無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)與TinyOS/21世紀高等學(xué)校物聯(lián)網(wǎng)專(zhuān)業(yè)規劃教材簡(jiǎn)介，目錄書(shū)摘

本教材“道器”有效融合，既有工作原理的深入分析，也有應用開(kāi)發(fā)的設計實(shí)踐，點(diǎn)面結合；通過(guò)核心技術(shù)+開(kāi)發(fā)實(shí)踐將相關(guān)章節有效聯(lián)系起來(lái)，系統性較強。教材內容論及近年來(lái)國際國內無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的形成歷史和TinyOS開(kāi)發(fā)平臺；分析無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的組織架構和協(xié)議棧結構，從平臺角度總結出一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)的基本要素；隨后從無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)MAC協(xié)議、路由協(xié)議、時(shí)間同步、數據感知與融合詳細介紹無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，并簡(jiǎn)要介紹諸如拓撲控制、節點(diǎn)定位等其他重要技術(shù)；最后，從無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)角度重點(diǎn)闡述TinyOS系統和NesC程序設計語(yǔ)言。

本教材根據物聯(lián)網(wǎng)工程本科專(zhuān)業(yè)的教學(xué)需要，結合無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的發(fā)展歷史、*新趨勢和應用現狀編寫(xiě)而成，旨在系統闡述無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的核心技術(shù)、開(kāi)發(fā)平臺，為學(xué)習者提供較為全局的視角。教材內容論及近年來(lái)國際國內無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的形成歷史和TinyOS開(kāi)發(fā)平臺； 分析無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的組織架構和協(xié)議棧結構，從平臺角度總結出一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)的基本要素； 隨后從無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)MAC協(xié)議、路由協(xié)議、時(shí)間同步、數據感知與融合方面詳細介紹無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)，并簡(jiǎn)要介紹諸如拓撲控制、節點(diǎn)定位等其他重要技術(shù)； *后，從無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)角度重點(diǎn)闡述TinyOS系統和NesC程序設計語(yǔ)言。
本書(shū)主要針對以下讀者，包括普通高等院校學(xué)習無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)課程的本科生，涉及物聯(lián)網(wǎng)工程、網(wǎng)絡(luò )工程、計算機應用、通信工程等信息技術(shù)類(lèi)專(zhuān)業(yè)；也包括開(kāi)設無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)課程的職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生，以及無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)工程技術(shù)開(kāi)發(fā)人員。*后，普通高等院校的碩士生、博士生也可將其作為了解和開(kāi)發(fā)無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的入門(mén)參考教材。

目錄

第1章概述

1.1無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)發(fā)展概況

1.1.1無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)簡(jiǎn)介

1.1.2無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)發(fā)展的幾個(gè)階段

1.1.3無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的主要特點(diǎn)

1.2無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的應用

1.3無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)開(kāi)發(fā)平臺簡(jiǎn)介

1.3.1節點(diǎn)硬件

1.3.2無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)微操作系統

1.3.3應用開(kāi)發(fā)語(yǔ)言

1.4無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)發(fā)展趨勢

習題

第2章無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的組織結構

2.1無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)組織

2.1.1無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)總體結構

2.1.2節點(diǎn)通信模塊

2.1.3控制器模塊

2.1.4節點(diǎn)其他模塊

2.2二維協(xié)議棧結構

2.3無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的物理層

2.4無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)核心技術(shù)

2.5簡(jiǎn)單無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)節點(diǎn)應用實(shí)例

2.5.1應用的整體框架

2.5.2應用程序的功能實(shí)現

2.5.3值得思考的問(wèn)題

習題

第3章無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)MAC協(xié)議

3.1無(wú)線(xiàn)廣播信道

3.2無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)MAC協(xié)議概述

3.3競爭的介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)協(xié)議SMAC

3.3.1協(xié)議特點(diǎn)

3.3.2節點(diǎn)的偵聽(tīng)與睡眠

3.3.3介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)的沖突避免

3.3.4協(xié)議的通信結構設計

3.3.5協(xié)議的實(shí)現

3.3.6時(shí)延分析與性能測試

3.4混合介質(zhì)訪(fǎng)問(wèn)IEEE802.15.4標準

3.4.1802.15.4概述

3.4.2物理層

3.4.3MAC層幀結構

3.4.4MAC子層

3.5其他無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)MAC協(xié)議

習題

第4章無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)路由協(xié)議

4.1無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)路由概述

4.2路由設計的核心問(wèn)題

4.3無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)層次結構路由協(xié)議

4.3.1LEACH協(xié)議

4.3.2鏈路估計父節點(diǎn)選擇協(xié)議

4.3.3匯聚樹(shù)協(xié)議CTP

4.4無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)平面結構路由協(xié)議

4.4.1洪泛路由協(xié)議Flooding

4.4.2定向擴散路由協(xié)議DD

4.4.3AODV路由協(xié)議

4.5ZigBee路由協(xié)議

4.5.1ZigBee概述

4.5.2ZigBee協(xié)議棧

4.5.3ZigBee拓撲結構

4.5.4網(wǎng)絡(luò )層幀結構

4.5.5ZigBee協(xié)議的路由機制

4.6其他無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)路由協(xié)議

習題

第5章無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)同步技術(shù)

5.1同步技術(shù)簡(jiǎn)介

5.1.1WSN時(shí)間同步的必要性

5.1.2WSN時(shí)間同步分類(lèi)

5.2時(shí)間同步模型

5.2.1時(shí)鐘模型

5.2.2通信模型

5.2.3時(shí)間同步的誤差源

5.3無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)時(shí)間同步機制

5.3.1時(shí)間同步的性能指標和技術(shù)挑戰

5.3.2RBS時(shí)間同步協(xié)議

5.3.3TPSN時(shí)間同步協(xié)議

5.3.4LTS時(shí)間同步協(xié)議

5.4時(shí)間同步協(xié)議的分析比較

習題

第6章無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)數據感知與融合技術(shù)

6.1無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)節點(diǎn)

6.1.1Mcia系列感知節點(diǎn)

6.1.2其他感知節點(diǎn)

6.1.3傳感器與傳感器板

6.1.4網(wǎng)關(guān)節點(diǎn)

6.2節點(diǎn)數據感知與采集

6.2.1節點(diǎn)數據采集模塊的構成

6.2.2A/D與D/A轉換

6.2.3A/D轉換芯片ADC0809

6.3無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)數據融合技術(shù)

6.3.1數據融合的定義和必要性

6.3.2無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)數據融合的分類(lèi)

6.3.3簇內數據融合技術(shù)

6.3.4網(wǎng)絡(luò )層數據融合技術(shù)

6.4無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)數據采集實(shí)例

6.4.1數據采集系統組成

6.4.2數據采集系統的功能實(shí)現

習題

第7章無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)其他核心技術(shù)

7.1能量管理

7.1.1節點(diǎn)級低功耗技術(shù)

7.1.2網(wǎng)絡(luò )級能量管理

7.1.3應用級能量管理

7.2拓撲控制

7.2.1分層拓撲控制

7.2.2功率調節拓撲控制

7.3定位技術(shù)

7.3.1GPS定位系統

7.3.2基于距離的定位技術(shù)

7.3.3距離無(wú)關(guān)的定位技術(shù)

7.4網(wǎng)絡(luò )安全

7.4.1無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)的安全威脅

7.4.2兩類(lèi)密碼體制

7.4.3無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)路由安全

習題

第8章微操作系統TinyOS

8.1TinyOS概述

8.1.1TinyOS簡(jiǎn)介

8.1.2TinyOS體系結構

8.1.3TinyOS的安裝

8.2內核調度機制

8.2.1任務(wù)

8.2.2事件

8.2.3任務(wù)調度模型

8.2.4調度器的實(shí)現

8.3TinyOS的啟動(dòng)

8.3.1內核啟動(dòng)的過(guò)程

8.3.2應用組件初始化

8.4TinyOS的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧

8.4.1TinyOS網(wǎng)絡(luò )協(xié)議棧概述

8.4.2主動(dòng)消息機制

8.4.3相關(guān)訪(fǎng)問(wèn)接口

8.5TinyOS的資源管理

8.5.1資源概述

8.5.2資源的訪(fǎng)問(wèn)接口

8.5.3微控制器電源管理

8.5.4通信模塊電源管理

8.5.5外設電源管理

習題

第9章NesC程序設計語(yǔ)言

9.1NesC語(yǔ)言概述

9.2NesC語(yǔ)言程序的組成

9.2.1接口

9.2.2組件

9.2.3配置

9.2.4模塊

9.3NesC程序的運行模型

9.3.1任務(wù)

9.3.2原子代碼

9.3.3內部函數

9.3.4代碼的同步和異步

9.4NesC語(yǔ)言程序設計

9.4.1可視化的組件組織

9.4.2定時(shí)器應用

9.4.3模擬量采集

9.5NesC通信程序設計舉例

習題

第10章無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)應用開(kāi)發(fā)

10.1基于RSSI的節點(diǎn)位置識別

10.1.1基于RSSI的距離測量原理

10.1.2三角測量法與LocationEngine

10.1.3節點(diǎn)類(lèi)型初始化和位置識別過(guò)程

10.1.4功能實(shí)現

10.1.5代碼編譯與運行測試

10.2利用Tree路由的多跳傳輸

10.2.1Tree路由實(shí)現的原理

10.2.2TestTreeApp配置文件和模塊文件

10.2.3TreeRouting配置文件和模塊文件

10.2.4TestTree與TreeRouting頭文件

10.2.5代碼編譯與運行測試

習題

參考文獻