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第1章　无线传感器网络概述1

1.1　无线传感器网络的发展历程1

1.2　无线传感器网络的基本结构2

1.3　无线传感器网络的关键性能指标3

1.3.1 网络的工作寿命3

1.3.2　网络覆盖范围4

1.3.3　网络搭建成本和难易程度4

1.3.4 网络响应时间5

1.4　无线传感器网络的关键技术5

1.4.1　QoS保证5

1.4.2　数据融合技术6

1.4.3 网络安全机制6

1.4.4　定位技术7

1.4.5　同步管理机制7

1.4.6　无线通信网络技术8

1.4.7　嵌入式实时系统软件技术8

1.4.8　相关的硬件技术8

1.5　无线传感器网络的应用范围9

1.5.1　环境监测9

1.5.2　军事领域9

1.5.3 医疗健康9

1.5.4　交通管理10

1.5.5　智能家居10

1.5.6　空间探测应用10

第2章　无线传感器网络基础11

2.1　无线传感器网络体系结构11

2.1.1　无线传感器网络结构11

2.1.2　无线传感器网络节点结构15

2.1.3　无线传感器网络协议结构模型17

2.2　无线传感器网络的特征22

2.2.1　与现有无线网络的区别22

2.2.2　无线传感器网络的特点26

2.2.3　无线传感器网络的性能评价指标27

第3章　无线传感器网络路由协议29

3.1　路由协议概述29

3.1.1　无线传感器网络路由协议的考虑因素29

3.1.2　路由的过程30

3.1.3　无线传感器网络路由协议分类方法32

3.2　平面路由协议和层次路由协议33

3.2.1　平面路由协议33

3.2.2　层次路由协议36

3.2.3　平面路由协议和层次路由协议比较40

3.3　能量感知路由41

3.3.1 能量消耗源41

3.3.2　能量路由42

3.3.3　能量多路径路由42

3.4　基于查询的路由44

3.4.1　定向扩散路由44

3.4.2　谣传路由46

3.5　地理位置路由47

3.5.1　GEAR路由48

3.5.2 GAF路由50

3.5.3 GPSR路由52

3.5.4　其他位置路由53

3.6　可靠路由协议54

3.6.1　不相交多路径路由机制54

3.6.2　ReInForM路由56

3.6.3 SPEED协议58

3.7　路由协议自主切换59

3.8　小结60

第4章　无线传感器网络MAC层技术61

4.1　MAC层技术概述61

4.1.1 无线传感器网络特点对MAC协议的影响61

4.1.2　无线传感器网络MAC协议的设计准则63

4.1.3 无线传感器网络MAC协议分类65

4.2　IEEE 802.11协议66

4.2.1 IEEE 802.11网络拓扑结构66

4.2.2　IEEE 802.11协议MAC层的工作模式68

4.2.3 分布式协调功能（DCF）70

4.2.4 集中式协调功能（PCF）72

4.2.5 DCF与PCF机制的局限性74

4.2.6 IEEE 802.11的QoS保障74

4.3　小结75

第5章　常用MAC层协议简介76

5.1　基于竞争方式的MAC协议76

5.1.1　S-MAC协议76

5.1.2　T-MAC协议85

5.1.3　Sift协议89

5.1.4 S-MAC Sift协议90

5.1.5 WiseMAC协议91

5.1.6 其他基于竞争的MAC协议92

5.2　基于时分复用的MAC协议94

5.2.1　基于分簇网络的MAC协议94

5.2.2　AL-LMAC协议95

5.2.3　TRAMA协议96

5.2.4　DMAC97

5.2.5　其他基于时分复用的MAC协议100

5.3　TDMA和FDMA结合的协议101

5.4　小结103

第6章　无线传感器网络硬件开发105

6.1　无线传感器网络硬件开发需考虑的因素105

6.1.1 无线传感器网络的应用类别105

6.1.2　无线传感器节点的设计要求107

6.2　节点的组成与核心模块设计108

6.3　节点设计实例113

6.3.1 无线传感器网络节点的结构114

6.3.2　微控制单元芯片选择和设计114

6.3.3　无线传输单元芯片选择和设计117

6.3.4　传感器模块芯片选择和设计122

6.4　小结126

第7章　嵌入式操作系统127

7.1　传感器节点对操作系统的需求127

7.2　TinyOS操作系统127

7.2.1 简介127

7.2.2　基于组件的体系结构128

7.2.3　任务调度机制130

7.2.4　通信机制131

7.3　MiniOS操作系统132

7.3.1　MiniOS简介132

7.3.2　MiniOS的进程管理133

7.3.3　系统时钟服务135

7.3.4　MiniOS的内存管理135

7.3.5　通信与同步136

7.3.6　中断过程及处理138

7.4　小结139

第8章　无线传感器网络应用140

8.1　军事领域的应用140

8.1.1　智能尘埃141

8.1.2　目标定位和跟踪143

8.1.3 防核生化袭击145

8.1.4　灵巧传感器网络（SSW）145

8.1.5　WSN在协同作战中的应用145

8.2　无线传感器网络用于城市交通管理146

8.2.1　智能交通系统147

8.2.2　智能公交系统148

8.3　环境科学的应用148

8.3.1　环境监测149

8.3.2　无线温室监测系统151

8.3.3　詹姆斯保护区研究项目153

8.3.4　PODS研究项目153

8.3.5　森林火灾监测系统154

8.3.6　无线传感器在煤田监测中的应用155

8.4　医疗健康方面的应用155

8.4.1 医疗检测领域常用传感器156

8.4.2　远程医疗监护系统158

8.4.3　呼吸医疗监视仪159

8.4.4　药物生产监控系统应用159

8.4.5　药物临床实验监控系统应用161

8.4.6　无人智能药物超市应用161

8.4.7　住院患者管理162

8.5　无线传感器网络技术在室内环境的应用163

8.5.1　智能家居系统163

8.5.2　智能建筑系统164

8.6　其他应用165

8.7　小结166

参考文献167