无线传感器网络关键技术的研究与应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1．1 引言 1

1．2 传感器网络研究的主要内容 2

1．2．1 传感器网络节点 2

1．2．2 传感器网络的节点定位技术 3

1．2．3 传感器网络的安全技术 3

1．3 国内外传感器网络研究的状况 4

1．3．1 军事领域的研究进展情况 4

1．3．2 民用领域的研究进展情况 5

1．3．3 学术界的研究进展情况 6

1．4 传感器网络性能仿真评估技术 7

1．4．1 NS仿真软件 8

1．4．2 GloMoSim仿真软件 8

第2章 无线传感器网络节点技术的研究 10

2．1 引言 10

2．2 无线传感器网络节点技术简介 10

2．2．1 Mica系列节点 10

2．2．2 兼容节点 11

2．2．3 商用微传感器节点 12

2．3 传感器节点的硬件体系结构 12

2．3．1 处理器模块的设计 13

2．3．2 无线通信模块的设计 14

2．3．3 传感器模块的设计 16

2．3．4 定位模块的设计 16

2．3．5 能量供应模块的设计 18

2．3．6 外部接口的设计 18

2．4 传感器节点的软件体系结构 19

2．4．1 TinyOS总体架构和特点分析 20

2．4．2 TinyOS任务调度机制 20

2．4．3 TinyOS中的硬件驱动 21

2．4．4 Nesc开发语言 23

第3章 无线传感器网络路由技术 25

3．1 无线传感器网络路由算法的分类 25

3．1．1 主动路由和被动路由 26

3．1．2 平面路由和分簇路由 26

3．2 无线传感器网络路由算法的设计要求 28

3．3 平面路由与层次路由 30

3．3．1 平面路由协议 31

3．3．2 蚁群算法的定向洪泛（DFlooding）协议 32

3．3．3 LEACH和DCHS、PEGASIS 34

3．3．4 LEACH-C和LEACH-F 36

3．3．5 TEEN 37

3．3．6 HEED 37

3．3．7 ACE 38

3．3．8 EEUC 39

3．3．9 平面路由与层次路由协议的比较 39

3．4 其他路由协议 41

3．4．1 能量感知路由协议 41

3．4．2 基于查询的路由协议 43

3．4．3 基于地理位置信息的路由协议 46

3．4．4 可靠路由协议 49

3．5 本章小结 50

第4章 MAC协议 52

4．1 概述 52

4．2 基于竞争的MAC协议 54

4．2．1 IEEE 802.11 MAC层协议 55

4．2．2 S-MAC协议 57

4．2．3 T-MAC协议 60

4．2．4 B-MAC协议 62

4．3 基于调度的MAC协议 64

4．3．1 基于分簇网络的MAC协议（Cluster-Based MAC） 65

4．3．2 TRAMA协议 65

4．3．3 DMAC 68

4．3．4 LMAC 71

4．3．5 ArDeZ 72

4．4 混合MAC协议 73

4．4．1 Z-MAC协议 73

4．4．2 Funneling-MAC协议 75

4．5 跨层设计MAC协议 75

4．5．1 AIMRP 76

4．5．2 SARA-M协议 76

4．6 本章小结 77

第5章 无线传感器网络定位技术 78

5．1 引言 78

5．2 和距离无关的定位算法 79

5．2．1 Centroid算法 79

5．2．2 DV-Hop算法 79

5．2．3 APIT算法 80

5．2．4 Amorphous算法 81

5．3 和距离相关的定位算法 82

5．3．1 APS 83

5．3．2 AHLoS 83

5．3．3 三边测量法 83

5．3．4 三边测量法分析 84

5．3．5 循环三边组合测量法 85

5．3．6 改进的循环三边测量法 87

5．4 基于圆形的循环三边测量法 89

5．4．1 权重三角形选择技术的研究 89

5．4．2 基于圆形选择技术的循环三边组合测量法 93

5．5 算法分析与仿真 94

5．5．1 算法复杂性分析 94

5．5．2 性能仿真分析 94

5．6 本章小结 96

第6章 安全技术 97

6．1 概述 97

6．2 传感器安全分析 100

6．2．1 物理层的攻击与防御 101

6．2．2 链路层的攻击与防御 102

6．2．3 网络层的攻击与防御 102

6．3 WSN网络安全框架协议SPINS 105

6．3．1 网络加密协议SNEP 105

6．3．2 基于时间的高效容忍丢包的流认证协议μTESLA 108

6．3．3 SPINS协议的实现问题 111

6．4 密钥管理技术 113

6．4．1 基于密钥池的密钥预分配方法 114

6．4．2 基于多项式计算的密钥预分配方法 116

6．4．3 LBPKD密钥管理方法 117

6．4．4 LBPKD性能的数学分析 118

6．4．5 LBPKD性能的仿真分析 123

6．5 本章小结 124

参考文献 125