本書在智能物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上介紹智能氣象和其他領(lǐng)域的通感算智能融合技術(shù),按照智能感知、智能通信、智能計(jì)算、通感算智能融合、智能氣象通感算融合應(yīng)用的脈絡(luò)展開,全面講述通感算智能融合的相關(guān)技術(shù)。全書共6章,第1章概述、第2章智能感知、第3章智能通信、第4章智能計(jì)算、第5章通感算智能融合、第6章通感算技術(shù)在智能氣象中的應(yīng)用。本書的特色是多元協(xié)同的產(chǎn)教融合理念和氣象行業(yè)應(yīng)用,遵循“創(chuàng)新引領(lǐng)、深入淺出、理論+實(shí)踐”的原則,在原理講解的基礎(chǔ)上融入豐富的產(chǎn)業(yè)案例分析。本書主要面向大氣學(xué)科、信息工科高年級(jí)本科生和研究生,以及對(duì)智能技術(shù)感興趣的讀者,可以作為相關(guān)專業(yè)的本科生或研究生教材,也可以作為從事氣象和信息交叉工作的科研人員和工程應(yīng)用技術(shù)人員的參考書。
談玲,江蘇宜興人,教授,IEEE Member,中國氣象學(xué)會(huì)、計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)、人工智能學(xué)會(huì)會(huì)員,鹽城市人民防空協(xié)會(huì)特聘專家,兼任墨跡天氣智慧氣象研究院副院長(zhǎng)。主要從事智能物聯(lián)網(wǎng)、智慧氣象、氣象大數(shù)據(jù)處理、圖像處理、深度學(xué)習(xí)等方向的教學(xué)科研工作和相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)轉(zhuǎn)移工作。
目 錄
第1章 概述 1
1.1 智能氣象概述 2
1.1.1 智能氣象的基本概念 2
1.1.2 智能氣象的發(fā)展 3
1.1.3 智能氣象的應(yīng)用 4
1.2 智能氣象相關(guān)技術(shù) 5
1.2.1 氣象技術(shù) 5
1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 6
1.2.3 大數(shù)據(jù)技術(shù) 8
1.2.4 人工智能技術(shù) 8
1.3 通感算智能融合技術(shù) 9
1.3.1 智能感知、智能通信和智能計(jì)算的概念 10
1.3.2 通感一體化 10
1.3.3 通感算智能融合 10
1.3.4 智能氣象通感算技術(shù) 11
習(xí)題 11
第2章 智能感知 13
2.1 傳感器技術(shù)基礎(chǔ) 13
2.1.1 傳感器技術(shù)簡(jiǎn)介 13
2.1.2 傳感器技術(shù)的發(fā)展 15
2.1.3 傳統(tǒng)傳感器分類 16
2.1.4 智能傳感器 17
2.2 RFID智能感知 19
2.2.1 RFID智能感知概述 19
2.2.2 RFID智能感知的關(guān)鍵技術(shù) 23
2.2.3 RFID智能感知的應(yīng)用及發(fā)展 24
2.3 Wi-Fi智能感知 29
2.3.1 WiFi智能感知概述 29
2.3.2 WiFi智能感知的關(guān)鍵技術(shù) 30
2.3.3 WiFi智能感知的典型應(yīng)用 31
2.4 多模態(tài)智能感知 33
2.4.1 多模態(tài)智能感知概念 33
2.4.2 智能視覺感知 34
2.4.3 智能聽覺感知 36
2.4.4 智能觸覺感知 39
2.4.5 多模態(tài)融合感知的應(yīng)用 41
2.5 群智感知 43
2.5.1 群智感知的基本概念 43
2.5.2 群智感知的關(guān)鍵技術(shù) 46
2.5.3 群智感知的應(yīng)用及發(fā)展 50
2.6 智能感知的典型應(yīng)用案例 51
2.6.1 視覺感知應(yīng)用案例 52
2.6.2 聽覺感知應(yīng)用案例 53
2.6.3 觸覺感知應(yīng)用案例 55
習(xí)題 56
第3章 智能通信 58
3.1 智能通信概述 58
3.1.1 智能通信的基礎(chǔ)理論 58
3.1.2 現(xiàn)代通信技術(shù)的發(fā)展歷程 59
3.1.3 智能通信與傳統(tǒng)通信的對(duì)比 60
3.2 無線通信技術(shù)的智能化 61
3.2.1 RFID技術(shù) 61
3.2.2 WiFi技術(shù) 63
3.2.3 藍(lán)牙技術(shù) 64
3.2.4 NB-IoT技術(shù) 65
3.2.5 LoRa技術(shù) 69
3.2.6 無線通信技術(shù)的智能化融合發(fā)展 70
3.2.7 智能通信技術(shù)的安全挑戰(zhàn) 72
3.3 智能通信的利刃技術(shù) 72
3.3.1 AI:智能通信的大腦 73
3.3.2 6G網(wǎng)絡(luò):高速連接的未來世界 76
3.3.3 網(wǎng)絡(luò)切片:定制化網(wǎng)絡(luò)體驗(yàn) 80
3.3.4 邊緣計(jì)算:數(shù)據(jù)處理的前沿 82
3.4 智能通信網(wǎng)絡(luò)的管理與優(yōu)化 84
3.4.1 接入控制策略 84
3.4.2 智能路由技術(shù) 86
3.4.3 自適應(yīng)傳輸控制機(jī)制 88
3.4.4 智能通信網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化 90
3.4.5 網(wǎng)絡(luò)安全與隱私保護(hù) 91
3.5 智能通信在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用案例 91
3.5.1 智能通信在智能家居系統(tǒng)中的應(yīng)用案例 91
3.5.2 智能通信在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用案例 93
3.5.3 智能通信在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用案例 94
3.5.4 智能通信在氣象中的應(yīng)用案例 95
習(xí)題 96
第4章 智能計(jì)算 98
4.1 智能計(jì)算的提出 98
4.1.1 智能計(jì)算概述 98
4.1.2 智能計(jì)算系統(tǒng) 100
4.1.3 智能計(jì)算的應(yīng)用 101
4.2 機(jī)器學(xué)習(xí) 106
4.2.1 機(jī)器學(xué)習(xí)概述 106
4.2.2 機(jī)器學(xué)習(xí)與智能計(jì)算的關(guān)系 116
4.2.3 機(jī)器學(xué)習(xí)中的利刃技術(shù) 117
4.2.4 機(jī)器學(xué)習(xí)的智能應(yīng)用 120
4.3 深度學(xué)習(xí) 122
4.3.1 深度學(xué)習(xí)概述 122
4.3.2 深度學(xué)習(xí)與智能計(jì)算的關(guān)系 126
4.3.3 深度學(xué)習(xí)中的利刃技術(shù) 127
4.3.4 深度學(xué)習(xí)的智能應(yīng)用 132
4.4 分布式學(xué)習(xí) 133
4.4.1 分布式學(xué)習(xí)概述 134
4.4.2 分布式學(xué)習(xí)與智能計(jì)算的關(guān)系 135
4.4.3 分布式學(xué)習(xí)中的利刃技術(shù) 136
4.4.4 分布式學(xué)習(xí)的智能應(yīng)用 139
4.5 邊緣計(jì)算 140
4.5.1 邊緣計(jì)算概述 140
4.5.2 邊緣計(jì)算在智能計(jì)算中的作用 143
4.5.3 嵌入式邊緣計(jì)算 146
4.5.4 邊緣計(jì)算的智能應(yīng)用 148
4.6 群智計(jì)算 149
4.6.1 群智計(jì)算概述 149
4.6.2 群智計(jì)算在智能計(jì)算中的作用 150
4.6.3 “人-機(jī)-物”融合群智計(jì)算 151
4.6.4 群智計(jì)算的智能應(yīng)用 153
4.7 智能計(jì)算應(yīng)用案例分析 155
4.7.1 智能計(jì)算在目標(biāo)識(shí)別中的應(yīng)用 155
4.7.2 智能計(jì)算在智慧交通中的應(yīng)用 157
4.7.3 智能計(jì)算在氣象預(yù)測(cè)中的應(yīng)用 158
習(xí)題 160
第5章 通感算智能融合 162
5.1 通感一體化技術(shù) 162
5.1.1 通感一體化概述 162
5.1.2 通感一體化技術(shù)基礎(chǔ) 165
5.1.3 通感一體化關(guān)鍵技術(shù) 168
5.2 通感算智能融合技術(shù) 173
5.2.1 通感算智能融合概述 173
5.2.2 面向6G的通感算智能融合 175
5.2.3 通感算智能融合的發(fā)展 176
5.3 通感算智能融合的通信網(wǎng)絡(luò) 178
5.3.1 通感算智能融合的通信網(wǎng)絡(luò)概述 178
5.3.2 通感算智能融合的通信網(wǎng)絡(luò)空口技術(shù) 180
5.3.3 面向“通感算智”的通信網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 182
5.4 通感算智能融合的網(wǎng)絡(luò)化感知 185
5.4.1 通感算智能融合的網(wǎng)絡(luò)化感知概述 185
5.4.2 通感算智能融合的網(wǎng)絡(luò)化感知關(guān)鍵技術(shù) 187
5.4.3 面向“通感算智”的網(wǎng)絡(luò)化感知應(yīng)用 189
5.5 通感算智能融合的算力網(wǎng)絡(luò) 191
5.5.1 通感算智能融合的算力網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 191
5.5.2 通感算智能融合的算力網(wǎng)絡(luò)支撐技術(shù) 192
5.5.3 面向“通感算智”的算力網(wǎng)絡(luò)智能應(yīng)用 193
5.6 面向通感算智能融合的AI 195
5.6.1 AI和通感算智能融合的關(guān)系 195
5.6.2 面向通感算智能融合的AI關(guān)鍵技術(shù) 196
5.6.3 AI賦能通感算智能融合 198
5.7 通感算智能融合在不同領(lǐng)域中的應(yīng)用 201
5.7.1 智能氣象中的通感算智能融合 201
5.7.2 智慧城市與通感算智能融合 203
5.7.3 智慧醫(yī)療與通感算智能融合 205
5.7.4 通感算智能融合在軍事領(lǐng)域中的應(yīng)用 206
習(xí)題 208
第6章 通感算技術(shù)在智能氣象中的應(yīng)用 209
6.1 智能氣象通感算技術(shù)典型應(yīng)用 209
6.1.1 智能氣象在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 209
6.1.2 智能氣象在災(zāi)害預(yù)警中的應(yīng)用 212
6.1.3 智能氣象在海洋氣象觀測(cè)中的應(yīng)用 214
6.1.4 智能氣象在軍事中的應(yīng)用 217
6.1.5 智能氣象在電網(wǎng)中的應(yīng)用 219
6.2 面臨的挑戰(zhàn)與未來發(fā)展 225
6.2.1 通感算智能融合的應(yīng)用挑戰(zhàn) 225
6.2.2 通感算智能融合的未來發(fā)展趨勢(shì) 226
習(xí)題 227
參考文獻(xiàn) 229