鐵物實施更加系統(tǒng)、 更加多元的正向激勵, 統(tǒng)籌運用物質激勵和精神激勵、 短期激勵 和中長期激勵措施, 根據(jù)不同企業(yè)的發(fā)展階段, 實施更有針對性的股權、 分紅權等激 勵措施, 鼓勵基層創(chuàng)效單位按有關政策精神探索更加市場化的中長期激勵機制。 2020 年 9 月, 國務院國資委召開視頻會議, 對中央企業(yè)改革三年行動工作進行動 員部署, 強調要突出抓好中國特色現(xiàn)代企業(yè)制度建設; 要突出抓好深化混合所有制改 革; 健全市場化經營機制; 要突出抓好 “雙百行動” “區(qū)域性綜改試驗” “科改示范行 動”、 世界一流企業(yè)創(chuàng)建等專項工程; 要突出抓好黨的領導和黨的建設等方面的工作。 隨后, 國資委下發(fā) 《關于加大工作力度努力完成 2020 年國企改革三年行動重點任務的 通知》, 壓實職責, 嚴格按照時間表路線圖穩(wěn)步推進三年行動。 至 2020 年底, 中央企 業(yè)改革取得重要進展。 中國特色現(xiàn)代企業(yè)制度加快完善。 全面落實堅持黨對國有企業(yè) 的領導和建立現(xiàn)代企業(yè)制度 “兩個一以貫之”, 推動黨的領導融入公司治理制度化、 規(guī) 范化、 程序化; 市場化經營機制改革加快步伐。 2020—2022 年是國企改革關鍵階段。 從 《三年行動方案》 落實的第一年來看, 中 央企業(yè)職業(yè)經理人制度建設與隊伍建設進一步提速, 進入快速推進、 實質進展的新階 段。 毫無疑問, 《三年行動方案》 對此起到了積極的推動作用。
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