无线传感器网络原理与实践PDF电子书下载

第1章无线传感器网络现状与发展 1

1.1无线传感器网络概述 1

1.1.1无线传感器网络的发展历程 1

1.1.2无线传感器网络基本概念 2

1.1.3无线传感器网络核心技术 5

1.1.4无线传感器网络研究现状及前景 7

1.1.5无线传感器网络的应用领域 8

1.2无线传感器网络与物联网 9

1.2.1物联网的定义 10

1.2.2无线传感器网络与物联网的关系 11

1.2.3物联网的关键技术 12

1.2.4物联网的广阔前景 13

1.3本章小结 4

1.4参考文献 14

第2章无线传感器网络平台搭建与仿真 16

2.1引言 16

2.2无线传感器网络硬件设计 17

2.2.1传感器模块 17

2.2.2处理单元 18

2.2.3无线收发模块与电源 18

2.3无线传感器网络软件设计 19

2.3.1nesC语言 20

2.3.2TinyOS 27

2.4仿真平台 32

2.4.1Tcl语法简介 32

2.4.2OTcl语法简介 37

2.4.3NS无线网络仿真 39

2.4.4进一步阅读 46

2.5本章小结 46

2.6思考题 46

2.7参考文献 47

第3章无线传感器网络的MAC层协议 48

3.1引言 48

3.2竞争类MAC层协议 48

3.2.1SMAC 48

3.2.2TMAC 48

3.2.3总结 53

3.3分配类MAC协议 53

3.3.1GWMAC协议 53

3.3.2TRAMA协议 54

3.3.3总结 58

3.4混合型MAC协议 58

3.4.1PairWise协议 58

3.4.2其他混合型MAC协议 60

3.5IEEE80215AMAC 61

3.5.1PHY层简介 62

3.5.2IEEE802154MAC层协议 63

3.6IEEE802154MAC实现实例 65

3.6.1实例一：MicrochipZigBeeMAC 65

3.6.2实例二：Linux与IEEE 80215481

3.7本章小结 84

3.8思考题 85

3.9参考文献 85

第4章无线传感器网络路由协议 87

4.1概述 87

4.2数据中心路由协议 87

4.2.1泛洪类路由算法 87

4.2.2DD路由算法 91

4.3集群结构路由协议 94

4.3.1LEACH路由协议 95

4.3.2APTEEN路由协议 98

4.4地理位置路由协议 100

4.4.1LAR路由协议 101

4.4.2其他地理位置路由协议 103

4.5LEACH仿真实例 103

4.3.1仿真实现 103

4.5.2仿真关键代码 106

4.6本章小结 108

4.7思考题 108

4.8参考文献 109

第5章无线传感器网络的定位实现 110

5.1引言 110

5.2无线传感器网络节点定位概述 111

5.2.1节点定位的基本概念 111

5.2.2定位算法的分类 111

5.2.3定位算法的性能分析 111

5.2.4节点位置的计算方法 112

5.3基于测距的定位算法 116

5.3.1基于RSSI的定位机制 116

5.3.2基于TOA的定位机制 117

5.3.3基于TDOA的定位机制 117

5.3.4基于AOA的定位机制 118

5.4距离无关的定位算法 118

5.4.1质心定位算法 118

5.4.2凸规划定位算法 119

5.4.3APS算法 120

5.4.4Amorphous定位算法 123

5.4.5APIT定位算法 123

5.4.6SeRLoc定位算法 127

5.4.7MDSMAP定位算法 130

5.5典型的定位系统 131

5.5.1RADAR定位系统 132

5.5.2ActiveBadge定位系统 133

5.5.3ActiveOice定位系统 134

5.5.4Cricket定位系统 135

5.6定位算法的仿真及分析 136

5.6.1网络环境仿真设置 136

5.6.2DVHop定位算法流程 137

5.6.3算法仿真实现及过程 137

5.6.4仿真结果及分析 140

5.7定位系统的设计 141

5.7.1定位系统设计的原则 141

5.7.2定位技术的选择 142

5.7.3节点通信技术选择 142

5.7.4传感器节点设计 143

5.7.5CC2431定位引擎 144

5.7.6定位引擎的使用方法 146

5.7.7定位系统的测试方法 150

5.7.8室内定位系统的误差分析 153

5.7.9扩展定位区域 153

5.8本章小结 153

5.9思考题 154

5.10参考文献 155

第6章无线传感器网络数据融合 156

6.1引言 156

6.2数据融合概述 157

6.2.1数据融合的基本概念 157

6.2.2数据融合分类 157

6.2.3数据融合优势 159

6.2.4常用的数据融合算法 160

6.3无线传感器网络数据融合技术 164

6.3.1无线传感器网络数据融合层次 164

6.3.2路由协议中的数据融合 164

6.3.3无线传感器网络数据融合方法 165

6.4无线传感器网络数据融合算法实现 169

6.4.1数据融合需求 169

6.4.2传统数据融合算法分析 170

6.4.3基于组播树的数据融合算法 171

6.5本章小结 178

6.6思考题 178

6.7参考文献 179

第7章无线传感器网络的安全性 180

7.1无线传感器网络安全问题概述 180

7.2安全性分析 181

7.2.1时间同步的安全性 181

7.2.2网络路由的安全性 188

7.2.3网络密钥管理的安全性 192

7.2.4定位协议的安全性 195

7.2.5数据融合的安全性 198

7.3本章小结 200

7.4思考题 200

7.5参考文献 200

第8章WSN应用实例——ZigBee及智能家电 202

8.1引言 202

8.2ZigBee应用概述 203

8.2.1APS子层 203

8.2.2ZigBee应用框架 204

8.2.3ZigBee寻址 205

8.2.4设备发现与服务发现 206

8.2.5绑定 206

8.2.6消息传递方式 206

8.3ZigBee协议关键细节 207

8.3.1ZigBeeprole 207

8.3.2ZigBee描述符 208

8.3.3ZigBee设备prole 212

8.3.4ZigBee设备对象（ZDO） 213

8.3.5ZigBee2004和ZigBee2006的主要区别 219

8.4智能家电系统 220

8.4.1系统概貌 220

8.4.2无线收发模块 220

8.4.3微处理器模块 223

8.4.4实验代码 225

8.4.5实验结果 228

8.5本章小结 229

8.6思考题 229

8.7参考文献 229

第9章无线传感器网络应用实例——农业监测 230

9.1应用背景概述 230

9.1.1农业监测的意义 230

9.1.2农业监测的发展 231

9.2系统架构 232

9.3系统硬件设计 234

9.3.1传感器节点硬件设计 234

9.3.2Sinkk节点硬件设计 238

9.4 6LOWPAN通信协议的实现 240

9.4.1系统模块和接口 22

9.4.2 6LOWPAN的地址 245

9.4.3 6LoWPAN系统适应层实现 245

9.5 6LOWPANGPRS协议转换网关设计 247

9.6数据中心管理软件的设计 253

9.6.1数据中心通信实现 253

9.6.2GPRS通信规约 254

9.7本章小结 258

9.8思考题 258

9.9参考文献 259

参考答案 260