馮秀芳、王麗娟、關志艷編著的這本《無線傳感 器網(wǎng)絡研究與應用》全面論述了無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā) 展歷程、無線傳感器網(wǎng)絡的特點、關鍵技術 及相關應用。全書共分8章，主要內(nèi)容包括無線傳感 器網(wǎng)絡的概述、無線傳感器網(wǎng)絡 的體系結構、無線傳感器網(wǎng)絡的覆蓋算法、無線傳感 器網(wǎng)絡的路由協(xié)議、無線傳感器 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合路由協(xié)議算法、無線傳感器網(wǎng)絡的定位 算法、無線傳感器網(wǎng)絡目標跟蹤 技術的研究與應用等。
本書可作為無線傳感器網(wǎng)絡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(lián)網(wǎng)等專業(yè)本 科生和研究生的參考用書。
第1章 無線傳感器網(wǎng)絡的概述
1.1 無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展歷程
1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡的研究歷史
1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀
1.1.3 傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展趨勢
1.2 無線傳感器網(wǎng)絡的特點
1.2.1 傳感器網(wǎng)絡的類型
1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡的應用
1.2.3 內(nèi)部傳感器系統(tǒng)平臺和操作系統(tǒng)OS支持
1.2.4 無線傳感器標準
1.2.5 存儲
1.3 無線傳感器網(wǎng)絡的研究熱點及面臨的挑戰(zhàn)
1.4 無線傳感器網(wǎng)絡的關鍵技術
第2章 無線傳感器網(wǎng)絡的體系結構
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構研究現(xiàn)狀 第1章 無線傳感器網(wǎng)絡的概述
1.1 無線傳感器網(wǎng)絡的發(fā)展歷程
1.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡的研究歷史
1.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡的研究現(xiàn)狀
1.1.3 傳感器網(wǎng)絡技術的發(fā)展趨勢
1.2 無線傳感器網(wǎng)絡的特點
1.2.1 傳感器網(wǎng)絡的類型
1.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡的應用
1.2.3 內(nèi)部傳感器系統(tǒng)平臺和操作系統(tǒng)OS支持
1.2.4 無線傳感器標準
1.2.5 存儲
1.3 無線傳感器網(wǎng)絡的研究熱點及面臨的挑戰(zhàn)
1.4 無線傳感器網(wǎng)絡的關鍵技術
第2章 無線傳感器網(wǎng)絡的體系結構
2.1 無線傳感器網(wǎng)絡體系結構研究現(xiàn)狀
2.1.1 節(jié)點結構
2.1.2 網(wǎng)絡結構
2.1.3 跨層設計方法
2.2 無線傳感器網(wǎng)絡硬件系統(tǒng)的基本框架
2.2.1 無線傳感器節(jié)點的優(yōu)化配置
2.2.2 核心部件的設計要求
2.3 無線傳感器網(wǎng)絡軟件系統(tǒng)的設計原則
2.4 系統(tǒng)設計的關鍵技術
2.5 無線傳感器網(wǎng)絡協(xié)議棧的設計
2.6 IEEE 802.15.4 協(xié)議和ZigBee
2.6.1 IEEE 802.15.4 協(xié)議
2.6.2 ZigBee技術簡介
2.6.3 ZigBee技術與IEEE 802.15.4 的關系
2.6.4 ZigBee技術的應用
2.7 TinyOS操作系統(tǒng)
2.8 本章小結
第3章 無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋算法的研究
3.1 網(wǎng)絡覆蓋技術
3.1.1 覆蓋技術分類
3.1.2 覆蓋問題的解決方案
3.1.3 覆蓋機制的局限性
3.2 無線傳感器網(wǎng)絡覆蓋問題研究
3.2.1 覆蓋問題研究模型分類
3.2.2 異構傳感器網(wǎng)絡有關覆蓋的基本概念
3.2.3 節(jié)點感知模型
3.3 同構傳感器網(wǎng)絡區(qū)域網(wǎng)格劃分
3.3.1 虛擬同構菱形網(wǎng)格劃分
3.3.2 虛擬同構正方形網(wǎng)格劃分
3.4 異構傳感器網(wǎng)絡區(qū)域網(wǎng)格劃分
3.4.1 異構正六邊形網(wǎng)格劃分
3.4.2 異構正方形網(wǎng)格劃分
3.5 虛擬力算法在異構網(wǎng)絡中的應用
3.5.1 傳統(tǒng)虛擬勢場方法
3.5.2 異構節(jié)點受力分析
3.5.3 異構節(jié)點虛擬力表達式及移動坐標表達式
3.6 算法仿真與性能分析
3.7 本章小結
第4章 無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議
4.1 概述
4.2 無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的特點
4.3 無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的關鍵技術
4.4 無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的分類
4.4.1 數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議
4.4.2 分層路由協(xié)議
4.4.3 基于地理位置的路由協(xié)議
4.4.4 網(wǎng)絡流量和QoS-aware路由協(xié)議
4.5 本章小結
第5章 無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合路由協(xié)議算法的研究
5.1 無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合與路由協(xié)議
5.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合
5.1.2 無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議
5.1.3 數(shù)據(jù)融合與路由協(xié)議
5.2 無線傳感器網(wǎng)絡數(shù)據(jù)融合在網(wǎng)絡層的實現(xiàn)
5.2.1 網(wǎng)絡層路由方式分類
5.2.2 DC路由中的數(shù)據(jù)融合
5.2.3 獨立的數(shù)據(jù)融合協(xié)議層
5.3 數(shù)據(jù)融合樹的構造
5.3.1 反向組播樹
5.3.2 三種典型的數(shù)據(jù)融合樹
5.4 LEACH算法
5.4.1 簇的建立階段
5.4.2 穩(wěn)定傳輸階段
5.4.3 LEACH協(xié)議算法的仿真實驗
5.5 Prim數(shù)據(jù)融合路由算法
5.5.1 Prim路由融合算法
5.5.2 Prim數(shù)據(jù)融合路由算法的仿真實驗
5.6 CPG算法的提出
5.6.1 最短路徑問題
5.6.2 網(wǎng)絡模型及算法描述
5.6.3 仿真評價
5.6.4 CPC算法與SPT算法的性能比較
5.7 本章小結
第6章 無線傳感器網(wǎng)絡的定位算法
6.1 概述
6.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位技術的背景
6.1.2 研究無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位技術的意義
6.1.3 定位技術簡介
6.1.4 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點定位的基本原理
6.2 基于測距的定位技術
6.2.1 二維空間計算節(jié)點位置的基本方法
6.2.2 三維空間計算節(jié)點位置的基本方法
6.2.3 常見的基于測距的定位技術
6.2.4 多種其他的定位技術
6.3 基于RSSI定位算法改進與實現(xiàn)
6.3.1 RSSI測距原理
6.3.2 基于RSSI定位算法定位過程
6.3.3 基于RSSI定位算法不足分析
6.3.4 基于RSSI定位算法的改進與擴展
6.4 非測距定位技術
6.4.1 質心定位算法
6.4.2 DV-Hop定位算法
6.4.3 APTT定位算法
6.4.4 基于APIT定位算法的改進與實現(xiàn)
6.5 本章小結
第7章 無線傳感器網(wǎng)絡目標跟蹤技術的研究與應用
7.1 目標跟蹤技術
7.1.1 基于分層網(wǎng)絡的目標跟蹤技術
7.1.2 點對點網(wǎng)絡中的目標跟蹤技術
7.2 基于數(shù)據(jù)融合的目標跟蹤
7.2.1 基于數(shù)據(jù)融合的WSN節(jié)點跟蹤系統(tǒng)
7.2.2 測距及定位技術
7.2.3 時間同步技術及軌跡預測
7.2.4 基于數(shù)據(jù)融合的節(jié)點跟蹤
7.3 模糊測距、定位及通信實現(xiàn)
7.3.1 目標跟蹤系統(tǒng)框架
7.3.2 模糊測距及定位
7.3.3 通信協(xié)議設計
7.4 目標跟蹤仿真試驗
7.4.1 Matlab仿真試驗
7.4. GAINS平臺試驗
7.5 本章小結
第8章 WSN數(shù)據(jù)融合及在機械故障診斷中的應用
8.1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的WSN數(shù)據(jù)融合
8.1.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡在WSN數(shù)據(jù)融合中的應用
8.1.2 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的融合模型的建立
8.1.3 復雜機械設備數(shù)據(jù)融合的功能模型
8.2 機械故障診斷模型
8.2.1 循環(huán)統(tǒng)計量
8.2.2 調幅信號循環(huán)自相關函數(shù)解調分析
8.2.3 滾動軸承的故障特征
8.3 無線傳感器網(wǎng)絡中基于PCA神經(jīng)網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)融合
8.3.1 主元分析（PCA）神經(jīng)網(wǎng)絡
8.3.2 基于PCA神經(jīng)網(wǎng)絡的WSN數(shù)據(jù)融合技術
8.3.3 基于WSN-PCA-DA的故障診斷
8.3.4 試驗結果分析
8.4 WSN中基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡的故障診斷
8.4.1 模糊邏輯及模糊神經(jīng)網(wǎng)絡
8.4.2 基于WSN-FNN-DA的故障診斷系統(tǒng)
8.4.3 模糊推理機的建立
8.4.4 模糊推理機的實現(xiàn)
8.5 本章小結
參考文獻
�。�9）互聯(lián)性。傳感器網(wǎng)絡中高節(jié)點密度有利于節(jié)點問的相互連接。然而隨著傳感器節(jié)點的故障，網(wǎng)絡拓撲會發(fā)生變化，網(wǎng)絡規(guī)模大小也會減小。同時，節(jié)點的互聯(lián)依賴于節(jié)點可能的隨機分布。
�。�10）覆蓋。在無線傳感器網(wǎng)絡中，每個傳感器節(jié)點可以獲得監(jiān)測環(huán)境周圍的數(shù)據(jù)，而該數(shù)據(jù)受信號傳輸范圍和準確性的限制，僅僅可以覆蓋到有限的監(jiān)測區(qū)域。因此，網(wǎng)絡覆蓋是無線傳感器網(wǎng)絡中路由協(xié)議設計的重要參數(shù)。
4.4無線傳感器網(wǎng)絡路由協(xié)議的分類
根據(jù)網(wǎng)絡結構的不同，路由協(xié)議可以分為3類：①平面的（數(shù)據(jù)為中心的）路由協(xié)議：②基于分層的路由協(xié)議；③基于地理位置的路由協(xié)議。在平面（數(shù)據(jù)為中心的）路由協(xié)議中，所有節(jié)點作用相同；在基于分層的路由協(xié)議中，節(jié)點在網(wǎng)絡中分工各有側重，為了節(jié)約能量，簇頭節(jié)點負責數(shù)據(jù)的收集和融合任務；在基于地理位置的路由協(xié)議中，傳感器節(jié)點的位置信息被用來在某一區(qū)域實現(xiàn)數(shù)據(jù)包的轉發(fā)，而不是在整個網(wǎng)絡中實現(xiàn)路由。
按照路由協(xié)議操作的不同，路由協(xié)議可以分為基于多路徑、基于查詢、基于協(xié)商、基于QoS等多個種類。
根據(jù)源節(jié)點搜尋到目的節(jié)點的方式，路由協(xié)議還可以分為主動的、被動的和混合方式的。在主動路由協(xié)議中，所有的路由是在實際使用前計算好的；在被動路由協(xié)議中，路由僅在需要使用時進行計算；混合路由方式是這兩種方式的結合使用。在路由發(fā)現(xiàn)和被動路由協(xié)議建立的過程中將會消耗大量的能量。
4.4.1數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議
在許多傳感器網(wǎng)絡的應用中，由于大量的傳感器節(jié)點需要部署，為每個傳感器節(jié)點分配一個全球標識是不可行的。這樣，傳感器節(jié)點沒有全球標識，以及節(jié)點的隨機部署，使得對特定的一些傳感器節(jié)點進行查詢變得困難。因此，在節(jié)點部署區(qū)域內(nèi)每個傳感器節(jié)點傳輸?shù)臄?shù)據(jù)會有明顯的冗余。從能量消耗的角度考慮，這種數(shù)據(jù)傳輸是低效的，所以需要采用能夠選取特定的傳感器節(jié)點并在數(shù)據(jù)中繼過程中結合考慮數(shù)據(jù)融合的路由協(xié)議。這就產(chǎn)生了以數(shù)據(jù)為中心的路由，這種路由方案不同于傳統(tǒng)的基于地址的路由，后者是在通信協(xié)議棧的網(wǎng)絡層管理的可標識地址的節(jié)點間建立的。
……
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