無線傳感器網絡（微課視頻版）

目錄

第1章無線傳感器網絡概述

 

1.1無線傳感器網絡的發展

 

1.1.1發展歷程

 

1.1.2無線數據網絡

 

1.1.3無線傳感器網絡

 

1.2無線傳感器網絡的特點和性能指標

 

1.3無線傳感器網絡的關鍵技術

 

1.3.1關鍵技術

 

1.3.2面臨的挑戰

 

1.4無線傳感器網絡與物聯網

 

1.5無線傳感器網絡的標準化

 

1.5.1ISO/IEC JTC1 WG7標準框架

 

1.5.2IEEE 802.15系列相關標準

 

1.5.3IEEE 1451系列相關標準

 

1.6無線傳感器網絡的應用

 

習題1

 

第2章無線傳感器網絡的體系結構

 

2.1系統結構

 

2.2節點結構

 

2.2.1節點組成結構

 

2.2.2傳感器模塊

 

2.2.3微處理器模塊

 

2.2.4無線通信模塊

 

2.2.5電源模塊

 

2.2.6典型節點實例

 

2.3網絡結構

 

2.3.1扁平結構和分層結構

 

2.3.2單sink和多sink

 

2.4協議體系結構

 

2.4.1傳統網絡協議OSI參考模型

 

2.4.2WSN協議的分層結構

 

習題2

 

 

 

 

 

第3章物理層技術

 

3.1物理層概述

 

3.1.1物理層特性

 

3.1.2物理層設計要求

 

3.2無線電波與無線通道

 

3.2.1無線電波的傳播特性

 

3.2.2無線通道的傳播模型

 

3.3物理層主要技術

 

3.3.1信號調制與解調

 

3.3.2通道編碼

 

3.3.3擴頻通信

 

3.4天線

 

3.5短距離無線通信技術

 

3.5.1超寬帶技術

 

3.5.2ZigBee技術

 

3.5.3藍牙技術

 

3.5.4WiFi技術

 

3.5.5紅外通信技術

 

3.5.6LORA技術

 

習題3

 

第4章數據鏈路層控制

 

4.1MAC協議

 

4.1.1MAC概述

 

4.1.2基於競爭的MAC協議

 

4.1.3基於分配的MAC協議

 

4.2拓撲控制

 

4.2.1網絡拓撲結構

 

4.2.2拓撲控制設計目標

 

4.2.3功率控制技術

 

4.2.4睡眠調度

 

4.3覆蓋和連通

 

4.3.1概述

 

4.3.2傳感器節點感知模型 

 

4.3.3覆蓋的分類

 

4.3.4覆蓋算法

 

習題4

 

第5章網絡層協議

 

5.1路由協議概述 

 

5.1.1網絡層的服務實體

 

5.1.2路由協議的基本問題

 

5.1.3路由的過程

 

5.1.4傳感器網絡路由的評價標準

 

5.1.5路由協議分類

 

5.2平面路由協議

 

5.2.1Flooding協議和Gossiping協議

 

5.2.2SPIN路由協議

 

5.2.3DD路由協議

 

5.2.4Rumor路由協議

 

5.3分層路由協議

 

5.3.1LEACH路由協議

 

5.3.2HEED路由協議

 

5.3.3TEEN路由協議

 

5.3.4TTDD路由協議

 

5.3.5PEGASIS路由協議

 

5.4其他路由協議

 

5.4.1地理位置路由

 

5.4.2QoS路由協議

 

5.4.3多徑路由協議

 

習題5

 

第6章傳輸層機制

 

6.1傳輸控制協議概述

 

6.1.1無線傳感器網絡的傳輸協議需求

 

6.1.2傳輸層協議的功能

 

6.1.3TCP

 

6.1.4傳感器網絡傳輸層協議評價指標

 

6.2擁塞控制機制

 

6.2.1擁塞產生的原因

 

6.2.2擁塞的分類

 

6.2.3擁塞控制

 

6.2.4以擁塞控制為中心的協議

 

6.3可靠傳輸機制

 

6.3.1可靠性的定義

 

6.3.2可靠性保障的基本思想

 

6.3.3以可靠性為中心的協議

 

習題6

 

第7章無線傳感器網絡的支撐技術

 

7.1無線傳感器網絡的定位技術

 

7.1.1定位技術概述

 

7.1.2基於距離的定位

 

7.1.3與距離無關的定位

 

7.2無線傳感器網絡的時間同步

 

7.2.1時間同步概述

 

7.2.2無線傳輸的時延

 

7.2.3時間同步機制的基本原理

 

7.2.4同步算法分類

 

7.2.5典型時間同步協議

 

7.3無線傳感器網絡的安全

 

7.3.1安全問題概述

 

7.3.2安全攻擊和防護手段

 

7.3.3入侵檢測技術

 

7.3.4密鑰管理技術

 

7.3.5網絡安全框架協議

 

7.4無線傳感器網絡數據融合

 

7.4.1數據融合概述

 

7.4.2數據融合分類

 

7.4.3常用的數據融合算法

 

7.4.4無線傳感器網絡數據融合方法

 

7.4.5網絡層的數據融合

 

7.5接入技術

 

7.5.1多網融合體系結構

 

7.5.2面向WSN接入

 

7.5.3WSN接入Internet

 

7.5.4多網融合網關的硬件設計

 

習題7

 

第8章無線多媒體傳感器網絡

 

8.1無線多媒體傳感器網絡的架構

 

8.1.1基本概念

 

8.1.2通信協議架構

 

8.1.3單層結構

 

8.1.4多層結構

 

8.2無線多媒體傳感器網絡的關鍵技術

 

8.2.1多媒體信源編碼

 

8.2.2超帶寬技術

 

8.2.3服務質量要求

 

8.2.4節點系統

 

8.2.5覆蓋範圍

 

8.3多媒體信息編解碼技術

 

8.3.1靜態圖像編碼

 

8.3.2視頻編碼

 

8.3.3分佈式信源編碼

 

8.4無線多媒體傳感器網絡的數據融合

 

8.4.1直方圖匹配

 

8.4.2雙線性插值

 

8.4.3圖像配準

 

8.4.4像素值圖像融合

 

8.4.5圖像/視頻數據融合方法

 

8.5無線多媒體傳感器網絡的跨層控制

 

8.5.1採用跨層方法的原因 

 

8.5.2跨層設計方法及其優勢

 

8.5.3跨層設計的應用

 

習題8

 

第9章無線傳感器網絡應用開發技術

 

9.1無線傳感器網絡應用設計原則

 

9.1.1體系結構設計原則

 

9.1.2節點設計原則

 

9.1.3跨層設計

 

9.2ZigBee硬件平臺與協議棧組網

 

9.2.1CC2530芯片的配置

 

9.2.2CC2530的無線收發器

 

9.2.3CC2530的開發環境

 

9.2.4ZigBee協議棧原理

 

9.2.5ZigBee組網

 

9.3無線傳感器網絡軟件平臺

 

9.3.1無線傳感器網絡操作系統

 

9.3.2TinyOS操作系統

 

9.3.3Contiki操作系統

 

9.3.4常見操作系統的對比分析

 

9.4無線傳感器網絡的模擬平臺

 

9.4.1TOSSIM

 

9.4.2OMNeT++

 

9.4.3NS2

 

9.4.4其他工具

 

習題9

 

第10章無線傳感器網絡應用實例

 

10.1無線傳感器網絡應用系統開發過程

 

10.2基於無線傳感器網絡的智能交通 

 

10.2.1需求分析

 

10.2.2系統架構

 

10.2.3功能模塊

 

10.2.4軟件設計與測試

 

10.3基於無線傳感器網絡的智能家居

 

10.3.1相關技術

 

10.3.2需求分析

 

10.3.3系統架構

 

10.3.4功能模塊 

 

10.3.5軟件設計與測試

 

參考文獻