无线感测器网路可行的解决方案、实证系统、案例研究的设计以和套用均来自作者近年的研发工作。
基本介绍
- 书名:无线感测器网路:原理、设计和套用
- 作者:[英]杨双华(Shuang Hua Yang)
- 原版名称:Wireless sensor networks:principles,design and applications
- 译者:张燕
- ISBN:9787111495703
- 定价:68.00
- 出版社:机械工业出版社
- 出版时间:2015-05
- 装帧:平装
- 开本:16
- 丛书名:国际信息工程先进技术译丛
内容简介
本书是关于无线感测器网路原理、设计和套用的学术专着,系统阐述了无线感测器网路的原理,深入探讨了设计过程和套用实例。本书内容包括,无线感测器网路的原理、硬体和嵌入式软体设计、路由策略、汇聚节点位置的最佳化布局、与IEEE 80211b系统的互扰抑制、感测器数据融合与事件检测、安全防御、移动目标的定位与跟蹤、面向物流管理的无线射频识别与无线感测器网路的混合网路、物联网,以及智慧型家居系统和建筑物消防安全防护。
本书面向的主要读者是在校大学生,其次是研究和开发人员。本书也适合任何有兴趣深入了解无线感测器网路的读者。
目录
译者序
原书致谢
原书前言
第1章 绪论
1.1无线通信技术
1.2无线感测器网路
1.3无线感测器网路的套用领域
1.4无线感测器网路设计与实现中的挑战
1.5本书的目标
参考文献
第2章 无线感测器网路的原理
2.1引言
2.2 IEEE 802.15.4协定和无线感测器网路
2.2.1开放式系统互联模型和无线感测器网路协定栈
2.2.2 IEEE 802.15.4协定概述
2.2.3全功能设备和精简功能设备
2.2.4 IEEE 802.15.4协定的拓扑结构
2.2.5 IEEE 802.15.4协定的无线系统多路访问
2.3 使用IEEE 802.15.4协定构建无线感测器网路
2.3.1无线信道评估
2.3.2网路初始化
2.3.3网路构建公告
2.3.4监听/启动连线申请
2.3.5监听/启动移除申请
2.3.6网路命令传送/接收
2.3.7数据传送和接收
2.3.8时隙和非时隙具有冲突避免的载波侦听多路访问
2.3.9 IEEE 802.15.4协定的数据传输小结
2.4 ZigBee和无线感测器网路
2.4.1 ZigBee协定栈结构
2.4.2 ZigBee拓扑结构
2.4.3 ZigBee地址分配方案
2.4.4 ZigBee管理机制
2.5 6LoWPAN和无线感测器网路
2.6小结
参考文献
第3章 无线感测器网路的硬体设计
3.1通用无线感测器网路节点体系结构
3.2片上系统和基于组件设计
3.3设计準则
3.3.1微处理器的选择
3.3.2通信设备选择
3.3.3感测器设计
3.3.4电源设计
3.4设计案例
3.4.1温度感测器设计
3.4.2一氧化碳感测器设计
3.4.3感测器节点电路设计
3.5电源管理
3.6能量捕获
3.6.1太阳能捕获单元
3.6.2最大功率点跟蹤单元
3.6.3电源管理单元
3.6.4设计案例
3.7小结
参考文献
第4章 无线感测器网路的嵌入式软体设计
4.1引言
4.2无线感测器网路的嵌入式软体设计
4.2.1基于Jennic ZigBee的套用开发
4.2.2基于Contiki 6LowPAN的套用开发
4.3感测器驱动程式设计
4.3.1感测器驱动程式设计一般步骤
4.3.2模拟流量感测器驱动程式设计
4.3.3数字温度感测器驱动程式设计
4.4基于IEEE 802.15.4的无线感测器网路实现
4.5无线感测器网路与外部公共网路的桥接
4.6小结
参考文献
第5章 无线感测器网路中的路由技术
5.1引言
5.2无线感测器网路中的路由协定分类
5.2.1平面路由协定
5.2.2分层路由协定
5.2.3基于地理位置的路由协定
5.3 Adhoc网路按需距离矢量路由协定
5.3.1 Adhoc网路按需距离矢量路由协定原理
5.3.2 Adhoc网路按需距离矢量路由协定的讯息格式
5.3.3 Adhoc网路按需距离矢量路由协定简化版本的实现
5.4簇树路由协定
5.4.1单簇网路
5.4.2多簇网路
5.5能量感知路由协定
5.6小结
参考文献
第6章汇聚节点位置的最佳化布局
6.1引言
6.2汇聚节点位置布局的挑战
6.3汇聚节点位置布局方法的分类
6.3.1汇聚节点的静态位置布局
6.3.2动态汇聚节点位置布局
6.3.3移动汇聚节点位置布局
6.4静态多汇聚节点的位置布局最佳化
6.4.1系统假设
6.4.2简化路由协定
6.4.3能耗模型
6.4.4多汇聚节点的位置布局最佳化
6.5位置布局最佳化问题的求解
6.6小结
参考文献
第7章 无线感测器网路与IEEE 802.11b系统的互扰抑制
7.1引言
7.2无线感测器网路的共存与互扰
7.3性能指标
7.3.1物理层性能指标
7.3.2媒体访问控制层性能指标
7.4 IEEE 802.15.4中的共存机制
7.4.1直接序列扩频
7.4.2频分多址
7.4.3具有冲突避免的载波侦听多路访问
7.5 IEEE 802.11b和IEEE 802.15.4间的互扰抑制
7.5.1频段分离
7.5.2能量互扰和物理分离
7.5.3 IEEE 802.15.4中的互扰抑制建议
7.6先进互扰抑制策略
7.6.1自适应互扰感知的多信道分簇
7.6.2自适应无线信道分配
7.6.3连续数据传输
7.6.4多跳数据传输控制
7.7实验研究
7.7.1单跳传输
7.7.2多跳传输
7.8小结
参考文献
第8章感测器数据融合和事件检测
8.1引言
8.1.1感测器数据特徵
8.2感测器数据融合技术
8.2.1感测器数据预处理
8.2.2感测器数据挖掘
8.2.3感测器数据后处理
8.3事件检测
8.3.1基于阈值的事件检测
8.3.2基于时空模式的事件检测
8.4具有邻里支持的通用感测器状态模型
8.4.1通用感测器状态模型
8.4.2邻里支持模型
8.5基于感测器状态模型的事件检测
8.5.1基于阈值的事件检测
8.5.2基于时空模式的事件检测
8.6感测器网路资料库
8.7小结
参考文献
第9章 无线感测器网路安全防御
9.1开放式系统互联安全防御的基本概念
9.2无线感测器网路安全防御的挑战
9.3无线感测器网路面临的攻击分类
9.4 ZigBee安全防御服务
9.4.1用于ZigBee安全防御的密码学
9.4.2 ZigBee安全密钥和信任中心
9.4.3密钥传输与密钥构建
9.5防御拒绝服务攻击的典型策略
9.6基于无线感测器网路的智慧型家居系统拒绝服务深攻击的防御
9.6.1虚拟家居:拒绝服务攻击监视和防御触发
9.6.2远程家居伺服器和拒绝服务防御伺服器
9.6.3虚拟家居:拒绝服务攻击转移机制
9.6.4虚拟家居的实现
9.7利用虚拟家居防御拒绝服务对智慧型家居的攻击的实现
9.7.1远程家居客户端
9.7.2远程家居伺服器
9.7.3拒绝服务防御伺服器
9.7.4家居网关
9.8测评
9.8.1攻击工具
9.8.2基于无线感测器网路智慧型家居的拒绝服务深攻击的分析
9.8.3家庭网关上拒绝服务深攻击的分析
9.9小结
参考文献
第10章 移动目标的定位与跟蹤
10.1引言
10.2距离测定
10.2.1接收端信号强度指示
10.2.2链路质量指示
10.2.3信号到达时间
10.2.4信号到达的时间差
10.3定位方法
10.3.1三角定位法
10.3.2指纹定位法
10.3.3质心定位法
10.4定位準确度的提高
10.4.1环境因素的引入
10.4.2无线信号异常值的消除
10.4.3进化最佳化算法
10.5多移动目标跟蹤
10.6案例研究:地下隧道移动目标跟蹤
10.7小结
参考文献
第11章 面向物流管理的无线射频识别/无线感测器网路的混合网路
11.1引言
11.2无线射频识别技术
11.2.1无线射频识别标籤
11.2.2无线射频识别读取设备
11.3无线射频识别与感测器的混合网路
11.3.1读取式感测器
11.3.2标籤式感测器
11.4通用无线射频识别与感测器混合网路体系结构
11.5人道救援物流管理可行方案
11.6小结
参考文献
第12章 物联网
12.1引言
12.2物联网的特徵与挑战
12.3无线感测器网路与网际网路连线
12.3.1前端代理解决方案
12.3.2网关解决方案
12.3.3TCP/IP解决方案
12.4面向服务的物联网体系结构
12.4.1感测器服务发布
12.4.2本地历史资料库
12.4.3感测器域名伺服器
12.4.4实施方案
12.5应急回响物联网的可行实现
12.6小结
参考文献
第13章 基于ZigBee的智慧型家居系统:IndeedNet
13.1引言
13.2现有智慧型家居系统的分析
13.3智慧型家居系统体系结构
13.4系统实现
13.4.1基于ZigBee的智慧型家居系统的实现
13.4.2智慧型家居网关的实现
13.4.3虚拟家居的实现
13.4.4智慧型家居设备开发
13.5系统测评
13.6结论
参考文献
第14章 建筑物消防安全防护:SafetyNET
14.1引言
14.2系统架构
14.3 SafetyNET专用设备
14.4移动消防车载网路
14.5 SafetyNET无线感测器网路
14.5.1 SafetyNET协调器
14.5.2 SafetyNET路由器
14.5.3 SafetyNET终端设备
14.5.4 SafetyNET适配器
14.6现场试验
14.7小结
参考文献
第15章 结论
15.1总结
15.2未来发展研究展望
参考文献
名词术语
原书致谢
原书前言
第1章 绪论
1.1无线通信技术
1.2无线感测器网路
1.3无线感测器网路的套用领域
1.4无线感测器网路设计与实现中的挑战
1.5本书的目标
参考文献
第2章 无线感测器网路的原理
2.1引言
2.2 IEEE 802.15.4协定和无线感测器网路
2.2.1开放式系统互联模型和无线感测器网路协定栈
2.2.2 IEEE 802.15.4协定概述
2.2.3全功能设备和精简功能设备
2.2.4 IEEE 802.15.4协定的拓扑结构
2.2.5 IEEE 802.15.4协定的无线系统多路访问
2.3 使用IEEE 802.15.4协定构建无线感测器网路
2.3.1无线信道评估
2.3.2网路初始化
2.3.3网路构建公告
2.3.4监听/启动连线申请
2.3.5监听/启动移除申请
2.3.6网路命令传送/接收
2.3.7数据传送和接收
2.3.8时隙和非时隙具有冲突避免的载波侦听多路访问
2.3.9 IEEE 802.15.4协定的数据传输小结
2.4 ZigBee和无线感测器网路
2.4.1 ZigBee协定栈结构
2.4.2 ZigBee拓扑结构
2.4.3 ZigBee地址分配方案
2.4.4 ZigBee管理机制
2.5 6LoWPAN和无线感测器网路
2.6小结
参考文献
第3章 无线感测器网路的硬体设计
3.1通用无线感测器网路节点体系结构
3.2片上系统和基于组件设计
3.3设计準则
3.3.1微处理器的选择
3.3.2通信设备选择
3.3.3感测器设计
3.3.4电源设计
3.4设计案例
3.4.1温度感测器设计
3.4.2一氧化碳感测器设计
3.4.3感测器节点电路设计
3.5电源管理
3.6能量捕获
3.6.1太阳能捕获单元
3.6.2最大功率点跟蹤单元
3.6.3电源管理单元
3.6.4设计案例
3.7小结
参考文献
第4章 无线感测器网路的嵌入式软体设计
4.1引言
4.2无线感测器网路的嵌入式软体设计
4.2.1基于Jennic ZigBee的套用开发
4.2.2基于Contiki 6LowPAN的套用开发
4.3感测器驱动程式设计
4.3.1感测器驱动程式设计一般步骤
4.3.2模拟流量感测器驱动程式设计
4.3.3数字温度感测器驱动程式设计
4.4基于IEEE 802.15.4的无线感测器网路实现
4.5无线感测器网路与外部公共网路的桥接
4.6小结
参考文献
第5章 无线感测器网路中的路由技术
5.1引言
5.2无线感测器网路中的路由协定分类
5.2.1平面路由协定
5.2.2分层路由协定
5.2.3基于地理位置的路由协定
5.3 Adhoc网路按需距离矢量路由协定
5.3.1 Adhoc网路按需距离矢量路由协定原理
5.3.2 Adhoc网路按需距离矢量路由协定的讯息格式
5.3.3 Adhoc网路按需距离矢量路由协定简化版本的实现
5.4簇树路由协定
5.4.1单簇网路
5.4.2多簇网路
5.5能量感知路由协定
5.6小结
参考文献
第6章汇聚节点位置的最佳化布局
6.1引言
6.2汇聚节点位置布局的挑战
6.3汇聚节点位置布局方法的分类
6.3.1汇聚节点的静态位置布局
6.3.2动态汇聚节点位置布局
6.3.3移动汇聚节点位置布局
6.4静态多汇聚节点的位置布局最佳化
6.4.1系统假设
6.4.2简化路由协定
6.4.3能耗模型
6.4.4多汇聚节点的位置布局最佳化
6.5位置布局最佳化问题的求解
6.6小结
参考文献
第7章 无线感测器网路与IEEE 802.11b系统的互扰抑制
7.1引言
7.2无线感测器网路的共存与互扰
7.3性能指标
7.3.1物理层性能指标
7.3.2媒体访问控制层性能指标
7.4 IEEE 802.15.4中的共存机制
7.4.1直接序列扩频
7.4.2频分多址
7.4.3具有冲突避免的载波侦听多路访问
7.5 IEEE 802.11b和IEEE 802.15.4间的互扰抑制
7.5.1频段分离
7.5.2能量互扰和物理分离
7.5.3 IEEE 802.15.4中的互扰抑制建议
7.6先进互扰抑制策略
7.6.1自适应互扰感知的多信道分簇
7.6.2自适应无线信道分配
7.6.3连续数据传输
7.6.4多跳数据传输控制
7.7实验研究
7.7.1单跳传输
7.7.2多跳传输
7.8小结
参考文献
第8章感测器数据融合和事件检测
8.1引言
8.1.1感测器数据特徵
8.2感测器数据融合技术
8.2.1感测器数据预处理
8.2.2感测器数据挖掘
8.2.3感测器数据后处理
8.3事件检测
8.3.1基于阈值的事件检测
8.3.2基于时空模式的事件检测
8.4具有邻里支持的通用感测器状态模型
8.4.1通用感测器状态模型
8.4.2邻里支持模型
8.5基于感测器状态模型的事件检测
8.5.1基于阈值的事件检测
8.5.2基于时空模式的事件检测
8.6感测器网路资料库
8.7小结
参考文献
第9章 无线感测器网路安全防御
9.1开放式系统互联安全防御的基本概念
9.2无线感测器网路安全防御的挑战
9.3无线感测器网路面临的攻击分类
9.4 ZigBee安全防御服务
9.4.1用于ZigBee安全防御的密码学
9.4.2 ZigBee安全密钥和信任中心
9.4.3密钥传输与密钥构建
9.5防御拒绝服务攻击的典型策略
9.6基于无线感测器网路的智慧型家居系统拒绝服务深攻击的防御
9.6.1虚拟家居:拒绝服务攻击监视和防御触发
9.6.2远程家居伺服器和拒绝服务防御伺服器
9.6.3虚拟家居:拒绝服务攻击转移机制
9.6.4虚拟家居的实现
9.7利用虚拟家居防御拒绝服务对智慧型家居的攻击的实现
9.7.1远程家居客户端
9.7.2远程家居伺服器
9.7.3拒绝服务防御伺服器
9.7.4家居网关
9.8测评
9.8.1攻击工具
9.8.2基于无线感测器网路智慧型家居的拒绝服务深攻击的分析
9.8.3家庭网关上拒绝服务深攻击的分析
9.9小结
参考文献
第10章 移动目标的定位与跟蹤
10.1引言
10.2距离测定
10.2.1接收端信号强度指示
10.2.2链路质量指示
10.2.3信号到达时间
10.2.4信号到达的时间差
10.3定位方法
10.3.1三角定位法
10.3.2指纹定位法
10.3.3质心定位法
10.4定位準确度的提高
10.4.1环境因素的引入
10.4.2无线信号异常值的消除
10.4.3进化最佳化算法
10.5多移动目标跟蹤
10.6案例研究:地下隧道移动目标跟蹤
10.7小结
参考文献
第11章 面向物流管理的无线射频识别/无线感测器网路的混合网路
11.1引言
11.2无线射频识别技术
11.2.1无线射频识别标籤
11.2.2无线射频识别读取设备
11.3无线射频识别与感测器的混合网路
11.3.1读取式感测器
11.3.2标籤式感测器
11.4通用无线射频识别与感测器混合网路体系结构
11.5人道救援物流管理可行方案
11.6小结
参考文献
第12章 物联网
12.1引言
12.2物联网的特徵与挑战
12.3无线感测器网路与网际网路连线
12.3.1前端代理解决方案
12.3.2网关解决方案
12.3.3TCP/IP解决方案
12.4面向服务的物联网体系结构
12.4.1感测器服务发布
12.4.2本地历史资料库
12.4.3感测器域名伺服器
12.4.4实施方案
12.5应急回响物联网的可行实现
12.6小结
参考文献
第13章 基于ZigBee的智慧型家居系统:IndeedNet
13.1引言
13.2现有智慧型家居系统的分析
13.3智慧型家居系统体系结构
13.4系统实现
13.4.1基于ZigBee的智慧型家居系统的实现
13.4.2智慧型家居网关的实现
13.4.3虚拟家居的实现
13.4.4智慧型家居设备开发
13.5系统测评
13.6结论
参考文献
第14章 建筑物消防安全防护:SafetyNET
14.1引言
14.2系统架构
14.3 SafetyNET专用设备
14.4移动消防车载网路
14.5 SafetyNET无线感测器网路
14.5.1 SafetyNET协调器
14.5.2 SafetyNET路由器
14.5.3 SafetyNET终端设备
14.5.4 SafetyNET适配器
14.6现场试验
14.7小结
参考文献
第15章 结论
15.1总结
15.2未来发展研究展望
参考文献
名词术语