无线传感器网络技术与应用 第2版电子书

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高等教育网络空间安全规划教材编委会成员名单

第2版前言

第1版前言

第1章 无线传感器网络

1.1 无线传感器网络概述

1.1.1 发展历程

1.1.2 定义

1.2 无线传感器网络的应用领域

1.2.1 军事

1.2.2 环境

1.2.3 医疗

1.2.4 交通

1.2.5 建筑工程与建筑物

1.2.6 智能建筑与市政建设管理

1.3 无线传感器网络的特点

1.3.1 系统特点

1.3.2 技术特点

1.4 无线传感器网络的关键技术

1.4.1 技术组成

1.4.2 面临的挑战

习题

第2章 网络与通信技术

2.1 引言

2.2 物理层

2.2.1 物理层概述

2.2.2 链路特性

2.2.3 物理层设计

2.2.4 低速物理层

2.2.5 中高速物理层

2.3 数据链路层

2.3.1 MAC概述

2.3.2 基于竞争的MAC协议

2.3.3 基于时分复用的MAC协议

2.3.4 其他类型的MAC协议

2.4 网络层

2.4.1 路由协议概述

2.4.2 平面路由协议

2.4.3 分簇路由协议

2.4.4 其他路由协议

2.4.5 路由协议自主切换

2.5 传输层

2.5.1 传输协议概述

2.5.2 拥塞控制协议

2.5.3 可靠保证协议

2.6 ZigBee

2.6.1 ZigBee与IEEE 802.15.4的分工

2.6.2 ZigBee与IEEE 802.15.4的区别

2.6.3 ZigBee协议框架

2.6.4 ZigBee技术的特点

2.6.5 网络层规范

2.6.6 应用层规范

2.7 ZigBee无线传感器网络的应用案例

2.7.1 ZigBee无线点餐系统方案

2.7.2 ZigBee网络组网和地址分配

2.7.3 无线点餐系统流程图

2.7.4 可行性分析

习题

第3章 管理技术

3.1 时间同步

3.1.1 时间同步概述

3.1.2 影响时间同步的关键因素

3.1.3 时间同步机制的基本原理

3.1.4 同步算法

3.1.5 未来的研究方向

3.2 定位技术

3.2.1 定位技术概述

3.2.2 基于距离的定位

3.2.3 与距离无关的定位

3.2.4 分布式定位算法

3.2.5 未来的研究方向

3.3 数据管理

3.3.1 数据管理概述

3.3.2 系统结构

3.3.3 数据存储与索引技术

3.3.4 查询处理技术

3.3.5 未来的研究方向

3.4 目标跟踪

3.4.1 目标跟踪概述

3.4.2 目标跟踪的主要技术

3.4.3 几种目标跟踪算法中的节点调度策略

3.4.4 未来的研究方向

3.5 拓扑控制

3.5.1 拓扑控制概述

3.5.2 功率控制技术

3.5.3 层次型拓扑结构控制

3.5.4 制约拓扑控制研究的瓶颈

3.6 覆盖技术

3.6.1 覆盖的评价标准

3.6.2 覆盖的分类

3.6.3 覆盖算法

3.6.4 未来的研究方向

习题

第4章 安全技术

4.1 无线传感器网络安全问题概述

4.2 无线传感器网络安全分析

4.2.1 安全性目标和挑战

4.2.2 安全体系结构

4.3 无线传感器网络协议栈的安全

4.3.1 物理层的攻击与安全策略

4.3.2 链路层的攻击与安全策略

4.3.3 网络层的攻击与安全策略

4.3.4 传输层和应用层的安全策略

4.4 无线传感器网络密钥管理

4.4.1 预共享密钥分配模型

4.4.2 随机密钥预分配模型

4.4.3 基于位置的密钥预分配模型

4.4.4 其他密钥管理方案

4.5 无线传感器网络的入侵检测技术

4.5.1 入侵检测技术概述

4.5.2 入侵检测技术分类

4.5.3 入侵检测体系框架

4.5.4 三种入侵检测方案的工作原理

4.6 常见的安全威胁

习题

第5章 软硬件设计与测试

5.1 传感器的分类及特性

5.1.1 传感器的分类

5.1.2 传感器的特性

5.2 传感器节点硬件设计

5.2.1 节点的设计原则

5.2.2 节点的硬件设计

5.3 无线传感器网络的仿真

5.4 网络开发测试平台技术

5.4.1 操作系统

5.4.2 专用软件开发平台TinyOS

习题

第6章 人工智能物联网

6.1 人工智能

6.1.1 人工智能概述

6.1.2 机器学习

6.1.3 深度学习

6.2 物联网

6.2.1 物联网的层次结构

6.2.2 物联网的关键技术

6.2.3 物联网的应用

6.3 人工智能物联网概述

6.3.1 AIoT的发展路径

6.3.2 AIoT对边缘计算能力的需求

6.3.3 AIoT对AI芯片的需求

6.4 人工智能与物联网的关系

6.4.1 人工智能让物联网更加智能化

6.4.2 人工智能有助于物联网提高运营效率

6.5 人工智能对物联网安全的意义

6.5.1 隐私保护机器学习

6.5.2 攻击机器学习

6.5.3 推理时攻击

6.5.4 知识产权保护

6.6 AIoT应用案例——智慧旅游

6.6.1 物联网技术

6.6.2 移动通信技术

6.6.3 云计算技术

6.6.4 人工智能技术

习题

第7章 典型应用设计

7.1 智能家居系统

7.1.1 相关技术

7.1.2 需求分析

7.1.3 系统架构

7.1.4 功能模块

7.1.5 软件设计与评测

7.2 智能温室系统

7.2.1 需求分析

7.2.2 系统架构

7.2.3 功能模块

7.2.4 软件设计与评测

7.3 智能化远程医疗监护系统

7.3.1 需求分析

7.3.2 系统架构

7.3.3 功能模块

7.3.4 软件设计与评测

习题

第8章 工程实验指导

8.1 建立一个简单的实验工程

8.1.1 实验目的

8.1.2 实验内容

8.1.3 实验条件

8.1.4 实验原理

8.1.5 实验步骤

8.1.6 实验结果

8.2 看门狗定时器实验

8.2.1 实验目的

8.2.2 实验内容

8.2.3 实验条件

8.2.4 实验原理

8.2.5 实验步骤

8.2.6 实验结果

8.3 LCD显示

8.3.1 实验目的

8.3.2 实验内容

8.3.3 实验条件

8.3.4 实验原理

8.3.5 实验步骤

8.3.6 实验结果

8.4 温度传感器数据读取及LCD显示实验

8.4.1 实验目的

8.4.2 实验内容

8.4.3 实验条件

8.4.4 实验原理

8.4.5 实验步骤

8.4.6 实验结果

8.5 无线点亮LED实验

8.5.1 实验目的

8.5.2 实验内容

8.5.3 实验条件

8.5.4 实验原理

8.5.5 实验步骤

8.5.6 实验结果

8.6 点对点无线通信实验

8.6.1 实验目的

8.6.2 实验内容

8.6.3 实验条件

8.6.4 实验原理

8.6.5 实验步骤

8.6.6 实验结果

附录A CC2530芯片简介

参考文献