前言

党的二十大报告指出：教育、科技、人才是全面建设社会主义现代化国家的基础性、战略性支撑。必须坚持科技是第一生产力、人才是第一资源、创新是第一动力，深入实施科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略，开辟发展新领域新赛道，不断塑造发展新动能新优势。高等教育与经济社会发展紧密相连，对促进就业创业、助力经济社会发展、增进人民福祉具有重要意义。

人工智能(Artificial Intelligence，AI)是一个以计算机科学（Computer Science）为基础，由计算机、心理学、哲学等多学科

交叉融合的新兴学科，研究、开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统

，试图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器。该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

物联网（Internet of Things，IoT）起源于传媒领域，是信息科技产业的第三次革命。物联网是指通过信息传感设备，按约定的协议，将任何物体与网络相连接，物体通过信息传播媒介进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监管等功能。

人工智能物联网（AIoT）是人工智能（AI）技术与物联网（IoT）深层次的结合，以实现更高效的物联网操作，改善人机互动，加强数据管理和分析。人工智能和物联网的综合力量，有望在广泛的行业垂直领域释放未实现的客户价值，如边缘分析、自动驾驶汽车、个性化健身、远程医疗、精准农业、智能零售、预测性维护和工业自动化。

无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是人工智能物联网的关键技术之一，是涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。无线传感器网络具有十分广阔的应用前景，

已应用于国防军事、工农业控制、城市管理、生物医疗、环境检测、抢险救灾、危险区域远程控制等领域。

“无线传感器网络”不仅是人工智能、物联网工程专业的核心课程之一，也是计算机科学与技术、软件工程专业的主要课程，还是其他如交通、物流和航运专业本科生的选修课程。

本书是编者在从事无线传感器网络技术多年工程实践、教学活动的基础上，依据人工智能、计算机科学与技术、软件工程、大数据和物联网工程专业培养计划以及无线传感器网络教学大纲编写而成的。通过本书的学习，读者可以掌握无线传感器网络设计与开发的基本技术，为今后从事无线传感器网络系统和网络化探测设备的设计开发打下坚实基础。

本书对无线传感器网络的核心技术进行了全面、深入的剖析，全书共分为10章，主要内容如下。

第1章绪论，内容包括WSN的基本概念、特点、关键性能指标、应用和发展历史。

第2章WSN传感技术，内容包括传感器的基础知识、传感器的基本特性、传感器的分类、常用的传感器、智能传感器、机器人传感器、图像传感技术、射频识别(RFID)传感技术等。

第3章WSN开发环境，内容包括概述、WSN平台硬件设计、WSN的操作系统、现代WSN典型实验平台、ZigBee硬件平台、WSN仿真等。

第4章WSN拓扑控制与覆盖技术，内容包括WSN拓扑结构、拓扑控制、功率控制、层次性拓扑结构控制方法、启发机制、覆盖和传感器网络的覆盖控制等。

第5章WSN通信与组网技术，内容包括WSN协议结构、物理层、数据链路层协议、网络层协议、传输层协议、应用层协议、MAC协议和路由协议等。

第6章WSN支撑技术，内容包括时间同步、定位技术、数据融合、能量管理、容错技术、QoS保证、安全技术等。

第7章WSN协议技术标准，内容包括IEEE 1451系列标准、 

IEEE 802.15.4标准、ZigBee协议栈原理、蓝牙、

UWB技术、WiFi技术、红外线数据传输技术和短距离无线通信技术特点比较等。

第8章WSN接入技术，内容包括多网融合体系结构、

面向WSN

接入、WSN接入Internet、

WSN

服务提供方法、多网融合网关的硬件设计和网关接入外部基础设施网络的实现等。

第9章WSN的应用，内容包括基于WSN的路况信息监测技术的实现、基于WSN的智能家居系统设计与实现、基于 TinyOS 的WSN定位系统的设计、WSN的移动机器人的定位等。

第10章WSN与人工智能物联网，内容包括人工智能、物联网、人工智能物联网、水下无线传感器网络等。

为便于教学，本书提供丰富的配套资源，包括教学大纲、教学课件、电子教案、习题答案，扫描封底的“图书资源”二维码，在公众号“书圈”下载。

在本书的编写过程中参考了大量文献和资料，在此对原作者深表谢意。

本书得到了“武汉理工大学本科教材建设专项基金项目”的资助。

由于编者水平有限，书中难免存在疏漏和不足之处，希望广大读者批评指正。

编者

2025年3月