第1章 无线传感器网络简介 1
1.1 无线传感器网络的基本概念 1
1.2 无线传感器网络的结构 2
1.3 传感器节点的结构 3
1.4 无线传感器网络的特点 4
1.5 无线传感器网络的应用 6
1.6 无线传感器网络的性能指标 8
1.7 无线传感器网络的协议栈 8
1.8 无线传感器网络的关键技术 10
1.9 本章小结 13
第2章 无线传感器网络路由协议综述 14
2.1 无线传感器网络路由协议的特点 14
2.2 无线传感器网络路由协议的性能指标 15
2.3 无线传感器网络路由协议的分类 16
2.4 无线传感器网络平面路由协议 17
2.5 无线传感器网络分簇路由协议 21
2.6 无线传感器网络QoS路由协议 28
2.7 本章小结 34
第3章 非均匀密度的节点部署方案与分簇路由协议 35
3.1 分簇路由协议概述 35
3.1.1 无线传感器网络拓扑结构 35
3.1.2 分簇算法的评价标准 36
3.1.3 分簇算法的分类 37
3.2 节点均匀分布情况下的热区问题 38
3.3 非均匀密度的节点部署方案 39
3.3.1 网络模型 39
3.3.2 相关定义 40
3.3.3 节点部署方案的理论分析 40
3.4 UDNDC路由协议描述 46
3.4.1 簇生成算法 47
3.4.2 簇间转发树的形成 50
3.4.3 数据采集 51
3.4.4 协议分析 51
3.5 仿真实验 52
3.6 本章小结 59
第4章 基于蚁群算法的无线传感器网络QoS路由协议 60
4.1 无线传感器网络QoS路由问题 60
4.2 蚁群算法及其在网络路由中的应用 61
4.2.1 蚁群算法的原理及特点 61
4.2.2 基本蚁群算法的实现过程 63
4.2.3 基本蚁群算法的改进 65
4.2.4 蚁群算法在网络路由中的应用 68
4.3 基于蚁群算法的无线传感器网络QoS路由协议 69
4.3.1 QoS路由网络模型 69
4.3.2 相关术语和定义 70
4.3.3 蚁群算法规则 73
4.3.4 ACQR路由协议描述 76
4.4 协议分析与评价 79
4.4.1 协议分析 79
4.4.2 协议评价 79
4.5 仿真实验 80
4.6 本章小结 82
第5章 基于地理位置的无线传感器网络多播路由协议 83
5.1 多播路由协议概述 83
5.1.1 Internet多播路由协议 83
5.1.2 AdHoc多播路由协议 84
5.1.3 无线传感器网络多播路由协议 85
5.2 GMRP设计 89
5.2.1 网络模型 89
5.2.2 协议的核心思想 89
5.2.3 相关定义 91
5.2.4 多播路由选择算法 93
5.2.5 多播路由的维护 95
5.3 正确性证明和复杂性分析 95
5.4 仿真实验 96
5.5 本章小结 98
第6章 基于小世界特性的异构传感器网络优化路由算法 99
6.1 问题的提出 99
6.2 异构传感器网络的小世界特征分析 100
6.2.1 复杂网络的基本概念 100
6.2.2 复杂网络的基本拓扑模型及性质 101
6.2.3 传感器网络的复杂网络特征分析 106
6.2.4 异构传感器网络的小世界特性分析 107
6.3 小世界特性的异构网络路由算法构建 111
6.3.1 小世界特性异构网络的传输方式和能耗模型 111
6.3.2 基于混合整数规划的异构节点优化部署 115
6.4 小世界特性的分簇异构网络路由算法 124
6.4.1 小世界特性分簇异构网络的提出 124
6.4.2 簇头数目的优化计算 125
6.4.3 分簇异构网络路由算法的构建 127
6.4.4 分簇异构网络路由算法的性能分析 128
6.5 仿真实验与分析 131
6.6 本章小结 136
第7章 传感器网络中自适应汇聚路由算法 137
7.1 问题的提出 137
7.2 传感器网络数据汇聚的研究和发展 138
7.2.1 数据汇聚基础知识 138
7.2.2 数据汇聚路由算法和能耗的相关研究 142
7.3 最小能耗自适应汇聚路由MEAAT的构造算法 146
7.3.1 汇聚网络模型 146
7.3.2 自适应汇聚判断 148
7.3.3 MEAAT汇聚路由算法及性能分析 154
7.4 基于压缩的最小能耗自适应汇聚路由算法 163
7.4.1 第二代小波分解零树编码算法能耗分析 163
7.4.2 MEAAT汇聚路由中压缩性能分析 165
7.4.3 CMEAAT路由算法结构 169
7.5 仿真实验与分析 172
7.6 本章小结 177
第8章 基于动态规划的传感器网络路径选择算法 179
8.1 问题的提出 179
8.2 动态规划模型 180
8.2.1 动态规划的基本原理 180
8.2.2 实际网络的标准化转换 183
8.3 基于动态规划的路由算法 184
8.3.1 最小能耗路由算法 184
8.3.2 基于能量均衡的低能耗路由算法 187
8.3.3 基于最小时延的低能耗路由算法 189
8.4 仿真实验与分析 193
8.5 本章小结 197
第9章 无线传感器网络在现代农业中的应用 198
9.1 智能温室环境监控系统架构 198
9.2 智能温室环境监控系统硬件 199
9.3 智能温室环境监控系统软件 201
9.3.1 智能温室监控系统的Web架构 201
9.3.2 监测数据读取模块 205
9.3.3 传感器管理模块 206
9.4 传感器数据服务 210
9.4.1 传感数据XML文件的定义 210
9.4.2 传感数据JSON文件的定义 211
9.5 智能温室环境监控系统应用实例 212
9.5.1 系统架构 212
9.5.2 系统的功能特点 214
9.5.3 软件平台的二次开发 214
9.6 本章小结 218
第10章 无线传感器网络在智能电网中的应用 219
10.1 智能电网概述 219
10.1.1 智能电网的概念 219
10.1.2 智能电网的特点 220
10.1.3 智能电网中的传感技术 221
10.2 光纤传感技术 221
10.2.1 光纤传感技术的原理 221
10.2.2 全光纤电流传感器 223
10.2.3 光纤电压传感器 225
10.2.4 光纤光栅传感器 229
10.2.5 分布式光纤传感器 231
10.3 无线传感器网络在智能电网中的应用 233
10.3.1 光纤传感在智能电网中的应用领域 233
10.3.2 基于Zigbee技术的传感网 236
10.4 本章小结 237
参考文献 238