基本介紹
內容簡介,目錄,
內容簡介
本書全面論述了無線感測器網路的發展歷程、無線感測器網路的特點、關鍵技術及相關套用。全書共分8章，主要內容包括無線感測器網路的概述、無線感測器網路的體系結構、無線感測器網路的覆蓋算法、無線感測器網路的路由協定、無線感測器網路數據融合路由協定算法、無線感測器網路的定位算法、無線感測器網路目標跟蹤技術的研究與套用等。
本書可作為無線感測器網路領域的研究人員及工程技術人員的參考資料，也可作為高等院校通信、計算機、電子、物聯網等專業本科生和研究生的參考用書。
目錄
第1章無線感測器網路的概述1
1.1無線感測器網路的發展歷程1
1.1.1無線感測器網路的研究歷史3
1.1.2無線感測器網路的研究現狀5
1.1.3感測器網路技術的發展趨勢6
1.2無線感測器網路的特點7
1.2.1感測器網路的類型8
1.2.2無線感測器網路的套用9
1.2.3內部感測器系統平台和作業系統OS支持12
1.2.4無線感測器標準13
1.2.5存儲15
1.3無線感測器網路的研究熱點及面臨的挑戰16
1.4無線感測器網路的關鍵技術18
第2章無線感測器網路的體系結構20
2.1無線感測器網路體系結構研究現狀20
2.1.1節點結構20
2.1.2網路結構21
2.1.3跨層設計方法23
2.2無線感測器網路硬體系統的基本框架24
2.2.1無線感測器節點的最佳化配置24
2.2.2核心部件的設計要求25
2.3無線感測器網路軟體系統的設計原則26
2.4系統設計的關鍵技術28
2.5無線感測器網路協定棧的設計292.6IEEE802.15.4協定和ZigBee30
2.6.1IEEE802.15.4協定30
2.6.2ZigBee技術簡介32
2.6.3ZigBee技術與IEEE802.15.4的關係33
2.6.4ZigBee技術的套用36
2.7TinyOS作業系統37
2.8本章小結38
第3章無線感測器網路覆蓋算法的研究39
3.1網路覆蓋技術39
3.1.1覆蓋技術分類41
3.1.2覆蓋問題的解決方案41
3.1.3覆蓋機制的局限性45
3.2無線感測器網路覆蓋問題研究46
3.2.1覆蓋問題研究模型分類46
3.2.2異構感測器網路有關覆蓋的基本概念47
3.2.3節點感知模型49
3.3同構感測器網路區域格線劃分50
3.3.1虛擬同構菱形格線劃分52
3.3.2虛擬同構正方形格線劃分53
3.4異構感測器網路區域格線劃分54
3.4.1異構正六邊形格線劃分54
3.4.2異構正方形格線劃分56
3.5虛擬力算法在異構網路中的套用58
3.5.1傳統虛擬勢場方法58
3.5.2異構節點受力分析58
3.5.3異構節點虛擬力表達式及移動坐標表達式58
3.6算法仿真與性能分析60
3.7本章小結61
第4章無線感測器網路的路由協定62
4.1概述62
4.2無線感測器網路路由協定的特點63
4.3無線感測器網路路由協定的關鍵技術64
4.4無線感測器網路路由協定的分類68
4.4.1數據為中心的路由協定68
4.4.2分層路由協定76
4.4.3基於地理位置的路由協定82
4.4.4網路流量和QoS-aware路由協定87
4.5本章小結90
第5章無線感測器網路數據融合路由協定算法的研究92
5.1無線感測器網路數據融合與路由協定92
5.1.1無線感測器網路數據融合93
5.1.2無線感測器網路路由協定99
5.1.3數據融合與路由協定110
5.2無線感測器網路數據融合在網路層的實現110
5.2.1網路層路由方式分類110
5.2.2DC路由中的數據融合111
5.2.3獨立的數據融合協定層113
5.3數據融合樹的構造113
5.3.1反向組播樹113
5.3.2三種典型的數據融合樹114
5.4LEACH算法115
5.4.1簇的建立階段115
5.4.2穩定傳輸階段116
5.4.3LEACH協定算法的仿真實驗116
5.5Prim數據融合路由算法119
5.5.1Prim路由融合算法119
5.5.2Prim數據融合路由算法的仿真實驗120
5.6CPG算法的提出121
5.6.1最短路徑問題121
5.6.2網路模型及算法描述122
5.6.3仿真評價124
5.6.4CPG算法與SPT算法的性能比較126
5.7本章小結127
第6章無線感測器網路的定位算法128
6.1概述128
6.1.1無線感測器網路節點定位技術的背景129
6.1.2研究無線感測器網路節點定位技術的意義130
6.1.3定位技術簡介130
6.1.4無線感測器網路節點定位的基本原理133
6.2基於測距的定位技術137
6.2.1二維空間計算節點位置的基本方法137
6.2.2三維空間計算節點位置的基本方法140
6.2.3常見的基於測距的定位技術142
6.2.4多種其他的定位技術147
6.3基於RSSI定位算法改進與實現150
6.3.1RSSI測距原理150
6.3.2基於RSSI定位算法定位過程150
6.3.3基於RSSI定位算法不足分析152
6.3.4基於RSSI定位算法的改進與擴展152
6.4非測距定位技術159
6.4.1質心定位算法160
6.4.2DV-Hop定位算法165
6.4.3APIT定位算法169
6.4.4基於APIT定位算法的改進與實現170
6.5本章小結181
第7章無線感測器網路目標跟蹤技術的研究與套用183
7.1目標跟蹤技術183
7.1.1基於分層網路的目標跟蹤技術184
7.1.2點對點網路中的目標跟蹤技術186
7.2基於數據融合的目標跟蹤188
7.2.1基於數據融合的WSN節點跟蹤系統188
7.2.2測距及定位技術189
7.2.3時間同步技術及軌跡預測191
7.2.4基於數據融合的節點跟蹤192
7.3模糊測距、定位及通信實現192
7.3.1目標跟蹤系統框架193
7.3.2模糊測距及定位194
7.3.3通信協定設計196
7.4目標跟蹤仿真試驗197
7.4.1Matlab仿真試驗197
7.4.2GAINS平台試驗199
7.5本章小結201
第8章WSN數據融合及在機械故障診斷中的套用202
8.1基於神經網路的WSN數據融合202
8.1.1人工神經網路在WSN數據融合中的套用202
8.1.2基於神經網路的融合模型的建立203
8.1.3複雜機械設備數據融合的功能模型203
8.2機械故障診斷模型205
8.2.1循環統計量205
8.2.2調幅信號循環自相關函式解調分析207
8.2.3滾動軸承的故障特徵209
