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第1章 无线传感器网络概述 1

1.1无线传感器网络概况 2

1.1.1无线传感器网络基础 2

1.1.2物联网与无线传感器网络 7

1.2无线传感器网络的应用领域 10

1.2.1无线传感器网络在军事领域中的应用 10

1.2.2无线传感器网络在工业领域中的应用 11

1.2.3无线传感器网络在农业领域中的应用 11

1.2.4无线传感器网络在智能电网领域中的应用 11

1.2.5无线传感器网络在医疗领域中的应用 12

1.3无线传感器网络的特点 12

1.3.1系统特点 12

1.3.2技术特点 14

1.4无线传感器网络设计要点 17

1.4.1设计依据 17

1.4.2网络拓扑 19

1.4.3应用服务 21

1.5无线传感器网络技术体系 22

1.5.1无线传感器网络技术组成 22

1.5.2网络与通信技术 23

1.5.3管理技术 25

1.5.4协同信息处理技术 26

1.6当前各国无线传感器网络的发展战略和研究现状 27

1.6.1发展战略 27

1.6.2研究现状 31

本章小结 35

参考文献 35

第2章 无线传感器网络软/硬件设计与测试 39

2.1引言 40

2.2无线传感器网络节点硬件设计 40

2.2.1传感节点 41

2.2.2网关和汇聚节点设计 46

2.2.3典型节点 47

2.2.4节点产业化技术 52

2.3无线传感器网络节点软件技术 54

2.3.1软件架构 54

2.3.2中间件 56

2.3.3操作系统 61

2.4无线传感器网络测试平台技术 67

2.4.1仿真测试 67

2.4.2物理测试 72

本章小结 79

参考文献 79

第3章 无线传感器网络通信与网络技术 83

3.1引言 84

3.2物理层 84

3.2.1物理层概述 84

3.2.2链路特性 85

3.2.3物理层设计 96

3.2.4低速物理层 99

3.2.5中高速物理层 102

3.3数据链路层 103

3.3.1数据链路层概述 103

3.3.2 MAC概述 104

3.3.3基于竞争的MAC协议 106

3.3.4基于调度的MAC协议 113

3.3.5混合式MAC协议 119

3.3.6数据链路层协议 122

3.3.7链路质量估计与建模 124

3.4拓扑控制 129

3.4.1拓扑控制概述 129

3.4.2功率控制 130

3.4.3层次型拓扑控制 132

3.4.4结构自适应拓扑控制 135

3.5路由协议 136

3.5.1路由协议概述 137

3.5.2传统路由协议 138

3.5.3数据中心路由协议 141

3.5.4地理位置路由协议 142

3.5.5可靠路由协议 147

3.5.6机会路由 149

3.6与IPv6互连 153

3.6.1 WSN与IPv6网络互连的可能性 153

3.6.2 WSN与IPv6网络互连的方式 154

3.6.3 WSN与IPv6网络互连需要解决的问题 158

3.7覆盖技术 159

3.7.1覆盖概述 159

3.7.2覆盖基本概念 159

3.7.3覆盖模型 162

3.7.4覆盖指标 165

3.7.5覆盖算法 168

本章小结 172

参考文献 172

第4章 无线传感器网络管理技术 181

4.1引言 182

4.2时间同步技术 182

4.2.1时问同步概述 182

4.2.2节点时钟概述 184

4.2.3同步信息传输延时分析 185

4.2.4同步算法 186

4.2.5同步模型参数的估计 191

4.3定位技术 194

4.3.1定位技术概述 194

4.3.2源定位算法 195

4.3.3节点自定位 204

4.3.4匹配定位 208

4.3.5典型定位系统实例 210

4.4安全技术 214

4.4.1安全问题概述 215

4.4.2安全性分析 216

4.4.3安全协议 219

4.4.4安全定位 222

4.5数据管理技术 231

4.5.1数据管理技术概述 231

4.5.2系统结构 231

4.5.3数据模式 233

4.5.4数据存储与索引技术 234

4.5.5查询处理技术 239

本章小结 240

参考文献 240

第5章 无线传感器网络协同信息处理技术 249

5.1引言 250

5.2信号特征提取与选择 251

5.2.1信号特征提取与选择概述 251

5.2.2特征提取技术 252

5.2.3特征选择技术 254

5.2.4声震信号的特征提取与选择 256

5.3模式识别与分类 261

5.3.1模式识别与分类概述 261

5.3.2传统模式识别算法 263

5.3.3基于模糊推理的分类算法 266

5.4协同感知方法 270

5.4.1协同信息感知方法概述 270

5.4.2协同感知理论基础 271

5.4.3同构协同感知 275

5.4.4异构协同感知 280

5.4.5协同感知算法案例 283

5.4.6面向WSN的协同感知体系架构 284

5.5目标跟踪技术 285

5.5.1目标跟踪技术概述 285

5.5.2跟踪滤波技术 287

5.5.3数据关联技术 293

5.5.4跟踪系统辅助技术 297

5.6面向协同信息处理的QoS体系 303

5.6.1 QoS指标体系概述 303

5.6.2 QoS体系设计 303

本章小结 307

参考文献 307

第6章 无线传感器网络技术标准 313

6.1引言 314

6.2国内标准 315

6.3无线传感器网络标准工作组 316

6.3.1 WGSN工作组简介 316

6.3.2 WGSN标准框架 319

6.4 ISO/IEC JTC1 WG7标准 323

6.4.1 ISO/IEC JTC1 WG7标准工作组简介 323

6.4.2 ISO/IEC JTC1 WG7标准框架 324

6.5无线传感器网络相关标准 327

6.5.1 ISO系列相关标准 327

6.5.2 IEC系列相关标准 330

6.5.3 ITU-T系列相关标准 332

6.5.4 IEEE 802.15系列相关标准 333

6.5.5 IEEE 1451系列相关标准 335

6.5.6 IEEE 1588相关标准 337

6.5.7 ISA100相关标准 338

6.5.8 ZigBee联盟标准 339

6.5.9 LETF相关标准 340

6.5.10 OGC OpenGIS相关标准 342

本章小结 343

参考文献 343

第7章 无线传感器网络典型应用 345

7.1引言 346

7.2无线传感器网络在军事方面的应用 346

7.2.1 REMBASS系列 347

7.2.2网络中心战 348

7.3无线传感器网络在围界防入侵方面的应用 349

7.4无线传感器网络在工业监控方面的应用 350

7.5无线传感器网络在环境监测方面的应用 351

7.5.1水文水质环境监测 352

7.5.2泥石流监测 354

7.5.3 CitySense城市监测系统 354

7.6无线传感器网络在农业方面的应用 355

7.7无线传感器网络在智能电网方面的应用 359

7.8无线传感器网络在智能交通方面的应用 361

7.9无线传感器网络在医疗方面的应用 363

本章小结 364

参考文献 364

第8章 前沿探讨 367

8.1引言 368

8.2基于信息驱动的感知技术 368

8.3海量数据处理技术 372

8.3.1基于海量数据的协同网络架构 372

8.3.2海量数据的存储与管理 373

8.3.3海量数据的知识获取 375

8.4具有能量意识的网络技术 376

8.5其他前沿技术 378

8.5.1新型能量供应技术 378

8.5.2绿色传感器技术 379

本章小结 379

参考文献 379

附录A思考题 381

附录B 简略符号注释表 385