無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)：原理與實(shí)踐

譯者序 
前言 
第一部分　基礎(chǔ)知識(shí) 
第1章　緒論 
1.1基礎(chǔ)知識(shí) 
1.2介質(zhì)訪問(wèn)控制層 
1.3路由 
1.4其他通信問(wèn)題 
1.5傳感器定位 
1.6時(shí)鐘同步 
1.7電源管理 
1.8特殊的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 
1.8.1無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò) 
1.8.2水下聲學(xué)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 
1.9無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用 
問(wèn)題與練習(xí) 
第二部分　工程設(shè)計(jì) 
第2章　硬件——傳感器節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 
2.1傳感器節(jié)點(diǎn)的模塊 
2.1.1傳感器 
2.1.2微處理器 
2.1.3存儲(chǔ)器 
2.1.4無(wú)線通信模塊 
2.1.5電源 
2.1.6外圍模塊支持 
2.2綜合設(shè)計(jì) 
2.3Mica節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì) 
2.4定制節(jié)點(diǎn)——Spec 
2.5COTS微塵系統(tǒng) 
2.6Telos節(jié)點(diǎn) 
2.7CargoNet 
問(wèn)題與練習(xí) 
第三部分　網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧 
第3章　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的介質(zhì)訪問(wèn)控制技術(shù) 
3.1引言 
3.1.1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的介質(zhì)訪問(wèn)控制 
3.1.2無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中MAC設(shè)計(jì)的挑戰(zhàn)性 
3.2IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)概述 
3.2.1點(diǎn)協(xié)調(diào)功能 
3.2.2分布式協(xié)調(diào)功能 
3.3MAC協(xié)議的分類(lèi) 
3.3.1基于競(jìng)爭(zhēng)的MAC協(xié)議 
3.3.2基于調(diào)度的MAC協(xié)議 
3.3.3混合型與事件驅(qū)動(dòng)的MAC協(xié)議 
3.4總結(jié) 
問(wèn)題與練習(xí) 
第4章　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由技術(shù) 
4.1引言 
4.1.1資源受限 
4.1.2容錯(cuò)性 
4.1.3數(shù)據(jù)報(bào)告與融合 
4.1.4節(jié)點(diǎn)部署 
4.1.5可擴(kuò)展性和覆蓋度 
4.1.6網(wǎng)絡(luò)動(dòng)態(tài)性和異構(gòu)性 
4.2本章　的組織結(jié)構(gòu) 
4.3無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的分類(lèi) 
4.3.1主動(dòng)式路由協(xié)議和反應(yīng)式路由協(xié)議 
4.3.2平面路由協(xié)議和分層路由協(xié)議 
4.4以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議 
4.4.1洪泛和閑聊 
4.4.2SPIN:基于信息協(xié)商的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議 
4.4.3DD:定向擴(kuò)散路由 
4.5分層路由協(xié)議 
4.5.1LEACH:低功耗自適應(yīng)按簇分層路由協(xié)議 
4.5.2TEEN:閾值敏感的能量高效傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議 
4.6基于位置信息的路由協(xié)議 
4.7多徑QoS路由 
4.7.1多徑路由 
4.7.2多徑QoS路由協(xié)議 
4.8小結(jié) 
問(wèn)題與練習(xí) 
第5章　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)傳輸層技術(shù) 
5.1引言 
5.2PSFQ 
5.2.1為什么TCP協(xié)議不適用于傳感器網(wǎng)絡(luò) 
5.2.2基本工作原理 
5.2.3協(xié)議描述 
5.3ESRT:事件到匯聚節(jié)點(diǎn)的可靠傳輸協(xié)議 
5.3.1可靠傳輸問(wèn)題 
5.3.2歸一化事件可靠性與報(bào)告速率之間的關(guān)系 
5.3.3擁塞檢測(cè) 
5.4E2SRT：事件到匯聚節(jié)點(diǎn)的增強(qiáng)可靠傳輸協(xié)議 
5.5CODA：傳感器網(wǎng)絡(luò)中的擁塞檢測(cè)與避免 
5.5.1開(kāi)環(huán)逐跳反壓 
5.5.2擁塞檢測(cè) 
5.5.3基于采樣的信道監(jiān)聽(tīng) 
5.6STCP：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的傳輸控制協(xié)議 
5.6.1STCP中的數(shù)據(jù)傳輸序列 
5.6.2STCP分組的格式 
5.6.3連續(xù)數(shù)據(jù)流 
5.6.4事件觸發(fā)數(shù)據(jù)流 
5.6.5可靠性 
5.6.6擁塞檢測(cè)與避免 
5.6.7以數(shù)據(jù)為中心的應(yīng)用 
5.7GARUDA：實(shí)現(xiàn)有效可靠的下行通信 
5.7.1無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中下行數(shù)據(jù)可靠性面臨的挑戰(zhàn) 
5.7.2GARUDA基本設(shè)計(jì) 
5.7.3GARUDA 架構(gòu) 
問(wèn)題與練習(xí) 
第四部分　計(jì)算機(jī)科學(xué)原理 
第6章　傳感器節(jié)點(diǎn)的操作系統(tǒng) 
6.1TinyOS 
6.1.1概述 
6.1.2組件模型 
6.1.3執(zhí)行模塊與并發(fā)性 
6.1.4主動(dòng)消息 
6.1.5實(shí)現(xiàn)狀況 
6.1.6主要特性 
6.1.7低功率優(yōu)化 
6.2LATinyOS：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的一種局部性感知的操作系統(tǒng) 
6.2.1改變定時(shí)器以支持時(shí)間和空間局部性 
6.2.2多級(jí)任務(wù)調(diào)度器 
6.2.3LATinyOS系統(tǒng)的代碼結(jié)構(gòu) 
6.3SOS 
6.3.1模塊 
6.3.2動(dòng)態(tài)內(nèi)存 
6.4RETOS: 彈性可擴(kuò)展多線程操作系統(tǒng) 
6.4.1應(yīng)用代碼檢查 
6.4.2多線程系統(tǒng) 
6.4.3可加載內(nèi)核模塊 
問(wèn)題與練習(xí) 
第7章　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的中間件設(shè)計(jì) 
7.1引言 
7.2無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件參考模型 
7.3中間件實(shí)例：Agilla 
7.4用于獲取數(shù)據(jù)的中間件實(shí)例：Mires 
7.5數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)例：DSWare 
7.6無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時(shí)支持實(shí)例：Mate 
7.7QoS支持實(shí)例：MiLAN 
問(wèn)題與練習(xí) 
第8章　傳感器數(shù)據(jù)管理 
8.1傳感器數(shù)據(jù)清理 
8.1.1背景 
8.1.2通用模型 
8.1.3降低不確定性 
8.2TinyDB：應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)的可獲取的查詢(xún)處理系統(tǒng) 
8.2.1數(shù)據(jù)模型 
8.2.2基本語(yǔ)言特點(diǎn) 
8.2.3基于事件查詢(xún) 
8.2.4TinyDB定義的其他查詢(xún) 
8.2.5基于能量的查詢(xún)優(yōu)化 
8.2.6TinyDB策略一覽 
8.3數(shù)據(jù)聚合：獨(dú)立于應(yīng)用的數(shù)據(jù)聚合(AIDA) 
8.4傳感器數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：層次化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)(TSAR) 
8.5多分辨率數(shù)據(jù)處理 
問(wèn)題與練習(xí) 
第五部分　高級(jí)話題 
第9章　傳感器定位 
9.1引言 
9.2定位的基本要素 
9.2.1接收信號(hào)強(qiáng)度指示 
9.2.2到達(dá)時(shí)間 
9.2.3到達(dá)時(shí)間差 
9.2.4到達(dá)角度 
9.2.5三角測(cè)量 
9.2.6三邊測(cè)量 
9.2.7多邊定位 
9.3使用移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行傳感器定位 
9.4多維標(biāo)度節(jié)點(diǎn)定位 
9.4.1經(jīng)典多維標(biāo)度 
9.4.2迭代多維標(biāo)度 
9.5無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的定位 
9.5.1蒙特卡洛方法 
9.5.2算法（1） 
9.5.3算法（2） 
9.6無(wú)GPS環(huán)境中的移動(dòng)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位方法 
9.7高精度低功耗的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位系統(tǒng) 
9.8LOCALE：稀疏移動(dòng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同定位估計(jì) 
9.8.1協(xié)同位置估計(jì) 
9.8.2LOCALE中的定位 
9.8.3局部定位階段 
9.8.4轉(zhuǎn)換階段 
9.8.5更新階段 
9.9無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位的安全 
9.9.1SeRLoc 
9.9.2信標(biāo)套件 
9.9.3攻擊容忍的節(jié)點(diǎn)定位 
9.9.4穩(wěn)健統(tǒng)計(jì)方法 
問(wèn)題與練習(xí) 
第10章　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)間同步技術(shù) 
10.1引言 
10.2一般網(wǎng)絡(luò)（非無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)）中的時(shí)間同步 
10.2.1遠(yuǎn)程時(shí)鐘讀取 
10.2.2偏移時(shí)延估計(jì)方法 
10.3無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的時(shí)鐘同步 
10.4同步性能的評(píng)估 
10.4.1精度 
10.4.2協(xié)議開(kāi)銷(xiāo) 
10.4.3收斂時(shí)間 
10.4.4能效 
10.4.5可擴(kuò)展性 
10.4.6魯棒性 
10.5無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)同步協(xié)議的例子 
10.5.1參考廣播同步 
10.5.2時(shí)間擴(kuò)散同步協(xié)議 
10.5.3概率時(shí)鐘同步 
問(wèn)題與練習(xí) 
第11章　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全與隱私 
11.1引言 
11.1.1一般攻擊類(lèi)型 
11.1.2物理節(jié)點(diǎn)攻擊 
11.1.3針對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信議棧的攻擊 
11.2攻擊與對(duì)策示例：蟲(chóng)洞攻擊 
11.3無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全示例：基于Blom模型的方法 
11.4廣播認(rèn)證:基于時(shí)間的高效的容忍丟包的流認(rèn)證協(xié)議μTESLA 
11.5面向傳感器節(jié)點(diǎn)的實(shí)用安全機(jī)制 
11.5.1TinySec 
11.5.2MiniSec：一種面向無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全通信架構(gòu) 
11.6案例：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的安全時(shí)間同步 
問(wèn)題與練習(xí) 
第六部分　特殊無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò) 
第12章　無(wú)線傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) 
12.1引言 
12.2傳感器-執(zhí)行器協(xié)同問(wèn)題 
12.2.1網(wǎng)絡(luò)和能量模型 
12.2.2ILP算法 
12.2.3傳感器-執(zhí)行器協(xié)同工作：分布式協(xié)議 
12.2.4DEPR概述 
12.3層次化傳感器-執(zhí)行器協(xié)同工作機(jī)制 
12.3.1層次化WSAN協(xié)同工作架構(gòu) 
12.3.2“傳感器-傳感器”協(xié)同工作層次——使用聚類(lèi) 
12.3.3“傳感器-執(zhí)行器”協(xié)同工作層次 
12.3.4“執(zhí)行器-執(zhí)行器”協(xié)同工作層次問(wèn)題與練習(xí) 
第13章　水下傳感器網(wǎng)絡(luò) 
13.1引言 
13.1.1水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用 
13.1.2水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)與陸上無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別 
13.1.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?nbsp;
13.1.4聲頻信號(hào)傳輸 
13.1.5水下傳感器 
13.2水下無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧 
13.2.1物理層 
13.2.2數(shù)據(jù)鏈路層 
13.2.3網(wǎng)絡(luò)層(路由層) 
13.2.4傳輸層 
13.3介質(zhì)訪問(wèn)控制設(shè)計(jì)實(shí)例 
13.4路由設(shè)計(jì)實(shí)例：基于矢量的轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議 
13.5硬件原型設(shè)計(jì) 
13.5.1硬件設(shè)計(jì) 
13.5.2軟件設(shè)計(jì) 
13.5.3系統(tǒng)測(cè)試 
問(wèn)題與練習(xí) 
第14章　視頻傳感器網(wǎng)絡(luò) 
14.1引言 
14.2Panoptes 
14.2.1視頻捕捉 
14.2.2視頻壓縮 
14.2.3數(shù)據(jù)過(guò)濾 
14.2.4數(shù)據(jù)緩存 
14.3Cyclops 
14.4視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)定標(biāo) 
14.4.1確定重疊的程度 
14.4.2估計(jì)koverlap值 
14.5SensEye 
問(wèn)題與練習(xí) 
第七部分　其他主題 
第15章　無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量模型 
15.1基本W(wǎng)SN能量模型 
15.2基于仿真的能量模型 
15.3能量感知路由 
問(wèn)題與練習(xí) 
第16章　傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真器 
16.1GloMoSim 
16.2SensorSim 
16.3TOSSIM 
16.4PowerTOSSIM 
16.4.1PowerTOSSIM的結(jié)構(gòu) 
16.4.2組件裝配 
16.4.3CPU能耗分析 
16.4.4PowerState模塊 
16.4.5分析工具 
問(wèn)題與練習(xí) 
第八部分　案例研究 
第17章　案例研究1：遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù) 
17.1引言 
17.2遠(yuǎn)程心電圖傳感器網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)計(jì) 
17.3可靠的MASN通信協(xié)議 
17.3.1增強(qiáng)的基于聚類(lèi)的MASN數(shù)據(jù)傳輸 
17.3.2MASN的路由性能 
17.4MASN的軟件設(shè)計(jì) 
17.5RFID和可穿戴傳感器的集成 
問(wèn)題與練習(xí) 
第18章　案例研究2：燈光控制18.1引言 
18.2Illumimote系統(tǒng)的傳感器 
18.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 
18.4校準(zhǔn) 
18.5系統(tǒng)評(píng)估 
問(wèn)題與練習(xí) 
參考文獻(xiàn) 
索引