無線感測器網路技術與套用(陳林星著教學用書)

無線感測器網路技術與套用(陳林星著教學用書)

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《無線感測器網路技術與套用》介紹無線感測器網路技術,主要包括三個部分的內容:無線感測器網路概述,包括基本概念、發展歷史、主要技術、網路設計主要影響因素;無線感測器網路技術,包括MAC、路由、擁塞控制與可靠傳輸、數據融合、安全、定位、同步、中間件方面的技術;無線感測器網路套用與編程,包括套用設計原理、網路編程、分層編程技術、融合套用編程體系架構。

基本介紹

基本信息,適用人群,作者簡介,編輯推薦,目錄,

基本信息

書 名:
作 者:
出版時間:
開本: 16
定價: 69.00 元

適用人群

《無線感測器網路技術與套用》可供從事無線感測器網路的科研人員、工程技術人員、院校師生,以及所有對此感興趣的人士閱讀和參考。

作者簡介

陳林星,畢業於電子科技大學通信專業,研究員。長期從事通信尤其是分組無線網路方面的研究和開發工作。參與或主持過多項大型或重點通信項目的研究和開發工作。研究興趣是無線網路技術。已出版的技術專著有:《移動AdHoc網路——自組織分組無線網路技術》、《IEEE802.11無線區域網路》、《無線網路安全——技術與策略》。

編輯推薦

《無線感測器網路技術與套用》系統地介紹了無線感測器網路技術,包括三個部分的內容:無線感測器網路概述、無線感測器網路技術、無線感測器網路套用與編程。其目的是為無線感測器網路設計者、研究人員、院校師生以及所有對此感興趣的人士等全面、系統地理解和掌握無線感測器網路技術提供一些幫助。

目錄

第1章無線感測器網路概述
1.1感測器網路的研究歷史
1.1.1早期的軍用感測器網路研究
1.1.2美軍DARPA的分散式感測器網路研究計畫
1.1.320世紀80年代和90年代的軍用感測器網路
1.1.421世紀的感測器網路研究
1.2WSN基本概念
1.2.1什麼是WSN
1.2.2WSN與MANET的異同
1.2.3WSN的通信體系結構
1.3WSN的主要技術
1.3.1系統體系結構
1.3.2網路與通信的控制
1.4影響WSN設計的因素
1.4.1容錯
1.4.2擴展性
1.4.3價格
1.4.4硬體限制
1.4.5WSN拓撲
1.4.6WSN工作環境
1.4.7傳輸媒介
1.4.8功耗
參考文獻
第2章無線感測器網路競爭類MAC協定
2.1感測器媒介訪問控制協定(S-MAC)
2.1.1能量浪費原因分析
2.1.2S-MAC協定概述
2.1.3休眠的協調
2.1.4避免旁聽與訊息分片傳輸
2.1.5時延分析
2.1.6S-MAC協定實現
2.1.7S-MAC協定的性能
2.2逾時MAC協定(T-MAC)
2.2.1T-MAC協定概述
2.2.2T-MAC基本協定
2.2.3分群與同步
2.2.4RTS操作與TA選擇
2.2.5避免旁聽
2.2.6不對稱通信
2.2.7T-MAC的性能
2.3伯克利媒介訪問控制協定(B-MAC)
2.3.1B-MAC協定的設計與實現
2.3.2壽命建模
2.3.3參數
2.3.4自適應控制
參考文獻
第3章無線感測器網路分配類MAC協定
3.1流量自適應媒介訪問協定(TRAMA)
3.1.1TRAMA協定概述
3.1.2TRAMA協定組成
3.1.3訪問方式與相鄰節點協定
3.1.4傳輸時間安排交換協定
3.1.5自適應選舉算法
3.1.6TRAMA的性能
3.2分散式隨機時隙安排協定(DRAND)
3.2.1TDMA時隙分配問題定義
3.2.2DRAND算法詳述
3.2.3DRAND正確性
3.2.4DRAND複雜性分析
3.2.5DRAND的性能
3.3功率高效與時延意識媒介訪問協定(PEDAMACS)
3.3.1PEDAMACS協定概述
3.3.2PEDAMACS分組格式
3.3.3本地拓撲建立階段
3.3.4AP拓撲信息收集階段
3.3.5傳輸時間安排階段
3.3.6拓撲調整階段
3.3.7傳輸時間安排算法
參考文獻
第4章無線感測器網路混合類MAC協定
4.1斑馬MAC協定(Z-MAC)
4.1.1時間同步協定(TPSN)
4.1.2Z-MAC協定概述
4.1.3相鄰節點尋找與時隙分配
4.1.4本地成幀
4.1.5Z-MAC協定的傳輸控制
4.1.6傳送規則
4.1.7直接競爭通知
4.1.8Z-MAC傳輸時間安排的接收
4.1.9本地時間同步
4.1.10Z-MAC協定的性能
4.1.11Z-MAC協定隨機分析
4.2漏斗-MAC協定
4.2.1漏斗問題
4.2.2按需傳送信標
4.2.3面向中心節點的傳輸時間安排
4.2.4定時與成幀
4.2.5Meta-傳輸時間安排的廣播
4.2.6動態深度調整
4.2.7漏斗-MAC協定的測試床實驗評估
參考文獻
第5章無線感測器網路數據中心路由協定
5.1協商式感測器信息分發協定(SPIN)
5.1.1SPIN概述
5.1.2Meta-Data
5.1.3SPIN訊息
5.1.4SPIN資源管理
5.1.5SPIN實現
5.1.6SPIN-1:3步握手協定
5.1.7SPIN-2:低能量門限的SPIN-1
5.1.8用於與SPIN比較的其他數據分發算法
5.1.9SPIN的性能評估
5.1.10SPIN小結
5.2定向擴散
5.2.1定向擴散的組成要素
5.2.2命名
5.2.3興趣與梯度
5.2.4數據傳播
5.2.5路徑建立與路徑裁剪的強化
5.2.6定向擴散的分析評估
5.2.7定向擴散的仿真評估
參考文獻
第6章無線感測器網路分層路由協定
6.1低能量自適應分群分層(LEACH)
6.1.1LEACH協定體系結構
6.1.2群首選擇算法
6.1.3分群算法
6.1.4穩定狀態階段
6.1.5LEACH-C:BS建立分群
6.1.6LEACH的分析與仿真
6.2兩層數據分發協定(TTDD)
6.2.1兩層數據分發
6.2.2柵格結構
6.2.3TTDD轉發
6.2.4柵格維護
6.2.5TTDD開銷分析
6.2.6TTDD的性能
6.2.7TTDD討論
參考文獻
第7章無線感測器網路地理位置路由協定
7.1定位技術
7.1.1距離測量與角度測量
7.1.2位置計算
7.1.3TPS網路模型
7.1.4TPS定位方案
7.1.5TPS技術性能分析
7.2貪婪地理路由算法
7.2.1概述
7.2.2基於DT的膨脹分析
7.2.3貪婪轉發(GF)
7.2.4有界Voronoi貪婪轉發(BVGF)
7.2.5網路膨脹分析總結
7.2.6基於機率通信模型的擴充
7.3位置輔助泛洪協定(LAF)
7.3.1LAF協定概述
7.3.2採用LAF分發信息
7.3.3LAF中的資源管理
7.3.4柵格維護開銷
7.3.5數據分發規程的完備性
7.3.6LAF節能分析
7.3.7位置估計中的誤差
7.3.8LAF的性能
參考文獻
第8章無線感測器網路端到端可靠傳輸協定
8.1事件到中心節點的可靠傳輸協定(ESRT)
8.1.1問題定義
8.1.2評估環境
8.1.3特性區域
8.1.4ESRT協定描述
8.1.5擁塞檢測
8.1.6ESRT協定對並發事件的處理
8.1.7ESRT協定的性能分析
8.1.8ESRT協定的仿真結果
8.1.9?的正確選擇
8.2基於多電台虛擬中心節點的過載流量管理(SIPHON)
8.2.1擁塞檢測與預防(CODA)
8.2.2虛擬中心節點尋找與可見度範圍控制
8.2.3SIPHON擁塞檢測
8.2.4改變流量的傳輸路徑
8.2.5次網路中的擁塞
8.2.6虛擬中心節點開銷分析
參考文獻
第9章無線感測器網路逐跳可靠傳輸協定
9.1合成擁塞控制技術(FUSION)
9.1.1擁塞崩潰的症狀
9.1.2逐跳流量控制
9.1.3速率限制
9.1.4MAC層優先權化
9.1.5套用自適應
9.2慢分發、快提取可靠傳輸協定(PSFQ)
9.2.1PSFQ協定概述
9.2.2PSFQ分發操作
9.2.3PSFQ提取操作
9.2.4PSFQ報告操作
9.2.5單個分組訊息的交付
9.2.6PSFQ的性能
9.3下行數據可靠交付可擴展體系結構(GARUDA)
9.3.1面臨的挑戰
9.3.2可靠性語義
9.3.3GARUDA的基本原理
9.3.4單個分組或第一個分組的交付
9.3.5即時構建GARUDA核
9.3.6兩階段丟失恢復
9.3.7其他可靠性語義的支持
9.3.8GARUDA的性能
參考文獻
第10章無線感測器網路數據融合技術
10.1樹狀結構累積
10.1.1分散式生成樹算法
10.1.2E-Span樹
10.2不受套用約束的自適應數據累積(AIDA)
10.2.1AIDA協定概述
10.2.2AIDA體系結構
10.2.3AIDA控制單元中的累積方案
10.2.4AIDA累積功能單元
10.2.5AIDA分組格式
10.2.6AIDA分組頭開銷分析
10.2.7AIDA節省分析
10.2.8AIDA的性能
10.3無結構累積法與半結構累積法
10.3.1數據意識任意組播(DAA)
10.3.2ToD上的動態轉發
10.3.3性能分析
10.3.4ToD和DAA的性能
參考文獻
第11章無線感測器網路安全
11.1WSN安全概述
11.1.1WSN安全威脅模型
11.1.2WSN安全面臨的障礙
11.1.3WSN安全要求
11.1.4WSN安全解決方案的評估
11.2WSN中的安全攻擊
11.2.1物理層安全攻擊
11.2.2鏈路層安全攻擊
11.2.3對WSN網路層(路由)的攻擊
11.2.4對傳輸層的攻擊
11.3SPINS安全解決方案
11.3.1符號
11.3.2SNEP
11.3.3μTESLA
11.3.4μTESLA詳細描述
11.3.5SPINS實現
11.3.6SPINS性能評估
11.4LEAP+安全解決方案
11.4.1假設條件
11.4.2LEAP+概述
11.4.3單獨密鑰的建立
11.4.4成對密鑰的建立
11.4.5分群密鑰的建立
11.4.6全網密鑰的建立
11.4.7本地廣播認證
11.4.8LEAP+安全分析
11.4.9LEAP+性能評估
參考文獻
第12章無線感測器網路中間件技術
12.1WSN中間件面臨的挑戰
12.2WSN中間件的功能要求
12.3ZebraNet系統中的中間件系統(Impala)
12.3.1ZebraNet系統簡介
12.3.2ZebraNet中間件體系結構
12.3.3套用適配器
12.3.4套用更新器
12.3.5周期性操作調度
12.3.6事件處理模型
12.3.7Impala網路接口
12.3.8Impala評估
12.4感測器信息網路化體系結構(SINA)
12.4.1SINA的功能組成
12.4.2信息抽象
12.4.3感測器查詢與任務分配語言(SQTL)
12.4.4感測器執行環境(SEE)
12.4.5信息收集方法
12.4.6套用舉例
參考文獻
第13章無線感測器網路套用及編程
13.1感測器網路的套用
13.1.1軍事套用
13.1.2環境套用
13.1.3醫療衛生套用
13.1.4家庭套用
13.1.5其他商業套用
13.2WSN套用設計原理
13.2.1設計方面
13.2.2確定WSN操作坊式
13.3WSN網路編程
13.3.1編程抽象
13.3.2現有若干編程模型簡介
13.4分層編程與ATaG編程架構
13.4.1WSN的分層編程
13.4.2抽象任務圖編程架構(ATaG)
13.4.3採用ATaG的套用開發方法
13.4.4一個ATaG套用例子
參考文獻
……

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