《物聯網與無線感測器網路》是2013年1月出版的圖書，作者是劉偉榮。本書可作為高等院校物聯網工程專業以及電氣信息類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。
基本介紹
- 作者：劉偉榮
- ISBN：9787121191183
- 頁數：291
- 定價：45.00元
- 出版時間：2013-1
內容簡介,目錄,
內容簡介
劉偉榮、何雲編著的《物聯網與無線感測器網路》是依託中南大學國家級特色專業（物聯網工程）的建設，結合國內物聯網工程專業的教學情況編寫的。本書主要介紹物聯網中核心技術之一的無線感測器網路（WSN）的知識，在簡要介紹WSN的基礎上，詳細地敘述了WSN的物理層、數據鏈路層和網路層的設計要點及其路由協定；然後介紹WSN中的主要技術，如通信標準、時間同步技術、節點定位技術、服務質量保障和網路管理，並給出了WSN的仿真技術；接著介紹WSN中硬體開發、作業系統和軟體開發的內容；最後給出了WSN的套用案例。
目錄
第1章 無線感測器網路概述 1
1.1 無線感測器網路介紹 2
1.1.1 無線感測器網路的概念 2
1.1.2 無線感測器網路的特點及優勢 3
1.1.3 無線感測器網路的套用 5
1.2 無線感測器網路的體系結構 7
1.2.1 感測器的節點結構 7
1.2.2 無線感測器網路架構 8
1.3 無線感測器網路研究及發展現狀 11
1.4 無線感測器網路所面臨的挑戰 12
1.5 本章小結 13
參考文獻 14
第2章 無線感測器網路物理層設計 15
2.1 無線感測器網路物理層概述 16
2.2 無線感測器網路物理層研究現狀及發展 16
2.3 無線感測器網路物理層關鍵技術 18
2.3.1 編碼調製方式的選擇 18
2.3.2 頻率的選擇 18
2.4 物理層調製解調方式與編碼方式 20
2.4.1 M-ary調製機制 20
2.4.2 差分脈衝位置調製機制 21
2.4.3 自適應編碼位置調製機制 21
2.5 無線感測器網路物理層設計 22
2.5.1 頻率分配 22
2.5.2 通信信道 23
2.6 本章小結 27
參考文獻 28
第3章 無線感測器網路的數據鏈路層設計 29
3.1 無線感測器網路數據鏈路層概述 30
3.2 無線感測器網路數據鏈路層研究現狀與發展 30
3.2.1 無線感測器網路MAC協定的分類 30
3.2.2 無線感測器網路MAC協定需要解決的問題 31
3.3 無線感測器網路數據鏈路層的關鍵問題 31
3.4 無線感測器網路的MAC協定 33
3.4.1 基於競爭的MAC協定 33
3.4.2 基於分配的MAC協定 41
3.4.3 混合型MAC協定 49
3.4.4 跨層MAC協定 52
3.5 本章小結 55
參考文獻 56
第4章 無線感測器網路的網路層 57
4.1 無線感測器網路網路層概述 58
4.2 無線感測器網路網路層研究現狀和發展 59
4.3 無線感測器網路網路層關鍵問題 61
4.4 無線感測器網路路由協定 63
4.4.1 基於數據的路由協定 63
4.4.2 基於集群結構的路由協定 68
4.4.3 基於地理位置信息的路由協定 71
4.5 本章小結 76
參考文獻 76
第5章 無線感測器網路傳輸層協定 78
5.1 無線感測器網路傳輸層協定概述 79
5.2 無線感測器網路傳輸層研究現狀和發展 81
5.2.1 無線感測器網路傳輸層關鍵問題 82
5.2.2 無線感測器網路傳輸層協定分析 83
5.3 無線感測器格線體系 92
5.3.1 無線感測器網路格線體系結構 93
5.3.2 MPAS設計 93
5.4 本章小結 96
參考文獻 96
第6章 通信標準 98
6.1 IEEE 802.15.4標準 99
6.1.1 IEEE 802.15.4協定簡介 99
6.1.2 IEEE 802.15.4協定棧 100
6.2 ZigBee標準 107
6.2.1 網路層規範 107
6.2.2 套用層規範簡介 109
6.3 無線區域網路技術 109
6.3.1 無線區域網路概述 109
6.3.2 網路拓撲結構 110
6.3.3 IEEE 802.11協定棧 112
6.4 藍牙技術 114
6.4.1 藍牙核心協定 115
6.4.2 藍牙優勢 116
6.5 UWB技術 117
6.5.1 UWB協定模型 117
6.5.2 UWB優勢 118
6.6 本章小結 119
參考文獻 119
第7章 時間同步技術 121
7.1 時間同步技術概述 122
7.2 時間同步技術研究現狀與發展 123
7.3 時間同步技術關鍵問題 125
7.4 傳統時間同步技術 127
7.4.1 DMTS同步 127
7.4.2 RBS同步 128
7.4.3 TPSN同步 129
7.4.4 FTSP同步 131
7.4.5 傳統協定比較 132
7.5 新型時間同步技術 133
7.5.1 協作同步 135
7.5.2 螢火蟲同步 135
7.6 本章小結 138
參考文獻 138
第8章 無線感測器網路節點定位技術 140
8.1 節點定位技術概述 141
8.2 節點定位技術研究現狀與發展 142
8.3 節點定位技術關鍵問題 143
8.4 基於測距的定位技術 144
8.4.1 三邊定位技術 144
8.4.2 角度定位 148
8.4.3 測距定位算法性能比較分析 149
8.5 基於非測距定位技術 150
8.5.1 基本原理 150
8.5.2 典型算法 151
8.5.3 幾種非測距的定位技術性能分析 155
8.6 協作定位技術 156
8.6.1 剛性體理論概述 156
8.6.2 協作體的定義 157
8.6.3 協作定義原理 158
8.7 本章小結 160
參考文獻 160
第9章 容錯設計技術 162
9.1 無線感測器網路容錯技術概述 163
9.2 容錯設計模型 164
9.3 無線感測器網路可靠性分析 166
9.3.1 網路層可靠性 166
9.3.2 傳輸層可靠性 167
9.4 無線感測器網路故障檢測與診斷 167
9.4.1 基於空間相關性的故障診斷 168
9.4.2 基於貝葉斯信任網路的故障診斷 170
9.5 無線感測器網路的自恢復策略 171
9.5.1 基於連線的修復 171
9.5.2 基於覆蓋的修復 171
9.6 本章小結 172
參考文獻 172
第10章 服務質量保證 173
10.1 無線感測器網路服務質量概述 174
10.2 無線感測器網路服務質量研究現狀與發展 175
10.3 無線感測器網路QOS關鍵問題 178
10.4 感知QoS保證 179
10.4.1 感知Qos概述 179
10.4.2 感知模型 180
10.4.3 典型的無線感測器網路覆蓋控制算法與協定 181
10.4.4 亟待解決的問題 188
10.5 傳輸QoS保證 188
10.5.1 可靠數據傳輸 189
10.5.2 擁塞控制 190
10.6 本章小結 191
參考文獻 191
第11章 網路管理 194
11.1 網路管理概述 195
11.1.1 網路管理的概念 195
11.1.2 網路管理的體系結構 196
11.2 網路管理研究現狀與發展 198
11.2.1 SNMP網路管理架構 198
11.2.2 網路管理新技術 199
11.3 網路管理關鍵問題 201
11.4 典型網路管理系統 203
11.4.1 集中式網路管理系統 203
11.4.2 層次式網路管理系統 205
11.4.3 分散式網路管理系統 207
11.5 本章小結 209
參考文獻 209
第12章 無線感測器網路的仿真技術 211
12.1 網路仿真概述 212
12.2 無線感測器網路仿真研究現狀與發展 213
12.3 常用的仿真軟體 214
12.3.1 OPNET 214
12.3.2 NS2 216
12.3.3 TOSSIM 218
12.4 仿真軟體比較 220
12.5 本章小結 221
參考文獻 221
第13章 無線感測器網路的硬體開發 222
13.1 無線感測器網路硬體開發概述 223
13.2 無線感測器網路硬體開發研究現狀與發展 224
13.3 感測器節點的設計 226
13.3.1 核心處理模組設計 226
13.3.2 能量模組設計 228
13.4 本章小結 228
參考文獻 229
第14章 無線感測器網路的作業系統 230
14.1 無線感測器網路作業系統概述 231
14.2 TinyOS作業系統 232
14.2.1 概述 232
14.2.2 TinyOS的系統架構 233
14.2.3 TinyOS編譯機制 234
14.2.4 TinyOS啟動機制 234
14.2.5 TinyOS任務調度機制 236
14.2.6 TinyOS的並發性 238
14.2.7 TinyOS的能量管理機制 240
14.2.8 通信機制 243
14.3 MANTIS OS作業系統 246
14.3.1 MANTIS OS的系統架構 247
14.3.2 應用程式設計 247
14.4 SOS作業系統 251
14.5 作業系統比較分析 255
14.6 本章小結 255
參考文獻 255
第15章 無線感測器網路的軟體開發 257
15.1 無線感測器網路軟體開發概述 258
15.1.1 軟體開發特點和設計要求 258
15.1.2 軟體開發的內容 259
15.1.3 無線感測器網路軟體開發的主要技術挑戰 260
15.2 主要開發環境 260
15.2.1 nesC語言結構 261
15.2.2 nesC應用程式的分析 262
15.2.3 nesC程式的仿真 264
15.3 無線感測器網路中間件設計 265
15.4 本章小結 268
參考文獻 268
第16章 無線感測器網路套用 270
16.1 概述 271
16.2 無線感測器網路的套用場景 272
16.3 無線感測器網路套用技術 274
16.3.1 靜態部署 275
16.3.2 動態部署 276
16.4 無線感測器網路套用實例分析 277
16.4.1 用於礦井環境監測的無線感測器網路 278
16.4.2 山體滑坡案例 283
16.5 本章小結 289
參考文獻 289
