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第1章 绪论1

1.1 传感网的起源与发展1

1.2 传感网的体系结构3

1.2.1 传感器节点体系结构3

1.2.2 传感网的网络结构4

1.3 传感网的核心技术5

1.4 传感网的主要特点7

1.5 传感网的应用8

1.5.1 军事应用8

1.5.2 环境监测10

1.5.3 医疗卫生12

1.5.4 智能家居12

1.5.5 其他方面13

1.6 传感网与物联网的关系13

1.7 本章小结与进一步阅读的文献14

习题114

参考文献14

第2章 传感网通信协议16

2.1 物理层的协议设计16

2.1.1 IEEE 802.15.4物理层标准17

2.1.2 868/915 MHz频段物理层18

2.1.3 2.4 GHz物理层描述19

2.1.4 各频段通用规范20

2.2 MAC层协议21

2.2.1 传感网MAC协议设计原则21

2.2.2 IEEE 802.15.4 MAC21

2.2.3 S-MAC22

2.2.4 B-MAC24

2.2.5 RI-MAC25

2.2.6 实例：TinyOS MAC层协议分析26

2.3 路由协议29

2.3.1 路由协议简介29

2.3.2 分发协议30

2.3.3 汇聚协议32

2.4 传输层42

2.4.1 传输层的挑战43

2.4.2 可靠多段传输协议（RMST）44

2.4.3 慢存入快取出协议（PSFQ）45

2.4.4 拥塞检测和避免协议（CODA）48

2.4.5 可靠的事件传输协议（ESRT）50

2.5 6LoWPAN标准52

2.5.1 6LoWPAN简介52

2.5.2 6LoWPAN协议栈体系结构53

2.5.3 6LoWPAN适配层54

2.5.4 6LoWPAN路由协议55

2.5.5 6LoWPAN传输层55

2.6 ZigBee标准56

2.7 本章小结与进一步阅读的文献58

习题258

参考文献59

第3章 传感网数据管理60

3.1 概述60

3.1.1 传感网数据管理系统的体系结构61

3.1.2 传感网数据管理系统的数据模型63

3.2 数据管理技术64

3.2.1 数据查询64

3.2.2 数据索引68

3.2.3 网络数据聚合72

3.3 实例：TinyDB系统77

3.3.1 TinyDB系统简介77

3.3.2 TinyDB的系统结构78

3.3.3 TinyDB系统组成78

3.3.4 查询语言80

3.3.5 TinyDB系统仿真80

3.4 本章小结与进一步阅读的文献84

习题385

参考文献85

第4章 传感网关键技术87

4.1 命名与寻址87

4.1.1 基本原理87

4.1.2 地址管理88

4.1.3 地址分配89

4.1.4 基于内容和地理位置寻址90

4.2 拓扑控制90

4.2.1 概述91

4.2.2 功率控制92

4.2.3 层次拓扑96

4.3 能量管理101

4.3.1 概述101

4.3.2 能耗优化策略102

4.4 时间同步107

4.4.1 概述108

4.4.2 事件同步113

4.4.3 局部同步115

4.4.4 全网同步118

4.5 节点定位121

4.5.1 概述121

4.5.2 节点位置的基本计算方法124

4.5.3 测距定位125

4.5.4 非测距定位132

4.6 本章小结与进一步阅读的文献136

习题4139

参考文献140

第5章 传感网应用144

5.1 概述144

5.2 传感网应用设计基本原理144

5.2.1 设计因素145

5.2.2 架构设计146

5.2.3 硬件设计147

5.2.4 软件设计150

5.3 应用开发、部署与维护技术150

5.3.1 开发技术151

5.3.2 部署技术156

5.3.3 维护技术156

5.4 环境监测类案例：精准农业应用158

5.4.1 概述158

5.4.2 系统架构158

5.4.3 软硬件介绍159

5.5 事件检测类案例：反狙击系统162

5.5.1 概述162

5.5.2 系统架构163

5.5.3 软硬件介绍163

5.6 目标追踪类案例：警戒网165

5.6.1 概述165

5.6.2 系统架构166

5.6.3 软硬件介绍166

5.7 案例分析：金门大桥震动监测168

5.7.1 应用需求168

5.7.2 系统架构168

5.7.3 硬件设计169

5.7.4 软件设计171

5.8 光纤传感技术173

5.8.1 光纤传感器173

5.8.2 光纤传感系统组成174

5.8.3 光纤传感技术的应用175

5.9 本章小结与进一步阅读的文献175

习题5176

参考文献177

第6章 基于TinyOS的传感网应用开发180

6.1 典型的无线传感网开发套件180

6.1.1 MICA系列节点180

6.1.2 MICA系列处理器射频板183

6.1.3 MICA系列传感器板185

6.1.4 编程调试接口板186

6.1.5 国内外其他典型的无线传感网节点187

6.2 nesC语言基础188

6.2.1 简介188

6.2.2 术语190

6.2.3 接口（interface）192

6.2.4 组件（component）194

6.2.5 模块（module）197

6.2.6 配件（configuration）202

6.2.7 应用程序样例207

6.3 TinyOS操作系统210

6.3.1 组件模型211

6.3.2 事件驱动的并发执行模型211

6.3.3 通信模型212

6.4 TinyOS开发环境搭建214

6.4.1 创建Ubuntu虚拟机215

6.4.2 安装Java编译运行环境216

6.4.3 安装必备工具217

6.4.4 下载并编译安装nesC编译器217

6.4.5 下载并安装TinyOS218

6.4.6 下载并安装AVR交叉编译工具链218

6.4.7 测试TinyOS开发环境218

6.5 简单无线传输221

6.5.1 BlinkToRadio依赖的其他组件222

6.5.2 BlinkToRadio的执行过程224

6.5.3 内存所有权226

6.6 简单数据分发227

6.6.1 数据分发依赖的组件227

6.6.2 数据分发例程228

6.7 简单数据汇聚230

6.7.1 数据汇聚依赖的组件231

6.7.2 数据汇聚例程232

6.8 TinyOS仿真平台——TOSSIM235

6.8.1 TOSSIM简介236

6.8.2 仿真库的编译236

6.8.3 仿真脚本的编写236

6.8.4 仿真例子238

6.8.5 高级功能简介240

6.9 本章小结与进一步阅读的文献241

习题6241

参考文献242

附录 《传感网原理与技术》实践教学大纲243