傳感器設(shè)計(jì)、信息技術(shù)以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)等領(lǐng)域的快速進(jìn)步，為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)（WSN）的發(fā)展鋪平了道路。WSN可以把虛擬（計(jì)算）世界與現(xiàn)實(shí)世界以前所未有的規(guī)模相接合，并開(kāi)發(fā)大量實(shí)用型的應(yīng)用，包括保護(hù)民用基礎(chǔ)設(shè)施、監(jiān)測(cè)居住地、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、有毒氣體檢測(cè)、供應(yīng)鏈管理和醫(yī)療保健等方面。然而，WSN的設(shè)計(jì)面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因?yàn)樗�需要的知識(shí)包括了電子、計(jì)算機(jī)工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的幾乎所有研究方向。
　　目前，世界各地許多大學(xué)都給高年級(jí)本科生或研究生開(kāi)設(shè)WSN課程。另外，WSN也是很多學(xué)生項(xiàng)目和研究生論文的關(guān)注點(diǎn)。所以，本書(shū)作為一本教科書(shū)，主要是針對(duì)工程類和計(jì)算機(jī)科學(xué)專業(yè)的學(xué)生。它介紹了WSN的若干基本概念和設(shè)計(jì)時(shí)的框架模型，并且盡量把理論與實(shí)踐相結(jié)合，同時(shí)介紹了已經(jīng)構(gòu)建的系統(tǒng)原型和最新的進(jìn)展。在每章結(jié)尾，給出了大量的實(shí)際問(wèn)題和練習(xí)，幫助學(xué)生們?cè)u(píng)估對(duì)所學(xué)主要概念和理論的理解。此外，本書(shū)的部分章節(jié)和內(nèi)容已經(jīng)充分模塊化，為課程內(nèi)容的設(shè)計(jì)提供了靈活性。
　　《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)：理論和實(shí)踐》同樣有助于對(duì)WSN感興趣的學(xué)者，適合自學(xué)，并且可以作為重要的參考。對(duì)于該類讀者，本書(shū)可以當(dāng)作基礎(chǔ)概念的教程和近期研究成果、技術(shù)進(jìn)展的綜述。
　　本書(shū)的組織結(jié)構(gòu)
　　本書(shū)介紹了WSN的基本概念和原理，綜述了傳感器系統(tǒng)不同層上的協(xié)議、算法和技術(shù)，包括網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧、中間件和應(yīng)用層等。
　　《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)：理論和實(shí)踐》分為三個(gè)部分。第一部分：序言。第1章給出了WSN應(yīng)用、傳感器節(jié)點(diǎn)和基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的概述。第2章概述了代表性的傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。第3章分析了不同的節(jié)點(diǎn)架構(gòu)，詳細(xì)地講解了感知子系統(tǒng)、處理子系統(tǒng)和通信接口，另外，給出了幾個(gè)典型的原型實(shí)現(xiàn)的例子。第4章對(duì)操作系統(tǒng)的功能性和非功能性方面進(jìn)行了敘述，并綜述了最近的操作系統(tǒng)實(shí)例。
　　第二部分，基本架構(gòu)，詳細(xì)講解了協(xié)議和在傳感器系統(tǒng)不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議層上使用的算法。在這些層的設(shè)計(jì)和選擇對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)的操作與資源利用率有顯著影響。第5章開(kāi)始引入物理層架構(gòu)和概念進(jìn)行講解。由于許多傳感器節(jié)點(diǎn)共享無(wú)線介質(zhì)，MAC層協(xié)議需要訪問(wèn)無(wú)線信道進(jìn)行仲裁。第?6?章介紹了MAC?層的解決方案。第?7?章討論了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的多跳通信以及相關(guān)挑戰(zhàn)，同時(shí)對(duì)現(xiàn)有的和提出的路由協(xié)議進(jìn)行研究。
　　第三部分，節(jié)點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)管理，探討了另外一些技術(shù)并提出了針對(duì)各種挑戰(zhàn)的解決方案。第8章綜述了WSN的能耗管理技術(shù)。當(dāng)多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)觀測(cè)現(xiàn)實(shí)世界中的同一個(gè)事件時(shí)，正確地分析來(lái)自不同傳感器的數(shù)據(jù)就非常重要，這需要傳感器節(jié)點(diǎn)的時(shí)鐘互相同步。不少其他的協(xié)議和算法同樣需要時(shí)鐘同步，例如，很多MAC協(xié)議依賴于精確的時(shí)序以確保沒(méi)有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)包。因此，第9章介紹了時(shí)間同步的概念，并給出了幾種同步策略的概述。對(duì)于許多WSN應(yīng)用，無(wú)論是使用絕對(duì)坐標(biāo)表示（例如，使用GPS），還是使用在同一環(huán)境中相對(duì)于其他節(jié)點(diǎn)或地標(biāo)來(lái)表示，很重要的一點(diǎn)是需要傳感器節(jié)點(diǎn)能夠估算出自己的位置。第?10?章論述了多種定位機(jī)制，并比較了它們的優(yōu)缺點(diǎn)。鑒于許多傳感器應(yīng)用的性質(zhì)（軍事、應(yīng)急響應(yīng)）和WSN的獨(dú)有特點(diǎn)（例如，規(guī)模和無(wú)人值守操作），WSN面臨著不少安全挑戰(zhàn)，因此，在第?11?章中討論了WSN的安全隱患和防御措施。最后，第12章對(duì)本書(shū)做出總結(jié)，描述了開(kāi)發(fā)環(huán)境和WSN的編程技術(shù)，也概述了經(jīng)常使用的WSN仿真器。