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智能网络传感器与无线传感器网络

《智能网当套苦注轮队象络传感器与无线传感器来自网络》是2011年1月由国防工业出版社出版的图书,作者是景博。

  • 书名 智能网络传感器与无线传感器网络
  • 作者 景博
  • 出版社 国防工业出版社
  • 出版时间 2011年1月1日

味蛋度营兰委书信息

  书 名:智能网络传感器与无线传感器网络

  作 者:

  页 数:415

  字 数:615000

  印刷时间:2011-1-1

  开 本:16开

  I S B N:9787118068788

简介

  本书全善扬连面、系统地介绍了网络传感器与无线传感器网络,包括:基于以太网的智能网络传感器系统、无线智能网络传感器、无线元限想白伟传感器网络拓扑结构、组网协议,来自应用支撑关键技术,原型系统与应用实例。

  本书内容丰富、条理清晰。既注重对基础知识的介绍,又紧360百科密结合领域现状与发展趋势的讲解。

目录

  第1篇 智能网络传感器技术

  第1章 智能网络传感器系统……2

  1.1 传感器技术发展概述……2

  1.2 智能网络传感器概述……3

  1.2.1 智能网络传感器概念与原理……3

  1.2汉策衡世.2 智能网络传感器实现途我派破径……4

  1.2.3 有花了尽放存答尽线智能网络传感器…来自…6

  1.2.4 无线智能网络传感器……8

360百科  1.3 智能网络传感意达名延依季往术基握器系统体系结构……14

  1.3.1 基于IEEE1451.2标准的智能网络传感器体系结构……14

  1.3.2 基于TCP/IP协议的智能网络传感器体系结构……15

  1.4 智能网络传感器系统发展趋势……17

  日强时座责第2章 基于以太网的智能网络传感器系统……18

  2.1 包兴送属促黑蛋夫祖基于以太网的智能网络传感器系统概述……18

  2.2 以太网协议标准与TCP/IP协议栈……19

  2.2.1 工业以太网协议……19

  2.2.2 以太网协议欢再才协流屋……21

  2.2.3 以太网协议与TCP代理汽重著的攻胞始但海/IP协议栈的关系……22

  2.2.4 嵌入式以太网技术的优势……25

  2.3 基配候末于以太网的智能网络传感器硬件结构……25

  2.3.1 硬件平台通用总体结构……25

  2.3.2 存储设备……26

  2.4 基于以太网的智能网络传感器软件结构……29

  2.4.1 硬件得空顶劳异路工沙模块驱动程序设计……30

  2.4.2 嵌入式操作系统……32

  2.4.3 嵌入式TCP/IP协议栈家入超宪另善刑空……33

  参考文献……35

  第3章 无线智能网络传感器……36

  3.1 无线智能网络传感器构成……36

  3.1.1 微处理器与存储模块……36

真草立创草克观  3.1.2 电源模块……39

  3.1.3 传感器模块……39

  3.1.4 无线通信模块……40

  3.2 无线智能网络传感器实例……42

  3.2.1 智能灰尘……42

  3.2.2 Mica系列节点……45

  3.2.3 GAINS节点……46

  3.2.4 SIA-MS-1.0节点……48

  3.2.5 WMNMCS ……49

  3.3 无线智能网络传感器天线设修往令也就位志质百谈品计……51

  3.3.1 天线类型选择……51

  3.3.2 天线特性……53

  3.3入质向.3 鞭状天线……54

  3.3.4 PCB微带决灯号损成构什特杆环形天线……55

  3.4 无线智能网络传感器研究中的若干问题……57

  参考文献……58

  第2篇 无线传感器网络体系结构与拓扑结构

  第4章 无线传感器网络概述……60

  4.1 无线传感器网络的概念、特点及应用……60

  4.1.1 无线传感器网络的概念……60

  4示路热已落烟装读条阻.1.2 无线传感器网络的特点……62

  4.1.3 无线传感器网络的应用……64

  4.2 无线传感器网络与现有网络比较……68

  4.2.1 无线传感器网络与现场总线的区别……69

  4.2.2 无线传感器网络与无线自组织网络的区别……69

  4.2.3 无线传感器网络与无线自组织网络的共性……70

  4.3 无线传感器网络关键技术及研究进展……71

  4.3.1 无线传感器网络关键技术……71

  4.3.2 无线传感器网络国外研究进展……73

  4.3.3 无线传感器网络国内研究进展……77

  4.4 无线传感器网络研究新动态及发展趋势……79

  参考文献……81

  第5章 无线传感器网络体系结构与拓扑结构……82

  5.1 无线传感器网络体系结构……82

  5.1.1 应用需求与应用模式……82

  5.1.2 无线传感器网络功能结构、逻辑结构及典型体系结构……84

  5.1.3 网络节点体系结构……87

  5.1.4 层次化网络结构……90

  5.2 无线传感器网络拓扑结构及控制……98

  5.2.1 拓扑结构分类及拓扑发现……98

  5.2.2 无线传感器网络拓扑控制……103

  5.2.3 无线传感器网络拓扑控制算法……104

  参考文献……115

  第6章 无线传感器网络覆盖与连通……117

  6.1 无线传感器网络覆盖与连通问题概述……117

  6.1.1 网络覆盖问题概述……118

  6.1.2 网络连通问题概述……120

  6.1.3 覆盖与连通基本理论……120

  6.1.4 网络连通可靠性……122

  6.2 无线传感器网络覆盖与连通模型……125

  6.2.1 覆盖与连通模型……125

  6.2.2 网络节点数目计算……128

  6.2.3 覆盖率计算……129

  6.3 最优分簇数目……130

  6.3.1 节点能耗模型与基本假设……130

  6.3.2 簇头聚集能力不受限时的最优分簇数目……131

  6.3.3 簇头聚集能力受限时的最优分簇数目……133

  参考文献……134

  第3篇 无线传感器网络组网协议

  第7章 无线传感器网络物理层协议……138

  7.1 物理层概述……138

  7.2 物理层主要技术……139

  7.2.1 通信介质及频段……140

  7.2.2 调制与解调技术……140

  7.2.3 扩频技术……146

  7.3 无线传感器网络物理层协议研究现状……150

  7.3.1 介质和频段选择研究……150

  7.3.2 休眠机制……151

  7.3.3 调制和扩频机制……152

  7.4 物理层面临的挑战与有待解决的问题……156

  7.4.1 物理层面临的挑战……156

  7.4.2 物理层有待解决的问题……157

  参考文献……159

  第8章 无线传感器网络MAC协议……160

  8.1 无线传感器网络MAC协议概述……160

  8.2 典型MAC协议分析……161

  8.2.1 多收发器式MAC协议……162

  8.2.2 调度式MAC协议……163

  8.2.3 非调度式MAC协议……165

  8.2.4 混合式MAC协议……167

  8.2.5 基于跨层设计的MAC协议……167

  8.2.6 典型MAC协议性能比较……168

  8.3 无线传感器网络MAC协议设计策略……169

  8.4 基于动态非等分时隙的MAC协议……170

  8.4.1 ASVMAC协议相关定义……170

  8.4.2 ASVMAC协议总体描述……171

  8.4.3 非等分时隙协议设计与选举算法……171

  8.4.4 ASVMAC协议能耗有效性分析……175

  参考文献……176

  第9章 无线传感器网络路由协议……178

  9.1 路由协议概述……178

  9.2 路由协议分类……179

  9.3 路由协议研究现状……181

  9.3.1 典型路由协议原理……181

  9.3.2 路由协议性能比较……187

  9.3.3 路由协议的设计原则……190

  9.4 基于优先级的PMRP多径路由算法……190

  9.4.1 PMRP多径路由算法原理……191

  9.4.2 PMRP算法仿真……193

  9.5 基于动态负载均衡树的DLBTP路由算法……194

  9.5.1 DLBTP路由算法原理……197

  9.5.2 DLBTP路由算法仿真……200

  9.6 无尺度混合跳分层路由协议……202

  9.6.1 网络分层路由的数学模型……202

  9.6.2 FSSMH路由协议相关阐述……203

  9.6.3 FSSMH路由协议设计……204

  9.6.4 FSSMH路由协议仿真试验与性能评价……207

  9.7 路由协议面临的挑战与有待解决的问题……210

  9.7.1 路由协议面临的挑战……210

  9.7.2 路由协议有待解决的问题……211

  参考文献……212

  第4篇 无线传感器应用支撑与关键技术

  第10章 无线传感器网络时钟同步……216

  10.1 时钟同步概述……216

  10.1.1 时钟模型……216

  10.1.2 时钟同步算法执行周期……217

  10.1.3 时钟同步评价指标……217

  10.2 传统网络时钟同步算法……218

  10.3 典型时钟同步算法……218

  10.3.1 额外硬件支持的时钟同步……220

  10.3.2 单向广播式时钟同步算法……220

  10.3.3 双向成对时钟同步……223

  10.3.4 基于锁相环的时间同步机制与算法……225

  10.3.5 同步算法性能比较……226

  10.4 时钟同步研究展望……227

  参考文献……227

  第11章 无线传感器网络节点定位……229

  11.1 节点定位概述……229

  11.2 典型定位方法……230

  11.2.1 基于距离的定位算法……230

  11.2.2 非基于距离的定位算法……236

  11.3 基于时间差的节点定位方法……238

  11.3.1 网络模型与定位算法……238

  11.3.2 定位误差分析……241

  11.3.3 定位试验……241

  11.4 节点定位过程中的安全问题……242

  11.4.1 攻击样式……242

  11.4.2 安全定位系统及算法……243

  参考文献……245

  第12章 无线传感器网络接入技术……247

  12.1 接入技术概述……247

  12.2 接入方式研究现状……248

  12.2.1 代理接入方式……248

  12.2.2 直接接入方式……249

  12.3 无线传感器网络接入因特网……250

  12.3.1 网络互联结构……250

  12.3.2 基于嵌入式Web服务器的互联结构……251

  12.4 Sink的多接入模式……252

  12.5 Sink节点接入以太网通信传输协议研究……256

  12.5.1 嵌入式TCP/IP协议栈μLwIP的设计……256

  12.5.2 μLwIP层次协议设计……257

  12.5.3 μLwIP的Sink节点嵌入与移植……264

  12.5.4 嵌入式Web服务器的实现……266

  12.5.5 Sink节点动态网页和本地文件读写与保存的中间件……267

  12.6 无线传感器网络接入网格……269

  12.6.1 相关研究工作及关键技术……270

  12.6.2 无线传感器网络接入网格的结合框架……271

  参考文献……275

  第13章 无线传感器网络QoS技术……276

  13.1 无线传感器网络QoS概述……276

  13.1.1 传统数据网络QoS技术……276

  13.1.2 AdHoc网络QoS技术……277

  13.1.3 无线传感器网络QoS需求……278

  13.1.4 无线传感器网络QoS特点……280

  13.1.5 无线传感器网络QoS研究现状……282

  13.2 无线传感器网络QoS关键技术……284

  13.2.1 能源管理……284

  13.2.2 覆盖控制……285

  13.2.3 数据融合……286

  13.2.4 拥塞控制……287

  13.3 无线传感器网络QoS评价指标……288

  13.4 无线传感器网络QoS路由协议……289

  13.5 基于跨层设计的QoS保障机制……290

  13.5.1 无线传感器网络基于QoS的总体框架……290

  13.5.2 无线传感器网络QoS需求的权衡关系……292

  13.5.3 基于QoS保证的跨层设计……293

  13.6 其他QoS保障机制……293

  13.6.1 基于中间件的主动QoS机制……293

  13.6.2 QoS动态资源管理方式……293

  13.6.3 确保实时业务的QoS方法……294

  13.7 无线传感器网络QoS研究面临的挑战……295

  参考文献……296

  第14章 无线传感器网络安全技术……298

  14.1 无线传感器网络安全概述……298

  14.1.1 网络安全需求……299

  14.1.2 网络安全问题特点……300

  14.1.3 安全问题研究现状……302

  14.1.4 安全问题研究的挑战……305

  14.2 安全问题策略分析……307

  14.2.1 物理层安全问题……307

  14.2.2 链路层安全问题……308

  14.2.3 网络层与数据融合层安全问题……309

  14.2.4 传输层与应用层安全问题……310

  14.3 无线传感器网络认证机制……310

  14.3.1 信息安全威胁与认证目标……310

  14.3.2 基本认证协议……311

  14.3.3 双向认证和广播认证协议……312

  14.3.4 高级认证协议……313

  14.4 无线传感器网络密钥管理机制……315

  14.4.1 密钥管理基础……315

  14.4.2 密钥管理模型……316

  14.5 网络入侵检测技术……319

  14.5.1 入侵检测需求……319

  14.5.2 入侵检测基础……320

  14.5.3 几种入侵检测方案……322

  14.5.4 入侵检测研究方向……325

  14.6 基于比较的多源网络簇节点故障判定算法……326

  14.6.1 节点故障判定系统模型……326

  14.6.2 网络簇节点故障判定模型……328

  14.6.3 故障判定模型评价标准……329

  14.6.4 网络节点判定处理过程……330

  14.6.5 仿真试验与性能分析……330

  参考文献……332

  第5篇 无线传感器原型系统与应用实例

  第15章 无线传感器网络节点平台开发实例……336

  15.1 网络节点低功耗设计策略……336

  15.1.1 微控制器模块低功耗设计……336

  15.1.2 无线通信低功耗设计……337

  15.2 传感器节点模块设计……338

  15.2.1 微处理器模块设计……338

  15.2.2 无线通信模块设计……339

  15.2.3 传感节点软件设计……341

  15.3 Sink节点的特殊性设计……348

  15.3.1 处理模块设计……348

  15.3.2 以太网互联模块设计……350

  15.3.3 无线通信软件设计……350

  15.3.4 电源模块设计……355

  15.4 网络节点系统实现与功耗测试……356

  15.4.1 节点系统实现……356

  15.4.2 传感节点功耗测试……356

  参考文献……357

  第16章 无线传感器网络原型验证系统……359

  16.1 智能监测原型系统体系结构……359

  16.2 原型系统模块构成与功能描述……360

  16.3 组网算法设计……361

  16.3.1 网络协议低功耗设计策略……361

  16.3.2 物理层数据传输协议设计……362

  16.3.3 数据融合算法设计……363

  16.4 监测系统应用软件设计……367

  16.5 基于电源实验台的无线传感器网络功能测试床……369

  16.5.1 测试床场景……369

  16.5.2 功能性试验与结论……370

  16.6 可靠性测试设备整体性能监测……371

  16.6.1 监测需求分析……371

  16.6.2 传感器节点数据采集硬软件设计……372

  16.6.3 监测系统体系结构描述……373

  16.6.4 监测系统性能测试与运行结果分析……375

  参考文献……378

  第17章 无线传感器网络模拟器……379

  17.1 常用模拟器原理及特点……379

  17.1.1 无线网络模拟器……379

  17.1.2 无线传感器网络模拟器……383

  17.1.3 无线传感器网络后台软件……384

  17.2 分簇型无线传感器网络模拟器CWSNS的设计与实现……388

  17.2.1 CWSNS的结构与原理……388

  17.2.2 典型类的设计……389

  17.2.3 类的相互关系……392

  17.3 CWSNS仿真流程及仿真实例……392

  17.3.1 CWSNS仿真流程……392

  17.3.2 仿真实例……393

  参考文献……395

  第18章 无线传感器网络应用实例……396

  18.1 军事应用……396

  18.2 国家安全……399

  18.3 工业领域……399

  18.3.1 工业安全……399

  18.3.2 先进制造……400

  18.3.3 交通控制管理……400

  18.3.4 安防系统……401

  18.3.5 仓储物流管理……401

  18.4 农业领域……402

  18.5 其他领域的典型应用……404

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