无线传感器网络与人工生命

第1章无线传感器网络概述

1.1传感器网络体系结构

1.1.1传感器网络结构

1.1.2传感器网络节点

1.2传感器网络的特征

1.3传感器网络协议栈

1.4传感器网络的研究进展

1.5传感器网络的关键技术

参考文献

第2章网络协议

2.1传感器网络MAC层描述

2.2典型的MAC层协议

2.2.1固定分配类MAC层协议

2.2.2基于竞争类MAC层协议

2.3路由协议

2.4典型的路由协议

2.4.1泛洪式路由协议

2.4.2以数据为中心的路由协议

2.4.3基于位置的路由协议

2.4.4分层次的路由协议

2.5传感器网络的可靠传输

2.5.1传榆的可靠性

2.5.2建立安全路由

2.5.3跨层设计问题

参考文献

第3章传感器网络低功耗技术

3.1低功耗技术概述

3.2无线传感器网络能量效率分析

3.3通信子系统的能耗模型

3.3.1通信子系统的通用结构

3.3.2通信子系统的状态机

3.3.3参数化

3.3.4CSECM

3.42种不同工作周期机制的能耗模型

3.4.12种工作周期机制

3.4.2与通信子系统状态模型的映射关系

3.4.32种工作周期机制的能耗

3.4.4验证

3.5基于能量效率的休眠调度机制标准

3.5.1映射关系的选择标准

3.5.2选择工作周期的标准

3.6结论

参考文献

第4章定位技术

4.1定位技术简介

4.1.1基本概念和评价指标

4.1.2定位算法分类

4.1.3定位的其他相关技术

4.1.4定位的基础方法

4.2基于测距技术的定位

4.2.1基于TOA的定位

4.2.2基于TDOA的定位

4.2.3基于AOA的定位

4.2.4基于RSSI的定位

4.3无需测距的定位技术

4.3.1质心算法

4.3.2BoundingBox算法

4.3.3DV-Hop算法及APS分布式算法

4.3.4Anorphous定位算法

4.3.5APIT(ApproximatePITTest)定位算法

4.3.6凸规划定位算法

4.3.7MDS-MAP定位算法

4.4小结

参考文献.

第5章传感器网络安全与安全协议

5.1传感器网络安全

5.1.1WSN与传统网络的比较

5.1.2WSN的安全需求

5.1.3WSN可能受到的攻击及相应的防御措施

5.2密钥管理

5.2.1密钥预共享协议

5.2.2随机密钥预分配协议

5.3传感器密码算法的选择

5.3.1传感器网络的特点

5.3.2加密算法的选择

5.3.3消息认证算法的选择

5.3.4随机数发生器

5.3.5公开密钥算法的选择

参考文献

第6章硬件

6.1概述

6.2节点体系结构

6.3节点设计的技术要素

6.4处理器模块

6.5射频通信模块

6.6电源模块

6.7传感器模块

6.8常见传感器节点介绍

6.8.1BTnode

6.8.2Imote

6.8.3TmoteSky

6.8.4Crossbow公司的MICA系列

6.8.5北京科技大学的LPnode

参考文献

第7章人工生命的概念及研究方法

7.1生命的本质

7.1.1生命现象的本质

7.1.2生命系统的本质

7.2人工生命

7.2.1人工生命的诞生

7.2.2人工生命的概念

7.3人工生命理论体系

7.3.1人工生命的研究方法

7.3.2人工生命的研究內容

7.3.3人工生命的基础理论

7.3.4人工生命的实现方法

7.4基于人工生命的行为机制

7.4.1人工生命系统的行为特征

7.4.2低级行为-高级行为的进化

7.4.3简单行为-复杂行为的群体性涌现

7.4.4基于人工生命行为机制的应用

7.5与相关理论的比较

7.5.1人工生命与人工智能

7.5.2人工生命与复杂系统

7.5.3人工生命与认知理论

7.6人工生命的应用

参考文献

第8章人工生命的研究实例

8.1人工生命平台研究

8.1.1可实时交互的研究平台A-Volve

8.1.2数字生命Tierra

8.1.3自适应遗传基因系统Avida

8.2人工动物

8.2.1基于硬件的人工动物进化机器人

8.2.2基于软件的人工动物虚拟生物

8.2.3虚拟动物的一个典型实例晓媛的鱼

8.2.4当今机器动物的一些新进展

8.3小结

参考文献

第9章人工生命在无线传感器网络中的应用

9.1基于人工生命的分布式等级索引

9.1.1DBA模型的基本思想

9.1.2范围查询机制DBA

9.1.3仿真实验

9.2无线传感器网络中的数据融合策略

9.2.1无线传感器网络中数据融合的概念及其作用

9.2.2无线传感器网络中的数据融合策略

9.2.3能量有效的基于模式码的安全数据汇聚

9.2.4独立的数据融合协议层

9.2.5基于移动代理的数据融合

9.2.6小结

9.3本章的工作

参考文献

第10章无线传感器网络中的数据融合策略

10.1无线传感器网络数据融合技术

10.1.1无线传感器网络数据融合的概念

10.1.2无线传感器网络数据融合的作用

10.1.3无线传感器网络数据融合的示意图

10.2基于无线传感器网络的数据融合策略

10.2.1集中式数据融合方案

10.2.2基于树的数据融合方案

10.2.3静态分簇数据融合方案

10.2.4动态分簇数据融合方案

10.3仿真

10.3.1传送数据包数目和数据融合率

10.3.2网络寿命

10.4结论

参考文献

第11章无线传感器网络仿真

11.1网络仿真工具简介

11.2无线传感器网络仿真工具简介

11.2.1无线传感器网络的仿真特点

11.2.2无线传感器网络的仿真的发展状况工具

11.3基于NS2的无线传感器网络仿真

11.3.1仿真工具NS2的概述

11.3.2NS2的仿真基础

11.3.3基于NS2仿真的无线传感器网络模块设计

11.4基于OMNeT++的无线传感器网络仿真平台

11.4.1仿真工具OMNeT++概述

11.4.2OMNeT++仿真基础

11.4.3基于OMNeT++的无线传感器网络模块

11.5TOSSIM仿真

11.5.1使用TOSSIM模拟TinyOS应用程序

11.5.2使用P-TOSSIM模拟TinyOS应用程序

参考文献

　　本书共11章，包含5个主要部分。第l部分为前5章内容，主要介绍无线传感器网络的基础协议；第2部分为第6章，介绍目前常见的无线传感器网络硬件；第3部分，介绍人工生命的基础理论和应用技术，包括第7章、第8章；第4部分，介绍基于人工生命的无线传感器网络技术，以及在人工生命研究中占有重要地位的数据处理技术，包括第9章和第10章；第5部分，无线传感器网络仿真技术，介绍目前主要的仿真工具并给出一些简单的实例，供初学者快速掌握无线传感器网络、人工生命等研究的实验与仿真技巧。该书可供各大专院校作为教材使用，也可供从事相关工作的人员作为参考用书使用。　　本书系统地介绍了无线传感器网络与人工生命的概念、特点、关键技术和研究方法等。全书共分为11章，首先介绍了无线传感器网络的基础协议、硬件组成等，随后对人工生命的基础理论和应用技术进行了介绍，并在此基础上讨论了基于人工生命的无线传感器网络技术，以及在人工生命研究中占有重要地位的数据处理技术，总结了当前最新的研究成果。最后介绍了无线传感器网络仿真技术，并给出一些简单的实例。　　本书内容翔实，深入浅出，覆盖面广，具有先进性、科学性和很高的使用价值，是适合于高等院校计算机、通信、信息等专业师生和科研人员、工程技术人员的参考用书，还可作为相关领域人员了解无线传感器网络的参考资料。【作者简介】　　张晓彤，博士，北京科技大学计算机系副教授，研究方向为计算机系统结构、计算机网络、集成电路设计与嵌入式技术。发表论文30余篇，出版译/著作4部，专利1项。近5年主持和完成国家“863”、省部级重点项目等科研项目6项。