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无线传感器网络技术原理及应用

作者：青岛英谷教育科技股份公司[等]编著

出版社：西安电子科技大学出版社出版时间：2022-12-01

开本： 26cm 页数： 302页

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本书特色
内容简介
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无线传感器网络技术原理及应用版权信息

ISBN：9787560667768
条形码：9787560667768 ; 978-7-5606-6776-8
装帧：平装-胶订
册数：暂无
重量：暂无
所属分类：
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无线传感器网络技术原理及应用本书特色

1. 以培养应用型人才为目标本教材以物联网工程应用型人才为培养目标，在原有体制教育的基础上对课程进行深层次改革，读者在经过系统、完整的学习后能够达到如下要求：掌握物联网相关开发所需的理论和技术体系以及开发过程规范体系；能够熟练地进行设计和开发工作，并具备良好的自学能力；具备一定的项目经验，能够完成嵌入式系统设计、程序编写、文档编写、软硬件测试等工作；达到物联网企业的用人标准，实现学校学习与企业工作的无缝对接。 2. 以新颖的教材架构来引导学习本教材从体系结构到具体内容都体现出知识普及、基础理论、应用开发、综合拓展等四个层面，应由浅入深、由易到难地开展教学。具体内容在组织上划分为理论篇和实践篇：理论篇涵盖知识普及、基础理论和应用开发；实践篇为企业应用案例。

无线传感器网络技术原理及应用内容简介

本书以无线传感器网络的基础知识为出发点，详细介绍了无线传感器网络体系结构以及无线传感器网络所需要的相关技术，旨在让读者更清楚地了解无线传感器网络原理和目前流行的各种相关技术。本书深入讲解了无线传感器网络的基本原理及各层协议，介绍了与无线传感器网络相关的主要技术原理，并使用相关技术搭建了无线传感器网络应用平台，完整地展示了无线传感器网络体系的整体结构。本书分为两篇：理论篇和实践篇。理论篇共有11章，分别讲解了无线传感器网络概述、物理层、MAC层协议、路由层协议、服务支撑技术、Zigbee网络技术、RFID技术、移动通信、WiFi和蓝牙技术、低功耗广域网技术、网关技术。实践篇共包含6个实践，利用Zigbee开发套件、RFID开发套件、GPRS开发套件、Cortex开发套件完成相关实验。本书注重理论与实践相结合，将无线传感器网络技术的理论灵活地运用于实践中，为物联网的学习奠定了基础。本书适用面广，可作为高等院校物联网工程、通信工程、电子信息工程、自动化、计算机科学与技术、计算机网络等专业的本科生教材。

无线传感器网络技术原理及应用目录

理论篇第1章无线传感器网络概述 2 1.1 无线传感器网络简介 3 1.1.1 无线通信技术的主要概念 3 1.1.2 无线传感器网络的产生和发展 6 1.1.3 无线传感器网络的定义 7 1.2 传感器与无线传感器网络 7 1.2.1 传感器 7 1.2.2 传感器与无线传感器网络的关系 8 1.3 物联网与无线传感器网络 8 1.3.1 物联网 9 1.3.2 物联网与无线传感器网络的关系 10 1.4 无线传感器网络体系结构 10 1.4.1 网络结构 10 1.4.2 节点结构 11 1.4.3 节点限制 12 1.4.4 无线传感器网络协议栈 13 1.4.5 无线传感器网络体系结构设计 14 1.5 无线传感器网络的特点 16 1.5.1 与现有无线网络的区别 16 1.5.2 无线传感器网络的特点 17 1.6 无线传感器网络操作系统 19 1.6.1 现有的操作系统 19 1.6.2 TinyOS技术特点 21 1.6.3 TinyOS体系结构 21 1.7 无线传感器网络相关技术 22 1.7.1 Zigbee技术 22 1.7.2 RFID技术 23 1.7.3 蜂窝移动通信与WiFi技术 23 1.7.4 低功耗广域网技术 24 1.8 无线传感器网络应用 24 本章小结 26 本章练习 27 第2章物理层 28 2.1 概述 29 2.2 频率分配 29 2.3 通信信道 30 2.3.1 自由空间信道 30 2.3.2 多径信道 31 2.3.3 加性噪声信道 32 2.3.4 实际环境信道 32 2.4 调制与解调 33 2.4.1 模拟调制 33 2.4.2 数字调制 34 2.4.3 UWB通信技术 36 2.4.4 扩频通信 37 2.5 物理层设计 38 2.5.1 相关概念 38 2.5.2 帧结构 39 2.5.3 物理层功能 39 2.5.4 成本及功耗 42 2.6 非理想特性 42 2.6.1 来源 42 2.6.2 影响 44 2.7 射频前端分析 46 2.7.1 射频前端功耗 46 2.7.2 低功耗设计 47 本章小结 47 本章练习 48 第3章 MAC层协议 49 3.1 概述 50 3.1.1 功能概述 50 3.1.2 帧结构 51 3.1.3 分类 55 3.2 竞争型MAC协议 55 3.2.1 SMAC协议 55 3.2.2 TMAC协议 57 3.2.3 PMAC协议 60 3.3 分配型MAC协议 61 3.3.1 SMACS协议 61 3.3.2 TRAMA协议 63 3.3.3 DMAC协议 64 3.4 混合型MAC协议 66 3.4.1 ZMAC协议概述 66 3.4.2 基本思想 67 3.4.3 算法描述 67 3.4.4 关键技术 67 3.4.5 特点 69 3.5 MAC层与跨层设计 69 3.5.1 跨层设计的提出 69 3.5.2 AIMRP协议 72 本章小结 73 本章练习 74 第4章路由层协议 75 4.1 概述 76 4.1.1 功能和特点 76 4.1.2 关键技术 76 4.1.3 分类 77 4.1.4 发展 79 4.2 以数据为中心的路由协议 80 4.2.1 SPIN协议 80 4.2.2 DD协议 83 4.3 分层结构的路由协议 85 4.3.1 LEACH协议 85 4.3.2 PEGASIS协议 86 4.3.3 TTDD协议 87 4.3.4 TEEN与APTEEN协议 90 4.4 地理位置信息路由协议 91 4.4.1 GPSR协议 91 4.4.2 GAF协议 93 4.4.3 LAR协议 95 4.4.4 GEAR协议 97 4.5 可靠路由协议SPEED 98 4.5.1 基本思想 98 4.5.2 关键技术 99 4.6 按需路由协议 100 4.6.1 DSDV协议 101 4.6.2 DSR协议 101 4.6.3 AODV协议 103 本章小结 104 本章练习 105 第5章服务支撑技术 106 5.1 时间同步技术 107 5.1.1 概述 107 5.1.2 方法 107 5.1.3 协议 108 5.1.4 应用 110 5.2 数据融合技术 111 5.2.1 概念 111 5.2.2 策略 111 5.2.3 作用 114 5.3 定位技术 115 5.3.1 概述 115 5.3.2 基于测距的定位 115 5.3.3 无须测距的定位 118 5.3.4 定位系统 119 5.3.5 应用领域 120 5.4 网络安全技术 121 5.4.1 概述 121 5.4.2 安全协议 121 5.4.3 密钥分配管理 122 5.4.4 安全支撑 124 5.5 容错设计技术 124 5.5.1 概述 124 5.5.2 故障模型 125 5.5.3 检测和诊断 126 5.5.4 故障修复 128 5.5.5 可靠性分析 129 5.6 服务质量保证 131 5.6.1 概述 131 5.6.2 节点的QoS 132 5.6.3 网络层的QoS 133 5.6.4 用户感知的QoS 133 本章小结 134 本章练习 135 第6章 Zigbee网络技术 136 6.1 Zigbee技术概述 137 6.1.1 定义 137 6.1.2 特点 137 6.1.3 协议架构 138 6.2 应用系统组成 138 6.2.1 常见的Zigbee芯片 138 6.2.2 常见的Zigbee协议栈 140 6.2.3 应用系统组成 141 6.3 网络拓扑和协议栈结构 142 6.3.1 拓扑结构 143 6.3.2 协议栈体系结构 144 6.4 应用简介 146 本章小结 147 本章练习 147 第7章 RFID技术 148 7.1 RFID技术原理 149 7.1.1 组成 149 7.1.2 分类 149 7.1.3 工作原理 150 7.2 RFID标准 153 7.2.1 ISO标准 153 7.2.2 EPC Global标准 155 7.2.3 Ubiquitous ID标准 156 7.3 RFID系统原理 158 7.3.1 低频RFID系统原理 158 7.3.2 高频RFID系统原理 159 7.3.3 超高频RFID系统原理 161 7.4 RFID组网技术 162 7.4.1 读写器网络部署特点 162 7.4.2 Zigbee与RFID组网 163 7.5 RFID技术应用 164 7.6 NFC技术 165 7.6.1 NFC概述 165 7.6.2 NFC技术特点 166 7.6.3 NFC技术原理 167 7.6.4 NFC工作模式 169 7.6.5 NFC技术应用 170 本章小结 175 本章练习 175 第8章移动通信 176 8.1 概述 177 8.1.1 移动通信的概念 177 8.1.2 移动通信的发展 177 8.1.3 移动通信的系统组成 178 8.1.4 移动通信的系统分类 179 8.2 GSM移动通信 180 8.2.1 概述 180 8.2.2 网络结构 180 8.2.3 无线接口 182 8.3 GPRS技术 182 8.3.1 概述 182 8.3.2 网络架构 184 8.3.3 传输平面和信令平面 186 8.3.4 TCP/IP协议 187 8.4 第三代移动通信 189 8.4.1 概述 190 8.4.2 WCDMA系统 190 8.4.3 CDMA2000系统 192 8.4.4 TD-SCDMA系统 192 8.5 4G 193 8.5.1 4G技术的特点 193 8.5.2 4G系统网络结构 193 8.5.3 4G关键技术 194 8.6 5G 195 8.6.1 5G技术的特点 195 8.6.2 5G关键能力和技术场景 196 8.6.3 5G关键技术 197 8.7 LiFi技术 198 8.7.1 LiFi技术的工作原理 199 8.7.2 LiFi技术的特点 199 8.7.3 LiFi技术的应用 200 8.8 移动通信技术的应用 201 本章小结 202 本章练习 203 第9章 WiFi和蓝牙技术 204 9.1 WiFi技术 205 9.1.1 概述 205 9.1.2 IEEE 802.11 WLAN标准 205 9.1.3 协议架构 207 9.1.4 组网方式 208 9.1.5 WiFi技术的应用 210 9.2 蓝牙技术 211 9.2.1 概述 211 9.2.2 技术特点 212 9.2.3 系统结构 214 9.2.4 组网方式 214 9.2.5 蓝牙技术的应用 216 本章小结 218 本章练习 218 第10章低功耗广域网技术 219 10.1 低功耗广域网技术简介 220 10.2 LoRa技术 221 10.2.1 LoRa技术要点 221 10.2.2 LoRa网络架构 221 10.2.3 LoRa技术优势 222 10.2.4 LoRa技术应用 223 10.3 SigFox技术 224 10.3.1 SigFox技术要点 225 10.3.2 SigFox网络架构 225 10.3.3 SigFox技术优势 226 10.3.4 SigFox技术应用 226 10.4 NB-IoT技术 227 10.4.1 NB-IoT技术要点 227 10.4.2 NB-IoT网络架构 228 10.4.3 NB-IoT技术优势 228 10.4.4 NB-IoT技术应用 229 本章小结 231 本章练习 231 第11章网关技术 232 11.1 概述 233 11.2 网关的分类 233 11.2.1 协议网关 233 11.2.2 应用网关 234 11.2.3 安全网关 235 11.3 网关的特点与功能 235 11.3.1 网关的特点 235 11.3.2 网关的功能 235 11.4 无线传感器网络网关示例 236 11.4.1 网关开发板 236 11.4.2 CC2530模块 237 11.4.3 网关协议转换 237 本章小结 238 本章练习 238 实践篇实践1 MAC层协议 240 实践认知MAC帧的一般格式 240 实践2 路由层协议 255 实践2.1 路由认知实验 255 实践2.2 基于Zigbee的Z-AODV 路由协议实验 258 实践3 Zigbee网络技术 261 实践3.1 Zigbee网络技术基础实验 261 实践3.2 Zigbee环境温度监测应用实验 266 实践4 RFID技术 270 实践 RFID的公交/地铁乘车卡消费系统 270 实践5 移动通信 281 实践5.1 GPRS系统认知实验 281 实践5.2 GPRS AT命令集实验 283 实践6 网关技术 293 实践6.1 网关软硬件的设置 293 实践6.2 无线传感器网络网关综合实验 300

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