無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究和應(yīng)用的熱門(mén)領(lǐng)域,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和國(guó)防軍事上具有十分重要的應(yīng)用價(jià)值。
《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究》從實(shí)用和科研的角度出發(fā),比較全面、系統(tǒng)地論述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵技術(shù)及其在工程中的應(yīng)用,主要內(nèi)容涵蓋了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議等。
《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究》結(jié)構(gòu)合理,條理清晰,內(nèi)容豐富新穎,可供從事無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的工程技術(shù)人員參考使用。
進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái),隨著信息技術(shù)與感知技術(shù)的快速發(fā)展,以及人們對(duì)于物理世界信息需求的不斷增長(zhǎng),物聯(lián)網(wǎng)作為一種能夠?qū)崿F(xiàn)物與物之間廣泛和普遍互聯(lián)的新型網(wǎng)絡(luò),正在受到世界各國(guó)越來(lái)越廣泛的關(guān)注和重視。目前,業(yè)界普遍認(rèn)為,物聯(lián)網(wǎng)將繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)通信之后掀起一次新的信息產(chǎn)業(yè)革命,成為未來(lái)社會(huì)進(jìn)步和發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,將給人們的日常生活帶來(lái)翻天覆地的變化。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)作為物聯(lián)網(wǎng)的“末梢神經(jīng)”,是一種集綜合信息采集、處理和傳輸功能于一體的智能網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量傳感器節(jié)點(diǎn)組成,這些傳感器節(jié)點(diǎn)被部署在指定的地理區(qū)域,通過(guò)無(wú)線通信和自組織方式形成無(wú)線網(wǎng)絡(luò),能夠?qū)崟r(shí)感知與采集指定區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境數(shù)據(jù)和目標(biāo)信息,并將所感知與采集到的數(shù)據(jù)和信息傳送給監(jiān)控中心或終端用戶,實(shí)現(xiàn)對(duì)物理世界的感知、人與物理世界之間的通信和信息交互。如果說(shuō)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)改變了人與人之間的溝通方式,那么無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)將改變?nèi)祟惻c自然界之間的交互方式,使人類可以通過(guò)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)直接感知客觀世界,極大地提高人類認(rèn)識(shí)、改造物理世界的能力。因此,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在民用和軍事領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。在民用領(lǐng)域,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)控制、醫(yī)療健康、智能家居、科學(xué)探索、搶險(xiǎn)救災(zāi)和公共安全等方面;在軍事領(lǐng)域,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以應(yīng)用于國(guó)土安全、戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)視、戰(zhàn)場(chǎng)偵察、目標(biāo)定位、目標(biāo)識(shí)別、目標(biāo)跟蹤等方面。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物理世界的感知,是實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的重要基礎(chǔ)。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)涉及微電子、網(wǎng)絡(luò)通信和嵌入式計(jì)算等主要技術(shù),是當(dāng)前國(guó)際上備受關(guān)注的、多學(xué)科交叉的一個(gè)前沿?zé)狳c(diǎn)研究領(lǐng)域。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)擁有廣闊的應(yīng)用前景,近年來(lái)引起了國(guó)際上許多國(guó)家的高度重視。因此,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在過(guò)去的十多年中得到了廣泛、深入的研究,并在基礎(chǔ)理論、關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)際應(yīng)用等方面取得顯著的成果。盡管一些商用的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn),并開(kāi)始投入實(shí)際應(yīng)用,然而,無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)在傳感器、組網(wǎng)、節(jié)能、可靠性等技術(shù)方面仍然受到許多限制,特別是針對(duì)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展來(lái)說(shuō),許多相關(guān)技術(shù)和問(wèn)題還有待進(jìn)一步探索、研究和解決。
全書(shū)由劉洋教授、鐵勇教授撰寫(xiě),編撰過(guò)程中得到了劉晉宏、趙小燕、周紅麗、吳瓊、李琪、李媛、馮浩宇、王海艦、龔政、侯麗娜、沈欽民等研究生的幫助。本書(shū)參考了大量相關(guān)文獻(xiàn)和著作,在此向有關(guān)作者表示感謝。本書(shū)得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(61461036,61761033)的資助。
由于作者水平所限,書(shū)中難免有疏漏和不妥之處,敬請(qǐng)有關(guān)專家學(xué)者和廣大讀者批評(píng)指正。
前言
第1章 概述
1.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的概念與特征
1.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)
1.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)目標(biāo)
1.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域
1.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與現(xiàn)狀
第2章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)
2.1 概述
2.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
2.3 ZigBee標(biāo)準(zhǔn)
第3章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議
3.1 概述
3.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)
3.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議
第4章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議
4.1 概述
4.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)
4.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的擁塞控制基本機(jī)制
4.4 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸基本機(jī)制
4.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的典型傳輸協(xié)議
第5章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步技術(shù)
5.1 概述
5.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步協(xié)議
第6章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂萍夹g(shù)
6.1 概述
6.2 基于功率控制的拓?fù)淇刂茩C(jī)制
6.3 基于層次結(jié)構(gòu)的拓?fù)淇刂茩C(jī)制
第7章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)
7.1 概述
7.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)基礎(chǔ)
7.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位算法
第8章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件技術(shù)
8.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件的體系結(jié)構(gòu)及功能
8.2 基于Agent的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件DisWare
8.3 DisWare中間件平臺(tái)軟件MeshIDE
8.4 無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件技術(shù)
8.5 支持多應(yīng)用任務(wù)的WSN中間件的設(shè)計(jì)
第9章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合與管理技術(shù)
9.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合概述
9.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)融合技術(shù)與算法
9.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理技術(shù)
9.4 基于策略和代理的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)管理架構(gòu)
9.5 現(xiàn)有傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)簡(jiǎn)介
第10章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全技術(shù)
10.1 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全問(wèn)題概述
10.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的安全
10.3 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理
10.4 拒絕服務(wù)(DoS)攻擊的原理及防御技術(shù)
10.5 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全路由
第11章 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢(shì)
11.1 概述
11.2 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的總體趨勢(shì)
11.3 無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)
11.4 無(wú)線容遲傳感器網(wǎng)絡(luò)
11.5 無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)
11.6 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)化趨勢(shì)
參考文獻(xiàn)