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第1章 无线传感器网络概述 1

1.1 无线传感器网络的基本概念与体系结构 1

1.2 无线传感器网络的特点 2

1.3 无线传感器节点 4

1.4 无线传感器网络协议栈 7

1.5 无线传感器网络的应用领域 8

1.6 无线传感器网络的发展历史 11

1.7 无线传感器网络面临的挑战 13

习题1 14

第2章 无线传感器网络关键技术 15

2.1 物理层关键技术 15

2.2 信道接入技术 17

2.2.1 信道接入技术概述 17

2.2.2 典型的无线传感器网络MAC协议 18

2.3 无线传感器网络路由技术 22

2.3.1 无线传感器网络路由技术概述 22

2.3.2 典型的无线传感器网络路由协议 23

2.4 无线传感器网络拓扑控制技术 27

2.4.1 拓扑控制技术概述 27

2.4.2 典型的拓扑控制协议 29

2.5 无线传感器网络覆盖技术 33

2.5.1 无线传感器网络覆盖技术概述 33

2.5.2 典型的无线传感器网络覆盖算法与协议 36

2.6 无线传感器网络的数据融合技术 41

2.6.1 数据融合技术概述 41

2.6.2 典型的数据融合算法 42

2.7 无线传感器网络定位技术 45

2.7.1 定位基本术语 45

2.7.2 常见的测距方法 46

2.7.3 节点位置估算方法 47

2.7.4 典型的无线传感器网络定位方法 50

2.8 无线传感器网络时间同步技术 52

2.8.1 传感器节点的时间模型 53

2.8.2 时间同步消息传递中的时间延迟 54

2.8.3 节点时间校正的几项基本技术 55

2.8.4 经典的无线传感器网络时间同步算法 57

2.9 通信标准 61

2.9.1 IEEE 802.15.4 标准 61

2.9.2 ZigBee标准 66

习题2 72

第3章 无线传感器网络操作系统 73

3.1 操作系统概述 73

3.1.1 操作系统的设计难点 73

3.1.2 操作系统的设计目标 74

3.2 热点技术介绍 75

3.3 TinyOS简介 76

3.3.1 TinyOS的安装 76

3.3.2 TinyOS的卸载 83

3.3.3 TinyOS的图形界面 83

习题3 85

第4章 无线传感器网络数据管理技术 86

4.1 无线传感器网络数据管理的基本概念 86

4.1.1 以数据为中心的无线传感器网络数据库 86

4.1.2 无线传感器网络数据管理系统的特殊性及设计目标 87

4.1.3 无线传感器网络数据管理技术研究热点 90

4.2 无线传感器网络数据管理的关键技术 90

4.2.1 无线传感器网络数据存储结构 90

4.2.2 数据查询处理技术 93

4.2.3 数据压缩和融合技术 97

4.3 现有传感器网络数据管理系统介绍 102

习题4 107

第5章 无线传感器网络中间件技术 109

5.1 无线传感器网络中间件技术概述 109

5.2 无线传感器网络中间件的复杂性问题 111

5.3 典型的无线传感器网络中间件 113

5.3.1 Impala 113

5.3.2 COUGAR和TinyDB 116

5.3.3 DisWare和MeshIDE 119

习题5 123

第6章 无线传感器网络安全 124

6.1 无线传感器网络安全问题概述 124

6.1.1 安全需求 124

6.1.2 攻击与威胁 125

6.1.3 安全框架 129

6.2 无线传感器网络中的密码学理论 130

6.2.1 加密算法 131

6.2.2 密钥管理 133

6.2.3 安全协议 135

6.3 无线传感器网络安全防护技术 136

6.3.1 认证和访问控制技术 136

6.3.2 安全通信与安全路由技术 138

6.3.3 安全定位与时钟同步技术 139

6.3.4 入侵检测、容侵容错技术 139

6.4 无线传感器网络发展和安全趋势 140

习题6 141

第7章 无线传感器网络接入技术 142

7.1 基于无线传感器网络的多网络融合系统结构 142

7.1.1 传统无线传感器网络体系结构 142

7.1.2 基于无线传感器网络的多网融合体系结构 144

7.2 多种无线传感器网络接入技术的比较 145

7.2.1 现有接入技术概述 145

7.2.2 面向以太网的无线传感器网络接入技术 148

7.2.3 面向无线局域网的无线传感器网络接入技术 154

7.2.4 面向移动通信网的无线传感器网络接入技术 157

7.3 多网络融合网关硬件设计 159

7.3.1 多网络融合网关硬件总体结构设计 159

7.3.2 网关设备通信模块设计 162

7.4 多网络融合网关的数据传输方式 167

7.4.1 多网络融合网关与无线传感器网络节点的数据传输 167

7.4.2 多网络融合网关接入外部基础设施网络的实现 172

习题7 173

第8章 无线多媒体传感器网络 174

8.1 从无线传感器网络到无线多媒体传感器网络 174

8.2 无线多媒体传感器网络的体系结构 175

8.2.1 网络组成 175

8.2.2 通信协议架构 176

8.3 覆盖优化 177

8.3.1 覆盖优化简介 177

8.3.2 覆盖优化问题 179

8.3.3 覆盖优化方法 179

8.4 视频编码 181

8.4.1 视频编码简介 181

8.4.2 经典的视频编码方法 182

8.4.3 分布式视频编码 183

8.5 视频传输 184

8.5.1 视频传输简介 184

8.5.2 基于分层协议的视频传输 185

8.5.3 基于跨层协作的视频传输 185

8.5.4 视频传输方案举例 186

习题8 187

第9章 无线传感器网络的应用 188

9.1 基于无线传感器网络的医疗健康护理系统 188

9.1.1 基于无线传感器网络的医疗健康护理系统架构 188

9.1.2 可穿戴UbiCell医疗传感器节点 189

9.1.3 面向医疗健康护理应用的网关节点 189

9.1.4 医疗健康护理基站软件系统 189

9.1.5 医疗健康护理移动终端（PDA）软件系统 192

9.2 基于无线传感器网络的智能家居系统 194

9.2.1 智能家居系统概述 194

9.2.2 智能家居系统实现流程 194

9.2.3 基于无线传感器网络的智能家居应用 195

9.3 基于无线传感器网络的智能交通系统 197

9.3.1 智能交通概述 197

9.3.2 智能交通系统介绍 198

9.3.3 车流量监测节点 200

9.3.4 汇聚节点 201

9.3.5 后台处理系统 203

习题9 204

参考文献 205