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作者簡介
名人/編輯推薦
目次
商品簡介
本書根據物聯網工程專業的發展和教學需要，結合無線傳感器網絡技術的發展及應用現狀編寫而成。全書分為8章，內容包括緒論、無線通信基礎與無線網絡簡介、傳感器原理及應用實例、無線通信技術、無線傳感器網絡體系結構與組網協議、無線傳感器網絡的關鍵應用技術、無線傳感器網絡的開發環境及應用，以及物聯網綜合實訓平臺的設計與實現。
作者簡介
朱明，男，1981年生，畢業于大連理工大學，獲計算機應用碩士學位，高級工程師，現就職于大連理工大學軟件學院，長期從事計算機應用、物聯網等領域的教學和科研工作。
名人/編輯推薦
既重視無線傳感器網絡相關的理論基礎知識，又突出系統設計與開發實踐的應用性
目次
第1章 緒論 1
1.1 無線傳感器網絡概述 1
1.1.1 無線傳感器網絡的定義 1
1.1.2 無線傳感器網絡的主要性能指標 2
1.1.3 無線傳感器網絡的應用特徵 3
1.2 無線傳感器網絡的發展與應用 6
1.2.1 WSN的發展過程及趨勢 6
1.2.2 WSN在物聯網中的應用 8
1.2.3 WSN的應用領域 10
思考題與習題1 11
第2章 無線通信基礎與無線網絡簡介 13
2.1 無線通信基礎 13
2.1.1 無線通信簡介 13
2.1.2 無線通信系統的主要技術參數和性能指標 17
2.1.3 無線通信系統的傳輸方式 20
2.1.4 無線通信的頻譜和通信信道 25
2.1.5 無線通信的相關技術 31
2.2 無線網絡簡介 38
2.2.1 概述 38
2.2.2 無線網絡協議標準 39
2.2.3 無線網絡的分類 45
2.2.4 無線網絡中的硬件接口設備 49
2.2.5 Ad Hoc網絡簡介 54
思考題與習題2 56
第3章 傳感器原理及應用實例 59
3.1 概述 59
3.1.1 傳感器的定義與分類 59
3.1.2 傳感器的基本性能 61
3.1.3 傳感器的組成與結構 62
3.2 智能傳感器原理及應用 62
3.2.1 嵌入式處理器與嵌入式系統簡介 63
3.2.2 智能傳感器設計 79
3.2.3 智能傳感器應用實例 81
3.3 常用的傳感器及其應用實例 87
3.3.1 溫濕度傳感器及其應用實例 87
3.3.2 光敏傳感器及其應用實例 92
3.3.3 壓敏傳感器及其應用實例 97
3.3.4 氣敏傳感器及其應用實例 99
3.3.5 磁電式傳感器及其應用實例 100
思考題與習題3 101
第４章 無線通信技術 103
4.1 短距離無線通信技術簡介 103
4.2 ZigBee無線通信技術 104
4.2.1 ZigBee無線通信技術簡介 104
4.2.2 ZigBee網絡構架 105
4.2.3 ZigBee協議棧 106
4.2.4 ZigBee組網技術及其應用 108
4.3 藍牙無線通信技術 109
4.3.1 藍牙無線通信技術簡介 109
4.3.2 藍牙協議棧體系結構 111
4.3.3 藍牙組網技術及其應用 112
4.4 Wi-Fi無線通信技術 114
4.4.1 Wi-Fi無線通信技術簡介 114
4.4.2 Wi-Fi網絡架構 114
4.4.3 Wi-Fi組網技術及其應用 116
4.5 射頻識別(RFID)技術 117
4.5.1 RFID技術簡介 117
4.5.2 RFID系統組成與工作原理 122
4.5.3 RFID組網技術及其應用 127
4.6 超寬帶(UWB)技術 131
4.6.1 UWB技術簡介 131
4.6.2 UWB協議模型 132
4.6.3 UWB主流技術及其應用 133
4.7 移動通信技術簡介 135
思考題與習題4 139
第5章 無線傳感器網絡體系結構與組網協議 141
5.1 WSN的工作原理與結構 141
5.1.1 WSN的組成與工作原理 141
5.1.2 WSN的體系結構 145
5.1.3 WSN的通信系統結構 147
5.1.4 WSN與互聯網的連接 150
5.2 WSN的協議棧 152
5.2.1 物理層 152
5.2.2 數據鏈路層 155
5.2.3 網絡層 159
5.2.4 傳輸層 161
5.2.5 應用層 164
5.3 無線傳感器節點的設計與應用實例 167
5.3.1 概述 167
5.3.2 無線傳感器節點的組成 167
5.3.3 無線傳感器節點的功能 170
5.3.4 無線通信模塊及設計 171
5.3.5 無線傳感器節點的設計 172
5.3.6 無線傳感器節點應用實例 174
思考題與習題5 176
第6章 無線傳感器網絡的關鍵應用技術 177
6.1 WSN的時間同步、節點定位與目標跟蹤技術 177
6.1.1 時間同步技術簡介 178
6.1.2 定位技術簡介 181
6.1.3 目標跟蹤技術簡介 185
6.2 WSN的網絡拓撲控制與覆蓋技術 189
6.2.1 網絡拓撲控制技術簡介 190
6.2.2 網絡覆蓋與部署技術簡介 193
6.3 WSN的數據融合與網絡管理技術 197
6.3.1 數據融合技術簡介 197
6.3.2 網絡管理技術簡介 201
6.4 WSN的容錯與安全技術 205
6.4.1 網絡容錯技術 205
6.4.2 網絡安全技術 206
思考題與習題6 210
第7章 無線傳感器網絡的開發環境及應用 211
7.1 概述 211
7.2 WSN操作系統簡介 213
7.2.1 TinyOS簡介 213
7.2.2 nesC語言簡介 216
7.3 WSN的仿真技術簡介 217
7.3.1 概述 217
7.3.2 OPNET仿真平臺 218
7.3.3 NS-3仿真平臺 219
7.3.4 TOSSIM仿真平臺 222
7.4 IAR集成開發環境 223
7.4.1 IAR集成開發環境簡介 223
7.4.2 IAR集成開發環境的安裝 223
7.4.3 工程的編輯與修改 225
7.4.4 仿真調試與下載 234
7.4.5 模塊化編程技巧 236
思考題與習題7 237
第8章 物聯網綜合實訓平臺的設計與實現 239
8.1 概述 239
8.2 物聯網綜合實訓平臺總體設計 242
8.2.1 物聯網綜合實訓平臺簡介 243
8.2.2 硬件系統的設計與實現 243
8.2.3 軟件系統的設計與實現 246
8.3 基於Linux網關平臺的構建與應用 250
8.3.1 Linux網關平臺開發環境的搭建與安裝 250
8.3.2 網關平臺的設計與應用 257
8.3.3 網關平臺與PC通信的應用 266
8.4 基於Android網關平臺的構建與應用 269
8.4.1 Android網關平臺環境的搭建與安裝 269
8.4.2 Android網關平臺用戶界面的設計與應用 281
8.4.3 Android系統下網絡通信的應用 285
8.5 無線節點的接入與組網應用實例 285
8.5.1 ZStack協議棧配置與安裝 286
8.5.2 基於ZStack協議棧的無線節點通信應用實例 290
8.5.3 溫濕度傳感器節點的接入、組網應用 295
8.6 物聯網綜合實訓平臺應用實例簡介 300
參考文獻 303
1.1 無線傳感器網絡概述 1
1.1.1 無線傳感器網絡的定義 1
1.1.2 無線傳感器網絡的主要性能指標 2
1.1.3 無線傳感器網絡的應用特徵 3
1.2 無線傳感器網絡的發展與應用 6
1.2.1 WSN的發展過程及趨勢 6
1.2.2 WSN在物聯網中的應用 8
1.2.3 WSN的應用領域 10
思考題與習題1 11
第2章 無線通信基礎與無線網絡簡介 13
2.1 無線通信基礎 13
2.1.1 無線通信簡介 13
2.1.2 無線通信系統的主要技術參數和性能指標 17
2.1.3 無線通信系統的傳輸方式 20
2.1.4 無線通信的頻譜和通信信道 25
2.1.5 無線通信的相關技術 31
2.2 無線網絡簡介 38
2.2.1 概述 38
2.2.2 無線網絡協議標準 39
2.2.3 無線網絡的分類 45
2.2.4 無線網絡中的硬件接口設備 49
2.2.5 Ad Hoc網絡簡介 54
思考題與習題2 56
第3章 傳感器原理及應用實例 59
3.1 概述 59
3.1.1 傳感器的定義與分類 59
3.1.2 傳感器的基本性能 61
3.1.3 傳感器的組成與結構 62
3.2 智能傳感器原理及應用 62
3.2.1 嵌入式處理器與嵌入式系統簡介 63
3.2.2 智能傳感器設計 79
3.2.3 智能傳感器應用實例 81
3.3 常用的傳感器及其應用實例 87
3.3.1 溫濕度傳感器及其應用實例 87
3.3.2 光敏傳感器及其應用實例 92
3.3.3 壓敏傳感器及其應用實例 97
3.3.4 氣敏傳感器及其應用實例 99
3.3.5 磁電式傳感器及其應用實例 100
思考題與習題3 101
第４章 無線通信技術 103
4.1 短距離無線通信技術簡介 103
4.2 ZigBee無線通信技術 104
4.2.1 ZigBee無線通信技術簡介 104
4.2.2 ZigBee網絡構架 105
4.2.3 ZigBee協議棧 106
4.2.4 ZigBee組網技術及其應用 108
4.3 藍牙無線通信技術 109
4.3.1 藍牙無線通信技術簡介 109
4.3.2 藍牙協議棧體系結構 111
4.3.3 藍牙組網技術及其應用 112
4.4 Wi-Fi無線通信技術 114
4.4.1 Wi-Fi無線通信技術簡介 114
4.4.2 Wi-Fi網絡架構 114
4.4.3 Wi-Fi組網技術及其應用 116
4.5 射頻識別(RFID)技術 117
4.5.1 RFID技術簡介 117
4.5.2 RFID系統組成與工作原理 122
4.5.3 RFID組網技術及其應用 127
4.6 超寬帶(UWB)技術 131
4.6.1 UWB技術簡介 131
4.6.2 UWB協議模型 132
4.6.3 UWB主流技術及其應用 133
4.7 移動通信技術簡介 135
思考題與習題4 139
第5章 無線傳感器網絡體系結構與組網協議 141
5.1 WSN的工作原理與結構 141
5.1.1 WSN的組成與工作原理 141
5.1.2 WSN的體系結構 145
5.1.3 WSN的通信系統結構 147
5.1.4 WSN與互聯網的連接 150
5.2 WSN的協議棧 152
5.2.1 物理層 152
5.2.2 數據鏈路層 155
5.2.3 網絡層 159
5.2.4 傳輸層 161
5.2.5 應用層 164
5.3 無線傳感器節點的設計與應用實例 167
5.3.1 概述 167
5.3.2 無線傳感器節點的組成 167
5.3.3 無線傳感器節點的功能 170
5.3.4 無線通信模塊及設計 171
5.3.5 無線傳感器節點的設計 172
5.3.6 無線傳感器節點應用實例 174
思考題與習題5 176
第6章 無線傳感器網絡的關鍵應用技術 177
6.1 WSN的時間同步、節點定位與目標跟蹤技術 177
6.1.1 時間同步技術簡介 178
6.1.2 定位技術簡介 181
6.1.3 目標跟蹤技術簡介 185
6.2 WSN的網絡拓撲控制與覆蓋技術 189
6.2.1 網絡拓撲控制技術簡介 190
6.2.2 網絡覆蓋與部署技術簡介 193
6.3 WSN的數據融合與網絡管理技術 197
6.3.1 數據融合技術簡介 197
6.3.2 網絡管理技術簡介 201
6.4 WSN的容錯與安全技術 205
6.4.1 網絡容錯技術 205
6.4.2 網絡安全技術 206
思考題與習題6 210
第7章 無線傳感器網絡的開發環境及應用 211
7.1 概述 211
7.2 WSN操作系統簡介 213
7.2.1 TinyOS簡介 213
7.2.2 nesC語言簡介 216
7.3 WSN的仿真技術簡介 217
7.3.1 概述 217
7.3.2 OPNET仿真平臺 218
7.3.3 NS-3仿真平臺 219
7.3.4 TOSSIM仿真平臺 222
7.4 IAR集成開發環境 223
7.4.1 IAR集成開發環境簡介 223
7.4.2 IAR集成開發環境的安裝 223
7.4.3 工程的編輯與修改 225
7.4.4 仿真調試與下載 234
7.4.5 模塊化編程技巧 236
思考題與習題7 237
第8章 物聯網綜合實訓平臺的設計與實現 239
8.1 概述 239
8.2 物聯網綜合實訓平臺總體設計 242
8.2.1 物聯網綜合實訓平臺簡介 243
8.2.2 硬件系統的設計與實現 243
8.2.3 軟件系統的設計與實現 246
8.3 基於Linux網關平臺的構建與應用 250
8.3.1 Linux網關平臺開發環境的搭建與安裝 250
8.3.2 網關平臺的設計與應用 257
8.3.3 網關平臺與PC通信的應用 266
8.4 基於Android網關平臺的構建與應用 269
8.4.1 Android網關平臺環境的搭建與安裝 269
8.4.2 Android網關平臺用戶界面的設計與應用 281
8.4.3 Android系統下網絡通信的應用 285
8.5 無線節點的接入與組網應用實例 285
8.5.1 ZStack協議棧配置與安裝 286
8.5.2 基於ZStack協議棧的無線節點通信應用實例 290
8.5.3 溫濕度傳感器節點的接入、組網應用 295
8.6 物聯網綜合實訓平臺應用實例簡介 300
參考文獻 303
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