無線感測器網路: 理論及套用

無線感測器網路: 理論及套用

《無線感測器網路: 理論及套用》是2018年8月清華大學出版社出版的圖書,作者是孫利民、張書欽、李志、楊紅。

基本介紹

  • 中文名:無線感測器網路: 理論及套用
  • 作者:孫利民、張書欽、李志、楊紅
  • 出版時間:2018年8月
  • 出版社:清華大學出版社
  • ISBN:9787302499947
  • 類別:物理類圖書
  • 定價:79 元
內容簡介,圖書目錄,

內容簡介

本書在跟蹤國內外無線感測器網路理論和技術發展的基礎上,結合在該領域內的研究和實踐經驗,全面分析了無線感測器網路的基本原理和套用技術,以及無線感測器網路領域的研究和套用成果,具體包括:無線感測器網路的無線感測器網路概述、感測器網路節點、作業系統、無線感測器網路體系結構、無線通信基礎、拓撲控制技術、MAC協定、路由技術、傳輸控制技術、實用化組網標準協定、感知覆蓋、時間同步、定位技術、仿真與測試、安全技術等。本書內容深入淺出、概念清晰,基礎與前沿相結合,理論與實踐相結合,系統性與新穎性相結合,是一本比較全面、系統、深入的無線感測器網路技術專著。
本書可作為高等院校物聯網工程專業,以及計算機類、通信類、信息類、電子類等專業的高年級本科生、研究生教材和教學參考用書,也可供從事相關行業的工程技術人員與研究人員參考。

圖書目錄

第1章緒論
1.1感測器網路的概念
1.1.1感測器及其發展
1.1.2無線感測器網路
1.1.3無線感測器網路的優勢
1.2感測器網路的典型套用
1.2.1套用類型
1.2.2典型套用領域
1.3感測器網路的套用特徵
1.3.1感知信息收集的任務型網路
1.3.2以數據為中心的網路
1.3.3資源限制的感測器節點
1.3.4可擴展的動態自治網路系統
1.3.5大規模的異構系統
1.4感測器網路關鍵技術
1.4.1系統設計的挑戰
1.4.2關鍵技術
1.5感測器網路的標準化
1.5.1標準化工作概述
1.5.2IEEE 802.15標準族
1.5.3基於IEEE 802.15.4的協定族
1.5.4其他標準
1.6感測器網路技術的發展
1.7本書章節安排
習題
參考文獻
第2章感測器網路節點
2.1設計需求
2.2結構與接口
2.2.1數據通路
2.2.2外部接口
〖〗〖〗2.3硬體模組
2.3.1感測模組
2.3.2處理器模組
2.3.4能量供應模組
2.3.5存儲模組
2.4節能技術
2.4.1動態功耗管理
2.4.2動態電壓調節
2.5節點硬體平台
2.5.1通用平台
2.5.2專用平台
2.5.3高性能平台
2.5.4網關平台
2.6本章小結
習題
參考文獻
第3章作業系統
3.1概述
3.1.1感測器網路對作業系統的需求
3.1.2感測網路作業系統的設計要素
3.2體系結構
3.3調度
3.3.1事件驅動
3.3.2多執行緒
3.3.3混合調度結構
3.4檔案系統
3.5記憶體分配
3.5.1靜態記憶體分配
3.5.2動態記憶體分配
3.6重編程
3.6.1單一映像
3.6.2虛擬機
3.6.3可載入模組
3.6.4增量更新
3.7典型的節點作業系統
3.7.1TinyOS作業系統
3.7.2Contiki作業系統
3.7.3常見作業系統的對比分析
3.8本章小結
習題
參考文獻
第4章無線感測器網路體系結構
4.1網路結構
4.1.1扁平結構與分層結構
4.1.2單sink與多sink
4.2協定體系結構
4.2.1傳統的TCP/IP分層協定結構
4.2.2二維型感測器網路協定模型
4.2.3細腰型感測器網路協定結構
4.3跨層設計
4.3.1跨層設計的基本概念
4.3.2典型的跨層協定結構
4.4全IP化
4.4.1感測器網路全IP化的必要性
4.4.2全IP化的挑戰及標準化工作
4.5網路管理
4.5.1感測器網路管理概述
4.5.2感測器網路管理功能
4.5.3感測器網路管理系統結構
4.6本章小結
習題
參考文獻
第5章無線通信基礎
5.1無線通信技術概述
5.2無線通信頻譜
5.2.1電磁頻譜
5.2.2ISM免費頻段
5.2.3ISM頻段的干擾與共存性
5.3無線通信媒介
5.3.1無線電波
5.3.2紅外線
5.3.3雷射
5.4天線
5.5無線電波傳播特性
5.5.1無線信號基本傳播機制
5.5.2無線信號覆蓋範圍
5.5.3無線信號強度表示
5.6無線信道傳播模型
5.7調製與解調
5.7.1調製與解調基本概念
5.7.2數字調製技術
5.8擴頻通信技術
5.8.2跳頻擴頻
5.9無線信道的多路復用
5.9.1頻分復用
5.9.2時分復用
5.9.3碼分復用
5.9.4空分復用
5.10超寬頻技術
5.11本章小結
習題
參考文獻
第6章拓撲控制技術
6.2拓撲控制基礎知識
6.2.1基本術語
6.2.2影響因素
6.2.3拓撲控制的設計目標
6.2.4拓撲控制的主要技術
6.3功率控制
6.3.1基於節點度的功率控制
6.3.2基於鄰近圖的功率控制
6.3.3基於方向的功率控制
6.3.4基於干擾的拓撲控制
6.4睡眠調度
6.4.1連通支配集算法
6.4.2ASCENT算法
6.5分簇
6.5.3HEED算法
6.6本章小結
習題
參考文獻
第7章MAC協定
7.1概述
7.1.1無線網路的信道訪問控制方式分類
7.1.2感測器網路MAC協定的特點
7.1.3感測器網路MAC協定的節能設計
7.2競爭型的MAC協定
7.2.1IEEE 802.11 MAC(DCF模式)
7.2.2SMAC
7.2.3BMAC(SenSys)
7.2.4RIMAC(SenSys)
7.3分配型的MAC協定
7.3.1TRAMA(TDMAW)
7.3.2BMAMAC (IPSN04)
7.3.3DMAC (IPDPS04)
7.4混合型的MAC協定
7.4.1ZMAC (SenSys, CSMA/TDMA)
7.4.2FunnelingMAC (SenSys,CSMA/TDMA)
7.5本章小結
習題
參考文獻
第8章路由技術
8.1傳統網路中的路由
8.1.1有線Internet網路中的路由
8.1.2Ad Hoc網路中的路由
8.2感測器網路中的路由
8.2.1感測器網路的路由需求
8.2.2感測器網路特點對路由協定設計的影響
8.2.3路由選擇考慮的因素
8.2.4感測器網路路由的評價標準
8.3感測器網路路由協定分類
8.4典型感測器網路路由協定
8.4.1洪泛和閒聊路由
8.4.2以數據為中心的路由
8.4.3地理位置信息路由
8.4.4層次式路由
8.4.6多徑路由
8.4.7基於節點移動的路由
8.4.8實用化路由協定介紹
8.5本章小結
習題
參考文獻
第9章傳輸控制技術
9.1.1傳輸層協定的功能
9.1.3感測器網路中的傳輸控制
9.1.4感測器網路傳輸層協定評價指標
9.2擁塞控制機制
9.2.1擁塞產生的原因
9.2.2擁塞的分類
9.2.3擁塞控制
9.2.4典型的擁塞控制方法
9.2.5擁塞避免
9.3可靠傳輸機制
9.3.1可靠性的定義
9.3.2可靠性保障的基本思想
9.3.3典型的可靠性保障機制
9.4本章小結
習題
參考文獻
第10章實用化組網標準協定
10.1IEEE 802.15.4
10.1.1網路設備類型
10.1.3物理層
10.1.4MAC層
10.2ZigBee
10.2.1網路節點類型及網路拓撲
10.2.2協定棧
10.2.3網路層
10.2.4套用層
10.2.5ZigBee安全框架
10.3工業無線網路
10.3.1WireleessHART
10.3.2ISA 100.11a
10.3.3WIAPA
10.3.4WIAPA、WirelessHART、ISA SP100三種工業無線技術的比較
10.46LowPAN
10.4.1網路結構與設備
10.4.2協定棧
10.4.3適配層
10.4.4路由協定
10.5藍牙
10.5.1網路結構與設備
10.5.2藍牙協定棧結構
10.5.3射頻
10.5.4基帶
10.5.5藍牙組網技術
10.5.6藍牙套用規範
10.5.7低功耗藍牙
10.6本章小結
習題
參考文獻
第11章感知覆蓋
11.1覆蓋基本知識
11.1.1基本概念和術語
11.1.2節點感知模型
11.1.3覆蓋問題的分類
11.1.4感測器網路覆蓋技術考慮的主要因素
11.2點覆蓋
11.2.1確定性點覆蓋
11.2.2隨機點覆蓋
11.3區域覆蓋
11.3.1確定性區域覆蓋
11.3.2隨機區域覆蓋
11.4柵欄覆蓋
11.4.1最壞與最佳情況覆蓋模型
11.4.2基於暴露量的覆蓋模型
11.5本章小結
習題
參考文獻
第12章時間同步
12.1基礎知識
12.1.1本地時間
12.1.2時間同步
12.1.3協定分類
12.1.4面臨的挑戰
12.2基於訊息的時間同步協定
12.2.1網路時間協定
12.2.2參考廣播協定
12.2.3TPSN同步協定
12.2.4FTSP同步協定
12.2.5tinysync和minisync同步協定
12.2.6最新進展
12.3基於全局信號的時間同步協定
12.3.1授時同步
12.3.2基於電力線的時鐘同步協定
12.3.3基於FM無線信號的時鐘同步協定ROCS
12.4本章小結
習題
參考文獻
第13章定位技術
13.1基礎知識
13.1.1無線定位
13.1.2感測器網路定位
13.2測距技術
13.2.1基於ToA的測距
13.2.2基於TDoA的測距
13.2.3基於AoA的測距
13.2.4基於RSS的測距
13.3基於測距的定位算法
13.3.1定位方法
13.3.2定位系統
13.4測距無關的定位算法
13.4.1質心算法
13.4.2MSP算法
13.4.3APIT算法
13.4.4DVHop算法
13.4.5MDSMAP定位算法
13.4.6指紋定位算法
13.5其他相關問題討論
13.5.1節點可定位性
13.5.2定位誤差分析
13.5.3定位誤差控制
13.5.4移動節點輔助定位
13.6本章小結
習題
參考文獻
第14章仿真與測試
14.1概述
14.2模擬仿真
14.2.1TOSSIM
14.2.2OMNeT++
14.2.3NS2
14.2.4其他工具
14.3系統驗證
14.3.1HINT
14.3.2MoteWorks
14.3.3MoteLab
14.4線上監測
14.4.1網路嗅探
14.4.2網路斷層掃描
14.5協定測試
14.5.2互操作性測試
14.5.3性能測試
14.6本章小結
習題
參考文獻
第15章安全技術
15.1概述
15.1.1安全威脅
15.1.2安全需求
15.1.3安全機制
15.2密鑰管理
15.2.1密鑰管理協定的安全需求
15.2.2密鑰管理協定的分類
15.2.3對稱密鑰管理
15.2.4非對稱密鑰管理
15.3認證及完整性保護
15.3.1基於對稱密碼體制的廣播認證方案
15.3.2基於非對稱密碼體制的認證方案研究
15.4入侵檢測
15.4.1入侵檢測體系
15.4.2入侵檢測方法
15.4.3入侵容忍
15.5其他安全技術
15.5.1安全路由
15.5.2安全定位
15.5.3安全時間同步
15.5.4安全數據融合
15.5.5隱私及匿名保護
15.6本章小結
習題
參考文獻

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