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第1章无线传感器网络现状与发展1

1.1无线传感器网络概述1

1.1.1无线传感器网络的发展历程1

1.1.2无线传感器网络基本概念2

1.1.3无线传感器网络核心技术5

1.1.4无线传感器网络研究现状及前景7

1.1.5无线传感器网络的应用领域8

1.2无线传感器网络与物联网9

1.2.1物联网的定义10

1.2.2无线传感器网络与物联网的关系11

1.2.3物联网的关键技术12

1.2.4物联网的广阔前景13

1.3本章小结4

1.4参考文献14

第2章无线传感器网络平台搭建与仿真16

2.1引言16

2.2无线传感器网络硬件设计17

2.2.1传感器模块17

2.2.2处理单元18

2.2.3无线收发模块与电源18

2.3无线传感器网络软件设计19

2.3.1nesC语言20

2.3.2TinyOS27

2.4仿真平台32

2.4.1Tcl语法简介32

2.4.2OTcl语法简介37

2.4.3NS无线网络仿真39

2.4.4进一步阅读46

2.5本章小结46

2.6思考题46

2.7参考文献47

第3章无线传感器网络的MAC层协议48

3.1引言48

3.2竞争类MAC层协议48

3.2.1SMAC48

3.2.2TMAC48

3.2.3总结53

3.3分配类MAC协议53

3.3.1GWMAC协议53

3.3.2TRAMA协议54

3.3.3总结58

3.4混合型MAC协议58

3.4.1PairWise协议58

3.4.2其他混合型MAC协议60

3.5IEEE80215AMAC61

3.5.1PHY层简介62

3.5.2IEEE802154MAC层协议63

3.6IEEE802154MAC实现实例65

3.6.1实例一：MicrochipZigBeeMAC65

3.6.2实例二：Linux与IEEE80215481

3.7本章小结84

3.8思考题85

3.9参考文献85

第4章无线传感器网络路由协议87

4.1概述87

4.2数据中心路由协议87

4.2.1泛洪类路由算法87

4.2.2DD路由算法91

4.3集群结构路由协议94

4.3.1LEACH路由协议95

4.3.2APTEEN路由协议98

4.4地理位置路由协议100

4.4.1LAR路由协议101

4.4.2其他地理位置路由协议103

4.5LEACH仿真实例103

4.3.1仿真实现103

4.5.2仿真关键代码106

4.6本章小结108

4.7思考题108

4.8参考文献109

第5章无线传感器网络的定位实现110

5.1引言110

5.2无线传感器网络节点定位概述111

5.2.1节点定位的基本概念111

5.2.2定位算法的分类111

5.2.3定位算法的性能分析111

5.2.4节点位置的计算方法112

5.3基于测距的定位算法116

5.3.1基于RSSI的定位机制116

5.3.2基于TOA的定位机制117

5.3.3基于TDOA的定位机制117

5.3.4基于AOA的定位机制118

5.4距离无关的定位算法118

5.4.1质心定位算法118

5.4.2凸规划定位算法119

5.4.3APS算法120

5.4.4Amorphous定位算法123

5.4.5APIT定位算法123

5.4.6SeRLoc定位算法127

5.4.7MDSMAP定位算法130

5.5典型的定位系统131

5.5.1RADAR定位系统132

5.5.2ActiveBadge定位系统133

5.5.3ActiveOice定位系统134

5.5.4Cricket定位系统135

5.6定位算法的仿真及分析136

5.6.1网络环境仿真设置136

5.6.2DVHop定位算法流程137

5.6.3算法仿真实现及过程137

5.6.4仿真结果及分析140

5.7定位系统的设计141

5.7.1定位系统设计的原则141

5.7.2定位技术的选择142

5.7.3节点通信技术选择142

5.7.4传感器节点设计143

5.7.5CC2431定位引擎144

5.7.6定位引擎的使用方法146

5.7.7定位系统的测试方法150

5.7.8室内定位系统的误差分析153

5.7.9扩展定位区域153

5.8本章小结153

5.9思考题154

5.10参考文献155

第6章无线传感器网络数据融合156

6.1引言156

6.2数据融合概述157

6.2.1数据融合的基本概念157

6.2.2数据融合分类157

6.2.3数据融合优势159

6.2.4常用的数据融合算法160

6.3无线传感器网络数据融合技术164

6.3.1无线传感器网络数据融合层次164

6.3.2路由协议中的数据融合164

6.3.3无线传感器网络数据融合方法165

6.4无线传感器网络数据融合算法实现169

6.4.1数据融合需求169

6.4.2传统数据融合算法分析170

6.4.3基于组播树的数据融合算法171

6.5本章小结178

6.6思考题178

6.7参考文献179

第7章无线传感器网络的安全性180

7.1无线传感器网络安全问题概述180

7.2安全性分析181

7.2.1时间同步的安全性181

7.2.2网络路由的安全性188

7.2.3网络密钥管理的安全性192

7.2.4定位协议的安全性195

7.2.5数据融合的安全性198

7.3本章小结200

7.4思考题200

7.5参考文献200

第8章WSN应用实例——ZigBee及智能家电202

8.1引言202

8.2ZigBee应用概述203

8.2.1APS子层203

8.2.2ZigBee应用框架204

8.2.3ZigBee寻址205

8.2.4设备发现与服务发现206

8.2.5绑定206

8.2.6消息传递方式206

8.3ZigBee协议关键细节207

8.3.1ZigBeeprole207

8.3.2ZigBee描述符208

8.3.3ZigBee设备prole212

8.3.4ZigBee设备对象（ZDO）213

8.3.5ZigBee2004和ZigBee2006的主要区别219

8.4智能家电系统220

8.4.1系统概貌220

8.4.2无线收发模块220

8.4.3微处理器模块223

8.4.4实验代码225

8.4.5实验结果228

8.5本章小结229

8.6思考题229

8.7参考文献229

第9章无线传感器网络应用实例——农业监测230

9.1应用背景概述230

9.1.1农业监测的意义230

9.1.2农业监测的发展231

9.2系统架构232

9.3系统硬件设计234

9.3.1传感器节点硬件设计234

9.3.2Sinkk节点硬件设计238

9.4 6LOWPAN通信协议的实现240

9.4.1系统模块和接口22

9.4.2 6LOWPAN的地址245

9.4.3 6LoWPAN系统适应层实现245

9.5 6LOWPANGPRS协议转换网关设计247

9.6数据中心管理软件的设计253

9.6.1数据中心通信实现253

9.6.2GPRS通信规约254

9.7本章小结258

9.8思考题258

9.9参考文献259

参考答案260