目录
第1章绪论
1.1WSN的基本概念
1.1.1无线网络的描述
1.1.2WSN的定义
1.1.3WSN系统的组成
1.2WSN的特征描述
1.2.1与无线自组网的区别
1.2.2与现场总线的区别
1.2.3传感器节点的限制
1.2.4WSN的主要特点
1.3WSN的关键性能指标
1.4WSN的应用
1.5WSN的发展历史
1.5.1计算设备的演化历史
1.5.2WSN发展的三个阶段
1.5.3WSN的新兴研究领域
1.6传感器与WSN的发展趋势
1.6.1传感器的发展趋势
1.6.2WSN的发展趋势
习题1
第2章WSN传感技术
2.1传感器的基础知识
2.2传感器的基本特性
2.3传感器的分类
2.4常用的传感器
2.4.1能量控制型传感器
2.4.2能量转换型传感器
2.4.3光敏传感器
2.4.4气敏、湿敏传感器
2.4.5生物传感器
2.4.6集成传感器
2.5智能传感器
2.5.1智能传感器的定义
2.5.2智能传感器的组成
2.5.3智能传感器的特点
2.5.4智能传感器的应用
2.6机器人传感器
2.6.1机器人传感器网络
2.6.2视觉传感器
2.6.3听觉传感器
2.6.4触觉传感器
2.6.5嗅觉传感器
2.6.6味觉传感器
2.6.7无线传感器与机器人
2.7图像传感技术
2.7.1固态图像传感器
2.7.2红外图像传感器
2.7.3超导图像传感器
2.7.4图像传感器
2.8射频识别传感技术
2.8.1RFID的定义
2.8.2RFID系统的基本构成
2.8.3RFID和WSN整合的原因
2.8.4RFID标签与传感器的整合
2.8.5RFID标签与传感器节点的整合
2.8.6读写器与传感器节点的整合
2.8.7RFID和传感器的整合
习题2
第3章WSN开发环境
3.1WSN概述
3.2WSN平台硬件设计
3.2.1系统结构图
3.2.2节点设计内容与要求
3.2.3节点的模块化设计
3.2.4传感器节点开发实例
3.2.5常见传感器节点
3.3WSN的操作系统
3.3.1WSN的操作系统概述
3.3.2nesC语言
3.3.3TinyOS组件模型
3.3.4TinyOS通信模型
3.3.5TinyOS事件驱动机制
3.3.6调度策略
3.3.7能量管理机制
3.3.8LED灯闪烁实验分析
3.4现代WSN典型实验平台
3.4.1硬件系统的组成
3.4.2硬件组件介绍
3.4.3传感器节点
3.4.4路由器节点
3.5ZigBee硬件平台
3.5.1CC2530芯片的特点
3.5.2CC2530片上8051内核
3.5.3CC2530主要特征外设
3.5.4CC2530无线收发器
3.5.5CC2530开发环境
3.6WSN仿真
3.6.1WSN仿真的特点
3.6.2通用网络仿真平台
3.6.3针对WSN的仿真平台
3.6.4WSN工程测试床
习题3
第4章WSN拓扑控制与覆盖技术
4.1WSN拓扑结构
4.1.1平面网络结构
4.1.2分级网络结构
4.1.3混合网络结构
4.1.4Mesh网络结构
4.2拓扑控制
4.2.1拓扑控制概述
4.2.2拓扑控制的意义
4.2.3拓扑控制的设计目标
4.3功率控制
4.4层次性拓扑结构控制方法
4.5启发机制
4.6覆盖
4.6.1覆盖理论基础
4.6.2覆盖感知模型
4.6.3覆盖算法分类
4.6.4典型覆盖算法
4.6.5覆盖能效评价指标
4.7传感器网络的覆盖控制
习题4
第5章WSN通信与组网技术
5.1WSN协议结构
5.1.1传统网络协议OSI参考模型
5.1.2WSN协议的分层结构
5.2物理层
5.2.1物理层概述
5.2.2通信信道分配
5.2.3WSN物理层的设计
5.3数据链路层协议
5.4网络层协议
5.5传输层协议
5.5.1EventtoSink传输
5.5.2SinktoSensors传输
5.6应用层协议
5.6.1传感器管理协议
5.6.2任务分派与数据广播协议
5.6.3传感器查询与数据分发协议
5.7MAC协议
5.7.1MAC协议的分类
5.7.2IEEE 802.11协议
5.7.3基于竞争的MAC协议
5.7.4基于时分复用的MAC协议
5.8路由协议
5.8.1路由协议概述
5.8.2平面路由协议
5.8.3层次路由协议
5.8.4能量感知路由
习题5
第6章WSN支撑技术
6.1时间同步
6.1.1时钟同步问题
6.1.2时间同步问题
6.1.3时间同步基础
6.1.4时间同步协议
6.2定位技术
6.2.1基本描述
6.2.2节点位置的计算方法
6.2.3基于测距的定位算法
6.2.4距离无关的定位算法
6.2.5典型的定位系统
6.3数据融合
6.3.1数据融合的基本概念
6.3.2数据融合的分类
6.3.3基于组播树的数据融合算法的实现
6.4能量管理
6.4.1能量管理的意义
6.4.2电源节能方法
6.4.3动态能量管理
6.5容错技术
6.5.1容错技术的基本描述
6.5.2故障模型
6.5.3故障检测与诊断
6.5.4故障修复
6.6QoS保证
6.6.1QoS概述
6.6.2QoS研究
6.7安全技术
6.7.1安全攻击
6.7.2安全协议
6.7.3安全管理
习题6
第7章WSN协议技术标准
7.1IEEE 1451系列标准
7.2IEEE 802.15.4标准
7.2.1IEEE 802.15.4标准概述
7.2.2物理层
7.2.3MAC层
7.2.4符合IEEE 802.15.4标准的传感器网络实例
7.3ZigBee协议栈原理
7.3.1概述
7.3.2寻址
7.3.3绑定
7.3.4路由
7.3.5ZDO消息请求
7.3.6便携式设备
7.3.7端到端确认
7.3.8其他
7.3.9安全
7.3.10ZigBee系统软件的设计
7.3.11符合ZigBee规范的传感器网络实例
7.4蓝牙
7.4.1蓝牙协议栈简介
7.4.2蓝牙协议栈分析
7.4.3蓝牙技术的发展趋势
7.5UWB技术
7.5.1概述
7.5.2UWB主流技术
7.5.3UWB的发展趋势
7.6WiFi技术
7.6.1概述
7.6.2WiFi协议架构
7.6.3WiFi技术的应用
7.7红外线数据传输技术
7.8短距离无线通信技术特点比较
习题7
第8章WSN接入技术
8.1多网融合体系结构
8.2面向WSN接入
8.2.1概述
8.2.2面向以太网的WSN接入
8.2.3面向无线局域网的WSN接入
8.2.4面向移动通信网的WSN接入
8.3WSN接入Internet
8.3.1概述
8.3.2WSN接入Internet结构
8.3.3WSN接入Internet的方法
8.3.4WSN接入Internet体系结构设计
8.4WSN服务提供方法
8.4.1服务提供体系
8.4.2服务提供网络中间件
8.4.3服务提供步骤
8.5多网融合网关的硬件设计
8.5.1网关总体结构设计
8.5.2现代WSN网关实验平台
8.6网关接入外部基础设施网络的实现
习题8
第9章WSN的应用
9.1基于WSN路况信息监测技术的实现
9.1.1路面参数监测传感器选择
9.1.2道路车流量监测的传感器
9.1.3交通参数监测技术
9.1.4交通参数监测的实施方案
9.2基于WSN的智能家居系统设计与实现
9.2.1智能家居的基本描述
9.2.2智能家居系统的整体架构
9.2.3节点硬件设计
9.2.4终端节点硬件设计
9.2.5节点软件部分设计
9.2.6节点功能的实现
9.2.7节点能量控制
9.2.8智能家居网关分析
9.2.9智能家居网关通信技术
9.2.10智能家居网关总体设计
9.2.11智能家居网关硬件设计
9.2.12智能家居网关操作系统及驱动移植
9.2.13智能家居网关应用软件设计
9.2.14智能家居系统演示平台搭建
9.3基于TinyOS的WSN定位系统的设计
9.3.1定位系统设计的原则
9.3.2定位系统算法选择
9.3.3WSN节点硬件设计
9.3.4TinyOS程序编译与移植
9.3.5RSSI定位的TinyOS实现
9.3.6未知节点程序设计
9.3.7信标节点程序设计
9.3.8网关节点程序设计
9.3.9实验测试结果
9.3.10无线传输损耗模型分析与验证
9.4WSN的移动机器人的定位
9.4.1移动机器人的定位的基本概念
9.4.2基于RSSI的WSN的定位
9.4.3CC2530中机器人的定位的实现
9.4.4定位性能的评价标准
习题9
第10章WSN与人工智能物联网
10.1人工智能
10.1.1人工智能的定义
10.1.2人工智能的产业链
10.1.3人工智能的几个关键技术
10.1.4人工智能的应用
10.2物联网
10.2.1物联网的兴起
10.2.2物联网的定义
10.2.3物联网的特点
10.2.4物联网的技术架构
10.2.5物联网的关键技术
10.2.6物联网下的WSN
10.2.7基于RFID的车载信息服务系统
10.2.8物联网的应用
10.3人工智能物联网
10.3.1AIoT的基本概念
10.3.2AIoT的关键技术
10.3.3AIoT的应用
10.3.4AIoT的发展
10.4水下无线传感器网络
10.4.1水下无线传感器网络的基本概念
10.4.2水下无线传感器网络的架构
10.4.3水下无线传感器网络的通信技术
10.4.4水下无线传感器网络的应用
习题10
参考文献
