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第1章 无线传感器网络概述1

1.1 无线传感器网络的基本概念与体系结构1

1.2 无线传感器网络的特点2

1.3 无线传感器节点4

1.4 无线传感器网络协议栈7

1.5 无线传感器网络的应用领域8

1.6 无线传感器网络的发展历史11

1.7 无线传感器网络面临的挑战13

习题114

第2章 无线传感器网络关键技术15

2.1 物理层关键技术15

2.2 信道接入技术17

2.2.1 信道接入技术概述17

2.2.2 典型的无线传感器网络MAC协议18

2.3 无线传感器网络路由技术22

2.3.1 无线传感器网络路由技术概述22

2.3.2 典型的无线传感器网络路由协议23

2.4 无线传感器网络拓扑控制技术27

2.4.1 拓扑控制技术概述27

2.4.2 典型的拓扑控制协议29

2.5 无线传感器网络覆盖技术33

2.5.1 无线传感器网络覆盖技术概述33

2.5.2 典型的无线传感器网络覆盖算法与协议36

2.6 无线传感器网络的数据融合技术41

2.6.1 数据融合技术概述41

2.6.2 典型的数据融合算法42

2.7 无线传感器网络定位技术45

2.7.1 定位基本术语45

2.7.2 常见的测距方法46

2.7.3 节点位置估算方法47

2.7.4 典型的无线传感器网络定位方法50

2.8 无线传感器网络时间同步技术52

2.8.1 传感器节点的时间模型53

2.8.2 时间同步消息传递中的时间延迟54

2.8.3 节点时间校正的几项基本技术55

2.8.4 经典的无线传感器网络时间同步算法57

2.9 通信标准61

2.9.1 IEEE 802.15.4 标准61

2.9.2 ZigBee标准66

习题272

第3章 无线传感器网络操作系统73

3.1 操作系统概述73

3.1.1 操作系统的设计难点73

3.1.2 操作系统的设计目标74

3.2 热点技术介绍75

3.3 TinyOS简介76

3.3.1 TinyOS的安装76

3.3.2 TinyOS的卸载83

3.3.3 TinyOS的图形界面83

习题385

第4章 无线传感器网络数据管理技术86

4.1 无线传感器网络数据管理的基本概念86

4.1.1 以数据为中心的无线传感器网络数据库86

4.1.2 无线传感器网络数据管理系统的特殊性及设计目标87

4.1.3 无线传感器网络数据管理技术研究热点90

4.2 无线传感器网络数据管理的关键技术90

4.2.1 无线传感器网络数据存储结构90

4.2.2 数据查询处理技术93

4.2.3 数据压缩和融合技术97

4.3 现有传感器网络数据管理系统介绍102

习题4107

第5章 无线传感器网络中间件技术109

5.1 无线传感器网络中间件技术概述109

5.2 无线传感器网络中间件的复杂性问题111

5.3 典型的无线传感器网络中间件113

5.3.1 Impala113

5.3.2 COUGAR和TinyDB116

5.3.3 DisWare和MeshIDE119

习题5123

第6章 无线传感器网络安全124

6.1 无线传感器网络安全问题概述124

6.1.1 安全需求124

6.1.2 攻击与威胁125

6.1.3 安全框架129

6.2 无线传感器网络中的密码学理论130

6.2.1 加密算法131

6.2.2 密钥管理133

6.2.3 安全协议135

6.3 无线传感器网络安全防护技术136

6.3.1 认证和访问控制技术136

6.3.2 安全通信与安全路由技术138

6.3.3 安全定位与时钟同步技术139

6.3.4 入侵检测、容侵容错技术139

6.4 无线传感器网络发展和安全趋势140

习题6141

第7章 无线传感器网络接入技术142

7.1 基于无线传感器网络的多网络融合系统结构142

7.1.1 传统无线传感器网络体系结构142

7.1.2 基于无线传感器网络的多网融合体系结构144

7.2 多种无线传感器网络接入技术的比较145

7.2.1 现有接入技术概述145

7.2.2 面向以太网的无线传感器网络接入技术148

7.2.3 面向无线局域网的无线传感器网络接入技术154

7.2.4 面向移动通信网的无线传感器网络接入技术157

7.3 多网络融合网关硬件设计159

7.3.1 多网络融合网关硬件总体结构设计159

7.3.2 网关设备通信模块设计162

7.4 多网络融合网关的数据传输方式167

7.4.1 多网络融合网关与无线传感器网络节点的数据传输167

7.4.2 多网络融合网关接入外部基础设施网络的实现172

习题7173

第8章 无线多媒体传感器网络174

8.1 从无线传感器网络到无线多媒体传感器网络174

8.2 无线多媒体传感器网络的体系结构175

8.2.1 网络组成175

8.2.2 通信协议架构176

8.3 覆盖优化177

8.3.1 覆盖优化简介177

8.3.2 覆盖优化问题179

8.3.3 覆盖优化方法179

8.4 视频编码181

8.4.1 视频编码简介181

8.4.2 经典的视频编码方法182

8.4.3 分布式视频编码183

8.5 视频传输184

8.5.1 视频传输简介184

8.5.2 基于分层协议的视频传输185

8.5.3 基于跨层协作的视频传输185

8.5.4 视频传输方案举例186

习题8187

第9章 无线传感器网络的应用188

9.1 基于无线传感器网络的医疗健康护理系统188

9.1.1 基于无线传感器网络的医疗健康护理系统架构188

9.1.2 可穿戴UbiCell医疗传感器节点189

9.1.3 面向医疗健康护理应用的网关节点189

9.1.4 医疗健康护理基站软件系统189

9.1.5 医疗健康护理移动终端（PDA）软件系统192

9.2 基于无线传感器网络的智能家居系统194

9.2.1 智能家居系统概述194

9.2.2 智能家居系统实现流程194

9.2.3 基于无线传感器网络的智能家居应用195

9.3 基于无线传感器网络的智能交通系统197

9.3.1 智能交通概述197

9.3.2 智能交通系统介绍198

9.3.3 车流量监测节点200

9.3.4 汇聚节点201

9.3.5 后台处理系统203

习题9204

参考文献205