物聯網無線通信原理與實踐（簡體書）

If I have seen further than others， it is by standing upon the shoulders of giants.”
——Isaac Newton
在東北大學物聯網工程專業任教的九年裡，聽到過許多學生訴苦： 不知學習某些課程的知識有什麼用處，也不清楚各門課程知識之間有何關聯。這給了我系統梳理物聯網無線通信相關知識點的動力，並嘗試建立知識點之間、知識點與實現和應用之間的關聯。同時，作為“物聯網技術”“物聯網通信技術”“無線傳感器網絡概論”“無線傳感器網絡實驗”等一系列課程的授課教師，也深感缺少一本適合物聯網無線通信領域理論教學與實踐教學的教材，就像戰士缺少一件得心應手的兵器，難以發揮出水平。
兩年前，在清華大學出版社“面向新工科專業建設計算機系列教材”征集選題之際，申報本書，經批復後，開始了漫長的寫作之旅。其間由於出國訪學以及居家隔離等事情，幾度耽擱了寫作。為了交出一份盡可能滿意的答卷，在寫作本書的一年多時間裡，查閱了數以千計的相關文獻資料，投入了幾乎所有能夠抽出的時間與精力，力求為讀者提供一本通俗簡明、系統全面、原理與實踐並重的物聯網無線通信教材。
全書共9章。第1章介紹物聯網、無線通信及物聯網無線通信技術，並演示在物聯網系統中如何使用無線通信技術。
第2章介紹物聯網及其無線通信技術的一些應用領域與實例，幫助讀者理解物聯網無線通信在生產生活中的廣泛用途。
第3章介紹物聯網無線節點，實現物聯網無線通信技術的常用設備的硬件系統組成、功耗與能耗，以及可用的開發板與操作系統，並使用CC1352R1開發板演示物聯網無線節點。
第4章介紹無線通信面臨的來自無線電波傳播與信道的挑戰，並使用Octave對路徑損耗和多徑傳播做初步仿真。
第5章主要介紹信源，包括傳感器、信號、模擬信號數字化、信源編碼、頻域與濾波，並通過兩個仿真實驗幫助讀者進一步理解頻域和濾波。
第6章主要介紹物聯網無線通信的物理層技術，包括加擾、信道編碼、交織、數字調制、射頻前端、天線等，並通過實驗加深讀者對數字調制與信道編碼的理解，以及使用開發板完成點對點的數據發送與接收。
第7章主要介紹物理層之上的介質接入控制子層，包括物聯網MAC協議，以及實現部分MAC協議所需的時鐘同步技術，之後通過兩個實驗進一步理解並設計實現MAC協議。
第8章介紹包括路由協議在內的物聯網無線通信網絡層，以及實現部分路由協議所需的定位技術，之後通過實驗設計並在開發板上實現路由協議。
第9章列舉並簡要介紹現有的可用於物聯網無線通信的技術標準，並通過CC1352R1開發板演示在智能家居中使用Thread無線網絡。
本書不僅適合物聯網、計算機、大數據、人工智能、網絡、通信、電子、測控、自動化等相關專業高年級本科生及研究生教學與自學使用，也適合物聯網、無線通信等領域從業人員及愛好者自學與參考。同時本書為授課教師準備了圖文並茂的配套幻燈片，便於教學。本書的理論教學參考學時為40學時左右，實踐教學參考學時為24學時左右。
受精力、學識、表達所限，書中難免存在不足之處，懇請讀者指正。
感謝我的家人對本書寫作的理解與支持。感謝我的導師邱才明、張福洪、孔憲正，正是你們的無私付出與多年指導，才使我有幸站在巨人的肩膀上，形成了這種理論與實踐相結合的系統觀。感謝所有支持過本書寫作與幫助過本書出版的人們！