無線傳感器網絡技術及其應用基本信息

書 名 無線傳感器網絡技術及其應用(戰(zhàn)略性新興產業(yè)系列叢書--物聯(lián)網)

叢 書 名 21世紀高等院校信息與通信工程規(guī)劃教材--精品系列

標準書號 ISBN 978-7-115-24987-6

編目分類 TP212

作 者 王汝傳 孫力娟 主編

譯 者 --

責任編輯 蔣亮

開 本 16 開

印 張 24.25

字 數(shù) 596 千字

頁 數(shù) 380 頁

裝 幀 平裝

版 次 第1版第1次

初版時間 2011年4月

本 印 次 2011年4月

首 印 數(shù) -- 冊

定 價 48.00 元

本書介紹了無線傳感器網絡研究領域中的相關技術和應用，共11章，內容涵蓋無線傳感器網絡的物理層及信道接入技術，路由、覆蓋與拓撲控制技術，定位、跟蹤與時間同步技術，網絡安全和數(shù)據(jù)管理技術，短距離低功耗無線通信協(xié)議標準，無線傳感器網絡操作系統(tǒng)等方面。本書還重點介紹了無線傳感器網絡中間件技術、物聯(lián)網環(huán)境下的無線傳感器網絡接入技術、傳感器節(jié)點的硬件設計，最后介紹了多個典型的無線傳感器網絡的應用實例。本書在編寫上既重視基礎知識，又跟蹤前沿技術;既具有學術深度，又具有教材的系統(tǒng)性和可讀性。

本書可以作為普通高等院校物聯(lián)網、傳感器網絡通信工程、電子信息、計算機等專業(yè)高年級本科生和研究生的教材，也可作為無線傳感器網絡領域的研究人員及廣大對無線傳感器網絡感興趣的工程技術人員的參考書。

第1章 無線傳感器網絡概述 1

1.1 無線傳感器網絡的基本概念 1

1.2 無線傳感器網絡的體系結構 2

1.3 無線傳感器網絡的基本特點 4

1.4 無線傳感器網絡的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 5

1.5 無線傳感器網絡面臨的挑戰(zhàn) 7

1.6 無線傳感器網絡的應用領域 8

參考文獻 11

課后習題 11

第2章 物理層及信道接入技術 12

2.1 物理層相關技術 12

2.1.1 頻率分配 12

2.1.2 物理層設計 13

2.2 信道接入技術 14

2.2.1 無線傳感器網絡信道接入概述 14

2.2.2 基于競爭的信道接入技術 16

2.2.3 基于固定分配的信道接入技術 22

2.2.4 按需分配的信道接入技術 27

2.2.5 無線傳感器網絡信道接入技術面臨的挑戰(zhàn) 28

2.3 IEEE 802.15.4標準 28

2.4 ZigBee標準 32

參考文獻 39

課后習題 39

第3章 路由、覆蓋與拓撲技術 40

3.1 無線傳感器網絡路由 40

3.1.1 無線傳感器網絡路由概述 40

3.1.2 路由協(xié)議設計的關鍵問題 41

3.1.3 簡單的無結構路由協(xié)議 42

3.1.4 樹類路由協(xié)議 46

3.1.5 地理路由協(xié)議 50

3.1.6 無線傳感器網絡路由協(xié)議比較 53

3.2 無線傳感器網絡拓撲控制技術 55

3.2.1 拓撲控制技術概述 55

3.2.2 拓撲控制的意義 56

3.2.3 拓撲控制的設計目標 57

3.2.4 功率控制技術 58

3.2.5 典型的層次型拓撲控制方法 59

3.2.6 拓撲控制中的休眠調度技術 61

3.3 無線傳感器網絡覆蓋技術 63

3.3.1 無線傳感器網絡覆蓋算法設計思路及性能評價標準 63

3.3.2 無線傳感器網絡覆蓋感知模型 64

3.3.3 無線傳感器網絡覆蓋算法分類 65

3.3.4 典型的無線傳感器網絡覆蓋算法與協(xié)議 66

參考文獻 70

課后習題 73

第4章 無線傳感器網絡定位、跟蹤與時間同步技術 74

4.1 無線傳感器網絡定位技術 74

4.1.1 無線傳感器網絡測距技術 75

4.1.2 無線傳感器網絡定位機制與性能評價標準 77

4.1.3 現(xiàn)有無線傳感器網絡定位方法 80

4.2 無線傳感器網絡跟蹤技術 89

4.2.1 無線傳感器網絡跟蹤技術概述 89

4.2.2 無線傳感器網絡目標跟蹤的基本過程 90

4.3 無線傳感器網絡時間同步技術 91

4.3.1 時間同步模型 91

4.3.2 時間同步協(xié)議 95

參考文獻 102

課后習題 103

第5章 無線傳感器網絡安全 104

5.1 無線傳感器網絡安全問題概述 104

5.1.1 安全需求 104

5.1.2 攻擊與威脅 106

5.1.3 跨層的安全框架 108

5.2 無線傳感器網絡中的密碼學理論 108

5.2.1 密碼算法的選擇 108

5.2.2 密鑰管理 110

5.2.3 安全協(xié)議 113

5.3 無線傳感器網絡安全防護技術 116

5.3.1 安全認證技術 116

5.3.2 訪問控制技術 117

5.3.3 安全通信與路由技術 118

5.3.4 安全定位與時鐘同步技術 119

5.3.5 入侵檢測、容侵容錯技術 121

5.4 無線傳感器網絡的發(fā)展與安全趨勢 123

5.4.1 車載傳感網絡及其安全性 123

5.4.2 物聯(lián)網及其安全性 124

參考文獻 126

課后習題 129

第6章 無線傳感器網絡操作系統(tǒng) 130

6.1 無線傳感器網絡操作系統(tǒng)概述 130

6.2 TinyOS操作系統(tǒng) 130

6.2.1 nesC語言基礎 131

6.2.2 TinyOS的組件模型 139

6.2.3 TinyOS的通信模型 140

6.2.4 TinyOS 1.0的安裝與調試 141

6.2.5 TinyOS 2.0的安裝與調試 145

6.2.6 TinyOS的典型應用分析 147

6.3 MantisOS操作系統(tǒng) 150

6.3.1 MantisOS簡介 150

6.3.2 MantisOS的體系架構 150

6.3.3 MantisOS應用程序開發(fā)與發(fā)布 153

6.4 SOS操作系統(tǒng) 158

6.4.1 SOS簡介 158

6.4.2 系統(tǒng)架構 159

6.4.3 SOS的通信機制 162

6.4.4 SOS應用程序開發(fā)與發(fā)布 164

6.5 無線傳感器網絡操作系統(tǒng)的主要技術挑戰(zhàn) 166

參考文獻 168

課后習題 168

第7章 無線傳感器網絡中間件 169

7.1 無線傳感器中間件體系結構及功能 169

7.1.1 通用的中間件體系結構及功能 169

7.1.2 體系結構設計原則 172

7.1.3 已有的不同無線傳感器網絡中間件體系結構 173

7.2 典型的無線傳感器網絡中間件 177

7.2.1 Impala 177

7.2.2 MiLAN 181

7.2.3 AMF 183

7.2.4 DSWare 184

7.2.5 MSM 186

7.2.6 DFuse 187

7.2.7 SensorWare 188

7.2.8 Agilla 191

7.2.9 TinyDB 192

7.3 基于Agent的無線傳感器網絡中間件DisWare 194

7.3.1 DisWare體系結構 194

7.3.2 DisWare關鍵技術 196

7.3.3 DisWare中間件 198

7.4 DisWare中間件平臺軟件MeshIDE 201

7.4.1 無線傳感器網絡集成開發(fā)平臺MeshIDE概述 202

7.4.2 無線傳感器網絡集成開發(fā)平臺MeshIDE for TinyOS 202

7.4.3 無線傳感器網絡集成開發(fā)平臺MeshIDE for DisWare 210

7.5 無線多媒體傳感器網絡中間件技術 214

7.5.1 無線多媒體傳感器網絡的概述 214

7.5.2 無線多媒體傳感器網絡中間件的特點 216

7.5.3 基于Agent的無線多媒體傳感器網絡中間件體系結構 217

參考文獻 219

課后習題 220

第8章 無線傳感器網絡數(shù)據(jù)管理技術 221

8.1 無線傳感器網絡數(shù)據(jù)管理的基本概念 221

8.1.1 以數(shù)據(jù)為中心的無線傳感器網絡數(shù)據(jù)庫 221

8.1.2 無線傳感器網絡數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的特殊性及設計目標 222

8.1.3 無線傳感器網絡數(shù)據(jù)管理技術的研究熱點 224

8.2 無線傳感器網絡數(shù)據(jù)管理的關鍵技術 225

8.2.1 無線傳感器網絡數(shù)據(jù)存儲結構 225

8.2.2 數(shù)據(jù)查詢處理技術 228

8.2.3 數(shù)據(jù)壓縮技術 232

8.2.4 數(shù)據(jù)融合技術 234

8.3 現(xiàn)有傳感器網絡數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)介紹 237

8.3.1 TinyDB系統(tǒng) 237

8.3.2 Cougar系統(tǒng) 239

8.3.3 現(xiàn)有無線傳感器網絡數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)分析 241

8.4 無線傳感器網絡數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)DiswareDM 242

8.4.1 基于移動Agent中間件的傳感器網絡數(shù)據(jù)管理概述 242

8.4.2 DiswareDM整體功能和系統(tǒng)結構設計 245

8.4.3 DiswareDM系統(tǒng)的詳細設計 249

8.4.4 DiswareDM的系統(tǒng)功能 253

參考文獻 256

課后習題 258

第9章 物聯(lián)網環(huán)境下的無線傳感器網絡接入技術 259

9.1 基于無線傳感器網絡的多網絡融合系統(tǒng)結構 259

9.2 多種無線傳感器網絡接入技術的比較 260

9.2.1 現(xiàn)有接入技術概述 260

9.2.2 面向以太網的無線傳感器網絡接入技術 262

9.2.3 面向無線局域網的無線傳感器網絡接入技術 264

9.2.4 面向移動通信網的無線傳感器網絡接入技術 269

9.3 多網絡融合網關硬件設計 271

9.3.1 多網絡融合網關硬件總體結構設計 272

9.3.2 通信模塊設計 276

9.3.3 外圍應用電路設計 283

9.4 多網絡融合網關數(shù)據(jù)傳輸方式的設計與實現(xiàn) 288

9.4.1 多網絡融合網關與無線傳感器網絡節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸 288

9.4.2 多網絡融合網關接入外部基礎設施網絡的實現(xiàn) 289

參考文獻 291

課后習題 291

第10章 無線傳感器網絡硬件設計 292

10.1 無線傳感器網絡硬件節(jié)點設計 292

10.1.1 無線傳感器網絡節(jié)點設計技術概述 292

10.1.2 中央處理模塊 295

10.1.3 高頻無線通信模塊 299

10.1.4 傳感模塊 304

10.1.5 能量供應模塊 305

10.1.6 節(jié)點外圍功能模塊 307

10.1.7 典型的無線傳感器網絡節(jié)點 310

10.1.8 無線傳感器網絡節(jié)點開發(fā)套件 314

10.2 面向應用的多媒體傳感器網絡節(jié)點 317

10.2.1 無線多媒體傳感器網絡節(jié)點總體架構 317

10.2.2 無線音頻傳感器節(jié)點設計與實現(xiàn) 320

10.2.3 無線圖像傳感器節(jié)點設計與實現(xiàn) 325

10.2.4 無線視頻傳感器節(jié)點設計與實現(xiàn) 331

10.3 無線傳感器網絡低功耗硬件設計技術 336

10.3.1 無線傳感器網絡能耗問題概述 336

10.3.2 MEMS技術基本原理 337

10.3.3 MEMS通信設計理論 338

10.3.4 無線傳感器網絡硬件供能模塊設計 339

參考文獻 340

課后習題 341

第11章 無線傳感器網絡的應用 342

11.1 無線傳感器網絡在農業(yè)中的應用 342

11.1.1 應用背景描述 342

11.1.2 無線傳感器網絡應用于農業(yè)中的主要關鍵技術 343

11.1.3 面向智能化溫室種植的無線傳感器網絡監(jiān)測系統(tǒng) 345

11.2 無線傳感器網絡在智能交通的應用 348

11.2.1 應用背景概述 348

11.2.2 采集傳感器選擇 348

11.2.3 無線傳感器網絡在智能交通系統(tǒng)的應用 351

11.3 基于無線傳感器網絡的醫(yī)療健康護理系統(tǒng) 352

11.3.1 應用背景概述 352

11.3.2 總體系統(tǒng)架構 354

11.3.3 無線醫(yī)療傳感節(jié)點的設計與實現(xiàn) 354

11.3.4 無線傳感器網絡網關設備的設計與實現(xiàn) 358

11.3.5 泛在無線醫(yī)療信息傳感系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 360

11.4 基于無線多媒體傳感器網絡的智能家居系統(tǒng) 363

11.4.1 應用背景概述 363

11.4.2 基于無線多媒體傳感器網絡的智能家居場景設計 365

11.4.3 智能家居系統(tǒng)實現(xiàn)流程 366

11.4.4 節(jié)點片上程序設計 366

11.4.5 基站節(jié)點的設計與實現(xiàn) 373

11.4.6 電器控制節(jié)點的設計與實現(xiàn) 374

11.4.7 基站上位機控制端軟件設計 376

參考文獻 379

課后習題 380

《無線傳感器網絡技術與應用》

叢 書 名: 冷配在線

出版時間:2007-03-01

版 次:1

頁 數(shù):290

裝 幀:平裝

《無線傳感器網絡技術與應用》的內容涉及無線傳感器網絡的理論與應用兩個方面，重點介紹了在無線傳感器網絡研究中的最新研究成果和在開發(fā)領域中的最新應用技術，全書共分為8章，以全新的視野，翔實的資料，深刻闡述了無線傳感器網絡領域的一些新問題、解決問題的方案和工程應用開發(fā)的設計方法，書中相當一部分內容基本上反映了近年來本領域國內外專家與學者的最新研究成果，并提供了詳細的參考文獻。

《無線傳感器網絡技術與應用》內容豐富，敘述深入淺出，既注重理論方法的引導，又注重技術的工程實用性，既可用做通信與信息系統(tǒng)、計算機科學與技術、計算機網絡、電子與信息、傳感器技術等專業(yè)的大學本科高年級學生和研究生教材、教輔、教學參考或自學用書，也可用做廣大對傳感器網絡技術感興趣的工程技術人員和管理人員的參考書。