智能无线传感器网络系统

《信息化与工业化两化融合研究与应用》序序第二版前言第一版前言第一部分 总论第1章 绪论1.1 无线传感器网络概述1.1.1 无线传感器网络的基本概念1.1.2 无线传感器网络的特点1.1.3 无线传感器网络的应用领域1.2 无线传感器网络的发展1.2.1 无线数据网络1.2.2 无线传感器网络1.3 无线传感器网络的研究1.3.1 无线传感器网络面临的挑战1.3.2 无线传感器网络的关键技术1.3.3 无线传感器网络技术发展趋势参考文献第二部分 无线传感器网络通信技术第2章 无线传感器网络的物理层2.1 物理层技术概述2.1.1 物理层的基本概念2.1.2 无线通信物理层的主要技术2.2 IEEE 802.15.42.2.1 IEEE 802.15.4物理层概述2.2.2 IEEE 802.15.4物理层服务规范2.2.3 IEEE 802.15.4物理层的帧结构2.3 超宽带技术2.3.1 超宽带技术的基本原理2.3.2 超宽带技术的特点2.3.3 超宽带技术的研究现状2.3.4 超宽带技术在无线传感器网络中的应用2.4 无线传感器网络物理层的研究2.4.1 无线传感器网络物理层需要解决的问题2.4.2 无线传感器网络物理层的研究现状2.5 无线传感器网络物理层面临的技术挑战参考文献第3章 无线传感器网络的信道接入3.1 无线网络信道接入概述3.2 基于竞争机制的信道接入技术3.2.1 基于竞争协议的信道接入技术概述3.2.2 隐藏终端和暴露终端3.2.3 退避算法3.3 基于固定分配的信道接入技术3.3.1 FDMA方式3.3.2 TDMA方式3.3.3 CDMA方式3.3.4 SDMA方式3.4 按需分配的信道接入技术3.4.1 PCF方式3.4.2 WTRP方式3.5 无线传感器网络信道接入技术的研究3.5.1 无线传感器网络信道接入技术需要解决的问题3.5.2 无线传感器网络信道接入技术的研究现状3.5.3 SM-AC协议3.5.4 DE-MAC协议3.5.5 MD协议3.6 无线传感器网络信道接入技术面临的技术挑战3.7 信道接入算例——S-MAC算法3.7.1 流程图3.7.2 S-MAC算法伪代码3.7.3 仿真实验参考文献第三部分 无线传感器网络组网技术第4章 无线传感器网络的路由4.1 无线网络路由协议概述4.1.1 路由的基本概念4.1.2 路由算法及协议4.2 无线自组网络路由协议研究4.2.1 无线自组网络路由协议需要解决的主要问题4.2.2 无线自组网络路由协议的分类4.2.3 无线自组网络平面路由协议4.2.4 无线自组网络分层路由协议4.2.5 无线自组网络地理定位辅助路由协议4.3 无线传感器网络路由协议研究4.3.1 无线传感器网络路由协议需要解决的问题4.3.2 无线传感器网络路由协议的分类4.3.3 无线传感器网络平面路由协议4.3.4 网络分层路由协议4.3.5 无线传感器网络地理定位辅助路由协议4.4 无线传感器网络路由协议的优化4.4.1 路由协议的比较4.4.2 路由协议的优化方法4.4.3 以数据为中心的启发式数据收集算法4.5 无线传感器网络路由协议面临的技术挑战4.6 路由算例——LEACH算法4.6.1 流程图4.6.2 LEACH算法伪代码4.6.3 仿真实验参考文献第5章 无线传感器网络传输协议5.1 无线传输协议概述5.1.1 传输层的基本概念5.1.2 传输协议5.2 无线传感器网络传输协议研究5.2.1 无线传感器网络传输协议需要解决的问题5.2.2 PSFQ协议5.2.3 ESRT协议5.3 无线传感器网络与Internet的互联5.3.1 网络互联结构5.3.2 网络互联协议5.4 传输协议算法——PSFQ算法5.4.1 流程图5.4.2 PSFQ算法伪代码5.4.3 仿真实验参考文献第四部分 无线传感器网络管理技术第6章 无线传感器网络的构建6.1 无线传感器网络的拓扑发现6.1.1 拓扑发现的基本概念6.1.2 拓扑发现研究6.1.3 拓扑发现面临的技术挑战6.2 无线传感器网络节点定位6.2.1 节点定位的基本概念6.2.2 节点定位的研究6.2.3 节点定位面临的技术挑战6.3 无线传感器网络的时间同步6.3.1 时间同步的基本概念6.3.2 时间同步的研究6.3.3 时间同步面临的技术挑战6.4 定位算例——质心算法6.4.1 流程图6.4.2 质心算法伪代码6.4.3 仿真实验参考文献第7章 无线传感器网络的网络管理7.1 网络管理技术及协议概述7.1.1 网络管理的基本概念7.1.2 网络管理的基本内容7.1.3 Internet网络管理协议7.1.4 无线自组网络网络管理协议7.1.5 无线传感器网络管理体系及协议7.2 无线传感器网络的拓扑管理7.2.1 拓扑管理的基本概念7.2.2 拓扑管理的研究7.2.3 拓扑管理面临的技术挑战7.3 无线传感器网络的传感器管理7.3.1 传感器管理的基本概念7.3.2 传感器管理的研究7.3.3 传感器管理面临的技术挑战7.4 无线传感器网络的能量管理7.4.1 能量管理的基本概念7.4.2 能量管理研究7.4.3 能量管理面临的技术挑战7.5 无线传感器网络的网络性能监测7.5.1 网络性能监测的基本概念7.5.2 网络性能监测的研究7.5.3 网络性能监测面临的技术挑战7.6 无线传感器网络的安全管理7.6.1 无线传感器网络的安全需求7.6.2 无线传感器网络安全问题的特点7.6.3 无线传感器网络安全问题的研究现状7.6.4 基于生物免疫原理的无线传感器网络安全体系7.6.5 实现无线传感器网络安全的途径7.7 拓扑管理算例——SPAN算法7.7.1 流程图7.7.2 SPAN算法伪代码7.7.3 仿真实验参考文献第五部分 无线传感器网络协同技术第8章 无线传感器网络的协同问题8.1 无线传感器网络协同问题概述8.2 无线传感器网络协同需要解决的问题8.3 典型的无线传感器网络协同问题——追踪8.3.1 追踪问题描述8.3.2 追踪步骤8.4 协同问题算例——时延定位算法8.4.1 流程图8.4.2 时延定位算法伪代码8.4.3 仿真实验参考文献第9章 协同信息处理方法9.1 贝叶斯估计方法9.1.1 贝叶斯估计的传感器节点模型9.1.2 贝叶斯估计的过程模型9.1.3 结论9.2 卡尔曼滤波方法9.2.1 卡尔曼滤波方法9.2.2 扩展卡尔曼滤波方法9.2.3 联合卡尔曼滤波方法9.3 协同信息处理方法算例——卡尔曼滤波算法9.3.1 流程图9.3.2 卡尔曼滤波算法伪代码9.3.3 仿真实验参考文献第10章 多智能体系统中的协同方法10.1 多智能体系统概述10.2 协同方法10.2.1 合同网10.2.2 组织结构设计法10.2.3 多智能体计划调度10.2.4 协商10.2.5 设计协同方法的准则10.3 分布式决策及搜索方法10.4 多智能体系统中的协同方法算例——多智能体计划调度算法10.4.1 流程图10.4.2 多智能体计划调度算法伪代码10.4.3 仿真实验参考文献第11章 基于多智能体理论的无线传感器网络协同方法11.1 基于合同网及拍卖的无线传感器网络协同方法11.1.1 基于合同网及拍卖的协同方法概述11.1.2 无线传感器网络中任务间的相互作用关系11.1.3 基于中心的任务分配方法11.1.4 仲裁方法与组合拍卖方法11.1.5 迭代式组合拍卖方法11.1.6 动态仲裁方法11.2 基于动态联盟的无线传感器网络协同方法11.2.1 动态联盟方法概述11.2.2 初始联盟的形成11.2.3 联盟的形成11.2.4 联盟的确认11.3 基于组织结构设计的无线传感器网络协同方法11.3.1 组织结构设计方法概述11.3.2 组织结构设计方法的运行原理11.4 基于分布式约束满足的无线传感器网络协同方法11.4.1 分布式探测调度问题11.4.2 低负载分布式方法11.5 无线传感器网络协同问题面临的技术挑战11.6 协同方法算例——动态仲裁算法11.6.1 流程图11.6.2 动态仲裁算法伪代码11.6.3 仿真实验参考文献第六部分 无线传感器网络开发与应用第12章 无线传感器网络的典型开发环境与仿真平台12.1 无线传感器网络硬件系统12.1.1 传感器节点设计与开发需要解决的问题12.1.2 传感器节点的开发12.2 无线传感器网络软件环境12.2.1 TinyOS操作系统12.2.2 nesC编程语言12.3 无线传感器网络仿真平台12.3.1 网络仿真概述12.3.2 无线传感器网络仿真需要解决的问题12.3.3 无线传感器网络仿真的研究12.3.4 无线传感器网络常用的仿真软件参考文献第13章 无线传感器网络的应用13.1 NSOF系统13.1.1 NSOF系统概述13.1.2 系统体系结构13.1.3 NSOF系统关键技术13.2 GDI系统13.2.1 GDI系统概述13.2.2 系统体系结构13.2.3 原型系统与实验13.3 建筑结构健康监测13.3.1 建筑健康监测概述13.3.2 系统体系结构13.3.3 原型系统与实验13.4 未来家庭健康监测13.4.1 家庭健康监测概述13.4.2 系统体系结构13.4.3 WWM实验系统参考文献附录 英汉缩略语对照表

本书系统地论述了无线传感器网络的概念、特点和关键技术，通过与传统网络系统的对比分析，提出了无线传感器网络面临的诸多挑战性问题，总结了当前最新的研究成果。全书分六部分，共13章。内容涉及无线传感器网络的概念、体系结构、研究与应用现状，无线传感器网络的通信技术、组网技术、管理技术和协同技术，无线传感器网络仿真与开发环境，以及无线传感器网络的典型应用实例。相信通过阅读本书，读者会加深对无线传感器网络的理解，为进一步研究提供良好的基础与参考。本书可作为计算机、通信、电子和自动化等专业本科高年级学生和研究生的教材，也可作为无线传感器网络领域的研究人员和工程技术人员的参考用书。