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无线传感器网络


作者:
白跃彬 程琨
定价:
23.70 元
版面字数:
350千字
开本:
16开
装帧形式:
平装
版次:
1
最新版次
印刷时间:
2021年
ISBN:
978-7-04-042413-3
物料号:
42413-00
出版时间:
2015-06-15
读者对象:
高等教育
一级分类:
计算机/教育技术类
二级分类:
物联网工程专业课程

本书介绍了无线传感器网络研究领域的前沿研究成果和应用技术。全书按照“总—分”结构组织,可分为三部分内容。第一部分介绍了无线传感器网络的基本知识和体系结构,重点包括MAC协议、路由协议、拓扑控制等内容。第二部分是无限传感器网络的相关支持技术,包括定位、时间同步、数据管理、网络安全。第三部分是无线传感器网络的应用技术,包括主流的操作系统、控制软件,以及相关应用实例分析。选材上,本书大量吸收了无线传感器网络领域近年来的高水平研究成果,基本反映出了当前无线传感器网络的发展趋势。

本书内容丰富、覆盖面广,可作为高等学校计算机、网络、通信等专业的教材或参考书,对于相关工程技术人员亦有参考价值。

  • 目录
    • 前辅文
      • 第1章 无线传感器网络概述
        • 1.1 无线传感器网络的概念
          • 1.2 无线传感器网络的特征
            • 1.3 常见的无线传感器网络
              • 1.3.1 无线传感器-执行器网络
                • 1.3.2 多媒体无线传感器网络
                  • 1.3.3 水下无线传感器网络
                    • 1.3.4 地下无线传感器网络
                    • 1.4 无线传感器网络的发展
                      • 1.5 无线传感器网络评价指标
                        • 1.6 无线传感器网络的应用
                          • 1.6.1 工业应用
                            • 1.6.2 军事应用
                              • 1.6.3 医疗应用
                                • 1.6.4 家庭与环境应用
                                • 1.7 无线传感器网络与物联网
                                  • 1.7.1 物联网的概念
                                    • 1.7.2 物联网与无线传感器网络
                                    • 1.8 无线传感器网络面临的挑战
                                      • 习题
                                        • 参考文献
                                        • 第2章 无线传感器网络的体系结构与设计
                                          • 2.1 无线传感器网络体系结构概述
                                            • 2.1.1 无线传感器网络的拓扑结构
                                              • 2.1.2 无线传感器网络的体系结构
                                                • 2.1.3 网络协议栈
                                                  • 2.1.4 无线传感器网络的部署
                                                  • 2.2 无线传感器节点的设计
                                                    • 2.2.1 硬件设计
                                                      • 2.2.2 操作系统
                                                      • 2.3 无线传感器网络设计的影响因素
                                                        • 2.3.1 制约设计的因素
                                                          • 2.3.2 硬件限制
                                                            • 2.3.3 网络设计
                                                              • 2.3.4 功耗
                                                              • 2.4 无线传感器网络的跨层设计
                                                                • 2.4.1 跨层设计的概念
                                                                  • 2.4.2 常见的跨层设计方法
                                                                  • 2.5 无线传感器网络的相关标准
                                                                    • 2.5.1 IEEE 802.15.4
                                                                      • 2.5.2 ZigBee
                                                                      • 习题
                                                                        • 参考文献
                                                                        • 第3章 MAC协议
                                                                          • 3.1 MAC协议概述
                                                                            • 3.2 CSMA机制
                                                                              • 3.3 基于竞争的MAC层协议
                                                                                • 3.3.1 以S-MAC协议为代表的同步协议
                                                                                  • 3.3.2 以B-MAC协议为代表的异步协议
                                                                                  • 3.4 基于保留时隙的MAC层协议
                                                                                    • 3.4.1 TRAMA协议
                                                                                      • 3.4.2 TSMP的MAC协议
                                                                                      • 3.5 差错控制
                                                                                        • 3.5.1 传输能量控制
                                                                                          • 3.5.2 自动重传请求
                                                                                            • 3.5.3 前向纠错
                                                                                              • 3.5.4 混合式自动重传请求
                                                                                              • 习题
                                                                                                • 参考文献
                                                                                                • 第4章 路由协议
                                                                                                  • 4.1 路由协议概述
                                                                                                    • 4.2 能量感知路由
                                                                                                      • 4.2.1 能量路由
                                                                                                        • 4.2.2 能量多径路由
                                                                                                        • 4.3 以数据为中心的路由协议
                                                                                                          • 4.3.1 SPIN协议
                                                                                                            • 4.3.2 定向扩散协议
                                                                                                            • 4.4 分层路由协议
                                                                                                              • 4.4.1 LEACH协议
                                                                                                                • 4.4.2 PEGASIS协议及其改进
                                                                                                                  • 4.4.3 TEEN协议
                                                                                                                    • 4.4.4 CTP协议
                                                                                                                    • 4.5 基于地理位置的路由协议
                                                                                                                      • 4.5.1 GEAR协议
                                                                                                                        • 4.5.2 PRADA路由协议
                                                                                                                          • 4.5.3 其他转发机制
                                                                                                                          • 4.6 基于QoS的路由协议
                                                                                                                            • 4.6.1 SAR协议
                                                                                                                              • 4.6.2 最小代价路径转发协议
                                                                                                                                • 4.6.3 多路径可靠路由
                                                                                                                                  • 4.6.4 SPEED协议
                                                                                                                                  • 4.7 路由协议的对比
                                                                                                                                    • 4.8 其他路由协议
                                                                                                                                      • 习题
                                                                                                                                        • 参考文献
                                                                                                                                        • 第5章 拓扑控制
                                                                                                                                          • 5.1 网络部署
                                                                                                                                            • 5.2 功率控制
                                                                                                                                              • 5.2.1 基于节点度的方法
                                                                                                                                                • 5.2.2 基于临近图的方法
                                                                                                                                                  • 5.2.3 其他方法
                                                                                                                                                  • 5.3 活动调度
                                                                                                                                                    • 5.3.1 基于连通度的方法
                                                                                                                                                      • 5.3.2 基于网络容量的方法
                                                                                                                                                        • 5.3.3 自适应方法
                                                                                                                                                          • 5.3.4 STEM协议
                                                                                                                                                          • 5.4 聚簇管理
                                                                                                                                                            • 5.4.1 基本的层次分簇
                                                                                                                                                              • 5.4.2 混合式分簇
                                                                                                                                                                • 5.4.3 其他方法
                                                                                                                                                                • 习题
                                                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                                                  • 第6章 定位与目标跟踪
                                                                                                                                                                    • 6.1 定位技术简介
                                                                                                                                                                      • 6.2 测距方法
                                                                                                                                                                        • 6.2.1 基于信号的相关测距方法
                                                                                                                                                                          • 6.2.2 基于时间的测距方法
                                                                                                                                                                          • 6.3 常用定位方法
                                                                                                                                                                            • 6.3.1 基于距离的定位方法
                                                                                                                                                                              • 6.3.2 距离无关的定位方法
                                                                                                                                                                              • 6.4 目标跟踪
                                                                                                                                                                                • 6.4.1 跟踪滤波技术
                                                                                                                                                                                  • 6.4.2 跟踪算法
                                                                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                                                                    • 参考文献
                                                                                                                                                                                    • 第7章 时间同步
                                                                                                                                                                                      • 7.1 时间同步概述
                                                                                                                                                                                        • 7.2 时间同步技术
                                                                                                                                                                                          • 7.3 时间同步协议
                                                                                                                                                                                            • 7.3.1 TPSN协议
                                                                                                                                                                                              • 7.3.2 RBS协议
                                                                                                                                                                                                • 7.3.3 FTSP协议
                                                                                                                                                                                                  • 7.3.4 其他协议
                                                                                                                                                                                                  • 习题
                                                                                                                                                                                                    • 参考文献
                                                                                                                                                                                                    • 第8章 数据管理
                                                                                                                                                                                                      • 8.1 数据管理概述
                                                                                                                                                                                                        • 8.1.1 数据模型
                                                                                                                                                                                                          • 8.1.2 系统结构
                                                                                                                                                                                                          • 8.2 数据存储
                                                                                                                                                                                                            • 8.2.1 数据命名
                                                                                                                                                                                                              • 8.2.2 以数据为中心的存储
                                                                                                                                                                                                                • 8.2.3 数据索引
                                                                                                                                                                                                                • 8.3 数据查询
                                                                                                                                                                                                                  • 8.3.1 查询处理的一般流程
                                                                                                                                                                                                                    • 8.3.2 查询处理
                                                                                                                                                                                                                    • 8.4 数据融合
                                                                                                                                                                                                                      • 8.4.1 数据融合的意义
                                                                                                                                                                                                                        • 8.4.2 数据融合的分类
                                                                                                                                                                                                                          • 8.4.3 协议栈中的数据融合
                                                                                                                                                                                                                            • 8.4.4 数据融合的时间控制
                                                                                                                                                                                                                              • 8.4.5 与QoS相关的数据融合
                                                                                                                                                                                                                                • 8.4.6 其他数据融合技术
                                                                                                                                                                                                                                • 习题
                                                                                                                                                                                                                                  • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                  • 第9章 无线传感器网络安全
                                                                                                                                                                                                                                    • 9.1 无线传感器网络面临的安全问题
                                                                                                                                                                                                                                      • 9.1.1 安全目标
                                                                                                                                                                                                                                        • 9.1.2 网络攻击与防御
                                                                                                                                                                                                                                        • 9.2 SPINS安全协议
                                                                                                                                                                                                                                          • 9.2.1 SNEP协议
                                                                                                                                                                                                                                            • 9.2.2 μTESLA协议
                                                                                                                                                                                                                                            • 9.3 无线传感器网络安全管理技术
                                                                                                                                                                                                                                              • 9.3.1 密钥管理
                                                                                                                                                                                                                                                • 9.3.2 攻击检测
                                                                                                                                                                                                                                                  • 9.3.3 路由安全
                                                                                                                                                                                                                                                    • 9.3.4 数据融合安全
                                                                                                                                                                                                                                                    • 习题
                                                                                                                                                                                                                                                      • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                      • 第10章 面向无线传感器网络的操作系统
                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.1 TinyOS简介
                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.1.1 TinyOS的设计思想
                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.1.2 TinyOS的组件
                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.1.3 TinyOS的通信模型和网络协议
                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.1.4 TinyOS的事件驱动与任务调度
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.1.5 对实时应用的支持
                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.2 Contiki简介
                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.2.1 Contiki的体系结构
                                                                                                                                                                                                                                                                      • 10.2.2 Contiki的进程模型和调度
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.2.3 通信与网络协议
                                                                                                                                                                                                                                                                        • 10.3 OpenWSN简介
                                                                                                                                                                                                                                                                          • 10.3.1 OpenWSN的设计定位
                                                                                                                                                                                                                                                                            • 10.3.2 OpenWSN的软硬件架构
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.3.3 OpenWSN的网络协议栈
                                                                                                                                                                                                                                                                              • 10.4 其他操作系统简介
                                                                                                                                                                                                                                                                                • 10.4.1 MANTIS
                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 10.4.2 Nano-RK
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.4.3 LiteOS
                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 10.5 总结与展望
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 参考文献
                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 第11章 无线传感器网络的典型应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                        • 11.1 无线传感器网络典型实际应用概述
                                                                                                                                                                                                                                                                                          • 11.1.1 军事应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                            • 11.1.2 生态监测
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.1.3 城市应用
                                                                                                                                                                                                                                                                                              • 11.2 无线传感器网络应用实例分析
                                                                                                                                                                                                                                                                                                • 11.2.1 火山监测系统
                                                                                                                                                                                                                                                                                                  • 11.2.2 住宅能耗监测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                    • 11.2.3 水生环境监测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 11.2.4 数据中心温度监测
                                                                                                                                                                                                                                                                                                      • 参考文献