本書根據《高等院校物聯網工程專業發展戰略研究報告暨專業規范（試行）》和物聯網工程本科專業的教學需要，結合傳感網的最新發展及其應用現狀編寫而成。主要內容包括傳感網的概述，通信協議，數據管理技術，拓撲控制、能量管理、時間同步、節點定位等傳感網關鍵技術，應用開發技術和基于TinyOS的傳感網實驗。本書側重介紹傳感網的基本概念和關鍵技術，力求做到理論聯系實際、概念準確、圖文并茂。
本書主要針對以下讀者群體：①普通高等院校學習傳感網課程的本科生，涉及物聯網工程、計算機、電子、通信和自動化等信息技術類專業；②開設傳感網課程的高職高專生；③普通高等院校的碩士生、博士生，可將其作為了解傳感網的入門參考；④工程技術開發人員，可將本書作為參考書。
前言
教學建議
第1章 緒論 /1
1.1 傳感網的起源與發展 /1
1.2 傳感網的體系結構 /3
1.2.1 傳感器節點體系結構 /3
1.2.2 傳感網的網絡結構 /4
1.3 傳感網的核心技術 /5
1.4 傳感網的主要特點 /7
1.5 傳感網的應用 /8
1.5.1 軍事應用 /8
1.5.2 環境監測 /10
1.5.3 醫療衛生 /12
1.5.4 智能家居 /12
1.5.5 其他方面 /13
1.6 傳感網與物聯網的關系 /13
1.7 本章小結與進一步閱讀的文獻 /14
習題1 /14
參考文獻 /14
第2章 傳感網通信協議 /16
2.1 物理層的協議設計 /16
2.1.1 IEEE 802.15.4物理層標準 /17
2.1.2 868/915 MHz頻段物理層 /18
2.1.3 2.4 GHz物理層描述 /19
2.1.4 各頻段通用規范 /20
2.2 MAC層協議 /21
2.2.1 傳感網MAC協議設計原則 /21
2.2.2 IEEE 802.15.4 MAC /21
2.2.3 S-MAC /22
2.2.4 B-MAC /24
2.2.5 RI-MAC /25
2.2.6 實例：TinyOS MAC層協議分析 /26
2.3 路由協議 /29
2.3.1 路由協議簡介 /29
2.3.2 分發協議 /30
2.3.3 匯聚協議 /32
2.4 傳輸層 /42
2.4.1 傳輸層的挑戰 /43
2.4.2 可靠多段傳輸協議（RMST） /44
2.4.3 慢存入快取出協議（PSFQ） /45
2.4.4 擁塞檢測和避免協議（CODA） /48
2.4.5 可靠的事件傳輸協議（ESRT） /50
2.5 6LoWPAN標準 /52
2.5.1 6LoWPAN簡介 /52
2.5.2 6LoWPAN協議棧體系結構 /53
2.5.3 6LoWPAN適配層 /54
2.5.4 6LoWPAN路由協議 /55
2.5.5 6LoWPAN傳輸層 /55
2.6 ZigBee標準 /56
2.7 本章小結與進一步閱讀的文獻 /58
習題2 /58
參考文獻 /59
第3章 傳感網數據管理 /60
3.1 概述 /60
3.1.1 傳感網數據管理系統的體系結構 /61
3.1.2 傳感網數據管理系統的數據模型 /63
3.2 數據管理技術 /64
3.2.1 數據查詢 /64
3.2.2 數據索引 /68
3.2.3 網絡數據聚合 /72
3.3 實例：TinyDB系統 /77
3.3.1 TinyDB系統簡介 /77
3.3.2 TinyDB的系統結構 /78
3.3.3 TinyDB系統組成 /78
3.3.4 查詢語言 /80
3.3.5 TinyDB系統仿真 /80
3.4 本章小結與進一步閱讀的文獻 /84
習題3 /85
參考文獻 /85
第4章 傳感網關鍵技術 /87
4.1 命名與尋址 /87
4.1.1 基本原理 /87
4.1.2 地址管理 /88
4.1.3 地址分配 /89
4.1.4 基于內容和地理位置尋址 /90
4.2 拓撲控制 /90
4.2.1 概述 /91
4.2.2 功率控制 /92
4.2.3 層次拓撲 /96
4.3 能量管理 /101
4.3.1 概述 /101
4.3.2 能耗優化策略 /102
4.4 時間同步 /107
4.4.1 概述 /108
4.4.2 事件同步 /113
4.4.3 局部同步 /115
4.4.4 全網同步 /118
4.5 節點定位 /121
4.5.1 概述 /121
4.5.2 節點位置的基本計算方法 /124
4.5.3 測距定位 /125
4.5.4 非測距定位 /132
4.6 本章小結與進一步閱讀的文獻 /136
習題4 /139
參考文獻 /140
第5章 傳感網應用 /144
5.1 概述 /144
5.2 傳感網應用設計基本原理 /144
5.2.1 設計因素 /145
5.2.2 架構設計 /146
5.2.3 硬件設計 /147
5.2.4 軟件設計 /150
5.3 應用開發、部署與維護技術 /150
5.3.1 開發技術 /151
5.3.2 部署技術 /156
5.3.3 維護技術 /156
5.4 環境監測類案例：精準農業應用 /158
5.4.1 概述 /158
5.4.2 系統架構 /158
5.4.3 軟硬件介紹 /159
5.5 事件檢測類案例：反狙擊系統 /162
5.5.1 概述 /162
5.5.2 系統架構 /163
5.5.3 軟硬件介紹 /163
5.6 目標追蹤類案例：警戒網 /165
5.6.1 概述 /165
5.6.2 系統架構 /166
5.6.3 軟硬件介紹 /166
5.7 案例分析：金門大橋震動監測 /168
5.7.1 應用需求 /168
5.7.2 系統架構 /168
5.7.3 硬件設計 /169
5.7.4 軟件設計 /171
5.8 光纖傳感技術 /173
5.8.1 光纖傳感器 /173
5.8.2 光纖傳感系統組成 /174
5.8.3 光纖傳感技術的應用 /175
5.9 本章小結與進一步閱讀的文獻 /175
習題5 /176
參考文獻 /177
第6章 基于TinyOS的傳感網應用開發 /180
6.1 典型的無線傳感網開發套件 /180
6.1.1 MICA系列節點 /180
6.1.2 MICA系列處理器/射頻板 /183
6.1.3 MICA系列傳感器板 /185
6.1.4 編程調試接口板 /186
6.1.5 國內外其他典型的無線傳感網節點 /187
6.2 nesC語言基礎 /188
6.2.1 簡介 /188
6.2.2 術語 /190
6.2.3 接口（interface） /192
6.2.4 組件（component） /194
6.2.5 模塊（module） /197
6.2.6 配件（configuration） /202
6.2.7 應用程序樣例 /207
6.3 TinyOS操作系統 /210
6.3.1 組件模型 /211
6.3.2 事件驅動的并發執行模型 /211
6.3.3 通信模型 /212
6.4 TinyOS開發環境搭建 /214
6.4.1 創建Ubuntu虛擬機 /215
6.4.2 安裝Java編譯運行環境 /216
6.4.3 安裝必備工具 /217
6.4.4 下載并編譯安裝nesC編譯器 /217
6.4.5 下載并安裝TinyOS /218
6.4.6 下載并安裝AVR交叉編譯工具鏈 /218
6.4.7 測試TinyOS開發環境 /218
6.5 簡單無線傳輸 /221
6.5.1 BlinkToRadio依賴的其他組件 /222
6.5.2 BlinkToRadio的執行過程 /224
6.5.3 內存所有權 /226
6.6 簡單數據分發 /227
6.6.1 數據分發依賴的組件 /227
6.6.2 數據分發例程 /228
6.7 簡單數據匯聚 /230
6.7.1 數據匯聚依賴的組件 /231
6.7.2 數據匯聚例程 /232
6.8 TinyOS仿真平臺——TOSSIM /235
6.8.1 TOSSIM簡介 /236
6.8.2 仿真庫的編譯 /236
6.8.3 仿真腳本的編寫 /236
6.8.4 仿真例子 /238
6.8.5 高級功能簡介 /240
6.9 本章小結與進一步閱讀的文獻 /241
習題6 /241
參考文獻 /242
附錄
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