无线传感器网络原理与应用 - 中国电子学会物联网专家委员会推荐 普通高等教育物联网工程专业“十二五”规划教材 - 中国高校教材图书网
| 内容简介： |
本书结合作者长期以来在该领域的教学、研究工作，比较全面、系统地阐述了在当前无线传感器网络研究领域中的关键技术问题、研究成果和应用技术。全书共分为9章，内容涉及无线传感器网络概述、拓扑控制、无线传感器网络关键技术、定位技术、目标跟踪技术、时间同步技术、安全技术、硬件平台设计以及无线传感器网络工程实验指导等。
本书既可作为物联网工程、传感器网络技术、通信工程等专业本科生和研究生的教材，也可供无线传感器网络研究领域的相关科研工作者及工程技术人员参考。
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| 作者简介： |
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| 章节目录： |
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第1章 无线传感器网络概述 1
1.1 无线传感器网络的体系结构 1
1.2 无线传感器网络的特征 3
1.2.1 与现有无线网络的区别 3
1.2.2 传感器节点的限制 4
1.2.3 无线传感器网络的特点 5
1.3 无线传感器网络的应用及关键技术 6
1.3.1 无线传感器网络的应用 6
1.3.2 无线传感器网络的发展现状 8
1.3.3 无线传感器网络的关键技术 8
1.3.4 面临的挑战 11
1.4 主流无线传感器网络仿真平台 11
1.4.1 基于通用网络的仿真平台 11
1.4.2 基于TinyOS的仿真平台 12
1.4.3 仿真平台比较 12
习题 13
第2章 拓扑控制 14
2.1 概述 14
2.2 功率控制 16
2.2.1 基于节点度的功率控制 16
2.2.2 基于方向的功率控制 16
2.2.3 基于邻近图的功率控制 16
2.2.4 XTC算法 18
2.3 层次型拓扑结构控制 18
2.3.1 LEACH算法 19
2.3.2 TopDisc算法 20
2.3.3 GAT算法 22
2.4 启发机制 23
2.4.1 STEM算法 23
2.4.2 ASCENT算法 24
2.5 传感器网络的覆盖控制 24
2.5.1 基于虚拟势场力的传感器网络区域覆盖控制 25
2.5.2 基于市场竞争行为的无线传感器网络连接与覆盖算法 26
2.6 小结 29
习题 30
第3章 无线传感器网络关键技术 31
3.1 无线传感器网络的路由技术 31
3.1.1 路由协议的分类 32
3.1.2 能量感知路由协议 34
3.1.3 基于查询路由 35
3.1.4 地理位置路由 39
3.1.5 基于QoS的路由 41
3.1.6 路由协议自主切换 43
3.1.7 小结 44
3.2 无线传感器网络的链路层技术 45
3.2.1 无线传感器网络MAC协议 47
3.2.2 基于竞争的MAC协议 47
3.2.3 基于时分复用的MAC协议 53
3.2.4 其他类型的MAC协议 57
3.2.5 小结 59
3.3 ZigBee 59
3.3.1 ZigBee与IEEE802.15.4的分工 59
3.3.2 ZigBee与IEEE802.15.4的区别 60
3.3.3 ZigBee协议框架 61
3.3.4 ZigBee技术的特点 62
3.3.5 网络层规范 63
3.3.6 应用层规范 67
3.4 小结 69
习题 69
第4章 定位技术 70
4.1 定位技术简介 71
4.1.1 定位技术的概念、常见算法和分类 71
4.1.2 定位算法分类 73
4.2 基于距离的定位 73
4.2.1 基于TOA的定位 73
4.2.2 基于TDOA的定位 74
4.2.3 基于AOA的定位 74
4.2.4 基于RSSI的定位 76
4.3 与距离无关的定位算法 77
4.3.1 质心定位算法 77
4.3.2 DV-Hop算法 78
4.3.3 APIT算法 79
4.3.4 凸规划定位算法 82
习题 83
第5章 目标跟踪技术 84
5.1 目标跟踪的基本原理及跟踪策略设计要考虑的问题 85
5.1.1 无线传感器网络中目标跟踪的基本原理 85
5.1.2 无线传感器网络跟踪策略设计要考虑的问题 86
5.2 点目标跟踪 86
5.2.1 双元检测协作跟踪 86
5.2.2 信息驱动协作跟踪 88
5.2.3 传送树跟踪算法 90
5.3 面目标跟踪 92
5.3.1 对偶空间转换 93
5.3.2 对偶空间跟踪算法 93
5.4 小结 94
习题 94
第6章 时间同步技术 95
6.1 无线传感器网络的时间同步机制 95
6.1.1 影响无线传感器网络时间同步的关键因素 95
6.1.2 无线传感器网络时间同步机制的基本原理 96
6.2 现有时间同步技术分析 98
6.2.1 基于接收者和接收者的时间同步机制 98
6.2.2 基于发送者和接收者的双向时间同步机制 100
6.2.3 基于发送者和接收者的单向时间同步机制 103
6.3 时间同步算法设计 105
6.4 小结 107
习题 107
第7章 安全技术 108
7.1 概述 108
7.2 无线传感器网络中的安全问题 108
7.3 无线传感器网络的安全性分析 110
7.3.1 无线传感器网络的安全挑战 110
7.3.2 无线传感器网络的安全策略 110
7.4 无线传感器网络的安全管理体系 114
7.4.1 预共享密钥分配模型 115
7.4.2 随机密钥预分配模型 116
7.4.3 基于位置的密钥预分配模型 121
7.4.4 其他的密钥管理方案 122
7.5 无线传感器网络的入侵检测技术 122
7.5.1 入侵检测技术概述 122
7.5.2 三种入侵检测方案的工作原理 123
7.6 小结 125
习题 126
第8章 硬件平台设计 127
8.1 无线传感器网络的硬件开发概述 127
8.1.1 硬件系统的设计特点与要求 127
8.1.2 硬件系统的设计内容 128
8.2 节点的硬件设计 129
8.2.1 处理器模块 129
8.2.2 传感器模块 130
8.2.3 通信模块 131
8.2.4 电源模块 132
8.2.5 外围模块 133
8.3 传感器节点设计实例 133
8.3.1 传感器节点系列简介 133
8.3.2 Mica系列传感器设计分析 137
8.4 小结 138
习题 139
第9章 无线传感器网络工程实验指导 140
9.1 CC2530芯片简介 140
9.1.1 芯片内部框架结构 140
9.1.2 芯片引脚和I/O端口配置 141
9.1.3 特殊功能寄存器 142
9.1.4 中断简介 147
9.2 建立一个简单的实验工程 151
9.2.1 实验目的 151
9.2.2 实验内容 151
9.2.3 实验条件 151
9.2.4 实验原理 152
9.2.5 实验步骤 152
9.2.6 实验结果 165
9.3 实验二 通用I/O实验 165
9.3.1 实验目的 165
9.3.2 实验内容 166
9.3.3 实验条件 166
9.3.4 实验原理 166
9.3.5 实验步骤 170
9.3.6 实验结果 170
9.4 实验三 系统时钟源(主时钟源)的选择 170
9.4.1 实验目的 170
9.4.2 实验内容 171
9.4.3 实验条件 171
9.4.4 实验原理 171
9.4.5 实验步骤 173
9.4.6 实验结果 174
9.5 实验四 UART串口通信实验 174
9.5.1 实验目的 174
9.5.2 实验内容 174
9.5.3 实验条件 174
9.5.4 实验原理 175
9.5.5 实验步骤 179
9.5.6 实验结果 181
9.6 实验五 ADC(单次转换) 182
9.6.1 实验目的 182
9.6.2 实验内容 182
9.6.3 实验条件 182
9.6.4 实验原理 182
9.6.5 实验步骤 189
9.6.6 实验结果 191
9.7 实验六 定时器1定时的配置和使用 191
9.7.1 实验目的 191
9.7.2 实验内容 191
9.7.3 实验条件 192
9.7.4 实验原理 192
9.7.5 实验步骤 196
9.7.6 实验结果 196
9.8 实验七 定时器1输入捕获与输出比较 196
9.8.1 实验目的 196
9.8.2 实验内容 197
9.8.3 实验条件 197
9.8.4 实验原理 197
9.8.5 实验步骤 205
9.8.6 实验结果 205
9.9 实验八 外部中断 205
9.9.1 实验目的 205
9.9.2 实验内容 205
9.9.3 实验条件 205
9.9.4 实验原理 205
9.9.5 实验步骤 207
9.9.6 实验结果 208
9.10 实验九 看门狗实验(看门狗模式和定时器模式) 208
9.10.1 实验目的 208
9.10.2 实验内容 208
9.10.3 实验条件 208
9.10.4 实验原理 208
9.10.5 实验步骤 210
9.10.6 实验结果 210
9.11 实验十 随机数产生器实验 211
9.11.1 实验目的 211
9.11.2 实验内容 211
9.11.3 实验条件 211
9.11.4 实验原理 211
9.11.5 实验步骤 213
9.11.6 实验结果 213
9.12 实验十一 DMA传输实验 214
9.12.1 实验目的 214
9.12.2 实验内容 214
9.12.3 实验条件 214
9.12.4 实验原理 214
9.12.5 实验步骤 222
9.12.6 实验结果 223
9.13 实验十二 Flash读写实验 223
9.13.1 实验目的 223
9.13.2 实验内容 223
9.13.3 实验条件 223
9.13.4 实验原理 223
9.13.5 实验步骤 228
9.13.6 实验结果 228
9.14 实验十三 功耗模式选择实验 230
9.14.1 实验目的 230
9.14.2 实验内容 230
9.14.3 实验条件 230
9.14.4 实验原理 230
9.14.5 实验步骤 234
9.14.6 实验结果 235
9.15 实验十四 供电电压监测实验 237
9.15.1 实验目的 237
9.15.2 实验内容 237
9.15.3 实验条件 237
9.15.4 实验原理 237
9.15.5 实验步骤 237
9.15.6 实验结果 239
9.16 实验十五 获取芯片信息实验 239
9.16.1 实验目的 239
9.16.2 实验内容 239
9.16.3 实验条件 239
9.16.4 实验原理 240
9.16.5 实验步骤 242
9.16.6 实验结果 242
9.17 实验十六 外部扩展实验 243
9.17.1 实验目的 243
9.17.2 实验内容 243
9.17.3 实验条件 243
9.17.4 实验原理 243
9.17.5 实验步骤 243
9.17.6 实验结果 243
9.18 实验十七 温湿度传感器实验 245
9.18.1 实验目的 245
9.18.2 实验内容 245
9.18.3 实验条件 245
9.18.4 实验原理 245
9.18.5 实验步骤 249
9.18.6 实验结果 250
9.19 实验十八 传感器数据读取实验 250
9.19.1 实验目的 250
9.19.2 实验内容 250
9.19.3 实验条件 251
9.19.4 实验原理 251
9.19.5 实验步骤 256
9.20 实验十九 上位机通信实验 258
9.20.1 实验目的 258
9.20.2 实验内容 258
9.20.3 实验条件 259
9.20.4 实验原理 259
9.20.5 实验步骤 259
9.21 实验二十 ZigBee网络监控实验 260
9.21.1 实验目的 260
9.21.2 实验内容 260
9.21.3 实验条件 260
9.21.4 实验原理 260
9.21.5 实验步骤 263
9.21.6 实验结果 263
9.22 实验二十一 远程监控实验 263
9.22.1 实验目的 263
9.22.2 实验内容 263
9.22.3 实验条件 264
9.22.4 实验原理 264
9.22.5 实验步骤 264
9.22.6 实验结果 265
附录 USB转串口模块驱动安装 266
参考文献 269
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| 精彩片段： |
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| 书 评： |
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| 其 它： |
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