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第1章 无线传感器网络概述1

1.1无线传感器网络概况2

1.1.1无线传感器网络基础2

1.1.2物联网与无线传感器网络7

1.2无线传感器网络的应用领域10

1.2.1无线传感器网络在军事领域中的应用10

1.2.2无线传感器网络在工业领域中的应用11

1.2.3无线传感器网络在农业领域中的应用11

1.2.4无线传感器网络在智能电网领域中的应用11

1.2.5无线传感器网络在医疗领域中的应用12

1.3无线传感器网络的特点12

1.3.1系统特点12

1.3.2技术特点14

1.4无线传感器网络设计要点17

1.4.1设计依据17

1.4.2网络拓扑19

1.4.3应用服务21

1.5无线传感器网络技术体系22

1.5.1无线传感器网络技术组成22

1.5.2网络与通信技术23

1.5.3管理技术25

1.5.4协同信息处理技术26

1.6当前各国无线传感器网络的发展战略和研究现状27

1.6.1发展战略27

1.6.2研究现状31

本章小结35

参考文献35

第2章 无线传感器网络软/硬件设计与测试39

2.1引言40

2.2无线传感器网络节点硬件设计40

2.2.1传感节点41

2.2.2网关和汇聚节点设计46

2.2.3典型节点47

2.2.4节点产业化技术52

2.3无线传感器网络节点软件技术54

2.3.1软件架构54

2.3.2中间件56

2.3.3操作系统61

2.4无线传感器网络测试平台技术67

2.4.1仿真测试67

2.4.2物理测试72

本章小结79

参考文献79

第3章 无线传感器网络通信与网络技术83

3.1引言84

3.2物理层84

3.2.1物理层概述84

3.2.2链路特性85

3.2.3物理层设计96

3.2.4低速物理层99

3.2.5中高速物理层102

3.3数据链路层103

3.3.1数据链路层概述103

3.3.2 MAC概述104

3.3.3基于竞争的MAC协议106

3.3.4基于调度的MAC协议113

3.3.5混合式MAC协议119

3.3.6数据链路层协议122

3.3.7链路质量估计与建模124

3.4拓扑控制129

3.4.1拓扑控制概述129

3.4.2功率控制130

3.4.3层次型拓扑控制132

3.4.4结构自适应拓扑控制135

3.5路由协议136

3.5.1路由协议概述137

3.5.2传统路由协议138

3.5.3数据中心路由协议141

3.5.4地理位置路由协议142

3.5.5可靠路由协议147

3.5.6机会路由149

3.6与IPv6互连153

3.6.1 WSN与IPv6网络互连的可能性153

3.6.2 WSN与IPv6网络互连的方式154

3.6.3 WSN与IPv6网络互连需要解决的问题158

3.7覆盖技术159

3.7.1覆盖概述159

3.7.2覆盖基本概念159

3.7.3覆盖模型162

3.7.4覆盖指标165

3.7.5覆盖算法168

本章小结172

参考文献172

第4章 无线传感器网络管理技术181

4.1引言182

4.2时间同步技术182

4.2.1时问同步概述182

4.2.2节点时钟概述184

4.2.3同步信息传输延时分析185

4.2.4同步算法186

4.2.5同步模型参数的估计191

4.3定位技术194

4.3.1定位技术概述194

4.3.2源定位算法195

4.3.3节点自定位204

4.3.4匹配定位208

4.3.5典型定位系统实例210

4.4安全技术214

4.4.1安全问题概述215

4.4.2安全性分析216

4.4.3安全协议219

4.4.4安全定位222

4.5数据管理技术231

4.5.1数据管理技术概述231

4.5.2系统结构231

4.5.3数据模式233

4.5.4数据存储与索引技术234

4.5.5查询处理技术239

本章小结240

参考文献240

第5章 无线传感器网络协同信息处理技术249

5.1引言250

5.2信号特征提取与选择251

5.2.1信号特征提取与选择概述251

5.2.2特征提取技术252

5.2.3特征选择技术254

5.2.4声震信号的特征提取与选择256

5.3模式识别与分类261

5.3.1模式识别与分类概述261

5.3.2传统模式识别算法263

5.3.3基于模糊推理的分类算法266

5.4协同感知方法270

5.4.1协同信息感知方法概述270

5.4.2协同感知理论基础271

5.4.3同构协同感知275

5.4.4异构协同感知280

5.4.5协同感知算法案例283

5.4.6面向WSN的协同感知体系架构284

5.5目标跟踪技术285

5.5.1目标跟踪技术概述285

5.5.2跟踪滤波技术287

5.5.3数据关联技术293

5.5.4跟踪系统辅助技术297

5.6面向协同信息处理的QoS体系303

5.6.1 QoS指标体系概述303

5.6.2 QoS体系设计303

本章小结307

参考文献307

第6章 无线传感器网络技术标准313

6.1引言314

6.2国内标准315

6.3无线传感器网络标准工作组316

6.3.1 WGSN工作组简介316

6.3.2 WGSN标准框架319

6.4 ISO/IEC JTC1 WG7标准323

6.4.1 ISO/IEC JTC1 WG7标准工作组简介323

6.4.2 ISO/IEC JTC1 WG7标准框架324

6.5无线传感器网络相关标准327

6.5.1 ISO系列相关标准327

6.5.2 IEC系列相关标准330

6.5.3 ITU-T系列相关标准332

6.5.4 IEEE 802.15系列相关标准333

6.5.5 IEEE 1451系列相关标准335

6.5.6 IEEE 1588相关标准337

6.5.7 ISA100相关标准338

6.5.8 ZigBee联盟标准339

6.5.9 LETF相关标准340

6.5.10 OGC OpenGIS相关标准342

本章小结343

参考文献343

第7章 无线传感器网络典型应用345

7.1引言346

7.2无线传感器网络在军事方面的应用346

7.2.1 REMBASS系列347

7.2.2网络中心战348

7.3无线传感器网络在围界防入侵方面的应用349

7.4无线传感器网络在工业监控方面的应用350

7.5无线传感器网络在环境监测方面的应用351

7.5.1水文水质环境监测352

7.5.2泥石流监测354

7.5.3 CitySense城市监测系统354

7.6无线传感器网络在农业方面的应用355

7.7无线传感器网络在智能电网方面的应用359

7.8无线传感器网络在智能交通方面的应用361

7.9无线传感器网络在医疗方面的应用363

本章小结364

参考文献364

第8章 前沿探讨367

8.1引言368

8.2基于信息驱动的感知技术368

8.3海量数据处理技术372

8.3.1基于海量数据的协同网络架构372

8.3.2海量数据的存储与管理373

8.3.3海量数据的知识获取375

8.4具有能量意识的网络技术376

8.5其他前沿技术378

8.5.1新型能量供应技术378

8.5.2绿色传感器技术379

本章小结379

参考文献379

附录A思考题381

附录B 简略符号注释表385