無線傳感器網(wǎng)絡(luò)：路由協(xié)議與數(shù)據(jù)管理

第1篇 概述

第1章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述 2

1.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念 2

1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2

1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu) 3

1.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 4

1.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù) 5

1.6 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景 6

1.7 本書章節(jié)安排 7

參考文獻(xiàn) 8

第2篇 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議

第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議概述 12

2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的設(shè)計(jì)要求 12

2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議分類方法 13

2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)平面路由協(xié)議 14

2.3.1 幾個(gè)典型的平面路由協(xié)議 14

2.3.2 平面路由協(xié)議和分簇路由協(xié)議比較 15

2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議 16

2.4.1 分簇路由協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 16

2.4.2 分簇網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)能耗分析 17

2.4.3 分簇路由協(xié)議的性能評(píng)價(jià) 18

2.4.4 分簇路由協(xié)議的核心問題 19

2.4.5 現(xiàn)有的重要分簇路由協(xié)議解析 20

2.4.6 幾個(gè)典型的分簇路由協(xié)議 22

2.4.7 存在問題及發(fā)展方向 30

2.5 本章小結(jié) 32

參考文獻(xiàn) 32

第3章 基于PSO的兩層分簇路由協(xié)議 38

3.1 引言 38

3.2 PSO算法簡(jiǎn)介 39

3.2.1 算法原理 39

3.2.2 算法流程 40

3.3 相關(guān)模型及假定 40

3.3.1 網(wǎng)絡(luò)模型及假定 40

3.3.2 數(shù)據(jù)收集方式 41

3.3.3 無線通信能耗模型 41

3.3.4 數(shù)據(jù)融合模型 42

3.4 TL—EBC協(xié)議 42

3.4.1 簇的建立 43

3.4.2 穩(wěn)態(tài)階段 45

3.5 協(xié)議分析及仿真 45

3.5.1 協(xié)議分析 45

3.5.2 性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 47

3.5.3 協(xié)議仿真與分析 47

3.6 本章小結(jié) 54

參考文獻(xiàn) 54

第4章 基于PSO的非均勻分簇路由協(xié)議 55

4.1 引言 55

4.2 網(wǎng)絡(luò)非均勻分簇策略 56

4.3 相關(guān)模型及假定 57

4.4 EBUC協(xié)議 57

4.4.1 簇的建立 57

4.4.2 穩(wěn)態(tài)階段 60

4.5 協(xié)議分析及仿真 60

4.5.1 協(xié)議分析 60

4.5.2 性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 61

4.5.3 協(xié)議仿真與分析 62

4.6 本章小結(jié) 66

參考文獻(xiàn) 66

第5章 分布式非均勻分簇路由協(xié)議 67

5.1 引言 67

5.2 相關(guān)模型及假定 68

5.3 DEEUC協(xié)議 68

5.3.1 簇的形成 69

5.3.2 簇間多跳路由 71

5.4 協(xié)議分析及仿真 73

5.4.1 協(xié)議分析 73

5.4.2 性能評(píng)價(jià)指標(biāo) 74

5.4.3 仿真方法及參數(shù) 75

5.4.4 仿真結(jié)果分析 76

5.5 本章小結(jié) 83

參考文獻(xiàn) 83

第6章 基于參數(shù)優(yōu)化的分簇算法 84

6.1 引言 84

6.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)模型 84

6.3 分簇算法模型 85

6.4 分簇算法的參數(shù)優(yōu)化 86

6.4.1 優(yōu)化單跳距離 86

6.4.2 優(yōu)化分簇角 89

6.4.3 簇頭連續(xù)工作次數(shù)優(yōu)化 91

6.5 分簇算法的實(shí)現(xiàn) 95

6.6 分簇算法性能的仿真與分析 97

6.7 本章小結(jié) 99

參考文獻(xiàn) 100

第3篇 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理

第7章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理 102

7.1 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理的基本概念 102

7.2 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理特點(diǎn) 104

7.3 能量高效的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理 105

7.3.1 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理與拓?fù)涔芾?106

7.3.2 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理與節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù) 106

7.3.3 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理與節(jié)點(diǎn)調(diào)度控制 108

7.3.4 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理與能耗關(guān)系 109

7.4 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理技術(shù)的重要研究?jī)?nèi)容 109

7.5 研究現(xiàn)狀及主要問題 111

7.5.1 研究現(xiàn)狀 112

7.5.2 存在的主要問題 115

參考文獻(xiàn) 116

第8章 基于感知數(shù)據(jù)綜合支持度的節(jié)點(diǎn)分類算法 121

8.1 引言 121

8.2 節(jié)點(diǎn)分類的必要性 121

8.3 節(jié)點(diǎn)分類算法的設(shè)計(jì) 122

8.3.1 節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)的綜合支持度 123

8.3.2 休眠節(jié)點(diǎn)數(shù)目確定 124

8.3.3 休眠節(jié)點(diǎn)規(guī)則確定 126

8.4 冗余節(jié)點(diǎn)的選取與調(diào)度 128

8.4.1 冗余節(jié)點(diǎn)的選取 128

8.4.2 冗余節(jié)點(diǎn)的調(diào)度控制 131

8.5 節(jié)點(diǎn)分類算法的實(shí)現(xiàn) 132

8.6 節(jié)點(diǎn)分類算法的性能評(píng)估 134

8.6.1 節(jié)點(diǎn)分類情況的驗(yàn)證 135

8.6.2 節(jié)點(diǎn)分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)能耗和壽命的驗(yàn)證與分析 138

8.7 本章小結(jié) 141

參考文獻(xiàn) 142

第9章 面向數(shù)據(jù)收集的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)算法 144

9.1 引言 144

9.2 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)模型的選取 145

9.2.1 GM（1，1）基本模型 145

9.2.2 GM（1，1）預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的檢驗(yàn) 146

9.2.3 動(dòng)態(tài)GM（1，1）模型 147

9.3 被預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)的選取 148

9.4 被預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)的調(diào)度控制 149

9.4.1 被預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)的順序調(diào)度 149

9.4.2 被預(yù)測(cè)節(jié)點(diǎn)的選擇性調(diào)度 151

9.5 簇頭數(shù)據(jù)的融合處理 152

9.6 仿真結(jié)果與性能分析 154

9.6.1 GM（1，1）預(yù)測(cè)算法的有效性評(píng)估 154

9.6.2 節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)壽命的驗(yàn)證與分析 158

9.7 本章小結(jié) 159

參考文獻(xiàn) 159

《無線傳感器網(wǎng)絡(luò):路由協(xié)議與數(shù)據(jù)管理》是作者從事多年的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議和數(shù)據(jù)管理相關(guān)科研工作實(shí)踐的結(jié)晶。路由協(xié)議側(cè)重于分簇路由技術(shù)的研究，重點(diǎn)是通過網(wǎng)絡(luò)分簇優(yōu)化及網(wǎng)絡(luò)分簇和簇問路由的有機(jī)結(jié)合，緩解或避免由于傳感器節(jié)點(diǎn)能耗不均所導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)“熱點(diǎn)”問題和“能量空洞”現(xiàn)象，構(gòu)建能量高效均衡的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇路由協(xié)議。數(shù)據(jù)管理著重從節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)管理特點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂啤⒐?jié)點(diǎn)分類管理和節(jié)點(diǎn)感知數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)四個(gè)方面進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究。《無線傳感器網(wǎng)絡(luò):路由協(xié)議與數(shù)據(jù)管理》由重慶郵電大學(xué)蔣暢江組織撰寫和統(tǒng)稿，并由向敏撰寫。