智能無線傳感器網絡原理與應用（簡體書）

《智能無線傳感器網絡原理與應用》主要講述無線傳感器網絡的基本理論與應用技術。在系統介紹無線傳感器網絡節點的構成與性能、無線傳感器網絡體系結構的基礎上，講述無線傳感器網絡的通信與組網技術、網絡通信協議、無線傳感器網絡仿真實驗工具等內容，重點講述無線傳感器網絡覆蓋與部署、無線傳感器網絡管理、無線傳感器網絡應用技術等，并通過典型領域的應用案例分析，介紹無線傳感器網絡系統應用的特點。
《智能無線傳感器網絡原理與應用》內容豐富，深入淺出，圖文并茂，其主要特點是不僅講述無線傳感器網絡的基本理論，而且論述無線傳感器網絡應用的關鍵技術。《智能無線傳感器網絡原理與應用》具有較強的普適性，可作為高等院校研究生和高年級本科生的無線傳感器網絡課程的教材，也可供無線通信、電子技術、電氣工程、計算機網絡、自動化技術等領域的工程技術人員學習和參考。

《智能無線傳感器網絡原理與應用》特點：結構設計合理，內容豐富、系統。充分反映無線傳感器網絡的最新理論與技術成果。理論與應用有機結合，便于理論知識的學習掌握。引入無線傳感器網絡實驗系統設計與研究內容，構建完整體系。

前言
第1章 緒論
1.1 引言
1.2 無線傳感器網絡概述
1.2.1 無線傳感器網絡系統結構
1.2.2 無線傳感器網絡基本特點
1.2.3 無線傳感器網絡關鍵技術
1.3 無線傳感器網絡的發展
1.3.1 無線傳感器網絡演變過程
1.3.2 無線傳感器網絡發展現狀
1.3.3 無線傳感器網絡未來趨勢
1.4 無線傳感器網絡主要應用領域
1.4.1 軍事領域
1.4.2 環境監測領域
1.4.3 醫療領域
1.4.4 智能家居領域
1.4.5 智能交通領域
1.4.6 其他領域
思考題

第2章 無線傳感器網絡節點
2.1 概述
2.2 節點硬件組成
2.2.1 處理器模塊
2.2 2存儲模塊
2.2.3 通信模塊
2.2.4 傳感器模塊
2.2.5 電源模塊
2.3 無線傳感器網絡操作系統
2.3.1 nes C語言
2.3.2 Tiny OS
2.3.3 Tiny OS應用實例解析
2.3.4 Tiny OS的安裝
2.4 傳感器節點分析
2.4.1 常見傳感器節點
2.4.2 Mica Z節點分析
思考題

第3章 無線傳感器網絡體系結構
3.1 傳感器網絡工作模式
3.1.1 網絡的組成
3.1.2 多跳通信機制
3.2 網絡整體結構
3.2.1 0SI分層模型
3.2.2 網絡體系結構分析
3.3 無線傳感器網絡服務質量與體系結構
3.3.1 服務質量體系
3.3.2 QoS體系的通信協議
3.3.3 QoS體系下的管理系統
3.3.4 QoS體系功能模塊的聯系
3.4 無線傳感器網絡跨層優化設計
3.4.1 跨層優化設計概述
3.4.2 面向QoS優化的跨層設計總體框架
3.4.3 基于QoS保證的跨層設計
3.4.4 跨層模型與問題求解方法
3.4.5 網絡效能最大化模型
思考題

第4章 無線傳感器網絡通信與組網技術
4.1 概述
4.2 物理層
4.2.1 物理層概述
4.2.2 通信信道分配
4.2.3 調制解調方式
4.3 MAC協議
4.3.1 MAC協議概述
4.3.2 MAC協議設計要求
4.3.3 基于競爭的MAC協議
4.3.4 基于信道分配的MAC協議
4.4 路由協議
4.4.1 路由協議概述
4.4.2 層次型路由協議
4.4.3 以數據為中心的路由協議
4.4.4 基于地理位置的路由協議
4.5 傳輸層協議
4.5.1 傳輸層協議概述
4.5.2 數據傳輸可靠性分析
4.5.3 多組傳輸與多徑傳輸
……
第5章 無線傳感器網絡通信技術
第6章 無線傳感器網絡覆蓋與部署技術
第7章 無線傳感器網絡管理技術
第8章 無線傳感器網絡關鍵技術
第9章 無線傳感器網絡仿真實驗工具
第10章 無線傳感器網絡應用技術
參考文獻

清華大學理論計算機科學研究中心以863項目“農業生物——環境信息獲取與無線傳感器網絡技術研究”為平臺，研究應用無線傳感器網絡技術實現遠程農業信息的獲取，取得豐富的科研成果和應用經驗；在“FLOWS”項目中，清華大學與香港大學合作開發出低成本靈活的無線傳感器節點和演示系統供學術和實際應用；中國科技大學計算機科學技術系以環境監測、礦山安全和軍事偵察等實際系統為研究背景，自主研發了能夠支持IPv6和通信保密的低功耗傳感器節點，相應的基于IPv6的無線傳感網絡環境監測系統已投入實際應用；東北大學人工智能與機器人研究所針對大型建筑災難救援系統效率低、可靠性差等瓶頸性問題，提出基于無線傳感器網絡的建筑災難信息感知系統。該系統可以實時探測災難蔓延的趨勢和被困人員的位置，為救援人員提供第一手災難信息并為其做出輔助決策，極大地提高救援效率。另外，一些國內企業也加入無線傳感器網絡的研究之中，如寧波中科、深圳天智和成都無線龍等企業一直致力于提供無線傳感器網絡實用和創新的產品及解決方案。
目前，無線傳感器網絡研究已逐漸走出節點軟硬件體系設計和分層通信協議開發的初級階段，進入面向應用的整體解決方案研究的高級階段，側重于對無線傳感器網絡節點群體行為的研究，如無線傳感器網絡信息處理、數據聚合、網絡部署與覆蓋等問題的研究。
1.3.3 無線傳感器網絡未來趨勢.移動傳感器網絡是一個集環境感知、動態決策與規劃、行為控制與執行等多種功能于一體的綜合系統，具有很強的應用相關性，不同應用需要配置不同的網絡模型、軟件系統與硬件平臺。隨著技術的發展，移動傳感器網絡的應用與研究呈現出節點體積小、成本低、能耗少、通信能力強、可維護性和可擴展性好、穩定性和安全性高等趨勢。
（1）成本低。在一個完整的無線傳感器網絡中，包含成百上千甚至成千上萬的傳感節點，如何在不影響網絡性能的前提下降低節點成本，是無線傳感器網絡從實驗走向實用的關鍵。
（2）節點的耗能少。傳感節點能量有限，而節點的能量又與網絡的壽命緊密聯系。目前常見的解決方案為使用高能電池，理想的情況是讓節點具備自我收集能量的功能，太陽能及其他自動收集能量技術的開發使用將使無線傳感器網絡的傳感節點壽命更持久。
（3）安全性能提高。無線傳感器網絡在實際應用中往往處于環境惡劣、人力不可到達的區域，而且越來越多的應用于軍事領域，處于敵方陣地進行探測，難以進行保護或者維修。因此，在設計網絡協議時，對保密性提出了更高的要求。針對這一問題，很多科研機構正在進行相關的研究，相信在不遠的將來會有所突破，從而使無線傳感器網絡獲得更廣泛的應用。
未來的無線傳感器網絡、移動通信和互聯網的融合，使傳感器網絡信息的傳輸更加便捷，可以廣泛地應用于科學研究與工業生產中，以更高、更快、更準確的方式為人們傳輸數據和信息，形成一個龐大的物聯網絡，涉及人類日常生活和社會生產活動的多個領域，改變人類的生活和生產方式。