第1章 绪论 1
1.1 信息化社会发展的技术趋势 1
1.2 基于无线传感器网络的信息获取 4
1.2.1 信息获取与WSN 4
1.2.2 WSN的发展及特点 7
1.2.3 WSN的主要技术 9
1.3 无线传感器网络监测应用 11
1.3.1 工业无线传感器网络 11
1.3.2 水下无线传感器网络 13
1.3.3 多媒体无线传感器网络 16
参考文献 19
第2章 无线传感器监测网络信息处理 22
2.1 引言 22
2.2 无线传感器监测网络协同信息处理 27
2.2.1 协同信息处理 27
2.2.2 协同信息处理方法 28
2.2.3 协同信息处理研究进展 31
2.3 无线传感器监测网络信息融合技术 33
2.3.1 融合方法主要特征 34
2.3.2 融合方法类型 36
2.4 压缩传感与网络化信息获取 39
2.4.1 压缩传感 39
2.4.2 网络化压缩传感的关键技术 41
2.4.3 网络化压缩传感理论的研究热点 44
参考文献 48
第3章 基于动态组簇策略的协同信息获取 56
3.1 引言 56
3.2 动态组簇 58
3.2.1 背景描述 58
3.2.2 目标定位与运动预测 61
3.2.3 节点加入／退出与动态组簇 62
3.3 局部动态簇协同信息获取算法 63
3.3.1 性能指标函数设计 63
3.3.2 协同信息处理算法 68
3.3.3 信息获取分析 73
3.3.4 协同信息获取算法仿真分析 77
3.4 基于元胞自动机的局部动态组簇方法 83
3.4.1 二维目标跟随元胞自动机模型 83
3.4.2 模型建立 84
3.4.3 目标运动对规则因素影响的表达 86
3.4.4 局部动态元胞簇自组织算法 88
参考文献 94
第4章 基于可重配置策略的传感器信息融合处理 98
4.1 引言 98
4.2 基于可重配置策略的降雨传感器协同模型 99
4.3 降雨传感器的协同控制策略 101
4.3.1 等面积积分型传感器 101
4.3.2 信息量输出的时间间隔拟合预测 104
4.3.3 传感器协同模型 108
4.4 实验与分析 109
参考文献 116
第5章 基于时间序列预测的信息融合 118
5.1 引言 118
5.2 多变量时间序列的相空间重构融合方法 119
5.3 基于平均预测误差最小化的重构参数确定 120
5.3.1 延迟时间T的确定方法 120
5.3.2 嵌入维数m的确定方法 124
5.4 支持向量机模型预测 127
5.5 仿真与分析 128
参考文献 133
第6章 无线传感器监测网络汇聚节点硬件融合算法设计 134
6.1 引言 134
6.2 硬件信息融合算法 135
6.2.1 BP神经网络 135
6.2.2 BP神经网络的可重构性分析 136
6.3 硬件信息融合算法实现 137
6.3.1 数据融合模块的FPGA硬件实现 138
6.3.2 硬件实现方法及其结果 143
6.4 实验与分析 144
6.4.1 实验介绍 144
6.4.2 结果分析 145
参考文献 146
第7章 水环境监测信息处理与无线传感器监测网络 148
7.1 背景 148
7.2 水环境监测技术发展现状 149
7.2.1 水环境遥测技术 149
7.2.2 水环境遥感监测技术现状 154
7.2.3 无线传感器网络在环境监测应用中的研究 160
7.3 基于无线传感器网络的水环境监测信息融合模型 161
7.3.1 水环境监测系统物理架构 162
7.3.2 水环境监测信息处理模式 165
7.3.3 水环境监测信息融合结构 167
7.3.4 水环境监测信息融合功能模型 168
7.4 基于模糊积分的遥感水质监测信息融合 170
7.4.1 模糊积分水质监测模型 171
7.4.2 BPNN水质分类器 172
7.4.3 模糊积分融合方法 174
7.4.4 实验结果与分析 176
参考文献 183
第8章 面向雨情监测的无线传感器网络设计与实现 188
8.1 背景 188
8.1.1 降雨信息监测技术发展现状 188
8.1.2 降雨信息处理技术发展现状 193
8.1.3 存在的问题及其对策 194
8.2 雨情无线传感器网络技术特征 196
8.2.1 基于雨情无线传感器网络的水文自动测报系统 196
8.2.2 雨情无线传感器网络与现有水文自动测报网互联 199
8.2.3 雨情无线传感器网络拓扑控制 200
8.2.4 雨情无线传感器网络数据链路 203
8.2.5 雨情无线传感器网络的网络安全 204
8.3 雨情无线传感器系统总体设计方案 208
8.4 雨情无线传感器网络硬件设计 208
8.4.1 传感器节点硬件设计 208
8.4.2 汇聚节点硬件设计 209
8.4.3 节点操作系统 214
8.5 雨情无线传感器网络的网络协议设计 216
8.5.1 网络协议 216
8.5.2 物理层设计 219
8.5.3 数据链路层设计 219
8.5.4 网络层设计 221
8.5.5 应用层设计 221
8.6 雨情无线传感器网络数据管理 222
8.6.1 雨情无线传感器网络数据管理的系统结构 223
8.6.2 数据模式 224
8.6.3 数据存储与索引 225
8.6.4 分布式查询处理 229
8.7 雨情数据处理系统实现 229
参考文献 231
第9章 面向灌区监测的无线传感器网络设计与实现 235
9.1 背景 235
9.1.1 灌区信息化概述 235
9.1.2 灌区信息化系统的研究现状 237
9.2 灌区监测无线传感器网络的结构和特点 239
9.3 灌区监测无线传感器网络应用系统设计 242
9.3.1 系统结构 242
9.3.2 功能 242
9.4 传感器节点设计 244
9.4.1 低功耗设计 244
9.4.2 传感器节点硬件设计 247
9.4.3 传感器节点软件设计 251
9.4.4 现地信号处理 251
9.5 汇聚节点设计 254
9.6 通信协议 256
9.7 管理节点 257
9.7.1 信息中心软件架构 257
9.7.2 移动终端 259
参考文献 261