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第1章 无线传感器网络基础知识1

1.1无线传感器网络的概念与特点1

1.1.1无线传感器网络的概念1

1.1.2无线传感器网络的特点2

1.2无线传感器网络的发展2

1.2.1无线传感器网络的发展阶段2

1.2.2无线传感器网络技术发展背景3

1.3无线传感器网络结构5

1.3.1无线传感器网络的体系结构5

1.3.2无线传感器网络的节点结构5

1.3.3无线传感器网络应用系统结构6

1.3.4无线传感器网络通信体系结构7

1.4无线传感器网络的应用及关键技术8

1.4.1 WSN的应用8

1.4.2无线传感器网络的关键技术10

1.4.3无线传感器网络的未来发展12

练习题13

第2章 无线传感器网络的协议规范14

2.1 IEEE 802.15.4标准14

2.1.1 IEEE 802.15.4标准概述14

2.1.2 IEEE 802.15.4网络简介15

2.1.3 IEEE 802.15.4网络协议栈16

2.1.4 IEEE 802.15.4的安全服务23

2.2 ZigBee协议规范23

2.2.1 ZigBee协议概述23

2.2.2 ZigBee协议栈体系结构及规范24

2.2.3基于ZigBee的WPAN网络配置应用27

2.3无线传感器网络路由协议30

2.3.1无线传感器网络路由协议的性能指标30

2.3.2无线传感器网络路由协议的分类31

2.3.3广播式路由协议32

2.3.4坐标式路由协议33

2.3.5分簇式路由协议34

2.3.6无线传感器网络路由协议比较35

练习题36

第3章 传感器及检测技术37

3.1传感器37

3.1.1传感器概述37

3.1.2传感器的分类37

3.1.3传感器的性能指标39

3.1.4传感器的组成和结构40

3.2检测技术基础41

3.2.1检测系统概述41

3.2.2检测技术的分类42

3.2.3检测系统的组成43

3.3典型传感器简介44

3.3.1磁检测传感器44

3.3.2光照传感器45

3.3.3红外对射传感器46

3.3.4红外反射传感器47

3.3.5结露传感器47

3.3.6酒精传感器48

3.3.7人体检测传感器49

3.3.8振动检测传感器49

3.3.9声响检测传感器50

3.3.10温湿度传感器51

3.3.11烟雾传感器55

3.4智能检测系统56

3.4.1智能检测系统的组成及类型56

3.4.2智能检测系统的设计57

3.4.3智能传感器技术58

练习题60

第4章 射频识别技术62

4.1射频识别技术概述62

4.1.1射频识别62

4.1.2 RFID技术分类及标准63

4.1.3 RFID技术标准67

4.2 RFID系统的组成68

4.2.1 RFID系统的工作原理及组成68

4.2.2 RFID系统中的软件组件69

4.3几种常见的RFID系统71

4.3.1电感耦合RFID系统71

4.3.2反向散射耦合RFID系统72

4.4 RFID中间件技术74

4.4.1 RFID中间件的组成及功能特点75

4.4.2 RFID中间件体系结构76

4.5 RFID典型模块应用及实训78

4.5.1 RFID的TX 125系列射频读卡模块78

4.5.2 RFID读卡的应用82

练习题84

第5章 无线传感器网络通信技术87

5.1蓝牙技术87

5.1.1蓝牙技术概述87

5.1.2蓝牙协议栈体系结构87

5.1.3蓝牙网关91

5.1.4蓝牙系统的结构及组成91

5.1.5蓝牙配对实践93

5.2 GPRS技术96

5.2.1 GPRS概述96

5.2.2 GPRS无线通信实践97

5.3 ZigBee技术102

5.3.1 ZigBee技术概述102

5.3.2基于ZigBee技术的烟雾传感器应用实践104

5.4 WiFi技术114

5.4.1 WiFi技术的概念114

5.4.2 WiFi网络结构和原理114

5.5无线自组织网络技术116

5.5.1 Ad Hoc网络的基本概念116

5.5.2 Ad Hoc网络的体系结构117

5.5.3 Ad Hoc网络的应用119

练习题120

第6章 无线传感器网络开发环境的构建及应用实践123

6.1无线传感器网络操作系统概述123

6.2 TinyOS操作系统123

6.2.1 Ubuntu下TinyOS2.x环境的搭建124

6.2.2 NesC语言和TinyOS的组件126

6.3无线传感器网络实验平台133

6.3.1无线传感器网络实验平台简介133

6.3.2 TinyOS操作系统在无线传感器网络中的应用实践135

练习题165

第7章 无线传感器网络的节点定位技术166

7.1节点定位技术简介166

7.1.1节点定位的几个基本概念166

7.1.2节点定位技术基本原理167

7.2无线传感器网络自身定位技术170

7.2.1无线传感器网络节点定位算法的分类170

7.2.2无线传感器网络自身定位系统和算法171

7.3无线传感器网络跟踪技术174

7.4无线传感器网络时间同步技术176

7.4.1时间同步模型176

7.4.2时间同步算法与性能对比分析177

7.5无线传感器网络测距技术180

7.5.1基于距离的定位技术180

7.5.2与距离无关的定位算法182

练习题185

第8章 无线传感器网络拓扑控制与覆盖技术186

8.1无线传感器网络拓扑控制技术186

8.1.1拓扑控制技术概述186

8.1.2拓扑控制的设计目标186

8.1.3拓扑控制的研究方法187

8.1.4功率控制技术188

8.1.5典型的功率控制协议与算法189

8.1.6拓扑控制中的休眠调度技术193

8.2无线传感器网络覆盖技术195

8.2.1无线传感器网络覆盖算法基础195

8.2.2无线传感器网络覆盖算法分类197

8.2.3典型的无线传感器网络覆盖算法与协议199

练习题202

第9章 无线传感器网络的安全技术204

9.1无线传感器网络安全问题概述204

9.1.1传感网安全分析204

9.1.2传感网的安全性目标205

9.1.3传感网安全策略207

9.1.4跨层的安全框架208

9.2无线传感器网络协议栈的安全209

9.2.1物理层的攻击与安全策略210

9.2.2链路层的攻击与安全策略211

9.2.3网络层的攻击与安全策略211

9.2.4传输层和应用层的安全策略212

9.3无线传感器网络密钥管理212

9.3.1密钥管理的安全需求213

9.3.2密钥管理方案的分类213

9.3.3密钥管理的评估指标214

9.3.4密钥管理方案典型案例分析215

9.4拒绝服务（DoS）攻击原理及防御技术221

9.4.1 DoS攻击原理221

9.4.2 DoS攻击属性224

9.4.3预防DoS攻击的策略227

9.5无线传感器网络的安全路由228

9.5.1无线传感器网络几种典型路由协议的安全性分析228

9.5.2无线传感器网络安全路由协议230

练习题231

第10章 无线传感器网络中间件技术232

10.1无线传感器中间件体系结构及功能232

10.1.1通用的中间件的定义232

10.1.2无线传感器网络中间件体系233

10.1.3无线传感器网络中间件设计方法235

10.2基于Agent的无线传感器网络中间件DisWare237

10.2.1 DisWare体系结构238

10.2.2 DisWare中间件239

10.3 DisWare中间件平台软件MeshIDE240

10.3.1无线传感器网络集成开发平台MeshIDE概述240

10.3.2无线传感器网络集成开发平台MeshIDE for TinyOS241

10.4无线多媒体传感器网络中间件技术244

10.4.1无线多媒体传感器网络概述244

10.4.2无线多媒体传感器网络中间件的特点244

10.4.3基于Agent的无线多媒体传感器网络中间件体系结构245

10.5支持多应用任务的WSN中间件的设计247

10.5.1多应用任务的WSN中间件系统架构设计247

10.5.2多应用任务的WSN中间件系统实现248

练习题251

第11章 无线传感器网络数据融合与管理技术252

11.1无线传感器网络的数据融合概述252

11.1.1无线传感器网络中的数据融合252

11.1.2无线传感器网络中数据融合的层次结构253

11.1.3基于信息抽象层次的数据融合模型253

11.2无线传感器网络的数据融合技术与算法254

11.2.1传感器网络数据传输及融合技术254

11.2.2多传感器数据融合算法259

11.2.3传感器网络数据融合路由算法261

11.3无线传感器网络数据管理技术263

11.3.1传感器网络中的数据管理概述263

11.3.2无线传感器网络数据管理的关键技术264

11.4基于策略和代理的无线传感器网络数据管理架构269

11.5现有传感器网络数据管理系统简介271

11.6无线传感器网络数据管理系统DisWareDM273

11.6.1 DisWareDM无线传感器网络数据管理概述273

11.6.2 DisWareDM整体功能和系统结构设计274

练习题277

第12章 无线传感器网络应用系统典型案例详解278

12.1基于无线传感器网络的远程医疗监护系统设计278

12.1.1无线传感器网络的远程医疗监护系统概述278

12.1.2无线传感器网络的远程医疗监护系统硬件设计280

12.1.3无线监护传感器节点的底层代码设计288

12.2基于无线传感器网络的光强环境监测系统设计297

12.2.1环境监测系统需求分析297

12.2.2系统结构体系设计298

12.2.3系统功能模块设计299

12.2.4系统实现301

练习题308

参考文献309