无线传感器网络通信协议

第1章 无线传感器网络概述

1.1 引言

1.2 无线传感器网络介绍

1.2.1 无线传感器网络体系结构

1.2.2 无线传感器网络的特点和关键技术

1.2.3 无线传感器网络的应用

1.3 无线传感器网络路由算法

1.3.1 无线传感器网络路由算法研究的主要思路

1.3.2 无线传感器网络路由算法的分类

1.3.3 无线传感器网络QoS路由算法研究的基本思想

1.3.4 无线传感器网络QoS路由算法研究的分类

1.3.5 平面路由的主流算法

1.3.6 分簇路由的主流算法

1.4 ZigBee技术

1.4.1 ZigBee技术的特点

1.4.2 ZigBee协议框架

1.4.3 ZigBee的网络拓扑结构

1.5 无线传感器安全研究

1.5.1 无线传感器网络的安全需求

1.5.2 无线传感器网络安全的研究进展

1.5.3 无线传感器网络安全的研究方向

1.6 水下传感器网络

1.7 无线传感器网络定位

1.7.1 存在的问题

1.7.2 性能评价

1.7.3 基于测距的定位方法

1.7.4 非测距定位算法

1.7.5 移动节点定位

参考文献

第2章 无线传感器网络的分布式能量有效非均匀成簇算法

2.1 引言

2.2 相关研究工作

2.2.1 单跳成簇算法

2.2.2 多跳成簇算法

2.3 DEEUC成簇路由算法

2.3.1 网络模型

2.3.2 DEEUC成簇算法

2.3.3 候选簇头的产生

2.3.4 估计平均能量

2.3.5 最终簇头的产生

2.3.6 平衡簇头区节点能量

2.3.7 算法分析

2.4 仿真和分析

2.5 结论及下一步工作

参考文献

第3章 无线传感器网络分簇多跳能量均衡路由算法

3.1 无线传输能量模型

3.2 无线传感器网络路由策略研究

3.2.1 平面路由

3.2.2 单跳分簇路由算法研究

3.2.3 多跳层次路由算法研究

3.3 LEACH-L算法

3.3.1 LEACH-L的改进思路

3.3.2 LEACH-L算法模型

3.3.3 LEACH-L描述

3.4 LEACH-L的分析

3.5 实验仿真

3.5.1 评价参数

3.5.2 仿真环境

3.5.3 仿真结果

3.6 总结及未来的工作

3.6.1 总结

3.6.2 未来的工作

参考文献

第4章 基于生成树的无线传感器网络分簇通信协议

4.1 引言

4.2 无线传输能量模型

4.3 基于时间延迟机制的分簇算法（CHTD）

4.3.1 CHTD的改进思路

4.3.2 CHTD簇头的产生

4.3.3 CHTD簇头数目的确定

4.3.4 CHTD最优簇半径

4.3.5 CHTD描述

4.3.6 CHTD的特性

4.4 CHTD簇数据传输研究

4.4.1 引言

4.4.2 改进的CHTD算法（CHTD-M）

4.4.3 CHTD-M的分析

4.5 仿真分析

4.5.1 生命周期

4.5.2 接收数据包量

4.5.3 能量消耗

4.5.4 负载均衡

4.6 总结及未来的工作

4.6.1 总结

4.6.2 未来的工作

参考文献

第5章 基于自适应蚁群系统的传感器网络QoS路由算法

5.1 引言

5.2 蚁群算法

5.3 APAS算法的信息素自适应机制

5.4 APAS算法的挥发系数自适应机制

5.5 APAS算法的QoS改进参数

5.6 APAS算法的信息素分发机制

5.7 APAS算法的定向广播机制

5.8 仿真实验及结果分析

5.8.1 仿真环境

5.8.2 仿真结果及分析

5.9 总结及未来的工作

5.9.1 总结

5.9.2 未来的工作

参考文献

第6章 无线传感器网络簇头选择算法

6.1 引言

6.2 LEACH NEW算法

6.2.1 网络模型

6.2.2 LEACH NEW簇头选择机制

6.2.3 簇的生成

6.2.4 簇头间多跳路径的建立

6.3 仿真实现

6.4 结论及未来的工作

参考文献

第7章 水下无线传感网络中基于向量的低延迟转发协议

7.1 引言

7.2 相关工作

7.3 网络模型

7.3.1 问题的数学描述

7.3.2 网络模型

7.4 基于向量的低延迟转发协议

7.4.1 基于向量转发协议的分析

7.4.2 基于向量的低延迟转发算法

7.5 仿真实验

7.5.1 仿真环境

7.5.2 仿真分析

7.6 总结

参考文献

第8章 无线传感器网络数据融合算法研究

8.1 引言

8.2 节能路由算法

8.2.1 平面式路由算法

8.2.2 层状式路由算法

8.3 数据融合模型

8.3.1 数据融合系统

8.3.2 LEACH簇头选择算法

8.3.3 簇内融合路径

8.3.4 环境设定和能耗公式

8.4 数据融合仿真

8.4.1 仿真分析

8.4.2 仿真结果分析

8.5 结论

参考文献

第9章 无线传感器网络相关技术

9.1 超宽带技术

9.1.1 系统结构的实现比较简单

9.1.2 空间传输容量大

9.1.3 多径分辨能力强

9.1.4 安全性高

9.1.5 定位精确

9.2 物联网技术

9.2.1 物联网原理

9.2.2 物联网的背景与前景

9.3 云计算技术

9.3.1 SaaS软件即服务

9.3.2 公用/效用计算

9.3.3 云计算领域的Web服务

9.4 认知无线电技术

9.4.1 传统的Ad-hoc方式中无线传感器网络的不足

9.4.2 在ZigBee无线传感器网络中的应用

参考文献

第10章 无线传感器网络应用

10.1 军事应用

10.2 农业应用

10.3 环保监测

10.4 建筑应用

10.5 医疗监护

10.6 工业应用

10.6.1 工业安全

10.6.2 先进制造

10.6.3 交通控制管理

10.6.4 仓储物流管理

10.7 空间、海洋探索

10.8 智能家居应用

参考文献

《无线传感器网络通信协议》编者尚凤军等经过近5年对无线传感器网络的学习和研究，积累了一定的成果，为本书的出版奠定了扎实的基础。我们首先从无线传感器网络的工作原理出发，通过吸收国内外大学和研究所的研究成果，对无线传感器网络的通信进行了研究，提出自己的看法和思路；接着从通信协议中的节能方面进行了研究，取得一定的研究成果，随着无线传感器网络应用的深入，多媒体传感器应运而生，因此研究适合于多媒体传感器网络环境的QoS通信协议势在必行；最后我们研究了水下传感器网络通信协议，并收到了一定的效果。随着不断地研究开发积累，通过对无线传感器网络的理论研究和技术实践经验总结，构成了本书全部的内容。根据当前国家有关部门对自组织网络及无线传感器网络技术和应用的密切关注程度，以及国家未来15年中长期科技发展战略部署和国家重点基础研究发展计划纲要的主题，本书划分为无线传感器网络概述等10章。 尚凤军编著的《无线传感器网络通信协议》较为全面地介绍了无线传感器网络的关键技术，特别是无线传感器网络协议的设计及传感器网络数据融合等领域的核心技术，重点研究了无线传感器网络的路由协议、数据融合算法及水下路由通信算法。全书共分为10章，以全新的视野、翔实的资料，深刻阐述了无线传感器网络领域的一些新问题、解决问题的方案和工程应用开发的设计方法。《无线传感器网络通信协议》中大部分内容是作者近年来在本领域的研究成果，并提供了详细的参考文献。本书共分为三部分： 第一部分是传感器网络基础内容，主要包括第1章，介绍传感器网络的体系结构、与其关系密切的无线短距离通信标准等。 第二部分是传感器网络协议及传感器网络通信算法研究，包括第2～8章，介绍具有能量效率的通信协议、具有QoS机制的通信协议、水下通信协议及数据融合技术等内容。 第三部分是传感器网络相关技术及其应用，包括第9、10章，介绍物联网、云计算及超宽带技术等，同时列举了一些较为典型的应用。