无线传感器网络技术及应用.pdf 作者-王平 王恒326页

内容简介：
    无线传感器网络是一个学科交叉综合、知识高度集成的前沿热点研究领域， 备受各方面的高度关注。本书共分 7 章，前 3 章分别是无线传感器网络概述、无线个域网与 IEEE 802.15.4 协议簇以及无线传感器网络的核心技术，第 4 章和第 5 章分别介绍了ZigBee 和 6LoWPAN 两种**具代表性的无线传感器网络的协议及开发技术，第 6 章介绍了我国具有自主知识产权的 WIA-PA 工业无线网络及开发平台，第 7 章重点介绍了无线传感器网络在智能家居、工厂自动化和
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    扉页,版权页,前言,目录,第1章  无线传感器网络技术概述,1.1 WSN 的发展,1.2 WSN 的定义,1.3 WSN 的体系结构,1.4 WSN 的应用前景,1.5 WSN 的研究现状,1.6 WSN 的技术标准,第2章  无线个域网与IEEE 802.15.4 协议簇,2.1 无线个域网,2.2 IEEE 802.15.4 标准,2.3 IEEE 802.15.4 物理层,2.4 IEEE 802.15.4MAC 层,第3章  无线传感网关键技术,3.1 无线传感网时间同步技术,3.2 无线传感网网络调度技术,3.3 无线传感网跳信道技术,3.4 无线传感网安全技术,3.5 IEEE 1451 标准与传感器接入技术,第4章  ZigBee 技术,4.1 ZigBee 技术的发展,4.2 ZigBee 协议体系,4.3 ZigBee 网络的构成,4.4 ZigBee 通信卡的开发,4.5 ZigBee 网关的开发,4.6 基于ZigBee 的三表数据采集系统设计,第5章  6LoWPAN 技术,5.1 6LoWPAN 技术的发展,5.2 6LoWPAN 网络核心协议,5.3 轻量级IPv6 无线传感网协议栈,5.4 6LoWPAN 传感网设备开发平台,5.5 6LoWPAN 无线传感网系统实验,第6章  WIA-PA 技术,6.1 WIA-PA 标准的发展,6.2 WIA-PA 网络构成,6.3 WIA-PA 协议栈的设计与实现,6.4 WIA-PA 开发平台,第7章  无线传感网络综合应用,7.1 智能家居,7.2 智能化ANDON系统,7.3 水电厂智能监控系统
文本摘要：
    WIRELESSSENSORNETWORKWSN无线传感器网络技术及应用TechnologyandApplicationofWirelessSensorrNetwork王平王恒编著回中国工信出版集团人民邮电出版社POSTS&TELECOMPRESSTTIIEISSSSENSOINETWORK.WSN无线传感器网络技术及应用王平王恒O编著邮民电出版社北京图书在版编目（CIP）数据无线传感器网络技术及应川」/王平，王恒编苦：北京：人民邮电出版社，2016.1ISBN.978-7-115-41072-6王·园王·Ⅱ.2无·0无线电通信-传感器（..DTP212中国版本图书馆CIP数据核字(2015)第292635号内容提要无线传感器网络是一个学科交叉综合、知识高度集成的前沿热点研究领域，备受各方面的高度关注。本书共分7章，前3章分别是无线传感器网络概述、无线个域网与IEEE802.15.4协议以及无线传感器网络的核心技术，第4章和第5章分别介绍了ZigBee和6LOWPAN两种最具代表性的无线传感器网络的协议及开发技术，第6章介绍了我国县有自主知识产权的WIA-PA工业无线网络及开发平台，第7章则重点介绍了无线传感器网络在智能家居、工厂自动化和智能电网中的应用案例，本书以作者牵头承担国家重大科技专项项目和制定国际、海内标准取得的一系列科研成果为基础，全面系统地介绍了无线传感器网络的基木概念、标准规范、关键技术和主流协议，结合作者研发的实验平台，通过大量的软硬件开发实例，详细介绍了无线传感器网络的设备和应用系统的开发方法。本书注意理论与实践相结合，内容新颖，重点突出，结构清晰，语言精练，易于理解，既可作为无线传感器网络领域从事科学研究、产品开发与工程应用的科技人员的参考用书，也可作为物联网、自动化、测控、电气、计算机、通信等相关学科的研究生和高年级本科生的教学用书。著王平王恒责任编辑　邹文波执行编辑税梦玲责任印制沈　蓉彭志环，人民邮电出版社出版发行北京市丰台区成寿寺路11号邮编100164电子邮件315@ptpress.com.cm网址http://www.ptpress.com.cn三河市潮河印业有限公司印刷开本：787x10921/16印张：20.252016年1月第1版字数：509干字2016年1月河北第1次印刷定价：：49.80元读者服务热线：(010)81055256　印装质量热线：010)81055316反盗版热线：（010)81055315本书作者牵头承担了“基于IPv6的无线传感器网的网络协议研发及验证（项目编号：2012ZX03005002)”“面向工业无线网络协议WIA-PA的网络设备研发及应用-专用芯片研发（项目编号：2013ZX03005005)”及“高实时WIA-PA网络片上系统（SoC）研发与示范应用（项目编号：2015ZX0303011)”3项国家科技重大专项项目，主持研究了国家863计划先进制造领域主题项目“全互联制造网络技术（项目编号：2015AA043800)"，牵头制定无线传感网测试国际标准（ISO/IEC1963：SensorNetworkTestingFramework）和3项无线传感网国家标准，突破了一系列无线传感网的关键技术问题，率先推出了全球工业无线传感网系列核心芯片（CY2420：2.4GHz、CY2420S：2.4GHz/SIP、CY4520：：433-470MHz)，核心技术初步形成了专利保护群，研究成果得到了国际上的广泛认可。同时，本书作者所在的国家工业物联网国际合作示范基地、工业物联网与网络化控制教育部重点实验室与全球领先的网络解决方案供应商一-思科公司（CISCO）共建“重庆邮电大学思科公司绿色科技联合研发中央”，联合研发基于WSN、3G/LTE与IPv6这3种技术的高可适性、多用途物联网技术标准与产品架构，共同推进ITF标准的制定，形成了具有国际影响的研究特色与技术优势。本书以作者所在团队解决的工业无线网络关键技术问题、通过国际金牌认证的自主IPv6传感网协议栈软件—6LoWSN、牵头制定的传感器网络测试领域首个国际标准(ISO/IEC1963SensorNetworkTestingFramework，传感器网络测试体系结构）等具有自主知识产权的技术积累为基础，融入了作者多年参加国家重大科技专项项目、国家863项目研究和制定国际海内标准所取得的研究成果，全面系统地介绍了无线传感网的基本概念、标准规范、关键技术和主流协议，并结合作者研发的实验平台和大量软硬件开发实例，详细介绍了无线传感网网络产品和应用系统的开发方法。全书注意理论与实践相结合，强化开发实例，内容新颖，重点突出，结构清晰，语言精练，易于理解。全书共分7章。第1章介绍了无线传感器网络的发展历程、基本概念、体系结构、应用前景与标准现状；第2章介绍无线个域网与IEEE802.15.4协议，重点介绍了IEEE802.15.4协议族标准、超顺结构、物理层服务与MAC层协议；第3章结合作者的科研成果介绍了无线传感网关键技术，重点叙述了时间同步、网络调度、安全管理、传感器接入的基本原理与实现方法；第4章介绍了ZigBee协议架构、通信卡与网关的设计方法和应用实例；第5章结合作者的科研成果介绍了6LoWPAN技术，，重点闸述6LoWPAN网络协议2无线传感器网络技术及应用架构与开发技术，结合6LoWPAN传感网设备开发平台，详细介绍了6LoWPAN传感网节点、网关、边界路由器的开发技术和Snidfer抓包器的使用方法；第6章介绍了WIA-PA技术，并结合作者的科研成果重点介绍了WIA-PA协议栈的开发技术和WIA-PA开发平台的使用方法；第7章则以无线传感网在智能家居、工厂自动化和智能电网为应用背景，重点介绍了无线传感网设备与应用系统的设计方法与开发技术。本书是工业物联网与网络化控制教育部重点实验室全体同仁多年来在无线传感器网络及物联网技术、工业通信与网络化控制技术等方面从事科学研究、应用开发的工作结晶、本书由王平、王恒、魏晏、付蔚、王浩、李勇、严冬共同著述。同时，研究生蒲成亘承担第5章的著述，夏枢洋、汪朋、王雄、蔡龙腾、温鑫荣、邓晓渝等研究生参加了相关章节的著述。同时，对本书所参考的所有文献的作者表示诚浆的谢意。作者2015年7月于重庆邮电大学无线传感器网络技术概述第1章2.2.4：：：-IEEE802.15.4标准的超WSN的发展…结构与信标….1···23国外WSN的发展历程2.3l.1.1EEE802.15.4物理层·261.1.2　海内WSN的发展…2.3.1物理层结构模型261.2WSN的定义…2.3.2物理层管理服务3·291.2.1传感器网络与WSN2.3.3物理层数据服务301.2.2WSN的定义2.4JEEE802.15.4MAC层311.2.3WSN与现有网络的比较2.4.1MAC层服务模型·311.3WSN的体系结构2.4.2、MAC层结构…·34WSN的应用前景·2.4.31.4；....8MAC层管理服务·361.5WSN的研究现状122.4.4MAC层数据服务WSN的基础研究121.5.1第3章无线传感网关键技术4F1.5.2WSN的应用研究3.113无线传感网时间同步技术·451.5.3　WSN研究的热点问题·133.1.1时间同步的基本原理……….451.6WSN的技术标准…．···143.1.2无无线传感网时间同步第2章无线个域网与IEEE802.15.4技术分类………..48协议族3.1.316型的无线传感器网络时间无线个域网·162.1同步协议…·512.1.1无线个城网的发展3.1.416一种典型的无线传感网时间IEEE802.15系列标准2.1.2同步方法设计·………………………………….542.1.3IEEE802.15.4协议镇无线传感网网络调度技术3.219………602.2：IEEE802.15.4标准3.2.1典型无线传感网调度技术.20·602.2.1IEEE802.15.4网络3.2.2确定性通信调度方法的拓扑结构…?…………··.20设计………2.2.2IEEE802.15.4协议3.3　无线传感网跳信道技术……………·.71层次结构3.3.1无线传感网跳信道基本原理…71IEEE802.15.4网络形成与3.3.22.2.3一种典型的自适应跳信道维护…实现方法……...21...162　无线传感器网络技术及应用，无线传感网安全技术·3.4805.2.4CoAP协议…?149　无线传感网安全概述3.4.15.3　轻量级IPv6无线传感网无线传感网安全关键技术…813.4.2协议栈?1553.4.3　无线传感网安全管理技术…945.3.1协议栈体系结构·1553.5IEEE1451标准与传感器5.3.2协议栈设计要求·156协议栈整体方案设计接入技术…5.3.3：103·1573.5.1IEEE1451协议族5.3.4协议栈应用层设计103·158EEE1451标准的5.3.5协议栈传输层设计3.5.2161实现模型….…1055.3.6协议栈网络层设计第4章ZigBee技术…协议栈适配层设计1095.3.7　ZigBee技术的发展4.11095.446LoWPAN传感网设备4.2ZigBee协议体系开发平台…·110?……….·.1734.2.1ZigBee协议栈架构：1105.4.16LoWPAN传感网设备开发ZigBee网络层模型平台总体设计…4.2.2·112·173ZigBee应用层模型4.2.3…1145.4.26LOWPAN传感网设备开发4.3ZigBee网络的构成·115平台硬件设计·………………………1754.3.1设备分类及功能5.4.3·1156LoWPAN传感网设备开发4.3.2ZigBee的网络拓扑·115平台软件设计.1784.4ZigBee通信卡的开发5.4.4·118　LoWPAN传感网网络管理ZigBee通信卡硬件设计4.4.1　?………．．.118程序设计···········…·191ZigBee通信卡软件设计4.4.2·…….1195.4.5上位机GUI软件设计F……….....1984.5ZigBee网关的开发1205.56LoWPAN无线传感网4.5.1ZigBee网关通信模型120系统实验··2024.5.2ZigBee网关的硬件设计·……1215.5.16LoWPAN无线传感网4.5.3ZigBee网关的软件实现…125系统组成………202，基于ZigBee的三表数据4.65.5.2IEEE802.15.4网关功能采集系统设计………127实验·203三表数据采集系统设计6LoWPAN边界路由实验：1275.5.34.6.1·2054.6.2三表数据采集中继器5.5.46LOWPAN协议分析实验…213硬件设计………………．·1285.5.5GUI监控实验……214三表数据采集中继器4.6.3第6章WIA-PA技术…216软件设计·1316.1WIA-PA标准的发展·216三表数据采集系统测试…1356.1.14.6.4WIA-PA标准发展概述6LOWPAN技术第5章6.1.2WIA-PA的技术特征6LoWPAN技术的发展…1395.1　6.2WIA-PA网络构成·：6LoWPAN网络核心协议1406.2.1WIA-PA网络的拓扑结构5.2)…217适配层协议1406.2.25.2.1WIA-PA的设备分类及路由协议…·1435.2.2功能…218邻居发现协议6.35.2.3WIA-PA协议栈的设计与实现·219目录32197.26.3.1WIA-PA协议体系·　智能化ANDON系统6.3.2WIA-PA协议栈总体设计…7.2.1ANDON系统概述221.2813WIA-PA数据结构设计7.2.2·222ANDON工位子系统开发6.3.3…283WIA-PA主要流程及7.2.36.3.4ANDON系统软件接口设计…………………………………………………·2296.3.5　WIA-PA协议栈的实现…2337.3　水电厂智能监控系统·2986.4WIA-PA开发平台262：·7.3.1水电厂智能监控系统概述…2986.4.1开发平台简介2621.3.2　水电站智能在线监测系统6.4.2　开发平台实验…263第7章　无线传感网络综合应用…2677.3.3水电站智能在线监测系统7.1　智能家居·……………………………………….……267现场设备设计…3027.1.1智能家居概述2677.3.4：水电站智能在线监测系统运行家居安防开发实例2687.1.2测试·315家居安防运行测试…7.1.3275

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