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第1章 绪论 1

1.1 无线传感器网络概述 1

1.2 无线传感器网络系统 2

1.2.1 WSN网络结构 2

1.2.2 WSN的特点 5

1.2.3 WSN的应用前景 7

1.3 无线传感器网络系统研究现状 9

1.3.1 节点系统的理论和技术 9

1.3.2 通信协议的理论和技术 13

1.3.3 核心支撑技术 15

1.3.4 网络仿真平台研究 18

1.3.5 WSN实践与应用 20

1.4 小结 21

第2章 面向实时监测的混合式无线传感器网络 22

2.1 面向实时监测的混合式无线传感器网络系统概述 22

2.1.1 HRM-WSN系统特点及应用 23

2.1.2 HRM-WSN系统在实时监测系统中的应用优势 24

2.2 HRM-WSN系统结构 25

2.3 HRM-WSN系统设计原则 26

2.4 HRM-WSN系统研究内容 28

2.5 小结 31

第3章 HRM-WSN中自适应低功耗MAC协议 32

3.1 WSN中MAC协议研究 32

3.1.1 协议能耗分析 32

3.1.2 协议设计目标 33

3.1.3 典型的MAC协议 35

3.2 Quorum矩阵表格和FRTS机制 41

3.2.1 Quorum矩阵表格 41

3.2.2 FRTS机制 43

3.3 A2FMAC协议的设计与分析 44

3.3.1 非同步工作模式的产生 45

3.3.2 A2FMAC协议描述 47

3.3.3 协议节能和时延特性分析 47

3.3.4 协议的仿真分析 49

3.4 EA2MAC协议的设计与分析 55

3.4.1 扩展Quorum矩阵表格 56

3.4.2 EA2MAC协议工作模式 57

3.4.3 协议节能特性分析 59

3.4.4 协议仿真分析 61

3.5 VGP-MAC协议的设计与分析 63

3.5.1 VGP-MAC协议工作模式 64

3.5.2 VGP-MAC仿真分析 65

3.6 小结 68

第4章 HRM-WSN中路由协议 69

4.1 WSN中路由协议研究 69

4.1.1 典型的WSN中路由协议 69

4.1.2 HRM-WSN路由协议设计原则 75

4.2 WSN路由协议中能量补给 77

4.3 基于减法聚类的无线传感器网络分簇路由算法 78

4.3.1 簇头产生算法 80

4.3.2 簇的形成算法 81

4.3.3 仿真分析 82

4.4 分簇单跳路由算法 85

4.4.1 簇头数量的确定 87

4.4.2 簇头选择机制 88

4.4.3 非簇头归属机制 89

4.4.4 仿真分析 91

4.5 基于QoS的多路径路由算法 94

4.5.1 HRM-MP算法的问题描述 95

4.5.2 HRM-MP算法设计 96

4.5.3 仿真与分析 100

4.6 小结 102

第5章 HRM-WSN中节点信号处理技术 104

5.1 HRM-WSN中信号处理技术概述 104

5.1.1 WSN中信号处理技术 105

5.1.2 中值滤波 106

5.2 加权中值滤波及伪中值滤波算法 107

5.2.1 加权中值滤波 108

5.2.2 加权伪中值滤波 109

5.3 具有选频特性伪中值滤波算法设计与分析 110

5.3.1 Mallows综合算法 111

5.3.2 具有选频特性的伪中值滤波算法设计 113

5.3.3 仿真与分析 113

5.4 小结 117

第6章 车载式货物列车车辆运行状态无线监测系统应用 118

6.1 车载式货物列车车辆运行状态无线监测系统可行性研究 118

6.1.1 货物列车车辆状态监测现状 119

6.1.2 确定状态监测内容 120

6.2 车载式货物列车车辆运行状态无线监测系统 126

6.3 车载式货物列车车辆运行状态无线监测系统实现 128

6.3.1 传感器节点硬件设计 128

6.3.2 汇聚节点设计 138

6.3.3 系统软件设计 138

6.3.4 系统网络通信技术 140

6.4 小结 141

第7章 物联网环境下HRM-WSN的研究与挑战 142

7.1 物联网与CPS 142

7.1.1 物联网 142

7.1.2 CPS 152

7.2 物联网环境下的WSN技术 154

7.2.1 物联网环境下的WSN技术 154

7.2.2 物联网环境下HRM-WSN的研究 156

7.3 小结 159

参考文献 160