满58包邮 分层无线传感器网络关键技术 9787564738563 王佳昊 电子科技大学 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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王佳昊 著

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出版社： 电子科技大学出版社

ISBN：9787564738563

商品编码：29658159149

包装：平装-胶订

出版时间：2017-01-01

基本信息

书名：分层无线传感器网络关键技术

定价：59.00元

作者：王佳昊

出版社：电子科技大学出版社

出版日期：2017-01-01

ISBN：9787564738563

字数：

页码：

版次：1

装帧：平装-胶订

开本：16开

商品重量：0.4kg

编辑推荐

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内容提要

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分层结构凭借良好的效率和易于管理等优势成为无线传感器网络中的一个重要分支，在科学研究和实际应用中都受到高度重视。《分层无线传感器网络关键技术》在对分层路由算法归类的基础上比较深入地分析和总结了分层无线传感器网络结构和特点，从安全、效率和应用的角度出发对其中的分层路由、密钥管理、数据融合、节点定位、多目标跟踪和位置隐私6个关键问题进行了深入探讨。汇集了相关内容*典型的代表性成果，并融合外*研究进展进行了总结。

目录

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章分层无线传感器网络

1.1无线传感器网络

1.1.1无线传感器网络的组成

1.1.2无线传感器网络的特点

1.1.3无线传感器网络的体系结构

1.2基于分层的无线传感器网络

1.2.1分层无线传感器网络的结构

1.2.2分层无线传感器网络的关键技术

1.2.3特点及性能指标

1.3分层无线传感器网络研究及发展

1.4分层无线传感器网络的应用

1.5本书章节安排

第2章分层路由协议

2.1分层路由协议概述

2.1.1分层路由协议的概念

2.1.2组播技术

2.1.3分层路由协议的分类

2.1.4分层路由协议评估指标

2.2静态分层路由

2.2.1基于选举的分簇协议

2.2.2基于树的分簇协议

2.2.3基于能量的分簇协议

2.2.4基于地理位置信息的分簇协议

2.3动态的分层路由

2.3.1基于网格划分的动态分簇路由协议

2.3.2基于三角划分的分簇路由协议

2.3.3基于动态移动组播的动态分簇路由协议

2.4分簇协议比较

2.5本章小结

第3章组密钥管理协议

3.1组密钥管理概述

3.1.1组密钥管理机制

3.1.2组密钥管理协议面临的安全威胁

3.1.3组密钥管理协议的分类

3.1.4组密钥安全性的基本要求

3.1.5传感器网络加密机制

3.2集中式的组密钥管理协议

3.2.1GKMP协议

3.2.2HMKM协议

3.2.3BHEK协议

3.3分布式的组密钥管理协议

3.3.1DFKM协议

3.3.2B—PCGR协议

3.3.3LKH协议

3.4分层式组密钥管理协议

3.4.1Iolus协议

3.4.2密钥预分配方案

3.4.3基于多项式求解的群组密钥管理协议

3.4.4基于剩余定理与密钥树的群组密钥管理协议

3.5本章小结

第4章数据融合

4.1数据融合概述

4.1.1数据融合的作用

4.1.2数据融合的层次

4.2数据融合算法

4.2.1数据融合算法分类

4.2.2基于处理结构的分类

4.2.3基于路由的数据融合算法

4.2.4基于生成树的数据融合算法

4.2.5基于时域预测的数据融合算法

4.2.6基于隐私保护的安全数据融合算法

4.3多传感器数据融合

4.3.1多传感器数据融合原理

4.3.2多传感器数据融合关键问题

4.3.3多传感器数据融合方法

4.4本章小结

第5章定位技术

5.1定位技术概述

5.1.1定位技术的应用

5.1.2定位技术相关术语

5.1.3基本定位方法

5.1.4定位算法性能评价指标

5.1.5定位技术方法分类

5.2基本定位方法

5.2.1基于测距的定位算法

5.2.2基于非测距的定位算法

5.3基于移动锚节点的定位

5.3.1典型的路径规划算法

5.3.2基于凹凸网络的路径规划算法

5.4基于复杂场景下的定位算法

5.4.1基于网络分割的定位

5.4.2立体空间网络

5.4.3三维表面网络

5.4.4NLOS环境下的定位

5.5安全定位算法

5.5.1定位系统安全性分析

5.5.2安全定位模型

5.6本章小结

第6章多目标跟踪

6.1多目标跟踪概述

6.1.1多目标跟踪问题

6.1.2跟踪算法分类

6.1.3目标跟踪的性能指标

6.2基于树状的目标跟踪算法

6.3基于簇状的目标跟踪算法

6.4基于区域事件的目标跟踪算法

6.5基于卡尔曼滤波的目标跟踪算法

6.6基于多边形边权重值的多目标跟踪算法

6.7本章小结

第7章位置隐私保护

7.1位置隐私保护概述

7.1.1位置隐私面临的安全威胁

7.1.2位置隐私保护的分类

7.1.3位置隐私性能评价

7.2节点身份匿名

7.2.1简单匿名机制

7.2.2加密匿名机制

7.2.3基于单向加密哈希链的机制

7.3源节点位置隐私

7.3.1基于局部攻击者模型的方法

7.3.2基于全局攻击者模型的方法

7.3.3内部攻击者方法

7.4汇聚节点位置隐私保护

7.4.1局部攻击者模型

7.4.2全局攻击者模型

7.5基于时空匿名的位置隐私保护协议

7.5.1KNN协议

7.5.2L2P2协议

7.5.3基于Casper框架方法

7.6本章小结

作者介绍

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文摘

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序言

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《传感器网络基础理论与应用》 作者： 李明，张伟 出版社： 清华大学出版社 ISBN： 9787302456789 内容简介： 传感器网络（Sensor Network, SN）作为一种新兴的信息技术，正以前所未有的速度渗透到社会生活的方方面面，从智能家居到智慧城市，从环境监测到工业自动化，传感器网络无处不在，深刻地改变着我们认识和改造世界的方式。本书旨在全面、系统地阐述传感器网络的基础理论、关键技术、体系结构以及广泛的应用前景，为读者提供一个深入理解和掌握这一颠覆性技术领域的知识框架。 本书在内容编排上，力求逻辑清晰、循序渐进，既注重理论的严谨性，又强调实践的可行性，旨在帮助读者建立扎实的理论基础，并能将其应用于实际问题解决。全书共分为十章，内容涵盖了传感器网络的从宏观到微观的各个层面。 第一章 绪论 本章首先 introduces 传感器网络的定义、发展历程以及其在信息技术领域的重要地位。我们将探讨传感器网络的典型应用场景，例如环境监测（空气质量、水质、土壤湿度）、农业物联网（精准灌溉、作物生长监测）、工业物联网（设备状态监控、生产流程优化）、智能交通（交通流量监测、车辆定位）、医疗健康（远程病人监护、体征监测）以及国防安全（边界监控、战场感知）等，从而勾勒出传感器网络广阔的应用前景。接着，我们将分析传感器网络所面临的挑战，包括网络规模庞大、节点资源受限、通信环境复杂、数据量爆炸式增长以及安全性需求高等问题，为后续章节深入探讨技术解决方案奠定基础。最后，对全书的组织结构和内容进行简要概述。 第二章 传感器网络体系结构 本章深入剖析传感器网络的体系结构，从分层模型的角度对其进行解析。我们将详细介绍典型的传感器网络分层模型，包括感知层、网络层、传输层、应用层以及可能存在的管理层和安全层。对于每一层，都将阐述其核心功能、关键技术和面临的挑战。例如，感知层负责数据的采集和初步处理，包括传感器节点的硬件组成（传感器、微处理器、通信模块、电源）和软件设计；网络层负责数据的路由和转发，研究各种路由协议的优缺点；传输层和应用层则涉及数据可靠传输和特定应用服务的实现。通过对体系结构的深入理解，读者能够清晰地把握传感器网络是如何协同工作的。 第三章 传感器节点设计与优化 传感器节点是传感器网络的基石，其设计与优化直接影响到整个网络的性能和寿命。本章将重点探讨传感器节点的关键组成部分，包括传感器选择、微处理器选型、通信模块设计以及电源管理策略。我们将讨论不同类型传感器的特点、适用场景以及数据采集技术。在微处理器方面，将介绍低功耗嵌入式处理器的选型原则和开发方法。通信模块的设计将涉及无线通信技术的选择（如Zigbee, Bluetooth, LoRa, Wi-Fi等）以及通信协议的设计，重点关注其功耗、速率和通信范围的权衡。尤其重要的是电源管理，我们将深入分析能量采集技术（如太阳能、振动能）、低功耗设计技术以及节点休眠和唤醒机制，旨在最大化节点的工作寿命，克服传感器网络部署的能源瓶颈。 第四章 传感器网络通信协议 通信是传感器网络实现信息共享和协同感知的基础。本章将详细介绍传感器网络中常用的通信协议，并从分层角度对其进行梳理。我们将深入研究感知层和网络层的通信协议，包括： MAC层协议： 重点关注IEEE 802.15.4标准及其衍生协议，以及其他面向低功耗、低速率网络的MAC协议，如T-MAC, S-MAC等，分析它们在延迟、吞吐量、功耗和冲突避免方面的性能。 路由协议： 详细介绍各种适应于传感器网络的路由策略，包括： 数据驱动的路由协议： 如LEACH（Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy），分析其簇头选举、簇内通信和簇间通信机制，以及其在能量均衡方面的优势和不足。 拓扑驱动的路由协议： 如GEAR（Geographic and Energy Aware Routing），探讨基于地理位置和能量感知的路由方法。 查询驱动的路由协议： 如Directed Diffusion，分析其如何通过兴趣扩散和数据扩散实现数据的定向传输。 混合路由协议： 探讨结合不同路由策略的优势，以适应更复杂的网络场景。 低功耗路由协议： 介绍为延长网络寿命而设计的路由协议，重点关注其能量消耗和数据传输效率。 本章将通过比较不同协议在网络生命周期、数据延迟、能量效率和可扩展性等方面的表现，帮助读者选择最适合特定应用场景的通信协议。 第五章 传感器网络数据管理与处理 传感器网络产生海量的数据，如何有效地管理和处理这些数据是实现其应用价值的关键。本章将探讨传感器网络中的数据管理和处理技术，包括： 数据采集与融合： 介绍数据采集的策略，如周期性采集、事件驱动采集，以及多传感器数据的融合技术，以提高数据的准确性和可靠性。 数据存储与查询： 探讨在资源受限的节点上进行数据存储的策略，以及如何设计高效的数据查询机制。 数据压缩与预处理： 分析用于降低数据传输量和计算复杂度的各种数据压缩算法和预处理技术。 分布式数据处理： 介绍在传感器网络中进行分布式数据处理的思想和方法，以减轻中心节点的负担。 数据过滤与异常检测： 探讨如何过滤冗余数据、识别和处理异常数据，以确保数据的有效性。 第六章 传感器网络安全 传感器网络面临着严峻的安全挑战，包括数据泄露、节点伪造、拒绝服务攻击等。本章将深入研究传感器网络安全机制，包括： 安全威胁分析： 详细列举传感器网络面临的各种安全威胁。 安全模型与信任管理： 介绍传感器网络的安全模型和信任管理机制。 加密与认证技术： 探讨适用于低功耗节点的轻量级加密算法和认证协议。 入侵检测与防御： 研究传感器网络中的入侵检测方法和防御策略。 隐私保护： 讨论如何在传感器网络中实现用户隐私的保护。 第七章 传感器网络定位技术 在许多传感器网络应用中，节点的位置信息至关重要。本章将介绍传感器网络的定位技术，包括： 基于距离测量的定位： 如RSSI（Received Signal Strength Indication）测量、ToF（Time of Flight）测量等。 基于角度测量的定位： 如AoA（Angle of Arrival）测量。 基于测距节点的定位： 利用已知位置的锚点节点进行定位。 无测距定位技术： 如基于网络拓扑的定位。 高精度定位技术： 探讨提高定位精度的各种方法。 第八章 传感器网络时钟同步 在传感器网络中，精确的时钟同步是许多协同感知和数据处理任务的基础。本章将深入研究传感器网络的时钟同步技术，包括： 时钟漂移与偏移： 分析导致时钟不同步的原因。 集中式时钟同步： 介绍主从节点同步的方案。 分布式时钟同步： 介绍如TPSN（Timing-Sync Protocol for Sensor Networks）等分布式同步协议，分析其在延迟、功耗和同步精度方面的性能。 自适应时钟同步： 探讨如何根据网络环境动态调整同步策略。 第九章 传感器网络仿真与评估 在实际部署传感器网络之前，通过仿真平台进行评估是至关重要的。本章将介绍常用的传感器网络仿真工具，如NS-2, NS-3, OMNeT++等，并详细讲解如何利用这些工具构建传感器网络模型，设计实验场景，采集和分析仿真数据，从而评估不同算法和协议的性能。我们将重点关注评估指标，如网络生命周期、数据包递送率、端到端延迟、能量消耗、路由开销等。 第十章 传感器网络前沿技术与发展趋势 本章将展望传感器网络的未来发展方向，介绍一些当前的研究热点和前沿技术，包括： 人工智能与传感器网络： 探讨如何将机器学习、深度学习等AI技术应用于传感器网络的数据分析、异常检测、预测以及资源优化。 边缘计算与传感器网络： 分析边缘计算如何赋能传感器网络，实现数据的本地化处理和智能化决策。 物联网（IoT）与传感器网络： 阐述传感器网络在构建大规模物联网系统中的核心作用。 软件定义传感器网络（SDSN）： 介绍SDSN的概念及其带来的灵活性和可编程性。 跨层优化技术： 探讨不同网络层之间的协同优化，以提升整体性能。 面向特定领域的高级应用： 如智能电网、工业4.0、智慧农业、智慧医疗等领域对传感器网络的深度应用。 总结： 本书内容丰富，理论与实践相结合，旨在为从事传感器网络研究、开发和应用的科研人员、工程技术人员以及相关专业学生提供一份全面的参考。通过阅读本书，读者将能够系统地掌握传感器网络的核心理论和关键技术，理解其体系结构和工作原理，并能初步掌握设计、实现和评估传感器网络系统的能力，为应对未来智能化、互联化社会的挑战奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本书的配套资源和学习辅助设计，也体现了出版方对读者的关怀。我特别留意了书中所引用的参考文献和案例来源，它们指向的都是当前学科领域内最权威、最新的研究成果，这为我后续的深入研究指明了清晰的方向，避免了在浩如烟海的文献中迷失。更贴心的是，一些核心概念的解释部分，似乎经过了多次打磨和优化，即使是初次接触这些概念的读者，也能迅速建立起正确的认知模型。总的来说，这是一部集学术深度、阅读体验和实用指导性于一体的精品，它不仅仅是一本工具书，更像是一位资深导师的私房笔记，值得反复研读，每次重读都能发现新的层次和更深的理解。

评分☆☆☆☆☆

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读完这本书，我感觉自己的思维模式发生了一些微妙的变化。它不仅仅是知识的灌输，更像是一次系统的思维重塑训练。作者在论述问题的过程中，非常注重辩证法的运用，总是能从多个维度去审视同一个技术难题，比如在性能与能耗的权衡上，他没有给出绝对的“最优解”，而是提供了一套完整的评估框架和决策模型。这种开放性的思维引导，让我学会了在面对复杂系统设计时，不再局限于单一的最佳路径，而是能够更全面地考虑约束条件和多目标优化。这种思维框架的提升，对于任何需要进行复杂决策的领域，都具有深远的指导意义，实乃“授人以渔”的典范之作。

评分☆☆☆☆☆

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