无线传感器网络(微课视频版)

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第1章无线传感器网络概述 1.1无线传感器网络的发展 1.1.1发展历程 1.1.2无线数据网络 1.1.3无线传感器网络 1.2无线传感器网络的特点和性能指标 1.3无线传感器网络的关键技术 1.3.1关键技术 1.3.2面临的挑战 1.4无线传感器网络与物联网 1.5无线传感器网络的标准化 1.5.1ISO/IEC JTC1 WG7标准框架 1.5.2IEEE 802.15系列相关标准 1.5.3IEEE 1451系列相关标准 1.6无线传感器网络的应用 习题1 第2章无线传感器网络的体系结构 2.1系统结构 2.2节点结构 2.2.1节点组成结构 2.2.2传感器模块 2.2.3微处理器模块 2.2.4无线通信模块 2.2.5电源模块 2.2.6典型节点实例 2.3网络结构 2.3.1扁平结构和分层结构 2.3.2单sink和多sink 2.4协议体系结构 2.4.1传统网络协议OSI参考模型 2.4.2WSN协议的分层结构 习题2 第3章物理层技术 3.1物理层概述 3.1.1物理层特性 3.1.2物理层设计要求 3.2无线电波与无线信道 3.2.1无线电波的传播特性 3.2.2无线信道的传播模型 3.3物理层主要技术 3.3.1信号调制与解调 3.3.2信道编码 3.3.3扩频通信 3.4天线 3.5短距离无线通信技术 3.5.1超宽带技术 3.5.2ZigBee技术 3.5.3蓝牙技术 3.5.4WiFi技术 3.5.5红外通信技术 3.5.6LORA技术 习题3 第4章数据链路层控制 4.1MAC协议 4.1.1MAC概述 4.1.2基于竞争的MAC协议 4.1.3基于分配的MAC协议 4.2拓扑控制 4.2.1网络拓扑结构 4.2.2拓扑控制设计目标 4.2.3功率控制技术 4.2.4睡眠调度 4.3覆盖和连通 4.3.1概述 4.3.2传感器节点感知模型 4.3.3覆盖的分类 4.3.4覆盖算法 习题4 第5章网络层协议 5.1路由协议概述 5.1.1网络层的服务实体 5.1.2路由协议的基本问题 5.1.3路由的过程 5.1.4传感器网络路由的评价标准 5.1.5路由协议分类 5.2平面路由协议 5.2.1Flooding协议和Gossiping协议 5.2.2SPIN路由协议 5.2.3DD路由协议 5.2.4Rumor路由协议 5.3分层路由协议 5.3.1LEACH路由协议 5.3.2HEED路由协议 5.3.3TEEN路由协议 5.3.4TTDD路由协议 5.3.5PEGASIS路由协议 5.4其他路由协议 5.4.1地理位置路由 5.4.2QoS路由协议 5.4.3多径路由协议 习题5 第6章传输层机制 6.1传输控制协议概述 6.1.1无线传感器网络的传输协议需求 6.1.2传输层协议的功能 6.1.3TCP 6.1.4传感器网络传输层协议评价指标 6.2拥塞控制机制 6.2.1拥塞产生的原因 6.2.2拥塞的分类 6.2.3拥塞控制 6.2.4以拥塞控制为中心的协议 6.3可靠传输机制 6.3.1可靠性的定义 6.3.2可靠性保障的基本思想 6.3.3以可靠性为中心的协议 习题6 第7章无线传感器网络的支撑技术 7.1无线传感器网络的定位技术 7.1.1定位技术概述 7.1.2基于距离的定位 7.1.3与距离无关的定位 7.2无线传感器网络的时间同步 7.2.1时间同步概述 7.2.2无线传输的时延 7.2.3时间同步机制的基本原理 7.2.4同步算法分类 7.2.5典型时间同步协议 7.3无线传感器网络的安全 7.3.1安全问题概述 7.3.2安全攻击和防护手段 7.3.3入侵检测技术 7.3.4密钥管理技术 7.3.5网络安全框架协议 7.4无线传感器网络数据融合 7.4.1数据融合概述 7.4.2数据融合分类 7.4.3常用的数据融合算法 7.4.4无线传感器网络数据融合方法 7.4.5网络层的数据融合 7.5接入技术 7.5.1多网融合体系结构 7.5.2面向WSN接入 7.5.3WSN接入Internet 7.5.4多网融合网关的硬件设计 习题7 第8章无线多媒体传感器网络 8.1无线多媒体传感器网络的架构 8.1.1基本概念 8.1.2通信协议架构 8.1.3单层结构 8.1.4多层结构 8.2无线多媒体传感器网络的关键技术 8.2.1多媒体信源编码 8.2.2超带宽技术 8.2.3服务质量要求 8.2.4节点系统 8.2.5覆盖范围 8.3多媒体信息编解码技术 8.3.1静态图像编码 8.3.2视频编码 8.3.3分布式信源编码 8.4无线多媒体传感器网络的数据融合 8.4.1直方图匹配 8.4.2双线性插值 8.4.3图像配准 8.4.4像素值图像融合 8.4.5图像/视频数据融合方法 8.5无线多媒体传感器网络的跨层控制 8.5.1采用跨层方法的原因 8.5.2跨层设计方法及其优势 8.5.3跨层设计的应用 习题8 第9章无线传感器网络应用开发技术 9.1无线传感器网络应用设计原则 9.1.1体系结构设计原则 9.1.2节点设计原则 9.1.3跨层设计 9.2ZigBee硬件平台与协议栈组网 9.2.1CC2530芯片的配置 9.2.2CC2530的无线收发器 9.2.3CC2530的开发环境 9.2.4ZigBee协议栈原理 9.2.5ZigBee组网 9.3无线传感器网络软件平台 9.3.1无线传感器网络操作系统 9.3.2TinyOS操作系统 9.3.3Contiki操作系统 9.3.4常见操作系统的对比分析 9.4无线传感器网络的仿真平台 9.4.1TOSSIM 9.4.2OMNeT 9.4.3NS2 9.4.4其他工具 习题9 第10章无线传感器网络应用实例 10.1无线传感器网络应用系统开发过程 10.2基于无线传感器网络的智能交通 10.2.1需求分析 10.2.2系统架构 10.2.3功能模块 10.2.4软件设计与测试 10.3基于无线传感器网络的智能家居 10.3.1相关技术 10.3.2需求分析 10.3.3系统架构 10.3.4功能模块 10.3.5软件设计与测试 参考文献