冯秀芳、王丽娟、关志艳编著的这本《无线传感 器网络研究与应用》全面论述了无线传感器网络的发 展历程、无线传感器网络的特点、关键技术 及相关应用。全书共分8章，主要内容包括无线传感 器网络的概述、无线传感器网络 的体系结构、无线传感器网络的覆盖算法、无线传感 器网络的路由协议、无线传感器 网络数据融合路由协议算法、无线传感器网络的定位 算法、无线传感器网络目标跟踪 技术的研究与应用等。
本书可作为无线传感器网络领域的研究人员及工 程技术人员的参考资料，也可 作为高等院校通信、计算机、电子、物联网等专业本 科生和研究生的参考用书。
第1章 无线传感器网络的概述
1.1 无线传感器网络的发展历程
1.1.1 无线传感器网络的研究历史
1.1.2 无线传感器网络的研究现状
1.1.3 传感器网络技术的发展趋势
1.2 无线传感器网络的特点
1.2.1 传感器网络的类型
1.2.2 无线传感器网络的应用
1.2.3 内部传感器系统平台和操作系统OS支持
1.2.4 无线传感器标准
1.2.5 存储
1.3 无线传感器网络的研究热点及面临的挑战
1.4 无线传感器网络的关键技术
第2章 无线传感器网络的体系结构
2.1 无线传感器网络体系结构研究现状 第1章 无线传感器网络的概述
1.1 无线传感器网络的发展历程
1.1.1 无线传感器网络的研究历史
1.1.2 无线传感器网络的研究现状
1.1.3 传感器网络技术的发展趋势
1.2 无线传感器网络的特点
1.2.1 传感器网络的类型
1.2.2 无线传感器网络的应用
1.2.3 内部传感器系统平台和操作系统OS支持
1.2.4 无线传感器标准
1.2.5 存储
1.3 无线传感器网络的研究热点及面临的挑战
1.4 无线传感器网络的关键技术
第2章 无线传感器网络的体系结构
2.1 无线传感器网络体系结构研究现状
2.1.1 节点结构
2.1.2 网络结构
2.1.3 跨层设计方法
2.2 无线传感器网络硬件系统的基本框架
2.2.1 无线传感器节点的优化配置
2.2.2 核心部件的设计要求
2.3 无线传感器网络软件系统的设计原则
2.4 系统设计的关键技术
2.5 无线传感器网络协议栈的设计
2.6 IEEE 802.15.4 协议和ZigBee
2.6.1 IEEE 802.15.4 协议
2.6.2 ZigBee技术简介
2.6.3 ZigBee技术与IEEE 802.15.4 的关系
2.6.4 ZigBee技术的应用
2.7 TinyOS操作系统
2.8 本章小结
第3章 无线传感器网络覆盖算法的研究
3.1 网络覆盖技术
3.1.1 覆盖技术分类
3.1.2 覆盖问题的解决方案
3.1.3 覆盖机制的局限性
3.2 无线传感器网络覆盖问题研究
3.2.1 覆盖问题研究模型分类
3.2.2 异构传感器网络有关覆盖的基本概念
3.2.3 节点感知模型
3.3 同构传感器网络区域网格划分
3.3.1 虚拟同构菱形网格划分
3.3.2 虚拟同构正方形网格划分
3.4 异构传感器网络区域网格划分
3.4.1 异构正六边形网格划分
3.4.2 异构正方形网格划分
3.5 虚拟力算法在异构网络中的应用
3.5.1 传统虚拟势场方法
3.5.2 异构节点受力分析
3.5.3 异构节点虚拟力表达式及移动坐标表达式
3.6 算法仿真与性能分析
3.7 本章小结
第4章 无线传感器网络的路由协议
4.1 概述
4.2 无线传感器网络路由协议的特点
4.3 无线传感器网络路由协议的关键技术
4.4 无线传感器网络路由协议的分类
4.4.1 数据为中心的路由协议
4.4.2 分层路由协议
4.4.3 基于地理位置的路由协议
4.4.4 网络流量和QoS-aware路由协议
4.5 本章小结
第5章 无线传感器网络数据融合路由协议算法的研究
5.1 无线传感器网络数据融合与路由协议
5.1.1 无线传感器网络数据融合
5.1.2 无线传感器网络路由协议
5.1.3 数据融合与路由协议
5.2 无线传感器网络数据融合在网络层的实现
5.2.1 网络层路由方式分类
5.2.2 DC路由中的数据融合
5.2.3 独立的数据融合协议层
5.3 数据融合树的构造
5.3.1 反向组播树
5.3.2 三种典型的数据融合树
5.4 LEACH算法
5.4.1 簇的建立阶段
5.4.2 稳定传输阶段
5.4.3 LEACH协议算法的仿真实验
5.5 Prim数据融合路由算法
5.5.1 Prim路由融合算法
5.5.2 Prim数据融合路由算法的仿真实验
5.6 CPG算法的提出
5.6.1 最短路径问题
5.6.2 网络模型及算法描述
5.6.3 仿真评价
5.6.4 CPC算法与SPT算法的性能比较
5.7 本章小结
第6章 无线传感器网络的定位算法
6.1 概述
6.1.1 无线传感器网络节点定位技术的背景
6.1.2 研究无线传感器网络节点定位技术的意义
6.1.3 定位技术简介
6.1.4 无线传感器网络节点定位的基本原理
6.2 基于测距的定位技术
6.2.1 二维空间计算节点位置的基本方法
6.2.2 三维空间计算节点位置的基本方法
6.2.3 常见的基于测距的定位技术
6.2.4 多种其他的定位技术
6.3 基于RSSI定位算法改进与实现
6.3.1 RSSI测距原理
6.3.2 基于RSSI定位算法定位过程
6.3.3 基于RSSI定位算法不足分析
6.3.4 基于RSSI定位算法的改进与扩展
6.4 非测距定位技术
6.4.1 质心定位算法
6.4.2 DV-Hop定位算法
6.4.3 APTT定位算法
6.4.4 基于APIT定位算法的改进与实现
6.5 本章小结
第7章 无线传感器网络目标跟踪技术的研究与应用
7.1 目标跟踪技术
7.1.1 基于分层网络的目标跟踪技术
7.1.2 点对点网络中的目标跟踪技术
7.2 基于数据融合的目标跟踪
7.2.1 基于数据融合的WSN节点跟踪系统
7.2.2 测距及定位技术
7.2.3 时间同步技术及轨迹预测
7.2.4 基于数据融合的节点跟踪
7.3 模糊测距、定位及通信实现
7.3.1 目标跟踪系统框架
7.3.2 模糊测距及定位
7.3.3 通信协议设计
7.4 目标跟踪仿真试验
7.4.1 Matlab仿真试验
7.4. GAINS平台试验
7.5 本章小结
第8章 WSN数据融合及在机械故障诊断中的应用
8.1 基于神经网络的WSN数据融合
8.1.1 人工神经网络在WSN数据融合中的应用
8.1.2 基于神经网络的融合模型的建立
8.1.3 复杂机械设备数据融合的功能模型
8.2 机械故障诊断模型
8.2.1 循环统计量
8.2.2 调幅信号循环自相关函数解调分析
8.2.3 滚动轴承的故障特征
8.3 无线传感器网络中基于PCA神经网络的数据融合
8.3.1 主元分析（PCA）神经网络
8.3.2 基于PCA神经网络的WSN数据融合技术
8.3.3 基于WSN-PCA-DA的故障诊断
8.3.4 试验结果分析
8.4 WSN中基于模糊神经网络的故障诊断
8.4.1 模糊逻辑及模糊神经网络
8.4.2 基于WSN-FNN-DA的故障诊断系统
8.4.3 模糊推理机的建立
8.4.4 模糊推理机的实现
8.5 本章小结
参考文献
（9）互联性。传感器网络中高节点密度有利于节点问的相互连接。然而随着传感器节点的故障，网络拓扑会发生变化，网络规模大小也会减小。同时，节点的互联依赖于节点可能的随机分布。
（10）覆盖。在无线传感器网络中，每个传感器节点可以获得监测环境周围的数据，而该数据受信号传输范围和准确性的限制，仅仅可以覆盖到有限的监测区域。因此，网络覆盖是无线传感器网络中路由协议设计的重要参数。
4.4无线传感器网络路由协议的分类
根据网络结构的不同，路由协议可以分为3类：①平面的（数据为中心的）路由协议：②基于分层的路由协议；③基于地理位置的路由协议。在平面（数据为中心的）路由协议中，所有节点作用相同；在基于分层的路由协议中，节点在网络中分工各有侧重，为了节约能量，簇头节点负责数据的收集和融合任务；在基于地理位置的路由协议中，传感器节点的位置信息被用来在某一区域实现数据包的转发，而不是在整个网络中实现路由。
按照路由协议操作的不同，路由协议可以分为基于多路径、基于查询、基于协商、基于QoS等多个种类。
根据源节点搜寻到目的节点的方式，路由协议还可以分为主动的、被动的和混合方式的。在主动路由协议中，所有的路由是在实际使用前计算好的；在被动路由协议中，路由仅在需要使用时进行计算；混合路由方式是这两种方式的结合使用。在路由发现和被动路由协议建立的过程中将会消耗大量的能量。
4.4.1数据为中心的路由协议
在许多传感器网络的应用中，由于大量的传感器节点需要部署，为每个传感器节点分配一个全球标识是不可行的。这样，传感器节点没有全球标识，以及节点的随机部署，使得对特定的一些传感器节点进行查询变得困难。因此，在节点部署区域内每个传感器节点传输的数据会有明显的冗余。从能量消耗的角度考虑，这种数据传输是低效的，所以需要采用能够选取特定的传感器节点并在数据中继过程中结合考虑数据融合的路由协议。这就产生了以数据为中心的路由，这种路由方案不同于传统的基于地址的路由，后者是在通信协议栈的网络层管理的可标识地址的节点间建立的。
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