無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與人工生命

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與人工生命的概念、特點(diǎn)、關(guān)鍵技術(shù)和研究方法等。全書共分為11章，首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)協(xié)議、硬件組成等，隨后對人工生命的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了介紹，并在此基礎(chǔ)上討論了基于人工生命的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及在人工生命研究中占有重要地位的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，總結(jié)了當(dāng)前最新的研究成果。最后介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)，并給出一些簡單的實(shí)例。    本書內(nèi)容翔實(shí)，深入淺出，覆蓋面廣，具有先進(jìn)性、科學(xué)性和很高的使用價(jià)值，是適合于高等院校計(jì)算機(jī)、通信、信息等專業(yè)師生和科研人員、工程技術(shù)人員的參考用書，還可作為相關(guān)領(lǐng)域人員了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的參考資料。

作者簡介

張曉彤，博士，北京科技大學(xué)計(jì)算機(jī)系副教授，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、集成電路設(shè)計(jì)與嵌入式技術(shù)。發(fā)表論文30余篇，出版譯/著作4部，專利1項(xiàng)。近5年主持和完成國家“863”、省部級重點(diǎn)項(xiàng)目等科研項(xiàng)目6項(xiàng)。

書籍目錄

第1章　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述  1.1　傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)    1.1.1　傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)    1.1.2　傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)  1.2　傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征  1.3　傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧  1.4　傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究進(jìn)展  1.5　傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)  參考文獻(xiàn)第2章　網(wǎng)絡(luò)協(xié)議  2.1　傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層描述  2.2　典型的MAC層協(xié)議    2.2.1  固定分配類MAC層協(xié)議    2.2.2　基于競爭類MAC層協(xié)議  2.3　路由協(xié)議  2.4　典型的路由協(xié)議    2.4.1  泛洪式路由協(xié)議    2.4.2  以數(shù)據(jù)為中心的路由協(xié)議    2.4.3　基于位置的路由協(xié)議    2.4.4　分層次的路由協(xié)議  2.5　傳感器網(wǎng)絡(luò)的可靠傳輸    2.5.1　傳輸?shù)目煽啃?   2.5.2　建立安全路由    2.5.3　跨層設(shè)計(jì)問題  參考文獻(xiàn)第3章　傳感器網(wǎng)絡(luò)低功耗技術(shù)  3.1　低功耗技術(shù)概述  3.2　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)能量效率分析  3.3　通信子系統(tǒng)的能耗模型    3.3.1　通信子系統(tǒng)的通用結(jié)構(gòu)    3.3.2　通信子系統(tǒng)的狀態(tài)機(jī)    3.3.3　參數(shù)化    3.3.4  CSECM    3.4　2種不同工作周期機(jī)制的能耗模型    3.4.1　2種工作周期機(jī)制    3.4.2  與通信子系統(tǒng)狀態(tài)模型的映射關(guān)系    3.4.3　2種工作周期機(jī)制的能耗    3.4.4　驗(yàn)證  3.5　基于能量效率的休眠調(diào)度機(jī)制標(biāo)準(zhǔn)    3.5.1　映射關(guān)系的選擇標(biāo)準(zhǔn)    3.5.2　選擇工作周期的標(biāo)準(zhǔn)  3.6　結(jié)論  參考文獻(xiàn)第4章　定位技術(shù)  4.1　定位技術(shù)簡介    4.1.1　基本概念和評價(jià)指標(biāo)    4.1.2　定位算法分類    4.1.3　定位的其他相關(guān)技術(shù)    4.1.4　定位的基礎(chǔ)方法  4.2　基于測距技術(shù)的定位    4.2.1  基于TOA的定位    4.2.2　基于TDOA的定位    4.2.3　基于AOA的定位    4.2.4　基于RSSl的定位  4.3　無需測距的定位技術(shù)    4.3.1  質(zhì)心算法    4.3.2　Bounding Box算法    4.3.3　DV—Hop算法及APS分布式算法    4.3.4　Amorphous定位算法    4.3.5　APIT（Approximate PIT Test）定位算法    4.3.6　凸規(guī)劃定位算法    4.3.7　MDS—MAP定位算法  4.4　小結(jié)  參考文獻(xiàn)第5章　傳感器網(wǎng)絡(luò)安全與安全協(xié)議  5.1　傳感器網(wǎng)絡(luò)安全    5.1.1  WSN與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的比較    5.1.2　WSN的安全需求    5.1.3　WSN可能受到的攻擊及相應(yīng)的防御措施  5.2　密鑰管理    5.2.1  密鑰預(yù)共享協(xié)議　……第6章　硬件第7章　人工生命的概念及研究方法第8章　人工生命的研究實(shí)例第9章　人工生命在無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的應(yīng)用第10章　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)整合策略第11章　無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

第1章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述科技發(fā)展的腳步越來越快，人類已經(jīng)置身于信息時(shí)代。而作為信息獲取最重要和最基本的技術(shù)——傳感器技術(shù)，也得到了極大的發(fā)展。傳感器信息獲取技術(shù)已經(jīng)從過去的單一化漸漸向集成化、微型化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并將帶來一場信息革命。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)想最初是由美國軍方提出的，美國國防部高級研究所計(jì)劃署（DARPA）于1978年開始資助卡耐基一梅隆大學(xué)進(jìn)行分布式傳感器網(wǎng)絡(luò)的研究，這被看成是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的雛形。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)涉及傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、分布式信息處理技術(shù)、微電子制造技術(shù)、軟件編程技術(shù)等研究領(lǐng)域，具有鮮明的跨學(xué)科特點(diǎn)。微型傳感器技術(shù)和節(jié)點(diǎn)間的無線通信能力為傳感器網(wǎng)絡(luò)賦予了廣闊的應(yīng)用前景，主要表現(xiàn)在軍事、民防、環(huán)境、生態(tài)、農(nóng)業(yè)、健康、家庭和其他商業(yè)領(lǐng)域。在空間探索和災(zāi)難拯救等特殊的領(lǐng)域，傳感器網(wǎng)絡(luò)也有其得天獨(dú)厚的技術(shù)優(yōu)勢。美國國防部遠(yuǎn)景計(jì)劃研究局已投資幾千萬美元，幫助大學(xué)進(jìn)行無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)。美國所有著名的院校幾乎都有研究小組從事傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)技術(shù)的研究，著名的有UC Berkeley的Smart Dust項(xiàng)目、UCLA的WINS項(xiàng)目，以及多所機(jī)構(gòu)聯(lián)合攻關(guān)的SensIT計(jì)劃等。中情局的風(fēng)險(xiǎn)投資公司已購買了微塵網(wǎng)絡(luò)公司的股份，美國國土安全部研究人員也已將微型傳感器的研發(fā)列為最優(yōu)先課題。隨著相關(guān)學(xué)科的不斷發(fā)展和進(jìn)步，以及與傳感器網(wǎng)絡(luò)相關(guān)項(xiàng)目取得進(jìn)展的同時(shí)，其應(yīng)用也從軍用轉(zhuǎn)向民用。在森林火災(zāi)、洪水監(jiān)測之類的環(huán)境應(yīng)用中，在人體生理數(shù)據(jù)監(jiān)測、藥品管理之類的醫(yī)療應(yīng)用中，在家庭環(huán)境的智能化應(yīng)用以及商務(wù)應(yīng)用中都已出現(xiàn)了它的身影。這時(shí)的傳感器網(wǎng)絡(luò)同時(shí)還具有了獲取多種信息信號的綜合處理能力，并通過與傳感控制器的相聯(lián)，組成了有信息綜合和處理能力的傳感器網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場總線技術(shù)也開始應(yīng)用于傳感器網(wǎng)絡(luò)，人們用其組建智能化傳感器網(wǎng)絡(luò)，大量多功能傳感器被運(yùn)用，并使用無線技術(shù)連接，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)逐漸形成。

編輯推薦

《無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與人工生命》共11章，包含5個主要部分。第l部分為前5章內(nèi)容，主要介紹無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)協(xié)議；第2部分為第6章，介紹目前常見的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)硬件；第3部分，介紹人工生命的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)，包括第7章、第8章；第4部分，介紹基于人工生命的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及在人工生命研究中占有重要地位的數(shù)據(jù)處理技術(shù)，包括第9章和第10章；第5部分，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)，介紹目前主要的仿真工具并給出一些簡單的實(shí)例，供初學(xué)者快速掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、人工生命等研究的實(shí)驗(yàn)與仿真技巧。該書可供各大專院校作為教材使用，也可供從事相關(guān)工作的人員作為參考用書使用。

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