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无线感测器网路技术及其套用
《无线感测器网路技术及其套用》是2011年4月出版的图书，作者是王汝传、孙力娟。
基本介绍
- 书名：无线感测器网路技术及其套用
- 作者：王汝传、孙力娟
- ISBN：978-7-115-24987-6
- 页数：380页
- 定价：48.00元
- 出版时间：2011年4月
- 装帧：平装
- 开本：16开
内容提要
本书介绍了无线感测器网路研究领域中的相关技术和套用，共11章，内容涵盖无线感测器网路的物理层及信道接入技术，路由、覆盖与拓扑控制技术，定位、跟蹤与时间同步技术，网路安全和数据管理技术，短距离低功耗无线通信协定标準，无线感测器网路作业系统等方面。本书还重点介绍了无线感测器网路中间件技术、物联网环境下的无线感测器网路接入技术、感测器节点的硬体设计，最后介绍了多个典型的无线感测器网路的套用实例。本书在编写上既重视基础知识，又跟蹤前沿技术；既具有学术深度，又具有教材的系统性和可读性。
本书可以作为普通高等院校物联网、感测器网路通信工程、电子信息、计算机等专业高年级本科生和研究生的教材，也可作为无线感测器网路领域的研究人员及广大对无线感测器网路感兴趣的工程技术人员的参考书。
作者简介
王汝传，安徽合肥人，现为南京邮电大学计算机科学与技术系教授、博士生导师，西安电子科技大学兼职教授，苏州大学计算机套用技术博士点兼职博士生导师，全国计算机继续教育研究会副理事长，全国高等学校计算机教育研究会理事，江苏省计算机继续教育委员会理事长，江苏省计算机与通信专业委员会副主任，江苏省计算机辅助设计和图形学专委会副主任，全国虚拟现实技术专委会委员。国家自然科学基金评审专家、江苏省学科评议专家，江苏省科技成果评审专家，江苏省软体行业评审专家，江苏省智慧财产权战略评审谘询专家,江苏省信息产业规划科技谘询专家, 中国通信发展论坛专家委员会专家、信息产业部电子信息产业发展基金评审专家等。
图书目录
第1章 无线感测器网路概述 1
1.1 无线感测器网路的基本概念 1
1.2 无线感测器网路的体系结构 2
1.3 无线感测器网路的基本特点 4
1.4 无线感测器网路的发展现状与趋势 5
1.5 无线感测器网路面临的挑战 7
1.6 无线感测器网路的套用领域 8
参考文献 11
课后习题 11
第2章 物理层及信道接入技术 12
2.1 物理层相关技术 12
2.1.1 频率分配 12
2.1.2 物理层设计 13
2.2 信道接入技术 14
2.2.1 无线感测器网路信道接入概述 14
2.2.2 基于竞争的信道接入技术 16
2.2.3 基于固定分配的信道接入技术 22
2.2.4 按需分配的信道接入技术 27
2.2.5 无线感测器网路信道接入技术面临的挑战 28
2.3 IEEE 802.15.4标準 28
2.4 ZigBee标準 32
参考文献 39
课后习题 39
第3章 路由、覆盖与拓扑技术 40
3.1 无线感测器网路路由 40
3.1.1 无线感测器网路路由概述 40
3.1.2 路由协定设计的关键问题 41
3.1.3 简单的无结构路由协定 42
3.1.4 树类路由协定 46
3.1.5 地理路由协定 50
3.1.6 无线感测器网路路由协定比较 53
3.2 无线感测器网路拓扑控制技术 55
3.2.1 拓扑控制技术概述 55
3.2.2 拓扑控制的意义 56
3.2.3 拓扑控制的设计目标 57
3.2.4 功率控制技术 58
3.2.5 典型的层次型拓扑控制方法 59
3.2.6 拓扑控制中的休眠调度技术 61
3.3 无线感测器网路覆盖技术 63
3.3.1 无线感测器网路覆盖算法设计思路及性能评价标準 63
3.3.2 无线感测器网路覆盖感知模型 64
3.3.3 无线感测器网路覆盖算法分类 65
3.3.4 典型的无线感测器网路覆盖算法与协定 66
参考文献 70
课后习题 73
第4章 无线感测器网路定位、跟蹤与时间同步技术 74
4.1 无线感测器网路定位技术 74
4.1.1 无线感测器网路测距技术 75
4.1.2 无线感测器网路定位机制与性能评价标準 77
4.1.3 现有无线感测器网路定位方法 80
4.2 无线感测器网路跟蹤技术 89
4.2.1 无线感测器网路跟蹤技术概述 89
4.2.2 无线感测器网路目标跟蹤的基本过程 90
4.3 无线感测器网路时间同步技术 91
4.3.1 时间同步模型 91
4.3.2 时间同步协定 95
参考文献 102
课后习题 103
第5章 无线感测器网路安全 104
5.1 无线感测器网路安全问题概述 104
5.1.1 安全需求 104
5.1.2 攻击与威胁 106
5.1.3 跨层的安全框架 108
5.2 无线感测器网路中的密码学理论 108
5.2.1 密码算法的选择 108
5.2.2 密钥管理 110
5.2.3 安全协定 113
5.3 无线感测器网路安全防护技术 116
5.3.1 安全认证技术 116
5.3.2 访问控制技术 117
5.3.3 安全通信与路由技术 118
5.3.4 安全定位与时钟同步技术 119
5.3.5 入侵检测、容侵容错技术 121
5.4 无线感测器网路的发展与安全趋势 123
5.4.1 车载感测网路及其安全性 123
5.4.2 物联网及其安全性 124
参考文献 126
课后习题 129
第6章 无线感测器网路作业系统 130
6.1 无线感测器网路作业系统概述 130
6.2 TinyOS作业系统 130
6.2.1 nesC语言基础 131
6.2.2 TinyOS的组件模型 139
6.2.3 TinyOS的通信模型 140
6.2.4 TinyOS 1.0的安装与调试 141
6.2.5 TinyOS 2.0的安装与调试 145
6.2.6 TinyOS的典型套用分析 147
6.3 MantisOS作业系统 150
6.3.1 MantisOS简介 150
6.3.2 MantisOS的体系架构 150
6.3.3 MantisOS应用程式开发与发布 153
6.4 SOS作业系统 158
6.4.1 SOS简介 158
6.4.2 系统架构 159
6.4.3 SOS的通信机制 162
6.4.4 SOS应用程式开发与发布 164
6.5 无线感测器网路作业系统的主要技术挑战 166
参考文献 168
课后习题 168
第7章 无线感测器网路中间件 169
7.1 无线感测器中间件体系结构及功能 169
7.1.1 通用的中间件体系结构及功能 169
7.1.2 体系结构设计原则 172
7.1.3 已有的不同无线感测器网路中间件体系结构 173
7.2 典型的无线感测器网路中间件 177
7.2.1 Impala 177
7.2.2 MiLAN 181
7.2.3 AMF 183
7.2.4 DSWare 184
7.2.5 MSM 186
7.2.6 DFuse 187
7.2.7 SensorWare 188
7.2.8 Agilla 191
7.2.9 TinyDB 192
7.3 基于Agent的无线感测器网路中间件DisWare 194
7.3.1 DisWare体系结构 194
7.3.2 DisWare关键技术 196
7.3.3 DisWare中间件 198
7.4 DisWare中间件平台软体MeshIDE 201
7.4.1 无线感测器网路集成开发平台MeshIDE概述 202
7.4.2 无线感测器网路集成开发平台MeshIDE for TinyOS 202
7.4.3 无线感测器网路集成开发平台MeshIDE for DisWare 210
7.5 无线多媒体感测器网路中间件技术 214
7.5.1 无线多媒体感测器网路的概述 214
7.5.2 无线多媒体感测器网路中间件的特点 216
7.5.3 基于Agent的无线多媒体感测器网路中间件体系结构 217
参考文献 219
课后习题 220
第8章 无线感测器网路数据管理技术 221
8.1 无线感测器网路数据管理的基本概念 221
8.1.1 以数据为中心的无线感测器网路资料库 221
8.1.2 无线感测器网路数据管理系统的特殊性及设计目标 222
8.1.3 无线感测器网路数据管理技术的研究热点 224
8.2 无线感测器网路数据管理的关键技术 225
8.2.1 无线感测器网路数据存储结构 225
8.2.2 数据查询处理技术 228
8.2.3 数据压缩技术 232
8.2.4 数据融合技术 234
8.3 现有感测器网路数据管理系统介绍 237
8.3.1 TinyDB系统 237
8.3.2 Cougar系统 239
8.3.3 现有无线感测器网路数据管理系统分析 241
8.4 无线感测器网路数据管理系统DiswareDM 242
8.4.1 基于移动Agent中间件的感测器网路数据管理概述 242
8.4.2 DiswareDM整体功能和系统结构设计 245
8.4.3 DiswareDM系统的详细设计 249
8.4.4 DiswareDM的系统功能 253
参考文献 256
课后习题 258
第9章 物联网环境下的无线感测器网路接入技术 259
9.1 基于无线感测器网路的多网路融合系统结构 259
9.2 多种无线感测器网路接入技术的比较 260
9.2.1 现有接入技术概述 260
9.2.2 面向乙太网的无线感测器网路接入技术 262
9.2.3 面向无线区域网路的无线感测器网路接入技术 264
9.2.4 面向移动通信网的无线感测器网路接入技术 269
9.3 多网路融合网关硬体设计 271
9.3.1 多网路融合网关硬体总体结构设计 272
9.3.2 通信模组设计 276
9.3.3 外围套用电路设计 283
9.4 多网路融合网关数据传输方式的设计与实现 288
9.4.1 多网路融合网关与无线感测器网路节点的数据传输 288
9.4.2 多网路融合网关接入外部基础设施网路的实现 289
参考文献 291
课后习题 291
第10章 无线感测器网路硬体设计 292
10.1 无线感测器网路硬体节点设计 292
10.1.1 无线感测器网路节点设计技术概述 292
10.1.2 中央处理模组 295
10.1.3 高频无线通信模组 299
10.1.4 感测模组 304
10.1.5 能量供应模组 305
10.1.6 节点外围功能模组 307
10.1.7 典型的无线感测器网路节点 310
10.1.8 无线感测器网路节点开发套件 314
10.2 面向套用的多媒体感测器网路节点 317
10.2.1 无线多媒体感测器网路节点总体架构 317
10.2.2 无线音频感测器节点设计与实现 320
10.2.3 无线图像感测器节点设计与实现 325
10.2.4 无线视频感测器节点设计与实现 331
10.3 无线感测器网路低功耗硬体设计技术 336
10.3.1 无线感测器网路能耗问题概述 336
10.3.2 MEMS技术基本原理 337
10.3.3 MEMS通信设计理论 338
10.3.4 无线感测器网路硬体供能模组设计 339
参考文献 340
课后习题 341
第11章 无线感测器网路的套用 342
11.1 无线感测器网路在农业中的套用 342
11.1.1 套用背景描述 342
11.1.2 无线感测器网路套用于农业中的主要关键技术 343
11.1.3 面向智慧型化温室种植的无线感测器网路监测系统 345
11.2 无线感测器网路在智慧型交通的套用 348
11.2.1 套用背景概述 348
11.2.2 採集感测器选择 348
11.2.3 无线感测器网路在智慧型交通系统的套用 351
11.3 基于无线感测器网路的医疗健康护理系统 352
11.3.1 套用背景概述 352
11.3.2 总体系统架构 354
11.3.3 无线医疗感测节点的设计与实现 354
11.3.4 无线感测器网路网关设备的设计与实现 358
11.3.5 泛在无线医疗信息感测系统的设计与实现 360
11.4 基于无线多媒体感测器网路的智慧型家居系统 363
11.4.1 套用背景概述 363
11.4.2 基于无线多媒体感测器网路的智慧型家居场景设计 365
11.4.3 智慧型家居系统实现流程 366
11.4.4 节点片上程式设计 366
11.4.5 基站节点的设计与实现 373
11.4.6 电器控制节点的设计与实现 374
11.4.7 基站上位机控制端软体设计 376
参考文献 379
课后习题 380