物联网与无线传感器网络

第1章 无线传感器网络概述1.1 无线传感器网络介绍1.1.1 无线传感器网络的概念1.1.2 无线传感器网络的特点及优势1.1.3 无线传感器网络的应用1.2 无线传感器网络的体系结构1.2.1 传感器的节点结构1.2.2 无线传感器网络架构1.3 无线传感器网络研究及发展现状1.4 无线传感器网络所面临的挑战1.5 本章小结参考文献第2章 无线传感器网络物理层设计2.1 无线传感器网络物理层概述2.2 无线传感器网络物理层研究现状及发展2.3 无线传感器网络物理层关键技术2.3.1 编码调制方式的选择2.3.2 频率的选择2.4 物理层调制解调方式与编码方式2.4.1 M-ary调制机制2.4.2 差分脉冲位置调制机制2.4.3 自适应编码位置调制机制2.5 无线传感器网络物理层设计2.5.1 频率分配2.5.2 通信信道2.6 本章小结参考文献第3章 无线传感器网络的数据链路层设计3.1 无线传感器网络数据链路层概述3.2 无线传感器网络数据链路层研究现状与发展3.2.1 无线传感器网络MAC协议的分类3.2.2 无线传感器网络MAC协议需要解决的问题3.3 无线传感器网络数据链路层的关键问题3.4 无线传感器网络的MAC协议3.4.1 基于竞争的MAC协议3.4.2 基于分配的MAC协议3.4.3 混合型MAC协议3.4.4 跨层MAC协议3.5 本章小结参考文献第4章 无线传感器网络的网络层4.1 无线传感器网络网络层概述4.2 无线传感器网络网络层研究现状和发展4.3 无线传感器网络网络层关键问题4.4 无线传感器网络路由协议4.4.1 基于数据的路由协议4.4.2 基于集群结构的路由协议4.4.3 基于地理位置信息的路由协议4.5 本章小结参考文献第5章 无线传感器网络传输层协议5.1 无线传感器网络传输层协议概述5.2 无线传感器网络传输层研究现状和发展5.2.1 无线传感器网络传输层关键问题5.2.2 无线传感器网络传输层协议分析5.3 无线传感器网格体系5.3.1 无线传感器网络网格体系结构5.3.2 MPAS设计5.4 本章小结参考文献第6章 通信标准6.1 IEEE 802.15.4标准6.1.1 IEEE 802.15.4协议简介6.1.2 IEEE 802.15.4协议栈6.2 ZigBee标准6.2.1 网络层规范6.2.2 应用层规范简介6.3 无线局域网技术6.3.1 无线局域网概述6.3.2 网络拓扑结构6.3.3 IEEE 802.11协议栈6.4 蓝牙技术6.4.1 蓝牙核心协议6.4.2 蓝牙优势6.5 UWB技术6.5.1 UWB协议模型6.5.2 UWB优势6.6 本章小结参考文献第7章 时间同步技术7.1 时间同步技术概述7.2 时间同步技术研究现状与发展7.3 时间同步技术关键问题7.4 传统时间同步技术7.4.1 DMTS同步7.4.2 RBS同步7.4.3 TPSN同步7.4.4 FTSP同步7.4.5 传统协议比较7.5 新型时间同步技术7.5.1 协作同步7.5.2 萤火虫同步7.6 本章小结参考文献第8章 无线传感器网络节点定位技术8.1 节点定位技术概述8.2 节点定位技术研究现状与发展8.3 节点定位技术关键问题8.4 基于测距的定位技术8.4.1 三边定位技术8.4.2 角度定位8.4.3 测距定位算法性能比较分析8.5 基于非测距定位技术8.5.1 基本原理8.5.2 典型算法8.5.3 几种非测距的定位技术性能分析8.6 协作定位技术8.6.1 刚性体理论概述8.6.2 协作体的定义8.6.3 协作定义原理8.7 本章小结参考文献第9章 容错设计技术9.1 无线传感器网络容错技术概述9.2 容错设计模型9.3 无线传感器网络可靠性分析9.3.1 网络层可靠性9.3.2 传输层可靠性9.4 无线传感器网络故障检测与诊断9.4.1 基于空间相关性的故障诊断9.4.2 基于贝叶斯信任网络的故障诊断9.5 无线传感器网络的自恢复策略9.5.1 基于连接的修复9.5.2 基于覆盖的修复9.6 本章小结参考文献第10章 服务质量保证10.1 无线传感器网络服务质量概述10.2 无线传感器网络服务质量研究现状与发展10.3 无线传感器网络QOS关键问题10.4 感知QoS保证10.4.1 感知Qos概述10.4.2 感知模型10.4.3 典型的无线传感器网络覆盖控制算法与协议10.4.4 亟待解决的问题10.5 传输QoS保证10.5.1 可靠数据传输10.5.2 拥塞控制10.6 本章小结参考文献第11章 网络管理11.1 网络管理概述11.1.1 网络管理的概念11.1.2 网络管理的体系结构11.2 网络管理研究现状与发展11.2.1 SNMP网络管理架构11.2.2 网络管理新技术11.3 网络管理关键问题11.4 典型网络管理系统11.4.1 集中式网络管理系统11.4.2 层次式网络管理系统11.4.3 分布式网络管理系统11.5 本章小结参考文献第12章 无线传感器网络的仿真技术12.1 网络仿真概述12.2 无线传感器网络仿真研究现状与发展12.3 常用的仿真软件12.3.1 OPNET12.3.2 NS212.3.3 TOSSIM12.4 仿真软件比较12.5 本章小结参考文献第13章 无线传感器网络的硬件开发13.1 无线传感器网络硬件开发概述13.2 无线传感器网络硬件开发研究现状与发展13.3 传感器节点的设计13.3.1 核心处理模块设计13.3.2 能量模块设计13.4 本章小结参考文献第14章 无线传感器网络的操作系统14.1 无线传感器网络操作系统概述14.2 TinyOS操作系统14.2.1 概述14.2.2 TinyOS的系统架构14.2.3 TinyOS编译机制14.2.4 TinyOS启动机制14.2.5 TinyOS任务调度机制14.2.6 TinyOS的并发性14.2.7 TinyOS的能量管理机制14.2.8 通信机制14.3 MANTIS OS操作系统14.3.1 MANTIS OS的系统架构14.3.2 应用程序设计14.4 SOS操作系统14.5 操作系统比较分析14.6 本章小结参考文献第15章 无线传感器网络的软件开发15.1 无线传感器网络软件开发概述15.1.1 软件开发特点和设计要求15.1.2 软件开发的内容15.1.3 无线传感器网络软件开发的主要技术挑战15.2 主要开发环境15.2.1 nesC语言结构15.2.2 nesC应用程序的分析15.2.3 nesC程序的仿真15.3 无线传感器网络中间件设计15.4 本章小结参考文献第16章 无线传感器网络应用16.1 概述16.2 无线传感器网络的应用场景16.3 无线传感器网络应用技术16.3.1 静态部署16.3.2 动态部署16.4 无线传感器网络应用实例分析16.4.1 用于矿井环境监测的无线传感器网络16.4.2 山体滑坡案例16.5 本章小结

　　本书是依托中南大学国家级特色专业（物联网工程）的建设，结合国内物联网工程专业的教学情况编写的。本书主要介绍物联网中核心技术之一的无线传感器网络（WSN）的知识，在简要介绍WSN的基础上，详细地叙述了WSN的物理层、数据链路层和网络层的设计要点及其路由协议；然后介绍WSN中的主要技术，如通信标准、时间同步技术、节点定位技术、服务质量保障和网络管理，并给出了WSN的仿真技术；接着介绍WSN中硬件开发、操作系统和软件开发的内容；最后给出了WSN的应用案例。