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第1章 绪论 1

1.1 物联网与无线传感器网络 1

1.1.1 物联网 2

1.1.2 无线传感器网络 4

1.2 无线传感器网络的结构与特征 5

1.2.1 无线传感器网络的结构 5

1.2.2 无线传感器网络的特征 12

1.3 无线传感器网络关键技术分析 14

1.3.1 基础服务 14

1.3.2 网络与通信 17

1.3.3 故障诊断 18

1.4 无线传感器网络的应用 19

1.4.1 无线传感器网络在军事领域的应用 19

1.4.2 无线传感器网络在民用领域的应用 21

习题 23

第2章 无线传感器网络的物理层 25

2.1 无线传感器网络物理层概述 25

2.1.1 物理层的基本概念 25

2.1.2 物理层协议 28

2.2 无线传感器网络物理层关键技术 30

2.2.1 频段的选择 30

2.2.2 信道编码 32

2.2.3 调制和解调技术 37

2.2.4 扩频技术 41

2.3 物理层调制解调方式与编码方式 44

2.3.1 差分脉冲位置调制机制 45

2.3.2 自适应编码调制技术 46

习题 51

第3章 无线传感器网络的数据链路层 53

3.1 无线传感器网络数据链路层概述 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 无线传感器网络数据链路层关键问题 55

3.2 MAC协议概述 57

3.2.1 MAC协议基础 58

3.2.2 基于竞争的MAC协议 67

3.2.3 基于分配的MAC协议 73

3.2.4 混合型MAC协议 76

3.2.5 跨层MAC协议 77

习题 79

第4章 无线传感器网络的网络层 81

4.1 无线传感器网络的网络层概述 81

4.1.1 路由过程及功能简介 82

4.1.2 无线传感器网络的特点及路由协议分类 82

4.2 无线传感器网络路由协议 85

4.2.1 基于数据的路由协议 85

4.2.2 基于集群结构的路由协议 90

4.2.3 基于地理位置信息的路由协议 94

习题 100

第5章 无线传感器网络的传输层 103

5.1 无线传感器网络传输层概述 103

5.1.1 无线传感器网络传输层简介 103

5.1.2 无线传感器网络传输层的关键技术 106

5.1.3 无线传感器网络传输层协议分类 108

5.1.4 无线传感器网络传输层跨层设计 118

5.2 无线传感器网格体系 119

5.2.1 无线传感器网络和网格结合框架 119

5.2.2 无线传感器网格体系结构 120

5.2.3 无线传感器网络的注意要点 123

5.3 MPAS设计 124

习题 128

第6章 无线传感器网络的通信标准 129

6.1 IEEE 802.15.4标准 129

6.1.1 IEEE 802.15.4协议简介 130

6.1.2 IEEE 802.15.4协议栈 132

6.2 ZigBee标准 135

6.2.1 网络层规范 136

6.2.2 应用层规范 137

6.3 RFID标准 140

6.3.1 RFID标准的具体内容 140

6.3.2 RFID主要技术标准简介 141

6.3.3 RFID空中接口协议 144

6.4 Bluetooth技术 147

6.4.1 Bluetooth核心协议 147

6.4.2 Bluetooth优势 151

6.5 UWB技术 152

6.5.1 UWB协议模型 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 应用场合 187

8.1.2 时间同步的设计 188

8.1.3 同步协议分类 189

8.1.4 无线传感器网络时间同步机制 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 传感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 无线传感器网络应用 209

9.1 概述 209

9.2 无线传感器网络的应用场景 210

9.2.1 无线传感器网络覆盖感知模型 210

9.2.2 无线传感器网络覆盖算法分类 212

9.2.3 无线传感器网络覆盖算法与协议 213

9.3 无线传感器网络应用技术 216

9.3.1 节点部署主要内容 216

9.3.2 节点部署评价标准 217

9.3.3 节点部署分类 219

9.4 无线传感器网络应用实例分析 222

9.4.1 军事无线传感器网络应用 223

9.4.2 工业无线传感器网络应用 224

9.4.3 其他领域无线传感器网络典型应用 227

习题 231

参考文献 233