第1章 绪论 1
1.1 传感器节点结构 1
1.1.1 传感器节点特点 2
1.1.2 软件系统 3
1.2 传感器网络结构和协议栈 3
1.2.1 传感器网络结构 3
1.2.2 传感器网络协议栈 4
1.3 标准协议 6
1.4 传感器网络特征及应用 7
1.4.1 传感器网络特征 7
1.4.2 传感器网络应用 8
1.5 本书结构安排 10
参考文献 11
第2章 Contiki操作系统 12
2.1 概述 12
2.2 特点 12
2.3 安装 14
2.3.1 ubuntu系统下Contiki安装 14
2.3.2 Windows系统下Contiki安装 15
2.3.3 Cooia仿真工具 16
2.4 Contiki目录结构 17
2.5 Contiki操作系统运行原理 20
2.5.1 Protothread 21
2.5.2 进程控制块 21
2.5.3 进程调度 22
2.5.4 事件调度 24
2.5.5 定时器 26
2.6 Cooia仿真工具举例 27
参考文献 32
第3章 应用层协议 33
3.1 信源编码 33
3.1.1 Sensor LZW 33
3.1.2 分布式源编码机制 34
3.2 查询处理 35
3.2.1 查询描述方法 36
3.2.2 数据融合 40
3.3 数据管理系统 41
3.3.1 Cougar 43
3.3.2 TinyDB 43
3.3.3 Antelope 44
3.4 网络管理 45
3.4.1 MANNA体系结构 47
3.4.2 SNMS体系结构 48
参考文献 49
第4章 运输层协议 51
4.1 RMST协议 51
4.2 CODA协议 53
4.2.1 基于接收者的拥塞检测 54
4.2.2 开放环逐跳反压 54
4.2.3 封闭环多源调整 55
4.3 PSFQ协议 55
4.3.1 注入操作 55
4.3.2 提取操作 56
4.3.3 状态报告 57
4.4 GARUDA协议 57
4.4.1 单个／首个分组传输机制 58
4.4.2 核心节点构造 59
4.4.3 两阶段丢包恢复机制 59
参考文献 60
第5章 网络层协议 62
5.1 数据为中心平面结构路由协议 62
5.1.1 洪泛机制 63
5.1.2 闲聊路由 64
5.1.3 SPIN协议 64
5.1.4 定向扩散 66
5.1.5 谣传路由 67
5.2 位置感知路由协议 68
5.2.1 MECN协议 69
5.2.2 有损链路位置转发机制 70
5.2.3 GAF协议 72
5.2.4 GEAR协议 73
5.3 基于QoS的路由协议 74
5.3.1 SAR协议 74
5.3.2 SPEED协议 75
5.4 层次化路由协议 77
5.4.1 LEACH协议 77
5.4.2 PEGASIS协议 79
参考文献 81
第6章 数据链路层协议 83
6.1 CSMA机制 83
6.2 基于竞争的MAC协议 86
6.2.1 S-MAC协议 87
6.2.2 B-MAC协议 91
6.3 基于预约的MAC协议 93
6.4 混合MAC协议 96
参考文献 99
第7章 物理层 101
7.1 无线通信系统组成 101
7.2 信源编码 102
7.2.1 模拟数据数字化 102
7.2.2 脉码调制和增量调制 102
7.3 信道编码 103
7.3.1 信道类型 105
7.3.2 信道信息传输 106
7.3.3 差错检测与纠正 106
7.4 调制 106
7.4.1 调制类型 106
7.4.2 模拟幅度调制 107
7.4.3 数字调制 108
参考文献 112
第8章 定位技术 113
8.1 测距技术 113
8.1.1 到达时间ToA 113
8.1.2 到达时间差TDoA 114
8.1.3 到达角度AoA 114
8.1.4 接收信号强度 115
8.2 基于距离的定位 115
8.2.1 三边测量法 115
8.2.2 三角测量法 115
8.2.3 迭代多边定位和协作多边定位 116
8.2.4 基于GPS的定位 117
8.3 距离无关定位 118
8.3.1 Ad Hoc定位系统APS 119
8.3.2 APIT 119
参考文献 120
第9章 时钟同步 121
9.1 时钟同步基础 121
9.1.1 同步消息 121
9.1.2 通信时延 123
9.2 时钟同步协议 123
9.2.1 NTP协议 123
9.2.2 TPSN协议 124
9.2.3 RBS协议 126
9.2.4 LTS协议 127
9.2.5 FTSP协议 128
9.2.6 TDP协议 130
9.2.7 Mini-Sync和Tiny-Sync协议 132
参考文献 132
第10章 能量管理 134
10.1 局部能量管理 135
10.1.1 处理器子系统 135
10.1.2 通信子系统 135
10.1.3 总线频率和内存时序 136
10.1.4 活动存储器 136
10.1.5 电源子系统 137
10.2 动态电源管理 138
10.2.1 动态操作模式 138
10.2.2 动态调度 140
10.2.3 节能模式 141
10.3 概念架构 141
参考文献 143
第11章 ZigBee协议 144
11.1 物理层协议 144
11.2 MAC层协议 145
11.2.1 超帧结构 145
11.2.2 MAC层帧结构 146
11.3 网络层协议 149
11.3.1 网络层功能 149
11.3.2 网络拓扑结构 150
11.3.3 数据传播 150
11.4 路由 151
11.4.1 路由代价 151
11.4.2 路由表 151
11.4.3 路由发现 152
11.4.4 路由维护和修复 153
11.4.5 网络层服务 154
11.4.6 网络层分组结构 154
11.5 应用层协议 155
11.5.1 应用层架构 155
11.5.2 应用层帧结构 156
11.6 ZigBee协议安全机制 157
11.6.1 加密 157
11.6.2 授权 158
11.6.3 APS子层安全命令 158
参考文献 159
第12章 6LoWPAN协议 160
12.1 6LoWPAN概述 160
12.2 6LoWPAN网络体系结构 161
12.2.1 6LoWPAN网络的优势 163
12.2.2 6LoWPAN网络的关键技术 163
12.2.3 6LoWPAN网络面临的问题 164
12.2.4 6LoWPAN网络解决方案 164
12.3 6LoWPAN适配层技术 166
12.3.1 6LoWPAN协议栈 166
12.3.2 适配层基本功能 166
12.3.3 适配层数据帧结构 167
12.3.4 适配层分片和重组 168
12.3.5 适配层报头压缩 169
12.3.6 6LoWPAN网络路由 169
12.4 RPL路由协议 172
12.4.1 RPL协议概述 172
12.4.2 RPL协议功能和原理 174
12.4.3 DODAG的构建 174
12.4.4 RPL协议路由过程 175
12.4.5 环路避免和环路检测 177
12.5 CoAP协议 177
12.5.1 CoAP协议栈 178
12.5.2 CoAP协议特点 178
12.5.3 CoAP协议消息类型 179
12.5.4 CoAP协议的URI 180
12.5.5 CoAP协议交互模型 180
12.5.6 CoAP协议安全问题 181
12.5.7 CoAP协议安全模式 181
12.5.8 CoAP协议总结 181
12.6 6LoWPAN网络举例 182
12.6.1 星型网通信仿真 182
12.6.2 多跳网通信仿真 184
12.6.3 CoAP应用仿真 185
参考文献 186