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第1章 无线传感器网络基础知识 1

1.1无线传感器网络的概念与特点 1

1.1.1无线传感器网络的概念 1

1.1.2无线传感器网络的特点 2

1.2无线传感器网络的发展 2

1.2.1无线传感器网络的发展阶段 2

1.2.2无线传感器网络技术发展背景 3

1.3无线传感器网络结构 5

1.3.1无线传感器网络的体系结构 5

1.3.2无线传感器网络的节点结构 5

1.3.3无线传感器网络应用系统结构 6

1.3.4无线传感器网络通信体系结构 7

1.4无线传感器网络的应用及关键技术 8

1.4.1 WSN的应用 8

1.4.2无线传感器网络的关键技术 10

1.4.3无线传感器网络的未来发展 12

练习题 13

第2章 无线传感器网络的协议规范 14

2.1 IEEE 802.15.4标准 14

2.1.1 IEEE 802.15.4标准概述 14

2.1.2 IEEE 802.15.4网络简介 15

2.1.3 IEEE 802.15.4网络协议栈 16

2.1.4 IEEE 802.15.4的安全服务 23

2.2 ZigBee协议规范 23

2.2.1 ZigBee协议概述 23

2.2.2 ZigBee协议栈体系结构及规范 24

2.2.3基于ZigBee的WPAN网络配置应用 27

2.3无线传感器网络路由协议 30

2.3.1无线传感器网络路由协议的性能指标 30

2.3.2无线传感器网络路由协议的分类 31

2.3.3广播式路由协议 32

2.3.4坐标式路由协议 33

2.3.5分簇式路由协议 34

2.3.6无线传感器网络路由协议比较 35

练习题 36

第3章 传感器及检测技术 37

3.1传感器 37

3.1.1传感器概述 37

3.1.2传感器的分类 37

3.1.3传感器的性能指标 39

3.1.4传感器的组成和结构 40

3.2检测技术基础 41

3.2.1检测系统概述 41

3.2.2检测技术的分类 42

3.2.3检测系统的组成 43

3.3典型传感器简介 44

3.3.1磁检测传感器 44

3.3.2光照传感器 45

3.3.3红外对射传感器 46

3.3.4红外反射传感器 47

3.3.5结露传感器 47

3.3.6酒精传感器 48

3.3.7人体检测传感器 49

3.3.8振动检测传感器 49

3.3.9声响检测传感器 50

3.3.10温湿度传感器 51

3.3.11烟雾传感器 55

3.4智能检测系统 56

3.4.1智能检测系统的组成及类型 56

3.4.2智能检测系统的设计 57

3.4.3智能传感器技术 58

练习题 60

第4章 射频识别技术 62

4.1射频识别技术概述 62

4.1.1射频识别 62

4.1.2 RFID技术分类及标准 63

4.1.3 RFID技术标准 67

4.2 RFID系统的组成 68

4.2.1 RFID系统的工作原理及组成 68

4.2.2 RFID系统中的软件组件 69

4.3几种常见的RFID系统 71

4.3.1电感耦合RFID系统 71

4.3.2反向散射耦合RFID系统 72

4.4 RFID中间件技术 74

4.4.1 RFID中间件的组成及功能特点 75

4.4.2 RFID中间件体系结构 76

4.5 RFID典型模块应用及实训 78

4.5.1 RFID的TX 125系列射频读卡模块 78

4.5.2 RFID读卡的应用 82

练习题 84

第5章 无线传感器网络通信技术 87

5.1蓝牙技术 87

5.1.1蓝牙技术概述 87

5.1.2蓝牙协议栈体系结构 87

5.1.3蓝牙网关 91

5.1.4蓝牙系统的结构及组成 91

5.1.5蓝牙配对实践 93

5.2 GPRS技术 96

5.2.1 GPRS概述 96

5.2.2 GPRS无线通信实践 97

5.3 ZigBee技术 102

5.3.1 ZigBee技术概述 102

5.3.2基于ZigBee技术的烟雾传感器应用实践 104

5.4 WiFi技术 114

5.4.1 WiFi技术的概念 114

5.4.2 WiFi网络结构和原理 114

5.5无线自组织网络技术 116

5.5.1 Ad Hoc网络的基本概念 116

5.5.2 Ad Hoc网络的体系结构 117

5.5.3 Ad Hoc网络的应用 119

练习题 120

第6章 无线传感器网络开发环境的构建及应用实践 123

6.1无线传感器网络操作系统概述 123

6.2 TinyOS操作系统 123

6.2.1 Ubuntu下TinyOS2.x环境的搭建 124

6.2.2 NesC语言和TinyOS的组件 126

6.3无线传感器网络实验平台 133

6.3.1无线传感器网络实验平台简介 133

6.3.2 TinyOS操作系统在无线传感器网络中的应用实践 135

练习题 165

第7章 无线传感器网络的节点定位技术 166

7.1节点定位技术简介 166

7.1.1节点定位的几个基本概念 166

7.1.2节点定位技术基本原理 167

7.2无线传感器网络自身定位技术 170

7.2.1无线传感器网络节点定位算法的分类 170

7.2.2无线传感器网络自身定位系统和算法 171

7.3无线传感器网络跟踪技术 174

7.4无线传感器网络时间同步技术 176

7.4.1时间同步模型 176

7.4.2时间同步算法与性能对比分析 177

7.5无线传感器网络测距技术 180

7.5.1基于距离的定位技术 180

7.5.2与距离无关的定位算法 182

练习题 185

第8章 无线传感器网络拓扑控制与覆盖技术 186

8.1无线传感器网络拓扑控制技术 186

8.1.1拓扑控制技术概述 186

8.1.2拓扑控制的设计目标 186

8.1.3拓扑控制的研究方法 187

8.1.4功率控制技术 188

8.1.5典型的功率控制协议与算法 189

8.1.6拓扑控制中的休眠调度技术 193

8.2无线传感器网络覆盖技术 195

8.2.1无线传感器网络覆盖算法基础 195

8.2.2无线传感器网络覆盖算法分类 197

8.2.3典型的无线传感器网络覆盖算法与协议 199

练习题 202

第9章 无线传感器网络的安全技术 204

9.1无线传感器网络安全问题概述 204

9.1.1传感网安全分析 204

9.1.2传感网的安全性目标 205

9.1.3传感网安全策略 207

9.1.4跨层的安全框架 208

9.2无线传感器网络协议栈的安全 209

9.2.1物理层的攻击与安全策略 210

9.2.2链路层的攻击与安全策略 211

9.2.3网络层的攻击与安全策略 211

9.2.4传输层和应用层的安全策略 212

9.3无线传感器网络密钥管理 212

9.3.1密钥管理的安全需求 213

9.3.2密钥管理方案的分类 213

9.3.3密钥管理的评估指标 214

9.3.4密钥管理方案典型案例分析 215

9.4拒绝服务（DoS）攻击原理及防御技术 221

9.4.1 DoS攻击原理 221

9.4.2 DoS攻击属性 224

9.4.3预防DoS攻击的策略 227

9.5无线传感器网络的安全路由 228

9.5.1无线传感器网络几种典型路由协议的安全性分析 228

9.5.2无线传感器网络安全路由协议 230

练习题 231

第10章 无线传感器网络中间件技术 232

10.1无线传感器中间件体系结构及功能 232

10.1.1通用的中间件的定义 232

10.1.2无线传感器网络中间件体系 233

10.1.3无线传感器网络中间件设计方法 235

10.2基于Agent的无线传感器网络中间件DisWare 237

10.2.1 DisWare体系结构 238

10.2.2 DisWare中间件 239

10.3 DisWare中间件平台软件MeshIDE 240

10.3.1无线传感器网络集成开发平台MeshIDE概述 240

10.3.2无线传感器网络集成开发平台MeshIDE for TinyOS 241

10.4无线多媒体传感器网络中间件技术 244

10.4.1无线多媒体传感器网络概述 244

10.4.2无线多媒体传感器网络中间件的特点 244

10.4.3基于Agent的无线多媒体传感器网络中间件体系结构 245

10.5支持多应用任务的WSN中间件的设计 247

10.5.1多应用任务的WSN中间件系统架构设计 247

10.5.2多应用任务的WSN中间件系统实现 248

练习题 251

第11章 无线传感器网络数据融合与管理技术 252

11.1无线传感器网络的数据融合概述 252

11.1.1无线传感器网络中的数据融合 252

11.1.2无线传感器网络中数据融合的层次结构 253

11.1.3基于信息抽象层次的数据融合模型 253

11.2无线传感器网络的数据融合技术与算法 254

11.2.1传感器网络数据传输及融合技术 254

11.2.2多传感器数据融合算法 259

11.2.3传感器网络数据融合路由算法 261

11.3无线传感器网络数据管理技术 263

11.3.1传感器网络中的数据管理概述 263

11.3.2无线传感器网络数据管理的关键技术 264

11.4基于策略和代理的无线传感器网络数据管理架构 269

11.5现有传感器网络数据管理系统简介 271

11.6无线传感器网络数据管理系统DisWareDM 273

11.6.1 DisWareDM无线传感器网络数据管理概述 273

11.6.2 DisWareDM整体功能和系统结构设计 274

练习题 277

第12章 无线传感器网络应用系统典型案例详解 278

12.1基于无线传感器网络的远程医疗监护系统设计 278

12.1.1无线传感器网络的远程医疗监护系统概述 278

12.1.2无线传感器网络的远程医疗监护系统硬件设计 280

12.1.3无线监护传感器节点的底层代码设计 288

12.2基于无线传感器网络的光强环境监测系统设计 297

12.2.1环境监测系统需求分析 297

12.2.2系统结构体系设计 298

12.2.3系统功能模块设计 299

12.2.4系统实现 301

练习题 308

参考文献 309