無(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)

內(nèi)容概要

本書全方位地研究了無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)問題，涵蓋了該領(lǐng)域涉及的所有內(nèi)容，并提供了最新研究成果。本書共分為l0章，涉及無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用、模型、問題與解決策略，節(jié)能骨干網(wǎng)和廣播，傳感器區(qū)域覆蓋，地理位置路由，組播、地域群播和任意播，匯聚節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性、拓?fù)淇刂?、位置服?wù)、協(xié)同通信和傳感器配置。本書內(nèi)容新穎豐富、全面翔實(shí)，知識(shí)系統(tǒng)完整，行文通俗易懂，既包含了對(duì)當(dāng)前科學(xué)問題研究方法的描述，也包含了對(duì)現(xiàn)有重要解決方案的綜述，提供了可讀性強(qiáng)、信息豐富的內(nèi)容，并配有大量的表格、插圖和實(shí)例。
 本書的適用對(duì)象為計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子工程專業(yè)的科研人員和研究生，以及電信業(yè)的研究和開發(fā)人員。

作者簡(jiǎn)介

作者：(美國(guó))納亞克(Amiya Nayak) (美國(guó))Ivan Stojmenovic 譯者：郎為民 等

書籍目錄

譯者序
前言
第1章應(yīng)用、模型、問題與解決策略
　1.1無(wú)線傳感器
　1.2單跳無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
　1.3多跳無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
　1.4事件驅(qū)動(dòng)、周期性、按需報(bào)告
　1.5單位圓盤圖建模、跳數(shù)度量和概率接收
　1.6可調(diào)傳輸范圍與功率度量
　1.7開銷度量
　1.8休眠與激活狀態(tài)建模
　1.9無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
　1.10無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)單模型與應(yīng)用
　1.11形成連通無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)
　1.12形成移動(dòng)無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)
　1.13物理層、MAC層和傳輸層問題
　1.14網(wǎng)絡(luò)層問題
　1.14.1拓?fù)淇刂?br />　1.14.2數(shù)據(jù)通信
　1.14.3協(xié)同
　1.15解決框架的局部協(xié)議
　1.16傳感器微塵的實(shí)現(xiàn)
　1.17試驗(yàn)臺(tái)實(shí)驗(yàn)
　1.18傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)展經(jīng)驗(yàn)
　參考文獻(xiàn)
第2章傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)能骨干網(wǎng)和廣播
　2.1骨干網(wǎng)
　2.2基于網(wǎng)格劃分的骨干網(wǎng)
　2.3基于簇的骨干網(wǎng)
　2.4連通支配集作為骨干網(wǎng)
　2.4.1基于集合覆蓋的集中式算法
　2.4.2基于MIS的CDS
　2.4.3基于覆蓋的CDS
　2.4.4基于802.15.4的傳感器網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)淇刂?br />　2.4.5基于多點(diǎn)中繼的CDS
　2.5廣播技術(shù)綜述
　2.5.1鄰居去除方案
　2.5.2鄰居去除與基于骨干網(wǎng)的廣播
　2.5.3802.15.4傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于樹的廣播方案
　2.5.4基于MPR的廣播
　2.5.5基于區(qū)域的無(wú)信標(biāo)廣播
　2.5.6高效洪泛與基于切片的廣播
　2.6基于物理層的洪泛、鄰居檢測(cè)和路由發(fā)現(xiàn)
　2.6.1真實(shí)物理層的路由發(fā)現(xiàn)
　2.6.2真實(shí)物理層的鄰居檢測(cè)和洪泛
　2.7延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的無(wú)參廣播
　2.8傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中的骨干網(wǎng)和廣播
　2.8.1Ad Hoc和傳感器混合網(wǎng)絡(luò)廣播
　2.8.2基于支配集的骨干網(wǎng)
　2.9RNG與LMST
　2.10最小能量廣播
　參考文獻(xiàn)
第3章傳感器區(qū)域覆蓋
　3.1問題、模型與假設(shè)
　3.2覆蓋與連通標(biāo)準(zhǔn)
　3.3基于區(qū)域支配集的傳感器區(qū)域覆蓋算法
　3.4異步傳感器區(qū)域覆蓋
　3.4.1PEAS
　3.4.2ACOS
　3.5同步傳感器區(qū)域覆蓋
　3.5.1低通信開銷的覆蓋
　3.5.2基于位置的免計(jì)算休眠調(diào)度
　3.6傳感器的多重覆蓋
　3.7基于物理層的感知、協(xié)議和個(gè)案研究
　3.8WSAN中的工作范圍分配
　參考文獻(xiàn)
第4章無(wú)線傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中的地理位置路由
　4.1傳感器網(wǎng)絡(luò)中基于洪泛的路由和地理位置路由
　4.2基于投影和方向的貪婪路由
　4.3地理位置路由成本進(jìn)度比框架的應(yīng)用
　4.4基于記憶的保證傳輸?shù)乩砦恢寐酚?br />　4.5無(wú)需記憶的保證傳輸
　4.5.1平面幾何圖中的面路由
　4.5.2Gabriel圖
　4.5.3采用Gabriel圖的路由
　4.6無(wú)信標(biāo)地理位置路由
　4.7使用虛擬坐標(biāo)和樹坐標(biāo)的地理位置路由
　4.8傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中的地理位置路由
　4.9傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中的鏈路質(zhì)量度量
　4.10地理位置路由物理層問題與個(gè)案研究參考文獻(xiàn)
第5章傳感器與執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中的組播、地域群播和任意播
　5.1組播
　5.1.1非地理組播
　5.1.2地理組播
　5.2具有保證傳輸?shù)牡赜蛉翰?br />　5.2.1無(wú)保證傳輸?shù)牡赜蛉翰?br />　5.2.2基于與邊界相交遍歷面的地域群播
　5.2.3基于面樹深度優(yōu)先搜索遍歷
　的地域群播
　5.2.4基于指向區(qū)域入口點(diǎn)的地域群播
　5.3基于速率的組播
　5.3.1基于速率的度量
　5.3.2基于地理速率的組播
　5.4具有保證傳輸?shù)娜我獠?br />　參考文獻(xiàn)
第6章無(wú)線傳感器中的匯聚節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性
　6.1引言
　6.2能量空洞問題
　6.2.1網(wǎng)絡(luò)模型與假設(shè)
　6.2.2能耗模型
　6.3匯聚節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性的節(jié)能問題
　6.3.1延遲容忍場(chǎng)景
　6.3.2實(shí)時(shí)場(chǎng)景
　6.4延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性
　6.4.1直接接觸數(shù)據(jù)采集
　6.4.2基于匯聚點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集
　6.5實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性
　6.5.1節(jié)點(diǎn)重定位
　6.5.2數(shù)據(jù)分發(fā)
　參考文獻(xiàn)
第7章傳感器、執(zhí)行器和移動(dòng)機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)淇刂?br />　7.1引言
　7.2靜態(tài)傳感器網(wǎng)絡(luò)中的常用方法
　7.3最小生成樹
　7.3.1最小生成樹的局部近似值
　7.4數(shù)據(jù)融合
　7.4.1延遲約束和節(jié)能數(shù)據(jù)融合
　7.5非受控動(dòng)態(tài)拓?fù)渲械纳蓸?br />　7.6臨界節(jié)點(diǎn)與鏈路檢測(cè)
　7.7傳感器部署時(shí)雙連通機(jī)器人編隊(duì)運(yùn)動(dòng)
　7.8機(jī)器人自部署時(shí)的增強(qiáng)算法
　7.9無(wú)附加限制條件連通的雙連通
　7.10有附加限制條件連通的雙連通
　參考文獻(xiàn)
第8章傳感器和移動(dòng)執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中的位置服務(wù)
　8.1引言
　8.2位置服務(wù)的分類
　8.2.1基于洪泛的方法
　8.2.2基于定額的方法
　8.2.3基于本地的方法
　8.3位置更新策略
　8.4基于洪泛的算法
　8.4.1倍增圓更新
　8.4.2基于方向的更新
　8.4.3基于地理路由的更新
　8.4.4請(qǐng)求區(qū)搜索
　8.4.5擴(kuò)展環(huán)搜索
　8.5基于定額的算法
　8.5.1帶狀定額
　8.5.2網(wǎng)格定額
　8.5.3分層螺旋定額
　8.5.4分層環(huán)定額
　8.6基于本地的算法
　8.6.1扁平式本地區(qū)域
　8.6.2分層本地區(qū)域
　參考文獻(xiàn)
第9章傳感器、執(zhí)行器和機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)同通信
　9.1傳感器與執(zhí)行器之間的協(xié)同通信
　9.2多機(jī)器人系統(tǒng)中的任務(wù)分配
　9.3當(dāng)通信開銷可忽略時(shí)選擇最佳機(jī)器人
　9.4當(dāng)通信開銷不可忽略時(shí)選擇最佳機(jī)器人
　9.5動(dòng)態(tài)任務(wù)分配
　9.6部署傳感器以提高連通性
　9.7執(zhí)行器之間的差錯(cuò)容忍半被動(dòng)協(xié)同通信
　9.8自主移動(dòng)機(jī)器人的分布
　9.9機(jī)器人的分布式邊界覆蓋
　9.10群機(jī)器人分簇
　9.11用于探索和映射的機(jī)器人編隊(duì)
　9.12用于節(jié)能傳感器報(bào)告的協(xié)同執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)
　9.13飛行機(jī)器人
　參考文獻(xiàn)
第10章傳感器和執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中的傳感器配置
　10.1引言
　10.2移動(dòng)基站輔助的傳感器配置
　10.2.1使用執(zhí)行器的傳感器配置
　10.2.2采用執(zhí)行器的覆蓋維護(hù)
　10.2.3傳感器自部署
　10.2.4傳感器重定位
　10.3移動(dòng)傳感器遷移
　10.4由執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)的傳感器配置
　10.4.1最近最少訪問方法
　10.4.2蛇形部署方法
　10.4.3回溯部署方法
　10.5由執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)的覆蓋維護(hù)
　10.5.1基于分簇的方法
　10.5.2基于邊界的方法
　10.6傳感器自部署
　10.6.1虛擬力方法
　10.6.2基于Voronoi圖的方法
　10.6.3負(fù)載均衡方法
　10.6.4隨機(jī)方法
　10.6.5點(diǎn)覆蓋方法
　10.6.6增量方法
　10.6.7最大流量方法
　10.6.8遺傳算法方法
　10.7傳感器重定位
　10.7.1基于廣播的方法
　10.7.2基于定額的方法
　10.7.3基于網(wǎng)格的方法
　10.7.4基于分層結(jié)構(gòu)的方法
參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁(yè)：插圖：6.4 延遲容忍網(wǎng)絡(luò)的匯聚節(jié)點(diǎn)移動(dòng)性在本節(jié)中，我們對(duì)延遲容忍WSN中的移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)節(jié)能數(shù)據(jù)采集的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行綜述。我們首先研究直接接觸數(shù)據(jù)采集方法，然后研究基于匯聚點(diǎn)的數(shù)據(jù)采集方法。6.4.1 直接接觸數(shù)據(jù)采集在直接接觸數(shù)據(jù)采集中，移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)以單跳通信方式，直接從數(shù)據(jù)源處采集數(shù)據(jù)。匯聚節(jié)點(diǎn)可能會(huì)重傳數(shù)據(jù)，或者在需要時(shí)從物理上將數(shù)據(jù)傳送給固定基站。這種方法能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器通信能耗最小化，因?yàn)閭鞲衅髦g不需要相互轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在這種場(chǎng)景中，主要問題是計(jì)算匯聚節(jié)點(diǎn)最佳軌跡，該軌跡覆蓋了所有數(shù)據(jù)源，且能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集延遲最小化。1.隨機(jī)數(shù)據(jù)采集軌跡參考文獻(xiàn)研究了匯聚節(jié)點(diǎn)隨機(jī)移動(dòng)性問題，并提出了一種簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)采集算法。在算法中，傳感器將測(cè)量數(shù)據(jù)緩存在本地，等待移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)到來(lái)。文獻(xiàn)也分析了多匯聚節(jié)點(diǎn)場(chǎng)景。每個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)隨機(jī)移動(dòng)，在通信范圍內(nèi)遇到的傳感器處采集數(shù)據(jù)。然后，匯聚節(jié)點(diǎn)將采集數(shù)據(jù)傳送到無(wú)線接人點(diǎn)（如固定基站）。在匯聚節(jié)點(diǎn)隨機(jī)移動(dòng)的情形中，傳感器端的能耗主要是由匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)和后續(xù)數(shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生的。假定每個(gè)匯聚節(jié)點(diǎn)在移動(dòng)時(shí)廣播一條信標(biāo)消息。發(fā)現(xiàn)匯聚節(jié)點(diǎn)的最簡(jiǎn)單方法是對(duì)無(wú)線通信信道進(jìn)行監(jiān)測(cè)。一旦傳感器接收到信標(biāo)消息，則它可以斷定匯聚節(jié)點(diǎn)到來(lái)。但是，連續(xù)進(jìn)行信道監(jiān)測(cè)的能耗比較高。

編輯推薦

《無(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)》既包含了基礎(chǔ)理論，又包含了實(shí)驗(yàn)和仿真結(jié)果，為相關(guān)技術(shù)提供了詳盡的定性和定量分析。無(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)作為一種重要的新型技術(shù)，提供了全新的通信和組網(wǎng)模式，出現(xiàn)了諸多新應(yīng)用。針對(duì)無(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)，《無(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)》提出了一種容錯(cuò)、可靠、低時(shí)延、能量感知的框架，它能夠滿足各類應(yīng)用的終極目標(biāo)，如保護(hù)關(guān)鍵的基礎(chǔ)設(shè)施、實(shí)現(xiàn)及時(shí)的緊急響應(yīng)、監(jiān)控環(huán)境等。我們采用了一種面向問題的方法，重點(diǎn)對(duì)無(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中快速出現(xiàn)的計(jì)算、通信問題及解決方案進(jìn)行了廣泛的討論，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的平衡。討論了作為傳感器和執(zhí)行器子集的骨干網(wǎng)，它能夠支撐完成基本的數(shù)據(jù)通信操作或區(qū)域感知覆蓋。對(duì)用于實(shí)現(xiàn)傳感器和執(zhí)行器協(xié)同的現(xiàn)有數(shù)據(jù)通信方案（廣播、路由、組播、任意播、地域群播）進(jìn)行了綜述。綜述了位置服務(wù)技術(shù)。討論了移動(dòng)匯聚節(jié)點(diǎn)執(zhí)行器數(shù)據(jù)采集的節(jié)能問題。描述了傳感器、執(zhí)行器和機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)中用于協(xié)同通信和拓?fù)淇刂频南嚓P(guān)協(xié)議。綜述了無(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)中與傳感器配置問題有關(guān)的解決方案?！稛o(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)》全方位地介紹了傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)問題（包含了所有領(lǐng)域，且提供了最新信息），來(lái)自于各領(lǐng)域的業(yè)界運(yùn)營(yíng)商和學(xué)術(shù)界都能夠?qū)W到更多關(guān)于組網(wǎng)趨勢(shì)的知識(shí)，對(duì)傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)更加熟悉，理解未來(lái)商業(yè)、社會(huì)和教育應(yīng)用進(jìn)程中的優(yōu)勢(shì)與不足：《無(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)》適用對(duì)象為計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子工程和電信專業(yè)的研究生，以及工程師、編程人員和技術(shù)人員等從業(yè)人員。國(guó)際視野，科技前沿。

圖書封面

評(píng)論、評(píng)分、閱讀與下載

---

    無(wú)線傳感器及執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò) PDF格式下載

---