無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議

第1章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述

1.1 引言

1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)介紹

1.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點和關(guān)鍵技術(shù)

1.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法

1.3.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法研究的主要思路

1.3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由算法的分類

1.3.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由算法研究的基本思想

1.3.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由算法研究的分類

1.3.5 平面路由的主流算法

1.3.6 分簇路由的主流算法

1.4 ZigBee技術(shù)

1.4.1 ZigBee技術(shù)的特點

1.4.2 ZigBee協(xié)議框架

1.4.3 ZigBee的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

1.5 無線傳感器安全研究

1.5.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全需求

1.5.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的研究進(jìn)展

1.5.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的研究方向

1.6 水下傳感器網(wǎng)絡(luò)

1.7 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位

1.7.1 存在的問題

1.7.2 性能評價

1.7.3 基于測距的定位方法

1.7.4 非測距定位算法

1.7.5 移動節(jié)點定位

第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的分布式能量有效非均勻成簇算法

2.1 引言

2.2 相關(guān)研究工作

2.2.1 單跳成簇算法

2.2.2 多跳成簇算法

2.3 DEEUC成簇路由算法

2.3.1 網(wǎng)絡(luò)模型

2.3.2 DEEUC成簇算法

2.3.3 候選簇頭的產(chǎn)生

2.3.4 估計平均能量

2.3.5 最終簇頭的產(chǎn)生

2.3.6 平衡簇頭區(qū)節(jié)點能量

2.3.7 算法分析

2.4 仿真和分析

2.5 結(jié)論及下一步工作

參考文獻(xiàn)

第3章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇多跳能量均衡路由算法

3.1 無線傳輸能量模型

3.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由策略研究

3.2.1 平面路由

3.2.2 單跳分簇路由算法研究

3.2.3 多跳層次路由算法研究

3.3 LEACH-L算法

3.3.1 LEACH-L的改進(jìn)思路

3.3.2 LEACH-L算法模型

3.3.3 LEACH-L描述

3.4 LEACH-L的分析

3.5 實驗仿真

3.5.1 評價參數(shù)

3.5.2 仿真環(huán)境

3.5.3 仿真結(jié)果

3.6 總結(jié)及未來的工作

3.6.1 總結(jié)

3.6.2 未來的工作

參考文獻(xiàn)

第4章 基于生成樹的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)分簇通信協(xié)議

4.1 引言

4.2 無線傳輸能量模型

4.3 基于時間延遲機制的分簇算法(CHTD)

4.3.1 CHTD的改進(jìn)思路

4.3.2 CHTD簇頭的產(chǎn)生

4.3.3 CHTD簇頭數(shù)目的確定

4.3.4 CHTD最優(yōu)簇半徑

4.3.5 CHTD描述

4.3.6 CHTD的特性

4.4 CHTD簇數(shù)據(jù)傳輸研究

4.4.1 引言

4.4.2 改進(jìn)的CHTD算法(CHTD-M)

4.4.3 CHTD-M的分析

4.5 仿真分析

4.5.1 生命周期

4.5.2 接收數(shù)據(jù)包量

4.5.3 能量消耗

4.5.4 負(fù)載均衡

4.6 總結(jié)及未來的工作

4.6.1 總結(jié)

4.6.2 未來的工作

參考文獻(xiàn)

第5章 基于自適應(yīng)蟻群系統(tǒng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)QoS路由算法

5.1 引言

5.2 蟻群算法

5.3 APAS算法的信息素自適應(yīng)機制

5.4 APAS算法的揮發(fā)系數(shù)自適應(yīng)機制

5.5 APAS算法的QoS改進(jìn)參數(shù)

5.6 APAS算法的信息素分發(fā)機制

5.7 APAS算法的定向廣播機制

5.8 仿真實驗及結(jié)果分析

5.8.1 仿真環(huán)境

5.8.2 仿真結(jié)果及分析

5.9 總結(jié)及未來的工作

5.9.1 總結(jié)

5.9.2 未來的工作

參考文獻(xiàn)

第6章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簇頭選擇算法

6.1 引言

6.2 LEACH NEW算法

6.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型

6.2.2 LEACH NEW簇頭選擇機制

6.2.3 簇的生成

6.2.4 簇頭間多跳路徑的建立

6.3 仿真實現(xiàn)

6.4 結(jié)論及未來的工作

參考文獻(xiàn)

第7章 水下無線傳感網(wǎng)絡(luò)中基于向量的低延遲轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議

7.1 引言

7.2 相關(guān)工作

7.3 網(wǎng)絡(luò)模型

7.3.1 問題的數(shù)學(xué)描述

7.3.2 網(wǎng)絡(luò)模型

7.4 基于向量的低延遲轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議

7.4.1 基于向量轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議的分析

7.4.2 基于向量的低延遲轉(zhuǎn)發(fā)算法

7.5 仿真實驗

7.5.1 仿真環(huán)境

7.5.2 仿真分析

7.6 總結(jié)

參考文獻(xiàn)

第8章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合算法研究

8.1 引言

8.2 節(jié)能路由算法

8.2.1 平面式路由算法

8.2.2 層狀式路由算法

8.3 數(shù)據(jù)融合模型

8.3.1 數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)

8.3.2 LEACH簇頭選擇算法

8.3.3 簇內(nèi)融合路徑

8.3.4 環(huán)境設(shè)定和能耗公式

8.4 數(shù)據(jù)融合仿真

8.4.1 仿真分析

8.4.2 仿真結(jié)果分析

8.5 結(jié)論

參考文獻(xiàn)

第9章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)

9.1 超寬帶技術(shù)

9.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)比較簡單

9.1.2 空間傳輸容量大

9.1.3 多徑分辨能力強

9.1.4 安全性高

9.1.5 定位精確

9.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

9.2.1 物聯(lián)網(wǎng)原理

9.2.2 物聯(lián)網(wǎng)的背景與前景

9.3 云計算技術(shù)

9.3.1 SaaS軟件即服務(wù)

9.3.2 公用/效用計算

9.3.3 云計算領(lǐng)域的Web服務(wù)

9.4 認(rèn)知無線電技術(shù)

9.4.1 傳統(tǒng)的Ad-hoc方式中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的不足

9.4.2 在ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用

參考文獻(xiàn)

第10章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

10.1 軍事應(yīng)用

10.2 農(nóng)業(yè)應(yīng)用

10.3 環(huán)保監(jiān)測

10.4 建筑應(yīng)用

10.5 醫(yī)療監(jiān)護

10.6 工業(yè)應(yīng)用

10.6.1 工業(yè)安全

10.6.2 先進(jìn)制造

10.6.3 交通控制管理

10.6.4 倉儲物流管理

10.7 空間、海洋探索

10.8 智能家居應(yīng)用

《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議》較為全面地介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，特別是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)計及傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)融合等領(lǐng)域的核心技術(shù)，重點研究了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議、數(shù)據(jù)融合算法及水下路由通信算法。全書共分為10章，以全新的視野、翔實的資料，深刻闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的一些新問題、解決問題的方案和工程應(yīng)用開發(fā)的設(shè)計方法。《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議》中大部分內(nèi)容是作者近年來在本領(lǐng)域的研究成果，并提供了詳細(xì)的參考文獻(xiàn)?！稛o線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議》共分為三部分:

第一部分是傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)內(nèi)容，主要包括第1章，介紹傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、與其關(guān)系密切的無線短距離通信標(biāo)準(zhǔn)等。

第二部分是傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議及傳感器網(wǎng)絡(luò)通信算法研究，包括第2~8章，介紹具有能量效率的通信協(xié)議、具有QoS機制的通信協(xié)議、水下通信協(xié)議及數(shù)據(jù)融合技術(shù)等內(nèi)容。

第三部分是傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)及其應(yīng)用，包括第9、10章，介紹物聯(lián)網(wǎng)、云計算及超寬帶技術(shù)等，同時列舉了一些較為典型的應(yīng)用。

《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實用教程》

第1篇 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述

第1章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡介

1.1 短距離無線網(wǎng)絡(luò)概述

1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程

1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征

1.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)

1.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用

1.6 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真平臺

1.7 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺

1.8 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第2篇 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理

第2章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

2.1 體系結(jié)構(gòu)概述

2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

2.3 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3章 路由協(xié)議

3.1 概述

.3.2 路由協(xié)議分類

3.3 典型路由協(xié)議分析

3.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第4章 mac協(xié)議

4.1 概述

4.2 wsn的mac協(xié)議分類

4.3 mac協(xié)議分析比較

4.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第5章 拓?fù)淇刂?/p>

5.1 概述

5.2 拓?fù)淇刂圃O(shè)計目標(biāo)與研究現(xiàn)狀

5.3 拓?fù)淠Ｐ团c拓?fù)淇刂扑惴?/p>

5。4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第6章 wsn定位技術(shù)

6.1 定位技術(shù)簡介

6.2 測距方法

6.3 常用的定位計算方法

6.4 典型wsn定位系統(tǒng)和算法

6.5 定位算法設(shè)計的注意問題

6.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第7章 時間同步

7.1 時間同步概述

7.2 時間同步算法

7.3 算法比較分析

7.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第8章 安全技術(shù)

8.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全基本理論

8.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)研究

8.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全協(xié)議

8.4 操作系統(tǒng)安全技術(shù)

8.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的研究進(jìn)展

8.6 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第9章 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

9.1 標(biāo)準(zhǔn)概述與網(wǎng)絡(luò)簡介

9.2 1eee 802.15.4協(xié)議

9.3 zigbee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

9.4 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第3篇 zigbee實踐開發(fā)技術(shù)--cc2430

第10章 zigbee硬件平臺

10.1 zigbee無線soc片上系統(tǒng)cc2430/cc2431概述

10.2 cc2430/cc2431芯片主要特點

10.3 cc2430/cc2431芯片功能結(jié)構(gòu)

10.4 soc無線cc2430之8051的cpu介紹

10.5 cc2410/cc2431主要外部設(shè)備

10.6 無線模塊

10.7 cc2430/cc2431所涉及的無線通信技術(shù)

10.8 cc2431無線定位引擎介紹

10.9 基于cc2430/cc2431的zigbee硬件平臺

第11章 cc2430開發(fā)環(huán)境iar

11.1 軟件安裝

11.2 zigbee精簡協(xié)議

11.3 軟件設(shè)置及程序下載

11.4 軟件使用實例

11.5 取片內(nèi)溫度實例

第12章 開發(fā)實踐--環(huán)境監(jiān)測

12.1 系統(tǒng)總體方案

12.2 zigbee芯片選擇

12.3 系統(tǒng)硬件研制

12.4 系統(tǒng)試驗平臺搭建

12.5 小結(jié)

參考文獻(xiàn)

第4篇 zisbee實踐開發(fā)技術(shù)--jennic

第13章 硬件平臺

13.1 概述

13.2 硬件平臺介紹

第14章 軟件平臺

14.1 軟件介紹

14.2 軟件安裝

14.3 軟件使用說明

14.4 實驗平臺功能演示

14.5 可視化工具軟件isnamp-j

第15章 開發(fā)實踐--基于zigbee協(xié)議棧進(jìn)行開發(fā)

15.1 協(xié)議棧架構(gòu)簡介

15.2 zigbee協(xié)議棧的開發(fā)接el apl

15.3 應(yīng)用框架接口函數(shù)

15.4 zigbee device profile apl

15.5 外圍部件的操作

參考文獻(xiàn)

第5篇 tinyos實踐開發(fā)技術(shù)

第16章 nesc語言

16.1 nesc語言簡介

16.2 語法與術(shù)語

16.3 接口

16.4 組件

16.5 模塊

16.6 結(jié)構(gòu)

16.7 nesc協(xié)作

16.8 應(yīng)用程序

16.9 多樣性

參考文獻(xiàn)

第17章 tinyos操作系統(tǒng)

17.1 tinyos簡介

17.2 tinyos框架結(jié)構(gòu)與特點

17.3 tinyos組件

17.4 tinyos的系統(tǒng)模型

17.5 tinyos通信模型

17.6 tinyos事件驅(qū)動機制、調(diào)度策略

17.7 tinyos任務(wù)調(diào)度機制

17.8 tinyos硬軟件實現(xiàn)

17.9 tinyos協(xié)議棧

17.10 tinyos應(yīng)用示例

17.11 tinyos的安裝

第18章 tinyos示例

18.1 tinyos示例--用事件驅(qū)動方式從傳感器讀取數(shù)據(jù)

18.2 crossbow-oem設(shè)計套件與網(wǎng)絡(luò)操作

18.2 傳感器節(jié)點配置

18.4 moteview操作示例

第1篇總論

第1章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述

1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)介紹1

1.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念1

1.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征2

1.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用4

1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)7

1.2.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)7

1.2.2傳感器節(jié)點的結(jié)構(gòu)7

1.2.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)概述8

1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展10

1.3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程10

1.3.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)14

1.3.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)所面臨的挑戰(zhàn)14

參考文獻(xiàn)16

第2篇無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議

第2章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理層

2.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層概述19

2.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層的研究內(nèi)容19

2.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層的研究現(xiàn)狀20

2.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層的主要技術(shù)挑戰(zhàn)22

2.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的調(diào)制與編碼方法22

2.2.1Mary調(diào)制機制22

2.2.2差分脈沖位置調(diào)制機制23

2.2.3自適應(yīng)編碼位置調(diào)制機制24

2.3超寬帶技術(shù)在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用25

2.3.1超寬帶技術(shù)概述25

2.3.2超寬帶技術(shù)的基本原理26

2.3.3超寬帶技術(shù)的研究現(xiàn)狀29

2.3.4基于超寬帶技術(shù)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)31

參考文獻(xiàn)35

第3章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層

3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層概述37

3.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層的研究內(nèi)容37

3.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層的研究現(xiàn)狀38

3.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)鏈路層的主要技術(shù)挑戰(zhàn)39

3.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議40

3.2.1基于競爭機制的MAC協(xié)議40

3.2.2基于時分復(fù)用的MAC協(xié)議47

3.2.3其他類型的MAC協(xié)議54

參考文獻(xiàn)58

第4章IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)

4.1IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)概述60

4.2IEEE802.15.4的物理層60

4.2.1物理層概述60

4.2.2物理層服務(wù)規(guī)范61

4.2.3物理層幀結(jié)構(gòu)65

4.3IEEE802.15.4的MAC子層65

4.3.1MAC層概述65

4.3.2MAC層的服務(wù)規(guī)范66

4.3.3MAC幀結(jié)構(gòu)69

4.3.4MAC層的功能描述70

4.4基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)70

4.4.1組網(wǎng)類型70

4.4.2數(shù)據(jù)傳輸機制71

參考文獻(xiàn)72

第5章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)層

5.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層概述73

5.1.1網(wǎng)絡(luò)層的研究內(nèi)容73

5.1.2網(wǎng)絡(luò)層的研究現(xiàn)狀74

5.1.3網(wǎng)絡(luò)層的主要技術(shù)挑戰(zhàn)75

5.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議75

5.2.1以數(shù)據(jù)為中心的平面路由75

5.2.2網(wǎng)絡(luò)分層路由77

5.2.3基于查詢的路由79

5.2.4地理位置路由81

5.2.5能量感知路由84

5.2.6基于QoS的路由87

5.2.7路由協(xié)議的優(yōu)化88

5.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)策略90

5.3.1包轉(zhuǎn)發(fā)策略的研究背景90

5.3.2基于價格機制的包轉(zhuǎn)發(fā)博弈模型91

5.3.3自發(fā)合作的包轉(zhuǎn)發(fā)博弈模型93

參考文獻(xiàn)94

第6章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸層

6.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸層概述97

6.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸層的研究內(nèi)容97

6.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸層的研究現(xiàn)狀98

6.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸層的主要技術(shù)挑戰(zhàn)99

6.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議99

6.2.1PSFQ傳輸協(xié)議99

6.2.2ESRT傳輸協(xié)議101

6.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與其他網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)103

6.3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與Internet互聯(lián)103

6.3.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)接入到網(wǎng)格105

參考文獻(xiàn)109

第7章ZigBee協(xié)議規(guī)范

7.1ZigBee概述111

7.1.1ZigBee與IEEE802.15.4111

7.1.2ZigBee協(xié)議框架112

7.1.3ZigBee的技術(shù)特點113

7.2網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范113

7.2.1網(wǎng)絡(luò)層概述113

7.2.2服務(wù)規(guī)范114

7.2.3幀結(jié)構(gòu)與命令幀115

7.2.4功能描述116

7.3應(yīng)用層規(guī)范117

7.3.1應(yīng)用層概述117

7.3.2ZigBee應(yīng)用支持子層117

7.3.3ZigBee應(yīng)用層框架結(jié)構(gòu)118

7.3.4ZigBee設(shè)備協(xié)定(profile)119

7.3.5ZigBee目標(biāo)設(shè)備(ZDO)119

7.4ZigBee系統(tǒng)的開發(fā)119

7.4.1開發(fā)條件和注意事項119

7.4.2軟件開發(fā)120

7.4.3硬件開發(fā)121

7.5基于ZigBee規(guī)范的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)122

7.5.1無線傳感器的構(gòu)建122

7.5.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建123

7.5.3基于ZigBee的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與RFID技術(shù)的融合124

參考文獻(xiàn)124

第3篇無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的核心支撐技術(shù)

第8章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂?/p>

8.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂萍夹g(shù)概述125

8.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂频难芯績?nèi)容125

8.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂频难芯楷F(xiàn)狀126

8.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂频闹饕夹g(shù)挑戰(zhàn)126

8.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂扑惴?27

8.2.1功率控制算法127

8.2.2層次拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制算法129

8.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密度控制135

8.3.1連通支配集構(gòu)造算法135

8.3.2基于概率覆蓋模型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)密度控制算法138

參考文獻(xiàn)140

第9章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位

9.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位技術(shù)概述142

9.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位的研究內(nèi)容142

9.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位的研究現(xiàn)狀143

9.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位的主要技術(shù)挑戰(zhàn)146

9.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位機制147

9.2.1基于測距的定位算法147

9.2.2非基于測距的定位算法151

9.3一種基于測距的協(xié)作定位策略159

9.3.1剛性圖理論簡介159

9.3.2基于剛性圖的協(xié)作定位理論160

9.3.3LCB定位算法161

9.4節(jié)點位置估計更新策略162

9.4.1動態(tài)網(wǎng)絡(luò)問題162

9.4.2更新策略163

參考文獻(xiàn)164

第10章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步

10.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步概述167

10.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步的研究內(nèi)容167

10.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步的研究現(xiàn)狀168

10.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步的主要技術(shù)挑戰(zhàn)169

10.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時間同步機制170

參考文獻(xiàn)180

第11章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)內(nèi)信息處理

11.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)內(nèi)信息處理概述182

11.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)內(nèi)信息處理的研究內(nèi)容182

11.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)內(nèi)信息處理的研究現(xiàn)狀183

11.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)內(nèi)信息處理的主要技術(shù)挑戰(zhàn)184

11.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)184

11.2.1與路由相結(jié)合的數(shù)據(jù)融合184

11.2.2基于反向組播樹的數(shù)據(jù)融合186

11.2.3基于性能的數(shù)據(jù)融合187

11.2.4基于移動代理的數(shù)據(jù)融合189

11.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)壓縮技術(shù)191

11.3.1基于排序編碼的數(shù)據(jù)壓縮算法191

11.3.2分布式數(shù)據(jù)壓縮算法192

11.3.3基于數(shù)據(jù)相關(guān)性的壓縮算法194

11.3.4管道數(shù)據(jù)壓縮算法194

11.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)作信號信息處理技術(shù)195

11.4.1網(wǎng)元層的CSIP技術(shù)195

11.4.2網(wǎng)絡(luò)層的CSIP技術(shù)196

11.4.3應(yīng)用層的CSIP技術(shù)196

11.4.4CSIP技術(shù)展望197

參考文獻(xiàn)198

第12章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)

12.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題概述201

12.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究內(nèi)容201

12.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的研究現(xiàn)狀202

12.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)的主要技術(shù)挑戰(zhàn)205

12.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問題分析205

12.2.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層的安全策略206

12.2.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)鏈路層的安全策略207

12.2.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)層的安全策略207

12.2.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸層和應(yīng)用層的安全策略209

12.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理和入侵檢測技術(shù)209

12.3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理209

12.3.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測技術(shù)211

參考文獻(xiàn)214

第4篇無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的自組織管理技術(shù)

第13章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點管理

13.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點管理概述216

13.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理的研究內(nèi)容216

13.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理的研究現(xiàn)狀217

13.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點管理的主要技術(shù)挑戰(zhàn)218

13.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點休眠/喚醒機制218

13.2.1PEAS算法218

13.2.2基于網(wǎng)格的調(diào)度算法219

13.2.3基于局部圓周覆蓋的節(jié)點休眠機制220

13.2.4基于隨機休眠調(diào)度的節(jié)能機制221

13.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點功率管理222

13.3.1動態(tài)功率管理和動態(tài)電壓調(diào)節(jié)222

13.3.2基于節(jié)點度的算法224

13.3.3基于鄰近圖的算法224

13.3.4基于二分法的功率控制224

13.3.5網(wǎng)絡(luò)負(fù)載自適應(yīng)功率管理算法226

參考文獻(xiàn)227

第14章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的資源與任務(wù)管理

14.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的資源與任務(wù)管理概述229

14.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源與任務(wù)管理的研究內(nèi)容229

14.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源與任務(wù)管理的研究現(xiàn)狀230

14.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)資源與任務(wù)管理的主要技術(shù)挑戰(zhàn)230

14.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的資源管理技術(shù)231

14.2.1自組織資源分配方式231

14.2.2計算資源分配232

14.2.3帶寬資源分配235

14.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的任務(wù)管理技術(shù)237

14.3.1任務(wù)分配237

14.3.2任務(wù)調(diào)度239

14.3.3負(fù)載均衡243

參考文獻(xiàn)245

第15章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理

15.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理概述248

15.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理的研究內(nèi)容248

15.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理的研究現(xiàn)狀249

15.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理的主要技術(shù)挑戰(zhàn)249

15.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)250

15.2.1TinyDB系統(tǒng)250

15.2.2Cougar系統(tǒng)251

15.2.3Dimensions系統(tǒng)252

15.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理的基本方法253

15.3.1數(shù)據(jù)模式253

15.3.2數(shù)據(jù)存儲254

15.3.3數(shù)據(jù)索引255

15.3.4數(shù)據(jù)查詢257

參考文獻(xiàn)260

第16章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署、初始化和維護管理

16.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署、初始化和維護管理概述261

16.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署、初始化和維護管理的研究內(nèi)容261

16.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署、初始化和維護管理的研究現(xiàn)狀262

16.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)部署、初始化和維護管理的主要技術(shù)挑戰(zhàn)263

16.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的部署技術(shù)264

16.2.1采用確定放置的部署技術(shù)264

16.2.2采用隨機拋撒且節(jié)點不具移動能力的部署技術(shù)265

16.2.3采用隨機拋撒且節(jié)點具有移動能力的部署技術(shù)265

16.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的初始化技術(shù)266

16.3.1UDG模型266

16.3.2基于MIS的初始化算法266

16.3.3基于MDS的初始化算法268

16.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的維護管理技術(shù)270

16.4.1覆蓋與連接維護技術(shù)270

16.4.2性能監(jiān)測技術(shù)271

參考文獻(xiàn)272

第5篇無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的開發(fā)與應(yīng)用

第17章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)

17.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的仿真技術(shù)概述275

17.1.1網(wǎng)絡(luò)仿真概述275

17.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真研究概述275

17.2常用網(wǎng)絡(luò)仿真軟件276

17.2.1OPNET簡介276

17.2.2NS279

17.2.3TOSSIM280

17.3OMNeT++仿真軟件281

17.3.1OMNeT++概述281

17.3.2NED語言282

17.3.3簡單模塊/復(fù)合模塊287

17.3.4消息290

17.3.5類庫291

17.4仿真示例296

參考文獻(xiàn)303

第18章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件開發(fā)

18.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件開發(fā)概述304

18.1.1硬件系統(tǒng)的設(shè)計特點與要求304

18.1.2硬件系統(tǒng)的設(shè)計內(nèi)容304

18.1.3硬件系統(tǒng)設(shè)計的主要挑戰(zhàn)305

18.2傳感器節(jié)點的開發(fā)305

18.2.1數(shù)據(jù)處理模塊設(shè)計305

18.2.2換能器模塊設(shè)計307

18.2.3無線通信模塊設(shè)計307

18.2.4電源模塊設(shè)計309

18.2.5外圍模塊設(shè)計309

18.3傳感器節(jié)點原型的開發(fā)實例Mica310

18.3.1Mica系列節(jié)點簡介310

18.3.2Mica系列處理器/射頻板設(shè)計分析313

18.3.3Mica系列傳感板設(shè)計分析315

18.3.4編程調(diào)試接口板介紹317

參考文獻(xiàn)318

第19章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)

19.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述320

19.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的設(shè)計要求320

19.1.2幾種典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)介紹321

19.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)設(shè)計的主要技術(shù)挑戰(zhàn)321

19.2TinyOS操作系統(tǒng)322

19.2.1TinyOS的設(shè)計思路322

19.2.2TinyOS的組件模型322

19.2.3TinyOS的通信模型324

19.3基于TinyOS的應(yīng)用程序運行過程解析324

19.3.1Blink程序的配件分析325

19.3.2BlinkM模塊分析327

19.3.3ncc編譯nesC程序的過程329

19.3.4Blink程序的運行跟蹤解析329

19.3.5TinyOS的任務(wù)調(diào)度機制的實現(xiàn)338

19.3.6TinyOS的事件驅(qū)動機制的實現(xiàn)342

19.4TinyOS的使用346

19.4.1TinyOS的安裝346

19.4.2創(chuàng)建應(yīng)用程序348

19.4.3使用TOSSIM仿真調(diào)試應(yīng)用程序348

19.4.4使用TinyViz進(jìn)行可視化調(diào)試349

19.4.5將應(yīng)用程序?qū)牍?jié)點運行350

參考文獻(xiàn)351

第20章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟件開發(fā)

20.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)概述353

20.1.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)的特點與設(shè)計要求353

20.1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)的內(nèi)容354

20.1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)的主要技術(shù)挑戰(zhàn)355

20.2nesC編程語言355

20.2.1nesC語言介紹355

20.2.2nesC的語法規(guī)范356

20.2.3nesC應(yīng)用程序開發(fā)364

20.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用軟件開發(fā)367

20.3.1無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的編程模式367

20.3.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的中間件設(shè)計370

20.3.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)發(fā)現(xiàn)372

參考文獻(xiàn)373

第21章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測

21.1環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用概述375

21.1.1環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用的場景描述375

21.1.2環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用中無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系架構(gòu)375

21.2關(guān)鍵技術(shù)377

21.2.1節(jié)點部署377

21.2.2能量管理377

21.2.3通信機制378

21.2.4任務(wù)的分配與控制379

21.2.5數(shù)據(jù)采樣與收集379

21.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于環(huán)境監(jiān)測的實例380

21.3.1公路交通監(jiān)測380

21.3.2建筑物健康狀況監(jiān)測384

21.3.3"狼群計劃"385

參考文獻(xiàn)387

第22章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于目標(biāo)追蹤

22.1目標(biāo)追蹤應(yīng)用概述388

22.1.1目標(biāo)追蹤應(yīng)用的場景描述388

22.1.2目標(biāo)追蹤應(yīng)用的特點與技術(shù)挑戰(zhàn)388

22.1.3目標(biāo)追蹤應(yīng)用中的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)389

22.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)用于目標(biāo)追蹤的關(guān)鍵技術(shù)390

22.2.1追蹤步驟390

22.2.2追蹤算法392

22.2.3面向目標(biāo)追蹤的網(wǎng)絡(luò)布局優(yōu)化400

22.3基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的車輛追蹤系統(tǒng)實例402

22.3.1系統(tǒng)架構(gòu)402

22.3.2關(guān)鍵問題403

22.3.3關(guān)鍵技術(shù)404

參考文獻(xiàn)407

附錄英漢縮略語對照表410