物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、5G網(wǎng)絡(luò)等新興信息技術(shù)正在悄悄地改變著我們的生活和生產(chǎn)方式。區(qū)別于傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)，智聯(lián)網(wǎng)通過多學(xué)科交叉融合，實(shí)現(xiàn)智能體高效互聯(lián)和協(xié)同，是智能時(shí)代的重要載體。編寫團(tuán)隊(duì)基于在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能領(lǐng)域多年來的科研實(shí)踐，兼以廣泛吸收國內(nèi)外相關(guān)優(yōu)秀成果編寫了本書。本書從智聯(lián)網(wǎng)的概念內(nèi)涵、歷史沿革、系統(tǒng)架構(gòu)、智能基礎(chǔ)、組網(wǎng)協(xié)同、應(yīng)用與挑戰(zhàn)等方面，闡述智聯(lián)網(wǎng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)與趨勢動(dòng)態(tài)。本書作為“物聯(lián)網(wǎng)在中國”叢書之一，與其他各冊形成有機(jī)統(tǒng)一的整體，可對其他分冊形成有益補(bǔ)充。
本書可以作為物聯(lián)網(wǎng)和人工智能領(lǐng)域的科學(xué)研究、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用、政策制定等方面專業(yè)人士的參考書，也可以作為廣大物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)專業(yè)教學(xué)用書及愛好者的技術(shù)指導(dǎo)書。
智聯(lián)網(wǎng)正在悄悄地改變著我們的生活和生產(chǎn)方式。那么智聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別是什么？到底有哪些技術(shù)挑戰(zhàn)？如何構(gòu)建一個(gè)智聯(lián)網(wǎng)？如何通過技術(shù)創(chuàng)新賦能各行各業(yè)？這些問題的系統(tǒng)探索和解決是智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，這正是本書編寫的目標(biāo)所在。本書編寫團(tuán)隊(duì)基于多年來在物聯(lián)網(wǎng)和人工智能行業(yè)的研究實(shí)踐，特別是負(fù)責(zé)或參加的數(shù)十項(xiàng)相關(guān)領(lǐng)域的科研和應(yīng)用項(xiàng)目，兼以廣泛調(diào)研物聯(lián)網(wǎng)與人工智能相結(jié)合的國內(nèi)外先進(jìn)研究成果編寫了本書，以闡述智聯(lián)網(wǎng)相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)與未來發(fā)展趨勢。
徐勇軍，博士、博士生導(dǎo)師、研究員，中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所專項(xiàng)技術(shù)研究中心主任，廈門數(shù)據(jù)智能研究院院長。專注于人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域研究，發(fā)表論文100余篇，申請發(fā)明專利40余項(xiàng)、登記軟件20余項(xiàng)、編著《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》《物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)》等；負(fù)責(zé)國家863課題、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、預(yù)研基金項(xiàng)目等10余項(xiàng)，負(fù)責(zé)國防重大基礎(chǔ)研究、背景演示驗(yàn)證任務(wù)、重大工程項(xiàng)目等專項(xiàng)任務(wù)10余項(xiàng)；獲北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)、中國科學(xué)院院地合作先進(jìn)個(gè)人獎(jiǎng)、卓越先鋒標(biāo)兵、“盧嘉錫”青年人才獎(jiǎng)、關(guān)鍵技術(shù)人才等榮譽(yù)。
王琪，博士、碩士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所副研究員，中國計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)物聯(lián)網(wǎng)專委會(huì)執(zhí)行委員，曾分別獲中國科學(xué)院和法國外交部資助在法國國家信息與自動(dòng)化研究所（INRIA）和法國圖盧茲大學(xué)訪學(xué)兩年。長期專注于智能無線網(wǎng)絡(luò)、群體智能網(wǎng)絡(luò)協(xié)同等方向的研究工作，對確定性時(shí)延、強(qiáng)實(shí)時(shí)和高可靠智能無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議設(shè)計(jì)和性能分析有深入的理解和認(rèn)識，并在INFOCOM、IEEE Transactions、Ad hoc networks等網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域高水平國際會(huì)議和期刊上發(fā)表論文 30余篇,申請/授權(quán)發(fā)明專利10余項(xiàng)（含國際發(fā)明專利1項(xiàng)）；作為項(xiàng)目負(fù)責(zé)人主持國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、國家科技支撐（攻關(guān)）計(jì)劃子課題等多項(xiàng)國家級科研項(xiàng)目。
安竹林，博士、碩士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所高級工程師，CCF高級會(huì)員。專注于群體智能、深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)與優(yōu)化等領(lǐng)域的研究工作，在人工智能、無線網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的國際會(huì)議和期刊雜志上發(fā)表論文40余篇，申請發(fā)明專利10余項(xiàng)，為國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院科技基金、國家重大專項(xiàng)子課題等多項(xiàng)項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。
李超，博士、碩士生導(dǎo)師，中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所高級工程師，長期致力于智能軟硬件協(xié)同加速方向研究，提出了多種深度學(xué)習(xí)優(yōu)化方法及協(xié)同加速算法，對邊緣智能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域、航空和航天等領(lǐng)域的應(yīng)用具有較全面的理解和認(rèn)知，曾承擔(dān)20余項(xiàng)智能領(lǐng)域國家項(xiàng)目的研發(fā)工作。
目錄
第 1章 智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)概述 1
1.1 從傳感到智聯(lián)：物聯(lián)網(wǎng)的三個(gè)時(shí)代 1
1.1.1 傳感網(wǎng) 2
1.1.2 物聯(lián)網(wǎng) 4
1.1.3 智聯(lián)網(wǎng) 8
1.2 智能傳感器：物理信息橋梁 10
1.2.1 基本概念 11
1.2.2 結(jié)構(gòu)組成 12
1.2.3 常見類型 13
1.2.4 主要特點(diǎn) 13
1.2.5 發(fā)展趨勢 14
1.2.6 應(yīng)用場景 17
1.3 傳感網(wǎng)技術(shù)：感知連接時(shí)代 20
1.3.1 自組網(wǎng) 20
1.3.2 RFID 22
1.3.3 MAC協(xié)議 28
1.3.4 路由協(xié)議 30
1.3.5 定位 33
1.3.6 時(shí)間同步 40
1.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：萬物互聯(lián)時(shí)代 47
1.4.1 認(rèn)知無線電 47
1.4.2 分布式調(diào)度 50
1.4.3 數(shù)據(jù)融合 52
1.5 智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：萬物智能時(shí)代 55
1.5.1 霧計(jì)算 56
1.5.2 邊緣計(jì)算 62
1.5.3 海計(jì)算 66
1.6 本章小結(jié) 70
參考文獻(xiàn) 71
第 2章 智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)架構(gòu) 74
2.1 智聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu) 74
2.1.1 物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu) 74
2.1.2 端網(wǎng)云架構(gòu) 75
2.1.3 端邊云架構(gòu) 76
2.2 云邊端智能技術(shù) 78
2.2.1 云端智能 78
2.2.2 邊緣智能與物端智能 79
2.2.3 智能終端處理器 80
2.3 智能化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 90
2.4 本章小結(jié) 91
參考文獻(xiàn) 92
第3章 智能化物端系統(tǒng) 94
3.1 智能體與自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí) 94
3.1.1 智能體功能與結(jié)構(gòu) 94
3.1.2 自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)概述 95
3.1.3 自動(dòng)機(jī)器學(xué)習(xí)流程 96
3.1.4 深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)超參數(shù)優(yōu)化 99
3.1.5 元學(xué)習(xí) 104
3.1.6 神經(jīng)進(jìn)化 108
3.2 模型設(shè)計(jì)與加速 118
3.2.1 輕量網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì) 120
3.2.2 網(wǎng)絡(luò)剪枝 127
3.2.3 低秩分解 129
3.2.4 知識蒸餾 131
3.2.5 權(quán)重量化 135
3.3 邊緣智能化技術(shù) 137
3.3.1 邊緣智能技術(shù)概述 137
3.3.2 邊緣智能軟件部分 138
3.3.3 邊緣智能硬件部分 138
3.3.4 異構(gòu)邊緣智能系統(tǒng) 146
3.4 本章小結(jié) 148
參考文獻(xiàn) 149
第4章 智能網(wǎng)絡(luò)與協(xié)同 153
4.1 智能網(wǎng)絡(luò)延遲管控 153
4.1.1 工業(yè)無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范 154
4.1.2 MAC協(xié)議對實(shí)時(shí)性的支持 159
4.1.3 實(shí)時(shí)和可靠的調(diào)度方法 162
4.1.4 高速接入與傳輸技術(shù) 163
4.1.5 時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò) 167
4.2 智能網(wǎng)絡(luò)抗毀技術(shù) 175
4.2.1 研究趨勢與存在的問題 176
4.2.2 網(wǎng)絡(luò)受損類型 178
4.2.3 網(wǎng)絡(luò)抗毀性測度 182
4.2.4 網(wǎng)絡(luò)抗毀策略 189
4.2.5 故障檢測與修復(fù) 206
4.3 智能網(wǎng)絡(luò)協(xié)同技術(shù) 207
4.3.1 異構(gòu)群體智能技術(shù) 208
4.3.2 異構(gòu)群體協(xié)同技術(shù) 214
4.3.3 異構(gòu)群體研究及應(yīng)用 216
4.4 多智能體博弈技術(shù) 228
4.4.1 多智能體博弈概念 228
4.4.2 完全信息下的動(dòng)態(tài)博弈 234
4.4.3 復(fù)雜場景下的多主體博弈 241
4.5 本章小結(jié) 247
參考文獻(xiàn) 248
第5章 智聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用挑戰(zhàn) 265
5.1 智能對抗與智能安全 265
5.1.1 智能安全與對抗攻擊 265
5.1.2 人機(jī)智能與人機(jī)對抗 270
5.2 智能算法的測評技術(shù) 271
5.2.1 智能算法測評分類 271
5.2.2 測評標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 271
5.2.3 指標(biāo)歸納（分類） 277
5.2.4 公認(rèn)數(shù)據(jù)集及競賽 279
5.2.5 AIoT測試標(biāo)準(zhǔn)AIoT Bench 279
5.3 智能算法在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中面臨的挑戰(zhàn) 280
5.3.1 泛化能力 280
5.3.2 算法收斂性 280
5.3.3 算法可解釋性 281
5.3.4 模型訓(xùn)練成本 281
5.3.5 物端設(shè)備資源限制 281
5.4 智聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用暢想 282
5.4.1 消費(fèi)級 282
5.4.2 工業(yè)級 286
5.4.3 宇航級 308
5.4.4 軍工級 309
5.5 本章小結(jié) 316
參考文獻(xiàn) 316
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