本书旨在介绍无线感测网的基本原理和方法，充分介绍其广泛的套用场景以及军民两个领域的典型套用範例，侧重于基本概念和基础知识，力求通俗易懂、图文并茂。本书适宜作为普通高等院校本科生学习无线感测器网路的教材，或者作为初学者的入门辅导书籍。

第1章　绪论 1

1.1　物联网与无线感测器网路　1

1.1.1　物联网　2

1.1.2　无线感测器网路　4

1.2　无线感测器网路的结构与

特徵　5

1.2.1　无线感测器网路的结构　5

1.2.2　无线感测器网路的特徵　12

1.3　无线感测器网路关键技术

分析　14

1.3.1　基础服务　14

1.3.2　网路与通信　17

1.3.3　故障诊断　18

1.4　无线感测器网路的套用　19

1.4.1　无线感测器网路在军事领域

的套用　19

1.4.2　无线感测器网路在民用领域

的套用　21

习题　23

第2章　无线感测器网路的物理层　25

2.1　无线感测器网路物理层概述　25

2.1.1　物理层的基本概念　25

2.1.2　物理层协定　28

2.2　无线感测器网路物理层关键

技术　30

2.2.1　频段的选择　30

2.2.2　信道编码　32

2.2.3　调製和解调技术　37

2.2.4　扩频技术　41

2.3　物理层调製解调方式与编码

方式　44

2.3.1　差分脉冲位置调製机制　45

2.3.2　自适应编码调製技术　46

习题　51

第3章　无线感测器网路的数据

链路层　53

3.1　无线感测器网路数据链路层

概述　53

3.1.1　数据链路层的功能　53

3.1.2　数据链路层的主要研究

内容　55

3.1.3　无线感测器网路数据链路层

关键问题　55

3.2　MAC协定概述　57

3.2.1　MAC协定基础　58

3.2.2　基于竞争的MAC协定　67

3.2.3　基于分配的MAC协定　73

3.2.4　混合型MAC协定　76

3.2.5　跨层MAC协定　77

习题　79

第4章　无线感测器网路的网路层　81

4.1　无线感测器网路的网路层

概述　81

4.1.1　路由过程及功能简介　82

4.1.2　无线感测器网路的特点及

路由协定分类　82

4.2　无线感测器网路路由协定　85

4.2.1　基于数据的路由协定　85

4.2.2　基于集群结构的路由

协定　90

4.2.3　基于地理位置信息的路由

协定　94

习题　100

第5章　无线感测器网路的传输层　103

5.1　无线感测器网路传输层概述　103

5.1.1　无线感测器网路传输层

简介　103

5.1.2　无线感测器网路传输层的

关键技术　106

5.1.3　无线感测器网路传输层

协定分类　108

5.1.4　无线感测器网路传输层

跨层设计　118

5.2　无线感测器格线体系　119

5.2.1　无线感测器网路和格线

结合框架　119

5.2.2　无线感测器格线体系

结构　120

5.2.3　无线感测器网路的注意

要点　123

5.3　MPAS设计　124

习题　128

第6章　无线感测器网路的通信

标準　129

6.1　IEEE 802.15.4标準　129

6.1.1　IEEE 802.15.4协定简介　130

6.1.2　IEEE 802.15.4协定栈　132

6.2　ZigBee标準　135

6.2.1　网路层规範　136

6.2.2　套用层规範　137

6.3　RFID标準　140

6.3.1　RFID标準的具体内容　140

6.3.2　RFID主要技术标準

简介　141

6.3.3　RFID空中接口协定　144

6.4　Bluetooth技术　147

6.4.1　Bluetooth核心协定　147

6.4.2　Bluetooth优势　151

6.5　UWB技术　152

6.5.1　UWB协定模型　153

6.5.2　UWB优势　154

习题　155

第7章　节点定位技术概述　157

7.1　节点定位技术概述　157

7.1.1　节点定位相关的基本

术语　158

7.1.2　节点定位技术的定义及基本

原理　158

7.1.3　定位算法的分类　159

7.1.4　节点定位的意义及

必要性　160

7.2　基于测距的定位技术　161

7.2.1　测距技术　161

7.2.2　三边定位技术　164

7.2.3　三角测量定位技术　165

7.2.4　最大似然估计定位

技术　166

7.2.5　测距定位算法性能比较

分析　168

7.3　基于非测距定位技术　170

7.3.1　基本原理　170

7.3.2　典型算法　171

7.3.3　几种非测距的定位技术

性能分析　177

7.4　协作定位技术　178

7.4.1　刚性体理论概述　181

7.4.2　协作体的定义　182

7.4.3　协作定位原理　184

习题　185

第8章　时间同步技术　187

8.1　时间同步技术概述　187

8.1.1　套用场合　187

8.1.2　时间同步的设计　188

8.1.3　同步协定分类　189

8.1.4　无线感测器网路时间

同步机制　190

8.2　时钟模型及时间传输延迟的

组成　192

8.2.1　时钟模型　192

8.2.2　时间传输延迟的组成　194

8.3　时间同步的基本原理　195

8.3.1　影响时间同步的关键

因素　195

8.3.2　感测器节点时钟的基本

原理　196

8.4　几种经典的时间同步算法　198

8.4.1　RBS同步算法　198

8.4.2　TPSN同步算法　200

8.4.3　DMTS同步机制　201

8.4.4　FTSP　202

8.4.5　LTS同步机制　204

8.4.6　协作同步　205

8.5　时间同步的挑战　207

习题　207

第9章　无线感测器网路套用　209

9.1　概述　209

9.2　无线感测器网路的套用场景　210

9.2.1　无线感测器网路覆盖感知

模型　210

9.2.2　无线感测器网路覆盖算法

分类　212

9.2.3　无线感测器网路覆盖算法与

协定　213

9.3　无线感测器网路套用技术　216

9.3.1　节点部署主要内容　216

9.3.2　节点部署评价标準　217

9.3.3　节点部署分类　219

9.4　无线感测器网路套用实例

分析　222

9.4.1　军事无线感测器网路

套用　223

9.4.2　工业无线感测器网路

套用　224

9.4.3　其他领域无线感测器网路

典型套用　227

习题　231

参考文献　233