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无线传感器网络：技术、协议与应用

作者：（美）卡奇姆·苏赫拉比，（美）丹尼尔·迈诺里，（美）塔伊布·扎纳提

出版社：电子工业出版社

出版时间：2019-04-01

ISBN：9787121354823

定价：¥88.00

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内容简介

　　《无线传感器网络：技术、协议与应用》共11章，系统地介绍近年来无线传感器网络相关方面的研究成果，从无线传感器的来源及主要应用介绍的基础上，深入描述了传感器不同协议层的主要技术，让读者能全方位地了解无线传感器网络。《无线传感器网络：技术、协议与应用》可作为通信工程、计算机等相关专业的教材，也可供相关领域的教学、科研和工程技术人员参考。

作者简介

　　卡奇姆？苏赫拉比（KAZEM SOHRABY），美国圣迭戈州立大学（San Diego State University）计算机科学学院教授，主要研究方向为无线通信。在国际知名期刊发表论文数十篇，出版多部专著。中国科学院信息工程研究所是2011年批准成立的中国科学院直属科研机构。研究所按照"软硬兼修，矛盾兼容，开合有法，张弛有度”的办所方针，秉承"打造一流平台，集聚一流人才，支撑国家需求，引领学科发展，努力成为国家在信息工程领域的战略科技力量”的组织目标，面向国家战略需求，在信息安全科技领域，开展基础理论与前沿技术研究，开发应用性技术与系统，为国家信息化进程提供核心关键技术支撑与系统解决方案。主要研究方向为密码理论与安全协议、信息智能处理、数据安全、通信与电磁安全、网络与系统技术、信息系统测评等。截至2016年3月，研究所在职人员898人，其中正式职工616人（正高级专业技术岗位人员57人，副高级专业技术岗位人员126人）；在学研究生1127人，其中在册研究生761人，包含硕士生450人、博士生311人，另有客座学生366人。研究所目前拥有信息安全国家重点实验室、信息内容安全技术国家工程实验室、信息安全共性技术国家工程研究中心和中国科学院数据与通信保护研究教育中心等一批***和院部级的科研创新平台。研究所面向国际信息技术发展前沿与国家信息化重大需求，凝练提出了自己的"一三五”战略科技目标，承担了"面向感知中国的新一代信息技术”先导专项、863重大科技项目、发改委专项等重大任务，在智能云电视产业链、海云安全防护体系、未来网络等方向取得了一系列重大突破，成果已应用于国家有关部门和地区的实际工作中。

目录
第1章无线传感器网络概述 1
1．1 引言 1
1．1．1 无线传感器网络的背景 2
1．1．2 传感器网络的应用 9
1．1．3 本书重点 12
1．2 无线传感器网络技术概述 13
1．2．1 传感器网络体系结构的基本元素 14
1．2．2 传感器网络发展史简要回顾 25
1．2．3 挑战与阻碍 26
1．3 小结 29
参考文献 29
第2章无线传感器网络的应用 37
2．1 引言 37
2．2 背景知识 37
2．3 应用范围 40
2．4 第二类无线传感器网络应用实例 49
2．4．1 家居控制 50
2．4．2 建筑自动化 51
2．4．3 工业自动化 54
2．4．4 医学应用 55
2．5 第一类无线传感器网络应用举例 56
2．5．1 传感器和机器人 57
2．5．2 可重构传感器网络 59
2．5．3 高速公路监控 60
2．5．4 军事应用 61
2．5．5 土木与环境工程应用 63
2．5．6 火灾仪表 64
2．5．7 环境监测 64
2．5．8 纳米传感器的应用 64
2．6 WSN技术的另一个分类 65
2．7 小结 66
参考文献 67
第3章基础无线传感器技术 72
3．1 引言 72
3．2 传感器节点技术 72
3．2．1 概述 72
3．2．2 硬件和软件 75
3．3 传感器的分类 78
3．4 无线节点的工作环境 80
3．5 无线节点的发展趋势 82
3．6 小结 85
参考文献 85
第4章无线传输技术与系统 87
4．1 简介 87
4．2 无线电技术 87
4．2．1 传播与传播损耗 88
4．2．2 调制 93
4．3 可用的无线技术 95
4．3．1 校园网应用 101
4．3．2 城域网/广域网应用 110
4．4 小结 119
参考文献 125
第5章无线传感器网络介质访问控制协议 129
5．1 简介 129
5．2 背景 130
5．3 介质访问控制协议的基础 131
5．3．1 性能要求 131
5．3．2 通用协议 134
5．4 无线传感器网络介质访问控制协议 142
5．4．1 基于调度的协议 143
5．4．2 随机接入协议 146
5．5 传感器介质访问控制案例 148
5．5．1 协议概况 148
5．5．2 周期性侦听和睡眠操作 149
5．5．3 调度表选择与维护 149
5．5．4 维持同步 150
5．5．5 自适应监听 151
5．5．6 访问控制和数据交换 151
5．5．7 消息传递 152
5．6 IEEE 802．15．4 LR-WPANs服务标准案例研究 153
5．6．1 物理层 155
5．6．2 MAC层 156
5．7 小结 167
参考文献 168
第6章无线传感器网络路由协议 173
6．1 引言 173
6．2 背景 174
6．3 数据分发与采集 174
6．4 无线传感器网络路由挑战与设计问题 175
6．4．1 网络规模与时变特性 176
6．4．2 资源限制 176
6．4．3 传感器应用数据模型 176
6．5 无线传感器网络路由策略 177
6．5．1 无线传感器网络路由技术 178
6．5．2 洪泛机制及其变形 178
6．5．3 SPIN协议 180
6．5．4 LEACH协议 184
6．5．5 PEGASIS协议 187
6．5．6 定向扩散协议 189
6．5．7 基于地理位置的路由协议 192
6．6 小结 198
参考文献 198
第7章无线传感器网络传输控制协议 202
7．1 传统的传输控制协议 202
7．1．1 TCP（RFC 793） 204
7．1．2 UDP（RFC 768） 205
7．1．3 移动IP 205
7．1．4 在无线传感器网络中使用TCP或UDP的可行性 206
7．2 传输协议的设计问题 207
7．3 现有的传输控制协议的实例 209
7．3．1 CODA（拥塞检测和避免） 209
7．3．2 ESRT（事件下沉可靠传输） 210
7．3．3 RMST（可靠的多段传输） 210
7．3．4 PSFQ（慢存入，快取出） 210
7．3．5 GARUDA（揭路荼） 211
7．3．6 ATP（自组织网络的传输协议） 211
7．3．7 传输控制协议的问题 212
7．4 传输控制协议的性能 212
7．4．1 拥塞 212
7．4．2 丢包恢复 214
7．5 小结 215
参考文献 215
第8章无线传感器网络中间件 217
8．1 简介 217
8．2 无线传感器网络中间件工作的原理 217
8．3 中间件的结构 219
8．3．1 与数据相关的函数 220
8．3．2 结构 223
8．4 现有的中间件 224
8．4．1 MiLAN（连接应用和网络的中间件） 224
8．4．2 IrisNet（互联网规模资源密集型传感器网络服务） 225
8．4．3 AMF（自适应中间件框架） 225
8．4．4 DSWare（数据服务中间件） 226
8．4．5 CLMF（基于簇的轻量级中间件框架） 226
8．4．6 MSM（监控中间件服务） 226
8．4．7 Em*（一种开发和部署无线传感器网络的软件环境） 227
8．4．8 Impala（针对自动化的并行传感系统的中间件） 227
8．4．9 Dfuse（一种分布式数据融合框架） 227
8．4．10 DDS（设备数据库系统） 228
8．4．11 传感器件 228
8．5 小结 229
参考文献 229
第9章无线传感器网络的管理 233
9．1 概述 233
9．2 网络管理需求 233
9．3 传统的网络管理模型 234
9．3．1 简单的网络管理协议 234
9．3．2 电信运营图 235
9．4 网络管理的设计问题 235
9．5 管理架构示例：MANNA 237
9．6 与网络管理相关的其他问题 239
9．6．1 命名 239
9．6．2 定位 240
9．7 小结 241
参考文献 241
第10章无线传感器网络操作系统 244
10．1 概述 244
10．2 操作系统的设计问题 245
10．3 操作系统实例 247
10．3．1 TinyOS 247
10．3．2 Mate 248
10．3．3 MagnetOS 248
10．3．4 MANTIS 249
10．3．5 OSPM 249
10．3．6 EYESOS 250
10．3．7 SenOS 250
10．3．8 EMERALDS 251
10．3．9 PicOS 251
10．4 小结 251
参考文献 252
第11章性能和流量管理 254
11．1 简介 254
11．2 背景 254
11．3 无线传感器网络的网络协议 256
11．3．1 MAC协议 256
11．3．2 路由协议 257
11．3．3 传输协议 258
11．4 无线传感器网络的性能建模 258
11．4．1 性能指标 259
11．4．2 基本模型 259
11．4．3 网络模型 263
11．5 案例研究：系统生命周期的简单计算 265
11．5．1 分析 266
11．5．2 讨论 268
11．6 小结 270
参考文献 270

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