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內容簡介： 本书共11章，系统地介绍近年来无线传感器网络相关方面的研究成果，从无线传感器的来源及主要应用介绍的基础上，深入描述了传感器不同协议层的主要技术，让读者能全方位地了解无线传感器网络。本书可作为通信工程、计算机等相关专业的教材，也可供相关领域的教学、科研和工程技术人员参考。 關於作者： 卡奇姆·苏赫拉比（KAZEM SOHRABY），美国圣迭戈州立大学San Diego State University计算机科学学院教授，主要研究方向为无线通信。在国际知名期刊发表论文数十篇，出版多部专著。 中国科学院信息工程研究所是2011年批准成立的中国科学院直属科研机构。研究所按照"软硬兼修，矛盾兼容，开合有法，张弛有度”的办所方针，秉承"打造一流平台，集聚一流人才，支撑国家需求，引领学科发展，努力成为国家在信息工程领域的战略科技力量”的组织目标，面向国家战略需求，在信息安全科技领域，开展基础理论与前沿技术研究，开发应用性技术与系统，为国家信息化进程提供核心关键技术支撑与系统解决方案。主要研究方向为密码理论与安全协议、信息智能处理、数据安全、通信与电磁安全、网络与系统技术、信息系统测评等。截至2016年3月，研究所在职人员898人，其中正式职工616人（正高级专业技术岗位人员57人，副高级专业技术岗位人员126人）；在学研究生1127人，其中在册研究生761人，包含硕士生450人、博士生311人,另有客座学生366人。研究所目前拥有信息安全国家重点实验室、信息内容安全技术国家工程实验室、信息安全共性技术国家工程研究中心和中国科学院数据与通信保护研究教育中心等一批国家级和院部级的科研创新平台。研究所面向国际信息技术发展前沿与国家信息化重大需求，凝练提出了自己的"一三五”战略科技目标，承担了"面向感知中国的新一代信息技术”先导专项、863重大科技项目、发改委专项等重大任务，在智能云电视产业链、海云安全防护体系、未来网络等方向取得了一系列重大突破，成果已应用于国家有关部门和地区的实际工作中。 目錄： 目录 第1章无线传感器网络概述1 1.1引言1 1.1.1无线传感器网络的背景2 1.1.2传感器网络的应用9 1.1.3本书重点12 1.2无线传感器网络技术概述13 1.2.1传感器网络体系结构的基本元素14 1.2.2传感器网络发展史简要回顾25 1.2.3挑战与阻碍26 1.3小结29 参考文献29 第2章无线传感器网络的应用37 2.1引言37 2.2背景知识37 2.3应用范围40 2.4第二类无线传感器网络应用实例49 2.4.1家居控制50 2.4.2建筑自动化51 2.4.3工业自动化54 2.4.4医学应用55 2.5第一类无线传感器网络应用举例56 2.5.1传感器和机器人57 2.5.2可重构传感器网络59 2.5.3高速公路监控60 2.5.4军事应用61 2.5.5土木与环境工程应用63 2.5.6火灾仪表64 2.5.7环境监测64 2.5.8纳米传感器的应用64 2.6WSN技术的另一个分类65 2.7小结66 参考文献67 第3章基础无线传感器技术72 3.1引言72 3.2传感器节点技术72 3.2.1概述72 3.2.2硬件和软件75 3.3传感器的分类78 3.4无线节点的工作环境80 3.5无线节点的发展趋势82 3.6小结85 参考文献85 第4章无线传输技术与系统87 4.1简介87 4.2无线电技术87 4.2.1传播与传播损耗88 4.2.2调制93 4.3可用的无线技术95 4.3.1校园网应用101 4.3.2城域网广域网应用110 4.4小结119 参考文献125 第5章无线传感器网络介质访问控制协议129 5.1简介129 5.2背景130 5.3介质访问控制协议的基础131 5.3.1性能要求131 5.3.2通用协议134 5.4无线传感器网络介质访问控制协议142 5.4.1基于调度的协议143 5.4.2随机接入协议146 5.5传感器介质访问控制案例148 5.5.1协议概况148 5.5.2周期性侦听和睡眠操作149 5.5.3调度表选择与维护149 5.5.4维持同步150 5.5.5自适应监听151 5.5.6访问控制和数据交换151 5.5.7消息传递152 5.6IEEE 802.15.4 LR-WPANs服务标准案例研究153 5.6.1物理层155 5.6.2MAC层156 5.7小结167 参考文献168 第6章无线传感器网络路由协议173 6.1引言173 6.2背景174 6.3数据分发与采集174 6.4无线传感器网络路由挑战与设计问题175 6.4.1网络规模与时变特性176 6.4.2资源限制176 6.4.3传感器应用数据模型176 6.5无线传感器网络路由策略177 6.5.1无线传感器网络路由技术178 6.5.2洪泛机制及其变形178 6.5.3SPIN协议180 6.5.4LEACH协议184 6.5.5PEGASIS协议187 6.5.6定向扩散协议189 6.5.7基于地理位置的路由协议192 6.6小结198 参考文献198 第7章无线传感器网络传输控制协议202 7.1传统的传输控制协议202 7.1.1TCP（RFC 793）204 7.1.2UDP（RFC 768）205 7.1.3移动IP205 7.1.4在无线传感器网络中使用TCP或UDP的可行性206 7.2传输协议的设计问题207 7.3现有的传输控制协议的实例209 7.3.1CODA（拥塞检测和避免）209 7.3.2ESRT（事件下沉可靠传输）210 7.3.3RMST（可靠的多段传输）210 7.3.4PSFQ（慢存入，快取出）210 7.3.5GARUDA（揭路荼）211 7.3.6ATP（自组织网络的传输协议）211 7.3.7传输控制协议的问题212 7.4传输控制协议的性能212 7.4.1拥塞212 7.4.2丢包恢复214 7.5小结215 参考文献215 第8章无线传感器网络中间件217 8.1简介217 8.2无线传感器网络中间件工作的原理217 8.3中间件的结构219 8.3.1与数据相关的函数220 8.3.2结构223 8.4现有的中间件224 8.4.1MiLAN（连接应用和网络的中间件）224 8.4.2IrisNet（互联网规模资源密集型传感器网络服务）225 8.4.3AMF（自适应中间件框架）225 8.4.4DSWare（数据服务中间件）226 8.4.5CLMF（基于簇的轻量级中间件框架）226 8.4.6MSM（监控中间件服务）226 8.4.7Em*（一种开发和部署无线传感器网络的软件环境）227 8.4.8Impala（针对自动化的并行传感系统的中间件）227 8.4.9Dfuse（一种分布式数据融合框架）227 8.4.10DDS（设备数据库系统）228 8.4.11传感器件228 8.5小结229 参考文献229 第9章无线传感器网络的管理233 9.1概述233 9.2网络管理需求233 9.3传统的网络管理模型234 9.3.1简单的网络管理协议234 9.3.2电信运营图235 9.4网络管理的设计问题235 9.5管理架构示例：MANNA237 9.6与网络管理相关的其他问题239 9.6.1命名239 9.6.2定位240 9.7小结241 参考文献241 第10章无线传感器网络操作系统244 10.1概述244 10.2操作系统的设计问题245 10.3操作系统实例247 10.3.1TinyOS247 10.3.2Mate248 10.3.3MagnetOS248 10.3.4MANTIS249 10.3.5OSPM249 10.3.6EYESOS250 10.3.7SenOS250 10.3.8EMERALDS251 10.3.9PicOS251 10.4小结251 参考文献252 第11章性能和流量管理254 11.1简介254 11.2背景254 11.3无线传感器网络的网络协议256 11.3.1MAC协议256 11.3.2路由协议257 11.3.3传输协议258 11.4无线传感器网络的性能建模258 11.4.1性能指标259 11.4.2基本模型259 11.4.3网络模型263 11.5案例研究：系统生命周期的简单计算265 11.5.1分析266 11.5.2讨论268 11.6小结270 参考文献270 內容試閱： 前 言 互联网、通信和信息技术不断融合，工程技术不断进步，催生了的新一代的廉价传感器以及执行器，并带来了高阶时空分辨率和精度。传感和控制技术包括传感器阵列、电场和磁场传感器、地震传感器、无线电波频率传感器、电光和红外传感器、激光雷达以及定位和导航传感器。 传感器设计、材料和概念领域的进步将传感器及其阵列的尺寸、重量和成本减小好几个数量级，并将提高其空间和时间分辨率和准确度。在不久的将来，我们可以将数百万个传感器集成到系统中，以提高性能和使用寿命并降低成本。根据目前的市场预测，2010年将有超过5亿个节点用于无线传感器应用。 现在，传感与控制技术还有明显的发展潜力。该技术不仅在科学和工程领域，在其他领域，包括关键基础设施防护、医疗卫生、环境能源、食品安全、生产工艺、生活质量和国民经济都同等重要。除了降低成本和提高行业和企业的效率之外，无线传感器网络预计将为消费者带来新一代的便利，包括但不限于遥控加热和照明、医疗监控、自动货物盘点、个人健康诊断、自动化汽车检查和儿童保健。 本书旨在成为一本高质量的教科书，阐述无线传感器网络重点的一些内容。本文全面介绍了无线传感器网络，包括应用程序、通信和网络协议、中间件、安全性和管理。本书适用于希望了解这项新技术的优势并计划应用实践的网络专业人员、管理人员和从业者使用，也可以作为本科生、研究生学习无线传感器网络入门课程的参考书。 现在涉及无线传感器网络的参考书只有很少一些。此外，这些书大多数聚焦在领域内相关的特定课题。因此，这些书在许多重要的主题上的覆盖程度不足。随着无线传感器网络普及程度的不断增长，以及它渗透在日常生活中方方面面的巨大潜力，撰写一本能够总体介绍传感器网络的书籍是有必要的，并且满足了工程师、网络专业人员、管理人员以及教育工作者群体的需求。但编者水平有限，另外本书编写较为仓促，有错误在所难免，欢迎读者指正探讨。 感谢： 感谢阿肯色大学研究员 Chonggang Wang博士为本书编写的内容。

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