譯者序
前言
第一部分 基礎知識
第1章 緒論
1.1基礎知識
1.2介質訪問控制層
1.3路由
1.4其他通信問題
1.5傳感器定位
1.6時鐘同步
1.7電源管理
1.8特殊的無線傳感器網絡
1.8.1無線多媒體傳感器網絡
1.8.2水下聲學無線傳感器網絡
1.9無線傳感器網絡的應用
問題與練習
第二部分 工程設計
第2章 硬件——傳感器節(jié)點的體系結構與設計
2.1傳感器節(jié)點的模塊
2.1.1傳感器
2.1.2微處理器
2.1.3存儲器
2.1.4無線通信模塊
2.1.5電源
2.1.6外圍模塊支持
2.2綜合設計
2.3Mica節(jié)點設計
2.4定制節(jié)點——Spec
2.5COTS微塵系統(tǒng)
2.6Telos節(jié)點
2.7CargoNet
問題與練習
第三部分 網絡協(xié)議棧
第3章 無線傳感器網絡中的介質訪問控制技術
3.1引言
3.1.1無線傳感器網絡中的介質訪問控制
3.1.2無線傳感器網絡中MAC設計的挑戰(zhàn)性
3.2IEEE802.11標準概述
3.2.1點協(xié)調功能
3.2.2分布式協(xié)調功能
3.3MAC協(xié)議的分類
3.3.1基于競爭的MAC協(xié)議
3.3.2基于調度的MAC協(xié)議
3.3.3混合型與事件驅動的MAC協(xié)議
3.4總結
問題與練習
第4章 無線傳感器網絡的路由技術
4.1引言
4.1.1資源受限
4.1.2容錯性
4.1.3數(shù)據(jù)報告與融合
4.1.4節(jié)點部署
4.1.5可擴展性和覆蓋度
4.1.6網絡動態(tài)性和異構性
4.2本章 的組織結構
4.3無線傳感器網絡路由協(xié)議的分類
4.3.1主動式路由協(xié)議和反應式路由協(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)商的傳感器網絡路由協(xié)議
4.4.3DD:定向擴散路由
4.5分層路由協(xié)議
4.5.1LEACH:低功耗自適應按簇分層路由協(xié)議
4.5.2TEEN:閾值敏感的能量高效傳感器網絡路由協(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
問題與練習
第5章 無線傳感器網絡傳輸層技術
5.1引言
5.2PSFQ
5.2.1為什么TCP協(xié)議不適用于傳感器網絡
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)點的可靠傳輸協(xié)議
5.3.1可靠傳輸問題
5.3.2歸一化事件可靠性與報告速率之間的關系
5.3.3擁塞檢測
5.4E2SRT:事件到匯聚節(jié)點的增強可靠傳輸協(xié)議
5.5CODA:傳感器網絡中的擁塞檢測與避免
5.5.1開環(huán)逐跳反壓
5.5.2擁塞檢測
5.5.3基于采樣的信道監(jiān)聽
5.6STCP:無線傳感器網絡的傳輸控制協(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擁塞檢測與避免
5.6.7以數(shù)據(jù)為中心的應用
5.7GARUDA:實現(xiàn)有效可靠的下行通信
5.7.1無線傳感器網絡中下行數(shù)據(jù)可靠性面臨的挑戰(zhàn)
5.7.2GARUDA基本設計
5.7.3GARUDA 架構
問題與練習
第四部分 計算機科學原理
第6章 傳感器節(jié)點的操作系統(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主動消息
6.1.5實現(xiàn)狀況
6.1.6主要特性
6.1.7低功率優(yōu)化
6.2LATinyOS:無線傳感器網絡中的一種局部性感知的操作系統(tǒng)
6.2.1改變定時器以支持時間和空間局部性
6.2.2多級任務調度器
6.2.3LATinyOS系統(tǒng)的代碼結構
6.3SOS
6.3.1模塊
6.3.2動態(tài)內存
6.4RETOS: 彈性可擴展多線程操作系統(tǒng)
6.4.1應用代碼檢查
6.4.2多線程系統(tǒng)
6.4.3可加載內核模塊
問題與練習
第7章 無線傳感器網絡中的中間件設計
7.1引言
7.2無線傳感器網絡中間件參考模型
7.3中間件實例:Agilla
7.4用于獲取數(shù)據(jù)的中間件實例:Mires
7.5數(shù)據(jù)存儲實例:DSWare
7.6無線傳感器網絡運行時支持實例:Mate
7.7QoS支持實例:MiLAN
問題與練習
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:應用于傳感器網絡的可獲取的查詢處理系統(tǒng)
8.2.1數(shù)據(jù)模型
8.2.2基本語言特點
8.2.3基于事件查詢
8.2.4TinyDB定義的其他查詢
8.2.5基于能量的查詢優(yōu)化
8.2.6TinyDB策略一覽
8.3數(shù)據(jù)聚合:獨立于應用的數(shù)據(jù)聚合(AIDA)
8.4傳感器數(shù)據(jù)存儲:層次化數(shù)據(jù)存儲結構(TSAR)
8.5多分辨率數(shù)據(jù)處理
問題與練習
第五部分 高級話題
第9章 傳感器定位
9.1引言
9.2定位的基本要素
9.2.1接收信號強度指示
9.2.2到達時間
9.2.3到達時間差
9.2.4到達角度
9.2.5三角測量
9.2.6三邊測量
9.2.7多邊定位
9.3使用移動機器人進行傳感器定位
9.4多維標度節(jié)點定位
9.4.1經典多維標度
9.4.2迭代多維標度
9.5無線傳感器網絡中的定位
9.5.1蒙特卡洛方法
9.5.2算法(1)
9.5.3算法(2)
9.6無GPS環(huán)境中的移動無線傳感器網絡的節(jié)點定位方法
9.7高精度低功耗的無線傳感器網絡定位系統(tǒng)
9.8LOCALE:稀疏移動傳感器網絡的協(xié)同定位估計
9.8.1協(xié)同位置估計
9.8.2LOCALE中的定位
9.8.3局部定位階段
9.8.4轉換階段
9.8.5更新階段
9.9無線傳感器網絡定位的安全
9.9.1SeRLoc
9.9.2信標套件
9.9.3攻擊容忍的節(jié)點定位
9.9.4穩(wěn)健統(tǒng)計方法
問題與練習
第10章 無線傳感器網絡中的時間同步技術
10.1引言
10.2一般網絡(非無線傳感器網絡)中的時間同步
10.2.1遠程時鐘讀取
10.2.2偏移時延估計方法
10.3無線傳感器網絡中的時鐘同步
10.4同步性能的評估
10.4.1精度
10.4.2協(xié)議開銷
10.4.3收斂時間
10.4.4能效
10.4.5可擴展性
10.4.6魯棒性
10.5無線傳感器網絡同步協(xié)議的例子
10.5.1參考廣播同步
10.5.2時間擴散同步協(xié)議
10.5.3概率時鐘同步
問題與練習
第11章 無線傳感器網絡安全與隱私
11.1引言
11.1.1一般攻擊類型
11.1.2物理節(jié)點攻擊
11.1.3針對無線傳感器網絡通信議棧的攻擊
11.2攻擊與對策示例:蟲洞攻擊
11.3無線傳感器網絡安全示例:基于Blom模型的方法
11.4廣播認證:基于時間的高效的容忍丟包的流認證協(xié)議μTESLA
11.5面向傳感器節(jié)點的實用安全機制
11.5.1TinySec
11.5.2MiniSec:一種面向無線傳感器網絡的安全通信架構
11.6案例:無線傳感器網絡中的安全時間同步
問題與練習
第六部分 特殊無線傳感器網絡
第12章 無線傳感器和執(zhí)行器網絡
12.1引言
12.2傳感器-執(zhí)行器協(xié)同問題
12.2.1網絡和能量模型
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)同工作機制
12.3.1層次化WSAN協(xié)同工作架構
12.3.2“傳感器-傳感器”協(xié)同工作層次——使用聚類
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)同工作層次問題與練習
第13章 水下傳感器網絡
13.1引言
13.1.1水下無線傳感器網絡應用
13.1.2水下無線傳感器網絡與陸上無線傳感器網絡的區(qū)別
13.1.3網絡拓撲
13.1.4聲頻信號傳輸
13.1.5水下傳感器
13.2水下無線傳感器網絡協(xié)議棧
13.2.1物理層
13.2.2數(shù)據(jù)鏈路層
13.2.3網絡層(路由層)
13.2.4傳輸層
13.3介質訪問控制設計實例
13.4路由設計實例:基于矢量的轉發(fā)協(xié)議
13.5硬件原型設計
13.5.1硬件設計
13.5.2軟件設計
13.5.3系統(tǒng)測試
問題與練習
第14章 視頻傳感器網絡
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)過濾
14.2.4數(shù)據(jù)緩存
14.3Cyclops
14.4視頻傳感器網絡定標
14.4.1確定重疊的程度
14.4.2估計koverlap值
14.5SensEye
問題與練習
第七部分 其他主題
第15章 無線傳感器網絡能量模型
15.1基本WSN能量模型
15.2基于仿真的能量模型
15.3能量感知路由
問題與練習
第16章 傳感器網絡仿真器
16.1GloMoSim
16.2SensorSim
16.3TOSSIM
16.4PowerTOSSIM
16.4.1PowerTOSSIM的結構
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
問題與練習
第八部分 案例研究
第17章 案例研究1:遠程醫(yī)療服務
17.1引言
17.2遠程心電圖傳感器網絡的硬件設計
17.3可靠的MASN通信協(xié)議
17.3.1增強的基于聚類的MASN數(shù)據(jù)傳輸
17.3.2MASN的路由性能
17.4MASN的軟件設計
17.5RFID和可穿戴傳感器的集成
問題與練習
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)結構
18.4校準
18.5系統(tǒng)評估
問題與練習
參考文獻
索引