无线传感器网络——原理、设计和应用

　本书是关于*传感器网络原理、设计和应用的学术专著，系统阐述了*传感器网络的原理，深入探讨了设计过程和应用实例。本书内容包括，*传感器网络的原理、硬件和嵌入式软件设计、路由策略、汇聚节点位置的优化布局、与IEEE80211b系统的互扰抑制、传感器数据融合与事件检测、安全防御、移动目标的定位与跟踪、面向物流管理的*射频识别与*传感器网络的混合网络、物联网，以及智能家居系统和建筑物消防安全防护。
　　
　　本书面向的主要读者是在校大学生，其次是研究和开发人员。本书也适合任何有兴趣深入了解*传感器网络的读者。
　　
　　译者序
　　
　　原书致谢
　　
　　原书前言
　　
　　第1章绪论
　　
　　1.1*通信技术
　　
　　1.2*传感器网络
　　
　　1.3*传感器网络的应用领域
　　
　　1.4*传感器网络设计与实现中的挑战
　　
　　1.5本书的目标
　　
　　参考文献
　　
　　第2章*传感器网络的原理
　　
　　2.1引言
　　
　　2.2IEEE802.15.4协议和*传感器网络
　　
　　2.2.1开放式系统互联模型和*传感器网络协议栈
　　
　　2.2.2IEEE802.15.4协议概述
　　
　　2.2.3全功能设备和精简功能设备
　　
　　2.2.4IEEE802.15.4协议的拓扑结构
　　
　　2.2.5IEEE802.15.4协议的*系统多路访问
　　
　　2.3使用IEEE802.15.4协议构建*传感器网络
　　
　　2.3.1*信道评估
　　
　　2.3.2网络初始化
　　
　　2.3.3网络构建公告
　　
　　2.3.4监听/启动连接申请
　　
　　2.3.5监听/启动移除申请
　　
　　2.3.6网络命令发送/接收
　　
　　2.3.7数据发送和接收
　　
　　2.3.8时隙和非时隙具有冲突避免的载波侦听多路访问
　　
　　2.3.9IEEE802.15.4协议的数据传输小结
　　
　　2.4ZigBee和*传感器网络
　　
　　2.4.1ZigBee协议栈结构
　　
　　2.4.2ZigBee拓扑结构
　　
　　2.4.3ZigBee地址分配方案
　　
　　2.4.4ZigBee管理机制
　　
　　2.56LoWPAN和*传感器网络
　　
　　2.6小结
　　
　　参考文献
　　
　　第3章*传感器网络的硬件设计
　　
　　3.1通用*传感器网络节点体系结构
　　
　　3.2片上系统和基于组件设计
　　
　　3.3设计准则
　　
　　3.3.1微处理器的选择
　　
　　3.3.2通信设备选择
　　
　　3.3.3传感器设计
　　
　　3.3.4电源设计
　　
　　3.4设计案例
　　
　　3.4.1温度传感器设计
　　
　　3.4.2一氧化碳传感器设计
　　
　　3.4.3传感器节点电路设计
　　
　　3.5电源管理
　　
　　3.6能量捕获
　　
　　3.6.1太阳能捕获单元
　　
　　3.6.2最大功率点跟踪单元
　　
　　3.6.3电源管理单元
　　
　　3.6.4设计案例
　　
　　3.7小结
　　
　　参考文献
　　
　　第4章*传感器网络的嵌入式软件设计
　　
　　4.1引言
　　
　　4.2*传感器网络的嵌入式软件设计
　　
　　4.2.1基于JennicZigBee的应用开发
　　
　　4.2.2基于Contiki6LowPAN的应用开发
　　
　　4.3传感器驱动程序设计
　　
　　4.3.1传感器驱动程序设计一般步骤
　　
　　4.3.2模拟流量传感器驱动程序设计
　　
　　4.3.3数字温度传感器驱动程序设计
　　
　　4.4基于IEEE802.15.4的*传感器网络实现
　　
　　4.5*传感器网络与外部公共网络的桥接
　　
　　4.6小结
　　
　　参考文献
　　
　　第5章*传感器网络中的路由技术
　　
　　5.1引言
　　
　　5.2*传感器网络中的路由协议分类
　　
　　5.2.1平面路由协议
　　
　　5.2.2分层路由协议
　　
　　5.2.3基于地理位置的路由协议
　　
　　5.3Adhoc网络按需距离矢量路由协议
　　
　　5.3.1Adhoc网络按需距离矢量路由协议原理
　　
　　5.3.2Adhoc网络按需距离矢量路由协议的消息格式
　　
　　5.3.3Adhoc网络按需距离矢量路由协议简化版本的实现
　　
　　5.4簇树路由协议
　　
　　5.4.1单簇网络
　　
　　5.4.2多簇网络
　　
　　5.5能量感知路由协议
　　
　　5.6小结
　　
　　参考文献
　　
　　第6章汇聚节点位置的优化布局
　　
　　6.1引言
　　
　　6.2汇聚节点位置布局的挑战
　　
　　6.3汇聚节点位置布局方法的分类
　　
　　6.3.1汇聚节点的静态位置布局
　　
　　6.3.2动态汇聚节点位置布局
　　
　　6.3.3移动汇聚节点位置布局
　　
　　6.4静态多汇聚节点的位置布局优化
　　
　　6.4.1系统假设
　　
　　6.4.2简化路由协议
　　
　　6.4.3能耗模型
　　
　　6.4.4多汇聚节点的位置布局优化
　　
　　6.5位置布局优化问题的求解
　　
　　6.6小结
　　
　　参考文献
　　
　　第7章*传感器网络与IEEE802.11b系统的互扰抑制
　　
　　7.1引言
　　
　　7.2*传感器网络的共存与互扰
　　
　　7.3性能指标
　　
　　7.3.1物理层性能指标
　　
　　7.3.2媒体访问控制层性能指标
　　
　　7.4IEEE802.15.4中的共存机制
　　
　　7.4.1直接序列扩频
　　
　　7.4.2频分多址
　　
　　7.4.3具有冲突避免的载波侦听多路访问
　　
　　7.5IEEE802.11b和IEEE802.15.4间的互扰抑制
　　
　　7.5.1频段分离
　　
　　7.5.2能量互扰和物理分离
　　
　　7.5.3IEEE802.15.4中的互扰抑制建议
　　
　　7.6先进互扰抑制策略
　　
　　7.6.1自适应互扰感知的多信道分簇
　　
　　7.6.2自适应*信道分配
　　
　　7.6.3连续数据传输
　　
　　7.6.4多跳数据传输控制
　　
　　7.7实验研究
　　
　　7.7.1单跳传输
　　
　　7.7.2多跳传输
　　
　　7.8小结
　　
　　参考文献
　　
　　第8章传感器数据融合和事件检测
　　
　　8.1引言
　　
　　8.1.1传感器数据特征
　　
　　8.2传感器数据融合技术
　　
　　8.2.1传感器数据预处理
　　
　　8.2.2传感器数据挖掘
　　
　　8.2.3传感器数据后处理
　　
　　8.3事件检测
　　
　　8.3.1基于阈值的事件检测
　　
　　8.3.2基于时空模式的事件检测
　　
　　8.4具有邻里支持的通用传感器状态模型
　　
　　8.4.1通用传感器状态模型
　　
　　8.4.2邻里支持模型
　　
　　8.5基于传感器状态模型的事件检测
　　
　　8.5.1基于阈值的事件检测
　　
　　8.5.2基于时空模式的事件检测
　　
　　8.6传感器网络数据库
　　
　　8.7小结
　　
　　参考文献
　　
　　第9章*传感器网络安全防御
　　
　　9.1开放式系统互联安全防御的基本概念
　　
　　9.2*传感器网络安全防御的挑战
　　
　　9.3*传感器网络面临的攻击分类
　　
　　9.4ZigBee安全防御服务
　　
　　9.4.1用于ZigBee安全防御的密码学
　　
　　9.4.2ZigBee安全密钥和信任中心
　　
　　9.4.3密钥传输与密钥构建
　　
　　9.5防御拒绝服务攻击的典型策略
　　
　　9.6基于*传感器网络的智能家居系统拒绝服务深攻击的防御
　　
　　9.6.1虚拟家居：拒绝服务攻击监视和防御触发
　　
　　9.6.2远程家居服务器和拒绝服务防御服务器
　　
　　9.6.3虚拟家居：拒绝服务攻击转移机制
　　
　　9.6.4虚拟家居的实现
　　
　　9.7利用虚拟家居防御拒绝服务对智能家居的攻击的实现
　　
　　9.7.1远程家居客户端
　　
　　9.7.2远程家居服务器
　　
　　9.7.3拒绝服务防御服务器
　　
　　9.7.4家居网关
　　
　　9.8测评
　　
　　9.8.1攻击工具
　　
　　9.8.2基于*传感器网络智能家居的拒绝服务深攻击的分析
　　
　　9.8.3家庭网关上拒绝服务深攻击的分析
　　
　　9.9小结
　　
　　参考文献
　　
　　第10章移动目标的定位与跟踪
　　
　　10.1引言
　　
　　10.2距离测定
　　
　　10.2.1接收端信号强度指示
　　
　　10.2.2链路质量指示
　　
　　10.2.3信号到达时间
　　
　　10.2.4信号到达的时间差
　　
　　10.3定位方法
　　
　　10.3.1三角定位法
　　
　　10.3.2指纹定位法
　　
　　10.3.3质心定位法
　　
　　10.4定位准确度的提高
　　
　　10.4.1环境因素的引入
　　
　　10.4.2*信号异常值的消除
　　
　　10.4.3进化优化算法
　　
　　10.5多移动目标跟踪
　　
　　10.6案例研究：地下隧道移动目标跟踪
　　
　　10.7小结
　　
　　参考文献
　　
　　第11章面向物流管理的*射频识别/*传感器网络的混合网络
　　
　　11.1引言
　　
　　11.2*射频识别技术
　　
　　11.2.1*射频识别标签
　　
　　11.2.2*射频识别读取设备
　　
　　11.3*射频识别与传感器的混合网络
　　
　　11.3.1读取式传感器
　　
　　11.3.2标签式传感器
　　
　　11.4通用*射频识别与传感器混合网络体系结构
　　
　　11.5人道救援物流管理可行方案
　　
　　11.6小结
　　
　　参考文献
　　
　　第12章物联网
　　
　　12.1引言
　　
　　12.2物联网的特征与挑战
　　
　　12.3*传感器网络与因特网连接
　　
　　12.3.1前端代理解决方案
　　
　　12.3.2网关解决方案
　　
　　12.3.3TCP/IP解决方案
　　
　　12.4面向服务的物联网体系结构
　　
　　12.4.1传感器服务发布
　　
　　12.4.2本地历史数据库
　　
　　12.4.3传感器域名服务器
　　
　　12.4.4实施方案
　　
　　12.5应急响应物联网的可行实现
　　
　　12.6小结
　　
　　参考文献
　　
　　第13章基于ZigBee的智能家居系统：IndeedNet
　　
　　13.1引言
　　
　　13.2现有智能家居系统的分析
　　
　　13.3智能家居系统体系结构
　　
　　13.4系统实现
　　
　　13.4.1基于ZigBee的智能家居系统的实现
　　
　　13.4.2智能家居网关的实现
　　
　　13.4.3虚拟家居的实现
　　
　　13.4.4智能家居设备开发
　　
　　13.5系统测评
　　
　　13.6结论
　　
　　参考文献
　　
　　第14章建筑物消防安全防护：SafetyNET
　　
　　14.1引言
　　
　　14.2系统架构
　　
　　14.3SafetyNET专用设备
　　
　　14.4移动消防车载网络
　　
　　14.5SafetyNET*传感器网络
　　
　　14.5.1SafetyNET协调器
　　
　　14.5.2SafetyNET路由器
　　
　　14.5.3SafetyNET终端设备
　　
　　14.5.4SafetyNET适配器
　　
　　14.6现场试验
　　
　　14.7小结
　　
　　参考文献
　　
　　第15章结论
　　
　　15.1总结
　　
　　15.2未来发展研究展望
　　
　　参考文献
　　
　　名词术语
　　
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