《無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 原理、設(shè)計和應(yīng)用》是關(guān)于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)原理、設(shè)計和應(yīng)用的學(xué)術(shù)專著,系統(tǒng)闡述了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的原理,深入探討了設(shè)計過程和應(yīng)用實例。本書內(nèi)容包括,無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的原理、硬件和嵌入式軟件設(shè)計、路由策略、匯聚節(jié)點位置的優(yōu)化布局、與IEEE 802.11b系統(tǒng)的互擾抑制、傳感器數(shù)據(jù)融合與事件檢測、安全防御、移動目標(biāo)的定位與跟蹤、面向物流管理的無線射頻識別與無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混合網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng),以及智能家居系統(tǒng)和建筑物消防安全防護。
《無線傳感器網(wǎng)絡(luò) 原理、設(shè)計和應(yīng)用》面向的主要讀者是在校大學(xué)生,其次是研究和開發(fā)人員。本書也適合任何有興趣深入了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的讀者。
譯者序
原書致謝
原書前言
第1章緒論
1.1無線通信技術(shù)
1.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
1.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域
1.4無線傳感器網(wǎng)絡(luò)設(shè)計與實現(xiàn)中的挑戰(zhàn)
1.5本書的目標(biāo)
參考文獻
第2章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的原理
2.1引言
2.2IEEE 802.15.4協(xié)議和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
2.2.1開放式系統(tǒng)互聯(lián)模型和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧
2.2.2IEEE 802.15.4協(xié)議概述
2.2.3全功能設(shè)備和精簡功能設(shè)備
2.2.4IEEE 802.15.4協(xié)議的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.2.5IEEE 802.15.4協(xié)議的無線系統(tǒng)多路訪問
2.3使用IEEE 802.15.4協(xié)議構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
2.3.1無線信道評估
2.3.2網(wǎng)絡(luò)初始化
2.3.3網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建公告
2.3.4監(jiān)聽/啟動連接申請
2.3.5監(jiān)聽/啟動移除申請
2.3.6網(wǎng)絡(luò)命令發(fā)送/接收
2.3.7數(shù)據(jù)發(fā)送和接收
2.3.8時隙和非時隙具有沖突避免的載波偵聽多路訪問
2.3.9IEEE 802.15.4協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸小結(jié)
2.4ZigBee和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
2.4.1ZigBee協(xié)議棧結(jié)構(gòu)
2.4.2ZigBee拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.4.3ZigBee地址分配方案
2.4.4ZigBee管理機制
2.56LoWPAN和無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
2.6小結(jié)
參考文獻
第3章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)計
3.1通用無線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點體系結(jié)構(gòu)
3.2片上系統(tǒng)和基于組件設(shè)計
3.3設(shè)計準(zhǔn)則
3.3.1微處理器的選擇
3.3.2通信設(shè)備選擇
3.3.3傳感器設(shè)計
3.3.4電源設(shè)計
3.4設(shè)計案例
3.4.1溫度傳感器設(shè)計
3.4.2一氧化碳傳感器設(shè)計
3.4.3傳感器節(jié)點電路設(shè)計
3.5電源管理
3.6能量捕獲
3.6.1太陽能捕獲單元
3.6.2最大功率點跟蹤單元
3.6.3電源管理單元
3.6.4設(shè)計案例
3.7小結(jié)
參考文獻
第4章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的嵌入式軟件設(shè)計
4.1引言
4.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的嵌入式軟件設(shè)計
4.2.1基于Jennic ZigBee的應(yīng)用開發(fā)
4.2.2基于Contiki 6LowPAN的應(yīng)用開發(fā)
4.3傳感器驅(qū)動程序設(shè)計
4.3.1傳感器驅(qū)動程序設(shè)計一般步驟
4.3.2模擬流量傳感器驅(qū)動程序設(shè)計
4.3.3數(shù)字溫度傳感器驅(qū)動程序設(shè)計
4.4基于IEEE 802.15.4的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)
4.5無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與外部公共網(wǎng)絡(luò)的橋接
4.6小結(jié)
參考文獻
第5章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由技術(shù)
5.1引言
5.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的路由協(xié)議分類
5.2.1平面路由協(xié)議
5.2.2分層路由協(xié)議
5.2.3基于地理位置的路由協(xié)議
5.3Adhoc網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議
5.3.1Adhoc網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議原理
5.3.2Adhoc網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議的消息格式
5.3.3Adhoc網(wǎng)絡(luò)按需距離矢量路由協(xié)議簡化版本的實現(xiàn)
5.4簇樹路由協(xié)議
5.4.1單簇網(wǎng)絡(luò)
5.4.2多簇網(wǎng)絡(luò)
5.5能量感知路由協(xié)議
5.6小結(jié)
參考文獻
第6章匯聚節(jié)點位置的優(yōu)化布局
6.1引言
6.2匯聚節(jié)點位置布局的挑戰(zhàn)
6.3匯聚節(jié)點位置布局方法的分類
6.3.1匯聚節(jié)點的靜態(tài)位置布局
6.3.2動態(tài)匯聚節(jié)點位置布局
6.3.3移動匯聚節(jié)點位置布局
6.4靜態(tài)多匯聚節(jié)點的位置布局優(yōu)化
6.4.1系統(tǒng)假設(shè)
6.4.2簡化路由協(xié)議
6.4.3能耗模型
6.4.4多匯聚節(jié)點的位置布局優(yōu)化
6.5位置布局優(yōu)化問題的求解
6.6小結(jié)
參考文獻
第7章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與IEEE 802.11b系統(tǒng)的互擾抑制
7.1引言
7.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的共存與互擾
7.3性能指標(biāo)
7.3.1物理層性能指標(biāo)
7.3.2媒體訪問控制層性能指標(biāo)
7.4IEEE 802.15.4中的共存機制
7.4.1直接序列擴頻
7.4.2頻分多址
7.4.3具有沖突避免的載波偵聽多路訪問
7.5IEEE 802.11b和IEEE 802.15.4間的互擾抑制
7.5.1頻段分離
7.5.2能量互擾和物理分離
7.5.3IEEE 802.15.4中的互擾抑制建議
7.6先進互擾抑制策略
7.6.1自適應(yīng)互擾感知的多信道分簇
7.6.2自適應(yīng)無線信道分配
7.6.3連續(xù)數(shù)據(jù)傳輸
7.6.4多跳數(shù)據(jù)傳輸控制
7.7實驗研究
7.7.1單跳傳輸
7.7.2多跳傳輸
7.8小結(jié)
參考文獻
第8章傳感器數(shù)據(jù)融合和事件檢測
8.1引言
8.1.1傳感器數(shù)據(jù)特征
8.2傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)
8.2.1傳感器數(shù)據(jù)預(yù)處理
8.2.2傳感器數(shù)據(jù)挖掘
8.2.3傳感器數(shù)據(jù)后處理
8.3事件檢測
8.3.1基于閾值的事件檢測
8.3.2基于時空模式的事件檢測
8.4具有鄰里支持的通用傳感器狀態(tài)模型
8.4.1通用傳感器狀態(tài)模型
8.4.2鄰里支持模型
8.5基于傳感器狀態(tài)模型的事件檢測
8.5.1基于閾值的事件檢測
8.5.2基于時空模式的事件檢測
8.6傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫
8.7小結(jié)
參考文獻
第9章無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全防御
9.1開放式系統(tǒng)互聯(lián)安全防御的基本概念
9.2無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全防御的挑戰(zhàn)
9.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的攻擊分類
9.4ZigBee安全防御服務(wù)
9.4.1用于ZigBee安全防御的密碼學(xué)
9.4.2ZigBee安全密鑰和信任中心
9.4.3密鑰傳輸與密鑰構(gòu)建
9.5防御拒絕服務(wù)攻擊的典型策略
9.6基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)拒絕服務(wù)深攻擊的防御
9.6.1虛擬家居:拒絕服務(wù)攻擊監(jiān)視和防御觸發(fā)
9.6.2遠(yuǎn)程家居服務(wù)器和拒絕服務(wù)防御服務(wù)器
9.6.3虛擬家居:拒絕服務(wù)攻擊轉(zhuǎn)移機制
9.6.4虛擬家居的實現(xiàn)
9.7利用虛擬家居防御拒絕服務(wù)對智能家居的攻擊的實現(xiàn)
9.7.1遠(yuǎn)程家居客戶端
9.7.2遠(yuǎn)程家居服務(wù)器
9.7.3拒絕服務(wù)防御服務(wù)器
9.7.4家居網(wǎng)關(guān)
9.8測評
9.8.1攻擊工具
9.8.2基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)智能家居的拒絕服務(wù)深攻擊的分析
9.8.3家庭網(wǎng)關(guān)上拒絕服務(wù)深攻擊的分析
9.9小結(jié)
參考文獻
第10章移動目標(biāo)的定位與跟蹤
10.1引言
10.2距離測定
10.2.1接收端信號強度指示
10.2.2鏈路質(zhì)量指示
10.2.3信號到達(dá)時間
10.2.4信號到達(dá)的時間差
10.3定位方法
10.3.1三角定位法
10.3.2指紋定位法
10.3.3質(zhì)心定位法
10.4定位準(zhǔn)確度的提高
10.4.1環(huán)境因素的引入
10.4.2無線信號異常值的消除
10.4.3進化優(yōu)化算法
10.5多移動目標(biāo)跟蹤
10.6案例研究:地下隧道移動目標(biāo)跟蹤
10.7小結(jié)
參考文獻
第11章面向物流管理的無線射頻識別/無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的混合網(wǎng)絡(luò)
11.1引言
11.2無線射頻識別技術(shù)
11.2.1無線射頻識別標(biāo)簽
11.2.2無線射頻識別讀取設(shè)備
11.3無線射頻識別與傳感器的混合網(wǎng)絡(luò)
11.3.1讀取式傳感器
11.3.2標(biāo)簽式傳感器
11.4通用無線射頻識別與傳感器混合網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
11.5人道救援物流管理可行方案
11.6小結(jié)
參考文獻
第12章物聯(lián)網(wǎng)
12.1引言
12.2物聯(lián)網(wǎng)的特征與挑戰(zhàn)
12.3無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與因特網(wǎng)連接
12.3.1前端代理解決方案
12.3.2網(wǎng)關(guān)解決方案
12.3.3TCP/IP解決方案
12.4面向服務(wù)的物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
12.4.1傳感器服務(wù)發(fā)布
12.4.2本地歷史數(shù)據(jù)庫
12.4.3傳感器域名服務(wù)器
12.4.4實施方案
12.5應(yīng)急響應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)的可行實現(xiàn)
12.6小結(jié)
參考文獻
第13章基于ZigBee的智能家居系統(tǒng):IndeedNet
13.1引言
13.2現(xiàn)有智能家居系統(tǒng)的分析
13.3智能家居系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
13.4系統(tǒng)實現(xiàn)
13.4.1基于ZigBee的智能家居系統(tǒng)的實現(xiàn)
13.4.2智能家居網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)
13.4.3虛擬家居的實現(xiàn)
13.4.4智能家居設(shè)備開發(fā)
13.5系統(tǒng)測評
13.6結(jié)論
參考文獻
第14章建筑物消防安全防護:SafetyNET
14.1引言
14.2系統(tǒng)架構(gòu)
14.3SafetyNET專用設(shè)備
14.4移動消防車載網(wǎng)絡(luò)
14.5SafetyNET無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
14.5.1SafetyNET協(xié)調(diào)器
14.5.2SafetyNET路由器
14.5.3SafetyNET終端設(shè)備
14.5.4SafetyNET適配器
14.6現(xiàn)場試驗
14.7小結(jié)
參考文獻
第15章結(jié)論
15.1總結(jié)
15.2未來發(fā)展研究展望
參考文獻
名詞術(shù)語