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無線傳感器網絡技術原理及應用 版權信息
- ISBN：9787560667768
- 條形碼：9787560667768 ; 978-7-5606-6776-8
- 裝幀：平裝-膠訂
- 冊數：暫無
- 重量：暫無
- 所屬分類：>>
無線傳感器網絡技術原理及應用 本書特色
1. 以培養應用型人才為目標 本教材以物聯網工程應用型人才為培養目標，在原有體制教育的基礎上對課程進行深層次改革，讀者在經過系統、完整的學習后能夠達到如下要求： 掌握物聯網相關開發所需的理論和技術體系以及開發過程規范體系； 能夠熟練地進行設計和開發工作，并具備良好的自學能力； 具備一定的項目經驗，能夠完成嵌入式系統設計、程序編寫、文檔編寫、軟硬件測試等工作； 達到物聯網企業的用人標準，實現學校學習與企業工作的無縫對接。 2. 以新穎的教材架構來引導學習 本教材從體系結構到具體內容都體現出知識普及、基礎理論、應用開發、綜合拓展等四個層面，應由淺入深、由易到難地開展教學。具體內容在組織上劃分為理論篇和實踐篇：理論篇涵蓋知識普及、基礎理論和應用開發；實踐篇為企業應用案例。
無線傳感器網絡技術原理及應用 內容簡介
本書以無線傳感器網絡的基礎知識為出發點，詳細介紹了無線傳感器網絡體系結構以及無線傳感器網絡所需要的相關技術，旨在讓讀者更清楚地了解無線傳感器網絡原理和目前流行的各種相關技術。本書深入講解了無線傳感器網絡的基本原理及各層協議，介紹了與無線傳感器網絡相關的主要技術原理，并使用相關技術搭建了無線傳感器網絡應用平臺，完整地展示了無線傳感器網絡體系的整體結構。 本書分為兩篇：理論篇和實踐篇。理論篇共有11章，分別講解了無線傳感器網絡概述、物理層、MAC層協議、路由層協議、服務支撐技術、Zigbee網絡技術、RFID技術、移動通信、WiFi和藍牙技術、低功耗廣域網技術、網關技術。實踐篇共包含6個實踐，利用Zigbee開發套件、RFID開發套件、GPRS開發套件、Cortex開發套件完成相關實驗。 本書注重理論與實踐相結合，將無線傳感器網絡技術的理論靈活地運用于實踐中，為物聯網的學習奠定了基礎。本書適用面廣，可作為高等院校物聯網工程、通信工程、電子信息工程、自動化、計算機科學與技術、計算機網絡等專業的本科生教材。
無線傳感器網絡技術原理及應用 目錄
理 論 篇
第1章 無線傳感器網絡概述 2
1.1 無線傳感器網絡簡介 3
1.1.1 無線通信技術的主要概念 3
1.1.2 無線傳感器網絡的產生和發展 6
1.1.3 無線傳感器網絡的定義 7
1.2 傳感器與無線傳感器網絡 7
1.2.1 傳感器 7
1.2.2 傳感器與無線傳感器網絡的關系 8
1.3 物聯網與無線傳感器網絡 8
1.3.1 物聯網 9
1.3.2 物聯網與無線傳感器網絡的關系 10
1.4 無線傳感器網絡體系結構 10
1.4.1 網絡結構 10
1.4.2 節點結構 11
1.4.3 節點限制 12
1.4.4 無線傳感器網絡協議棧 13
1.4.5 無線傳感器網絡體系結構設計 14
1.5 無線傳感器網絡的特點 16
1.5.1 與現有無線網絡的區別 16
1.5.2 無線傳感器網絡的特點 17
1.6 無線傳感器網絡操作系統 19
1.6.1 現有的操作系統 19
1.6.2 TinyOS技術特點 21
1.6.3 TinyOS體系結構 21
1.7 無線傳感器網絡相關技術 22
1.7.1 Zigbee技術 22
1.7.2 RFID技術 23
1.7.3 蜂窩移動通信與WiFi技術 23
1.7.4 低功耗廣域網技術 24
1.8 無線傳感器網絡應用 24
本章小結 26
本章練習 27
第2章 物理層 28
2.1 概述 29
2.2 頻率分配 29
2.3 通信信道 30
2.3.1 自由空間信道 30
2.3.2 多徑信道 31
2.3.3 加性噪聲信道 32
2.3.4 實際環境信道 32
2.4 調制與解調 33
2.4.1 模擬調制 33
2.4.2 數字調制 34
2.4.3 UWB通信技術 36
2.4.4 擴頻通信 37
2.5 物理層設計 38
2.5.1 相關概念 38
2.5.2 幀結構 39
2.5.3 物理層功能 39
2.5.4 成本及功耗 42
2.6 非理想特性 42
2.6.1 來源 42
2.6.2 影響 44
2.7 射頻前端分析 46
2.7.1 射頻前端功耗 46
2.7.2 低功耗設計 47
本章小結 47
本章練習 48
第3章 MAC層協議 49
3.1 概述 50
3.1.1 功能概述 50
3.1.2 幀結構 51
3.1.3 分類 55
3.2 競爭型MAC協議 55
3.2.1 SMAC協議 55
3.2.2 TMAC協議 57
3.2.3 PMAC協議 60
3.3 分配型MAC協議 61
3.3.1 SMACS協議 61
3.3.2 TRAMA協議 63
3.3.3 DMAC協議 64
3.4 混合型MAC協議 66
3.4.1 ZMAC協議概述 66
3.4.2 基本思想 67
3.4.3 算法描述 67
3.4.4 關鍵技術 67
3.4.5 特點 69
3.5 MAC層與跨層設計 69
3.5.1 跨層設計的提出 69
3.5.2 AIMRP協議 72
本章小結 73
本章練習 74
第4章 路由層協議 75
4.1 概述 76
4.1.1 功能和特點 76
4.1.2 關鍵技術 76
4.1.3 分類 77
4.1.4 發展 79
4.2 以數據為中心的路由協議 80
4.2.1 SPIN協議 80
4.2.2 DD協議 83
4.3 分層結構的路由協議 85
4.3.1 LEACH協議 85
4.3.2 PEGASIS協議 86
4.3.3 TTDD協議 87
4.3.4 TEEN與APTEEN協議 90
4.4 地理位置信息路由協議 91
4.4.1 GPSR協議 91
4.4.2 GAF協議 93
4.4.3 LAR協議 95
4.4.4 GEAR協議 97
4.5 可靠路由協議SPEED 98
4.5.1 基本思想 98
4.5.2 關鍵技術 99
4.6 按需路由協議 100
4.6.1 DSDV協議 101
4.6.2 DSR協議 101
4.6.3 AODV協議 103
本章小結 104
本章練習 105
第5章 服務支撐技術 106
5.1 時間同步技術 107
5.1.1 概述 107
5.1.2 方法 107
5.1.3 協議 108
5.1.4 應用 110
5.2 數據融合技術 111
5.2.1 概念 111
5.2.2 策略 111
5.2.3 作用 114
5.3 定位技術 115
5.3.1 概述 115
5.3.2 基于測距的定位 115
5.3.3 無須測距的定位 118
5.3.4 定位系統 119
5.3.5 應用領域 120
5.4 網絡安全技術 121
5.4.1 概述 121
5.4.2 安全協議 121
5.4.3 密鑰分配管理 122
5.4.4 安全支撐 124
5.5 容錯設計技術 124
5.5.1 概述 124
5.5.2 故障模型 125
5.5.3 檢測和診斷 126
5.5.4 故障修復 128
5.5.5 可靠性分析 129
5.6 服務質量保證 131
5.6.1 概述 131
5.6.2 節點的QoS 132
5.6.3 網絡層的QoS 133
5.6.4 用戶感知的QoS 133
本章小結 134
本章練習 135
第6章 Zigbee網絡技術 136
6.1 Zigbee技術概述 137
6.1.1 定義 137
6.1.2 特點 137
6.1.3 協議架構 138
6.2 應用系統組成 138
6.2.1 常見的Zigbee芯片 138
6.2.2 常見的Zigbee協議棧 140
6.2.3 應用系統組成 141
6.3 網絡拓撲和協議棧結構 142
6.3.1 拓撲結構 143
6.3.2 協議棧體系結構 144
6.4 應用簡介 146
本章小結 147
本章練習 147
第7章 RFID技術 148
7.1 RFID技術原理 149
7.1.1 組成 149
7.1.2 分類 149
7.1.3 工作原理 150
7.2 RFID標準 153
7.2.1 ISO標準 153
7.2.2 EPC Global標準 155
7.2.3 Ubiquitous ID標準 156
7.3 RFID系統原理 158
7.3.1 低頻RFID系統原理 158
7.3.2 高頻RFID系統原理 159
7.3.3 超高頻RFID系統原理 161
7.4 RFID組網技術 162
7.4.1 讀寫器網絡部署特點 162
7.4.2 Zigbee與RFID組網 163
7.5 RFID技術應用 164
7.6 NFC技術 165
7.6.1 NFC概述 165
7.6.2 NFC技術特點 166
7.6.3 NFC技術原理 167
7.6.4 NFC工作模式 169
7.6.5 NFC技術應用 170
本章小結 175
本章練習 175
第8章 移動通信 176
8.1 概述 177
8.1.1 移動通信的概念 177
8.1.2 移動通信的發展 177
8.1.3 移動通信的系統組成 178
8.1.4 移動通信的系統分類 179
8.2 GSM移動通信 180
8.2.1 概述 180
8.2.2 網絡結構 180
8.2.3 無線接口 182
8.3 GPRS技術 182
8.3.1 概述 182
8.3.2 網絡架構 184
8.3.3 傳輸平面和信令平面 186
8.3.4 TCP/IP協議 187
8.4 第三代移動通信 189
8.4.1 概述 190
8.4.2 WCDMA系統 190
8.4.3 CDMA2000系統 192
8.4.4 TD-SCDMA系統 192
8.5 4G 193
8.5.1 4G技術的特點 193
8.5.2 4G系統網絡結構 193
8.5.3 4G關鍵技術 194
8.6 5G 195
8.6.1 5G技術的特點 195
8.6.2 5G關鍵能力和技術場景 196
8.6.3 5G關鍵技術 197
8.7 LiFi技術 198
8.7.1 LiFi技術的工作原理 199
8.7.2 LiFi技術的特點 199
8.7.3 LiFi技術的應用 200
8.8 移動通信技術的應用 201
本章小結 202
本章練習 203
第9章 WiFi和藍牙技術 204
9.1 WiFi技術 205
9.1.1 概述 205
9.1.2 IEEE 802.11 WLAN標準 205
9.1.3 協議架構 207
9.1.4 組網方式 208
9.1.5 WiFi技術的應用 210
9.2 藍牙技術 211
9.2.1 概述 211
9.2.2 技術特點 212
9.2.3 系統結構 214
9.2.4 組網方式 214
9.2.5 藍牙技術的應用 216
本章小結 218
本章練習 218
第10章 低功耗廣域網技術 219
10.1 低功耗廣域網技術簡介 220
10.2 LoRa技術 221
10.2.1 LoRa技術要點 221
10.2.2 LoRa網絡架構 221
10.2.3 LoRa技術優勢 222
10.2.4 LoRa技術應用 223
10.3 SigFox技術 224
10.3.1 SigFox技術要點 225
10.3.2 SigFox網絡架構 225
10.3.3 SigFox技術優勢 226
10.3.4 SigFox技術應用 226
10.4 NB-IoT技術 227
10.4.1 NB-IoT技術要點 227
10.4.2 NB-IoT網絡架構 228
10.4.3 NB-IoT技術優勢 228
10.4.4 NB-IoT技術應用 229
本章小結 231
本章練習 231
第11章 網關技術 232
11.1 概述 233
11.2 網關的分類 233
11.2.1 協議網關 233
11.2.2 應用網關 234
11.2.3 安全網關 235
11.3 網關的特點與功能 235
11.3.1 網關的特點 235
11.3.2 網關的功能 235
11.4 無線傳感器網絡網關示例 236
11.4.1 網關開發板 236
11.4.2 CC2530模塊 237
11.4.3 網關協議轉換 237
本章小結 238
本章練習 238
實 踐 篇
實踐1 MAC層協議 240
實踐 認知MAC幀的一般格式 240
實踐2 路由層協議 255
實踐2.1 路由認知實驗 255
實踐2.2 基于Zigbee的Z-AODV
路由協議實驗 258
實踐3 Zigbee網絡技術 261
實踐3.1 Zigbee網絡技術基礎實驗 261
實踐3.2 Zigbee環境溫度監測應用實驗 266
實踐4 RFID技術 270
實踐 RFID的公交/地鐵乘車卡消費系統 270
實踐5 移動通信 281
實踐5.1 GPRS系統認知實驗 281
實踐5.2 GPRS AT命令集實驗 283
實踐6 網關技術 293
實踐6.1 網關軟硬件的設置 293
實踐6.2 無線傳感器網絡網關綜合實驗 300
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