無線傳感器網絡

本書根據當前教學改革形勢編寫完成。在理論教學內容的基礎上，增加了應用性較強的實踐教學內容。理論教學部分主要包括無線傳感器網絡的定義、基礎、關鍵技術和安全問題等，並且以目前無線傳感器網絡中無線通信技術的*方案——ZigBee技術為例，重點闡述了ZigBee技術基礎和應用開發流程。實踐教學部分主要包括軟件平台的搭建、控制器實驗、無線通信基礎實驗以及不同類型拓撲下（點到點、星狀、網狀）的ZigBee協議棧實驗。在掌握本書的無線傳感器理論知識和實驗操作的基礎上可以進行更深層次的開發應用。 本書可以作為普通本科高等院校、高等職業技術學院的計算機網絡、通信技術、智能技術等專業的教材，也可以作為計算機、通信、建築電氣、網絡管理等領域的工程技術人員的參考書。

目錄

第1篇理論部分

第1章概論

1.1無線傳感器網絡

1.2無線傳感器網絡的研究現狀

1.3無線傳感器網絡的體系結構

1.3.1傳感器節點

1.3.2傳感器節點的限制

1.3.3無線傳感器網絡的網絡特徵

1.4物聯網

1.4.1物聯網的發展史

1.4.2物聯網的體系架構

1.4.3物聯網與無線傳感器網絡

1.5無線傳感器網絡的應用領域

1.5.1環境監測

1.5.2軍事領域

1.5.3醫療健康

1.5.4物流監控

1.5.5智能家居

1.5.6智能汽車

1.5.7工業檢測和自動控制系統的應用

1.5.8空間探測應用

第2章傳感器應用基礎

2.1傳感器概述

2.1.1傳感器的定義

2.1.2傳感器技術的作用

2.1.3傳感器的特性

2.2常用物理量傳感器

2.2.1壓力傳感器

2.2.2超聲波傳感器

2.2.3温度、濕度傳感器

2.2.4煙霧、氣體傳感器

2.2.5轉速、位移、加速度傳感器

2.2.6磁阻傳感器

第3章無線傳感器網絡的關鍵技術

3.1時鐘同步技術

3.1.1傳感器網絡的時間同步機制

3.1.2時間同步協議

3.1.3時間同步的應用示例

3.2節點定位技術

3.2.1概述

3.2.2基於測距的定位方式

3.2.3基於非測距方法的定位方式

3.2.4典型定位應用

3.3網絡服務質量保證

3.3.1概述

3.3.2數據融合

3.3.3擁塞控制

3.4無線傳感器網絡中嵌入式系統軟件技術

3.4.1概述

3.4.2TinyOS操作系統

3.4.3後台管理軟件

第4章ZigBee技術基礎

4.1ZigBee技術簡介

4.2IEEE 820.15.4標準

4.2.1概述

4.2.2網絡協議棧

4.2.3物理層

4.2.4MAC層

4.3ZigBee中的無線通信技術

4.3.1CSMA/CA

4.3.2DSSS

第5章ZigBee應用開發

5.1ZigBee芯片

5.1.1CC2530射頻芯片簡介

5.1.2CC2530引腳描述

5.1.3CPU和存儲器

5.1.4外部設備

5.2ZigBee硬件開發

5.2.1ZigBee硬件平台介紹

5.2.2無線傳感器網通信模塊結構

5.2.3無線節點模塊

5.2.4電源板與智能主板

5.2.5嵌入式網關(Cortex A8DB開發板)

5.3ZigBee軟件開發

5.3.1IAR集成開發環境簡介

5.3.2IAR工程的建立及配置

5.3.3編譯與調試

5.4ZigBee協議棧

5.4.1TI ZStack協議棧簡介

5.4.2TI ZStack軟件結構

第6章無線傳感器網絡安全技術

6.1安全問題概述

6.1.1信息安全面臨的障礙

6.1.2安全需求

6.1.3攻擊與威脅

6.2路由安全

6.2.1無線傳感器網絡路由的特點

6.2.2路由攻擊的防範

6.2.3安全路由協議

6.3密鑰管理

6.3.1數據加密和認證

6.3.2密鑰管理方案

6.4入侵檢測

6.4.1入侵檢測模型

6.4.2入侵檢測算法

6.4.3入侵檢測的常用方法

第7章綜合應用

7.1概述

7.2綜合應用

7.2.1教育領域

7.2.2工業領域

7.2.3農業領域

7.2.4建築領域

7.2.5城市管理無線傳感器網

7.2.6醫療衞生領域

7.2.7環境監測

7.2.8倉儲物流管理

7.2.9智能家居

7.2.10軍事領域

第2篇實踐部分

第8章軟件平台的搭建

8.1IAR EW8051集成開發環境及其使用

8.1.1IAR安裝

8.1.2IAR軟件的使用

8.2SmartRF閃存編程器的使用

第9章控制器實驗

9.1實驗一GPIO控制接口實驗

9.2實驗二LCD控制實驗

9.3實驗三CC2530外部中斷實驗

9.4實驗四CC2530定時器實驗

9.5實驗五CC2530串口通信實驗

9.6實驗六CC2530 ADC實驗

第10章無線通信基礎

10.1實驗一簡單點到點通信實驗

10.2實驗二CC2530無線通信丟包率測試實驗

10.3實驗三802.15.4—2.4GHz各信道信號強度測試實驗

第11章ZStack協議棧實驗——拓撲1（點到點）

11.1實驗一吞吐率測試

11.2實驗二數據吞吐量測試

第12章ZStack協議棧實驗——拓撲2（星狀網）和拓撲3（MESH網）

12.1實驗一ZStack協議棧星狀網通信實驗

12.2實驗二ZStack協議棧MESH網通信實驗

參考文獻

該書將理論與實踐教學緊密結合，符合當前高校教學改革的形勢。通過閲讀本書，讀者可以清晰地瞭解無線傳感器網絡的工作原理，時鐘同步、節點定位等關鍵技術，網絡安全技術及綜合應用。