本教材“道器”有效融合，既有工作原理的深入分析，也有應(yīng)用開發(fā)的設(shè)計實踐，點面結(jié)合；通過核心技術(shù)+開發(fā)實踐將相關(guān)章節(jié)有效聯(lián)系起來，系統(tǒng)性較強。教材內(nèi)容論及近年來國際國內(nèi)無線傳感網(wǎng)的形成歷史和TinyOS開發(fā)平臺；分析無線傳感網(wǎng)的組織架構(gòu)和協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，從平臺角度總結(jié)出一個無線傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)的基本要素；隨后從無線傳感網(wǎng)MAC協(xié)議、路由協(xié)議、時間同步、數(shù)據(jù)感知與融合詳細介紹無線傳感網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，并簡要介紹諸如拓撲控制、節(jié)點定位等其他重要技術(shù)；最后，從無線傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)角度重點闡述TinyOS系統(tǒng)和NesC程序設(shè)計語言。

本教材根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程本科專業(yè)的教學(xué)需要，結(jié)合無線傳感網(wǎng)的發(fā)展歷史、*新趨勢和應(yīng)用現(xiàn)狀編寫而成，旨在系統(tǒng)闡述無線傳感網(wǎng)的核心技術(shù)、開發(fā)平臺，為學(xué)習(xí)者提供較為全局的視角。教材內(nèi)容論及近年來國際國內(nèi)無線傳感網(wǎng)的形成歷史和TinyOS開發(fā)平臺； 分析無線傳感網(wǎng)的組織架構(gòu)和協(xié)議棧結(jié)構(gòu)，從平臺角度總結(jié)出一個無線傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)的基本要素； 隨后從無線傳感網(wǎng)MAC協(xié)議、路由協(xié)議、時間同步、數(shù)據(jù)感知與融合方面詳細介紹無線傳感網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，并簡要介紹諸如拓撲控制、節(jié)點定位等其他重要技術(shù)； *后，從無線傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)角度重點闡述TinyOS系統(tǒng)和NesC程序設(shè)計語言。
本書主要針對以下讀者，包括普通高等院校學(xué)習(xí)無線傳感網(wǎng)課程的本科生，涉及物聯(lián)網(wǎng)工程、網(wǎng)絡(luò)工程、計算機應(yīng)用、通信工程等信息技術(shù)類專業(yè)；也包括開設(shè)無線傳感網(wǎng)課程的職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生，以及無線傳感網(wǎng)工程技術(shù)開發(fā)人員。*后，普通高等院校的碩士生、博士生也可將其作為了解和開發(fā)無線傳感網(wǎng)的入門參考教材。

目錄

第1章概述

1.1無線傳感網(wǎng)發(fā)展概況

1.1.1無線傳感網(wǎng)簡介

1.1.2無線傳感網(wǎng)發(fā)展的幾個階段

1.1.3無線傳感網(wǎng)的主要特點

1.2無線傳感網(wǎng)的應(yīng)用

1.3無線傳感網(wǎng)開發(fā)平臺簡介

1.3.1節(jié)點硬件

1.3.2無線傳感網(wǎng)微操作系統(tǒng)

1.3.3應(yīng)用開發(fā)語言

1.4無線傳感網(wǎng)發(fā)展趨勢

習(xí)題

第2章無線傳感網(wǎng)的組織結(jié)構(gòu)

2.1無線傳感網(wǎng)組織

2.1.1無線傳感網(wǎng)總體結(jié)構(gòu)

2.1.2節(jié)點通信模塊

2.1.3控制器模塊

2.1.4節(jié)點其他模塊

2.2二維協(xié)議棧結(jié)構(gòu)

2.3無線傳感網(wǎng)的物理層

2.4無線傳感網(wǎng)核心技術(shù)

2.5簡單無線傳感網(wǎng)節(jié)點應(yīng)用實例

2.5.1應(yīng)用的整體框架

2.5.2應(yīng)用程序的功能實現(xiàn)

2.5.3值得思考的問題

習(xí)題

第3章無線傳感網(wǎng)MAC協(xié)議

3.1無線廣播信道

3.2無線傳感網(wǎng)MAC協(xié)議概述

3.3競爭的介質(zhì)訪問協(xié)議SMAC

3.3.1協(xié)議特點

3.3.2節(jié)點的偵聽與睡眠

3.3.3介質(zhì)訪問的沖突避免

3.3.4協(xié)議的通信結(jié)構(gòu)設(shè)計

3.3.5協(xié)議的實現(xiàn)

3.3.6時延分析與性能測試

3.4混合介質(zhì)訪問IEEE802.15.4標準

3.4.1802.15.4概述

3.4.2物理層

3.4.3MAC層幀結(jié)構(gòu)

3.4.4MAC子層

3.5其他無線傳感網(wǎng)MAC協(xié)議

習(xí)題

第4章無線傳感網(wǎng)路由協(xié)議

4.1無線傳感網(wǎng)路由概述

4.2路由設(shè)計的核心問題

4.3無線傳感網(wǎng)層次結(jié)構(gòu)路由協(xié)議

4.3.1LEACH協(xié)議

4.3.2鏈路估計父節(jié)點選擇協(xié)議

4.3.3匯聚樹協(xié)議CTP

4.4無線傳感網(wǎng)平面結(jié)構(gòu)路由協(xié)議

4.4.1洪泛路由協(xié)議Flooding

4.4.2定向擴散路由協(xié)議DD

4.4.3AODV路由協(xié)議

4.5ZigBee路由協(xié)議

4.5.1ZigBee概述

4.5.2ZigBee協(xié)議棧

4.5.3ZigBee拓撲結(jié)構(gòu)

4.5.4網(wǎng)絡(luò)層幀結(jié)構(gòu)

4.5.5ZigBee協(xié)議的路由機制

4.6其他無線傳感網(wǎng)路由協(xié)議

習(xí)題

第5章無線傳感網(wǎng)同步技術(shù)

5.1同步技術(shù)簡介

5.1.1WSN時間同步的必要性

5.1.2WSN時間同步分類

5.2時間同步模型

5.2.1時鐘模型

5.2.2通信模型

5.2.3時間同步的誤差源

5.3無線傳感網(wǎng)時間同步機制

5.3.1時間同步的性能指標和技術(shù)挑戰(zhàn)

5.3.2RBS時間同步協(xié)議

5.3.3TPSN時間同步協(xié)議

5.3.4LTS時間同步協(xié)議

5.4時間同步協(xié)議的分析比較

習(xí)題

第6章無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)感知與融合技術(shù)

6.1無線傳感網(wǎng)節(jié)點

6.1.1Mcia系列感知節(jié)點

6.1.2其他感知節(jié)點

6.1.3傳感器與傳感器板

6.1.4網(wǎng)關(guān)節(jié)點

6.2節(jié)點數(shù)據(jù)感知與采集

6.2.1節(jié)點數(shù)據(jù)采集模塊的構(gòu)成

6.2.2A/D與D/A轉(zhuǎn)換

6.2.3A/D轉(zhuǎn)換芯片ADC0809

6.3無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)融合技術(shù)

6.3.1數(shù)據(jù)融合的定義和必要性

6.3.2無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)融合的分類

6.3.3簇內(nèi)數(shù)據(jù)融合技術(shù)

6.3.4網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)融合技術(shù)

6.4無線傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)采集實例

6.4.1數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成

6.4.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

習(xí)題

第7章無線傳感網(wǎng)其他核心技術(shù)

7.1能量管理

7.1.1節(jié)點級低功耗技術(shù)

7.1.2網(wǎng)絡(luò)級能量管理

7.1.3應(yīng)用級能量管理

7.2拓撲控制

7.2.1分層拓撲控制

7.2.2功率調(diào)節(jié)拓撲控制

7.3定位技術(shù)

7.3.1GPS定位系統(tǒng)

7.3.2基于距離的定位技術(shù)

7.3.3距離無關(guān)的定位技術(shù)

7.4網(wǎng)絡(luò)安全

7.4.1無線傳感網(wǎng)的安全威脅

7.4.2兩類密碼體制

7.4.3無線傳感網(wǎng)路由安全

習(xí)題

第8章微操作系統(tǒng)TinyOS

8.1TinyOS概述

8.1.1TinyOS簡介

8.1.2TinyOS體系結(jié)構(gòu)

8.1.3TinyOS的安裝

8.2內(nèi)核調(diào)度機制

8.2.1任務(wù)

8.2.2事件

8.2.3任務(wù)調(diào)度模型

8.2.4調(diào)度器的實現(xiàn)

8.3TinyOS的啟動

8.3.1內(nèi)核啟動的過程

8.3.2應(yīng)用組件初始化

8.4TinyOS的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧

8.4.1TinyOS網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧概述

8.4.2主動消息機制

8.4.3相關(guān)訪問接口

8.5TinyOS的資源管理

8.5.1資源概述

8.5.2資源的訪問接口

8.5.3微控制器電源管理

8.5.4通信模塊電源管理

8.5.5外設(shè)電源管理

習(xí)題

第9章NesC程序設(shè)計語言

9.1NesC語言概述

9.2NesC語言程序的組成

9.2.1接口

9.2.2組件

9.2.3配置

9.2.4模塊

9.3NesC程序的運行模型

9.3.1任務(wù)

9.3.2原子代碼

9.3.3內(nèi)部函數(shù)

9.3.4代碼的同步和異步

9.4NesC語言程序設(shè)計

9.4.1可視化的組件組織

9.4.2定時器應(yīng)用

9.4.3模擬量采集

9.5NesC通信程序設(shè)計舉例

習(xí)題

第10章無線傳感網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)

10.1基于RSSI的節(jié)點位置識別

10.1.1基于RSSI的距離測量原理

10.1.2三角測量法與LocationEngine

10.1.3節(jié)點類型初始化和位置識別過程

10.1.4功能實現(xiàn)

10.1.5代碼編譯與運行測試

10.2利用Tree路由的多跳傳輸

10.2.1Tree路由實現(xiàn)的原理

10.2.2TestTreeApp配置文件和模塊文件

10.2.3TreeRouting配置文件和模塊文件

10.2.4TestTree與TreeRouting頭文件

10.2.5代碼編譯與運行測試

習(xí)題

參考文獻