无线传感网技术 第2版PDF电子书下载

第1章 无线传感网技术概述 1

1.1无线传感网体系结构 1

1.1.1无线传感网网络结构 1

1.1.2无线传感器节点结构 2

1.1.3无线传感器协议栈 3

1.2无线传感网的主要特征 4

1.2.1不同于移动自组网 4

1.2.2不同于现场总线网络 4

1.2.3无线传感器节点的限制 5

1.2.4无线传感网的特点 6

1.3无线传感网关键技术 8

1.4无线传感网的应用 12

1.5无线传感网发展与现状 14

1.5.1无线传感网发展的三个阶段 14

1.5.2无线传感网发展现状 15

1.5.3无线传感网的发展趋势 17

本章小结 18

思考题 19

第2章 物理层通信技术 20

2.1概述 20

2.2链路特征 20

2.2.1通信频率 20

2.2.2无线通信信道 21

2.2.3调制解调技术 24

2.3物理层的设计 30

2.3.1物理层帧结构 30

2.3.2物理层设计要素 31

2.4典型的物理层通信技术 33

2.4.1近距离无线通信技术 33

2.4.2广域网无线通信技术 38

本章小结 41

思考题 42

第3章 无线传感网MAC协议 43

3.1概述 43

3.1.1无线传感网MAC协议设计所面临的问题 43

3.1.2无线传感网MAC协议分类 45

3.2基于竞争的MAC协议 46

3.2.1 IEEE 802.11MAC协议 46

3.2.2 S-MAC协议 49

3.2.3 T -MAC协议 51

3.2.4 Sift协议 54

3.3基于时分复用的MAC协议 56

3.3.1基于分簇网络的MAC协议 56

3.3.2 DEANA协议 57

3.3.3 TRAMA协议 58

3.3.4 DMAC协议 60

3.4其他类型的MAC协议 62

3.4.1 S-MACS/EAR协议 63

3.4.2基于CDMA的MAC协议 65

本章小结 66

思考题 67

第4章 IEEE 802.15.4标准与ZigBee协议 68

4.1概述 68

4.2 IEEE 802.15.4网络简介 69

4.2.1 IEEE 802.15.4网络拓扑结构 70

4.2.2 IEEE 802.15.4网络协议栈 70

4.2.3物理层 70

4.2.4 MAC层 72

4.3 ZigBee协议 75

4.3.1 ZigBee协议框架 75

4.3.2 ZigBee协议的主要特征 76

4.3.3 ZigBee网络层 77

4.3.4 ZigBee应用层 78

4.4 CC2530芯片 80

4.4.1 CC2530芯片概述 80

4.4.2 CC2530引脚及功能描述 82

4.4.3 CC2530片上8051内核 84

4.4.4 CC2530主要特征外设 85

4.4.5 CC2530无线收发器 90

4.4.6参考设计电路 91

4.4.7可用的软件 92

4.5 ZigBee协议栈 95

4.5.1 Z-Stack协议栈介绍 95

4.5.2 ZigBee设备类型 100

4.5.3寻址 101

4.5.4绑定 104

4.5.5路由 106

4.5.6其他配置 108

本章小结 110

思考题 110

第5章 无线传感网路由协议 111

5.1概述 111

5.1.1无线传感网路由协议的特点和要求 111

5.1.2路由协议的分类 112

5.2能量感知路由协议 113

5.2.1能量路由协议 114

5.2.2能量多路径路由协议 114

5.3平面路由协议 116

5.4层次路由协议 119

5.4.1 LEACH协议 119

5.4.2 PEGASIS协议 121

5.4.3 TEEN协议 122

5.5基于查询的路由协议 123

5.5.1定向扩散路由协议 123

5.5.2谣传路由机制 125

5.6基于地理位置的路由协议 126

5.6.1 GEAR路由协议 126

5.6.2 GAF路由协议 128

5.6.3 GPSR路由协议 130

5.6.4 GEM路由协议 131

5.7基于QoS的路由协议 131

5.7.1 SPEED协议 132

5.7.2 SAR协议 133

5.7.3 ReInForM协议 133

5.8路由协议自主切换 133

本章小结 135

思考题 136

第6章 定位技术 137

6.1节点定位概述 137

6.2基于测距的定位算法 140

6.2.1测距方法 140

6.2.2节点定位计算方法 142

6.3无须测距的定位算法 144

6.4定位技术的典型应用 148

本章小结 149

思考题 149

第7章 同步技术 150

7.1无线传感网时间同步的重要性和时间同步协议 150

7.1.1时间同步的重要性 150

7.1.2时间同步协议 151

7.2 RBS同步机制 152

7.3 Tiny-sync/Mini-sync同步机制 153

7.4 TPSN时间同步协议 154

7.5时间同步的应用示例 156

本章小结 156

思考题 156

第8章 安全技术 157

8.1概述 157

8.2无线传感网的安全分析 158

8.2.1物理层的攻击与防御 158

8.2.2链路层的攻击与防御 159

8.2.3网络层的攻击与防御 159

8.2.4传输层的攻击与防御 161

8.3无线传感网的安全防护技术 161

8.3.1安全框架 162

8.3.2安全协议与防护技术 162

本章小结 164

思考题 164

第9章 数据融合技术 165

9.1概述 165

9.2无线传感网数据融合的作用 166

9.3无线传感网的数据融合模型 169

9.3.1数据包级融合模型 169

9.3.2跟踪级融合模型 169

9.4无线传感网数据融合技术 170

9.4.1基于路由的数据融合 170

9.4.2基于反向组播树的数据融合 171

9.5数据融合技术的主要算法 172

本章小结 174

思考题 174

第10章 数据管理技术 175

10.1系统结构 175

10.2数据模型与查询语言 177

10.3数据存储与索引技术 180

10.4查询处理技术 182

本章小结 187

思考题 187

第11章 nesC语言与TinyOS操作系统 188

11.1 nesC语言 188

11.1.1 nesC语言规范 189

11.1.2模块及其组成 195

11.1.3配件及其组成 197

11.1.4基于nesC语言的应用程序 202

11.1.5 Blink实例 206

11.1.6 nesC语言程序运行模型 210

11.1.7编程约定 220

11.2 TinyOS操作系统 224

11.2.1无线传感网对操作系统的要求 224

11.2.2 TinyOS组件模型 226

11.2.3 TinyOS通信模型 231

本章小结 234

思考题 234

第12章 以数据为中心的网络互联 235

12.1无线传感网互联技术概述 235

12.1.1无线传感网接入Internet所面临的挑战 235

12.1.2无线传感网接入Internet的结构 236

12.1.3无线传感网接入Internet的方案 238

12.1.4现有解决方案所存在的问题 240

12.2无线传感网接入Internet体系结构的设计 241

12.2.1 W SN—Internet网关设计 241

12.2.2 Internet→WSN数据包转换 242

12.2.3 WSN→Intemet数据包转换 243

本章小结 244

思考题 244

第13章 无线传感网应用开发技术 245

13.1无线传感网节点硬件平台 245

13.1.1无线传感器节点的设计要求与内容 245

13.1.2无线传感器节点的设计 247

13.1.3传感器汇聚节点/网关节点的设计 251

13.2无线传感网软件平台 252

13.2.1节点的操作系统 252

13.2.2应用软件开发 254

13.3无线传感网的仿真平台 257

13.3.1无线传感网仿真的特点 257

13.3.2通用网络仿真平台 258

13.3.3针对无线传感网的仿真平台 262

13.4无线传感器节点设计案例 269

13.4.1硬件设计 269

13.4.2软件设计 272

本章小结 277

思考题 278

主要参考文献 279