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理论篇2

第1章 WSN概述2

本章目标2

学习导航2

1.1概述2

1.1.1无线通信技术3

1.1.2 WSN的产生和定义5

1.1.3 WSN的发展6

1.2传感器与WSN7

1.2.1传感器7

1.2.2传感器与传感器网络的关系7

1.3物联网与WSN8

1.3.1物联网定义8

1.3.2物联网体系结构8

1.3.3物联网与传感器网络的关系9

1.4 WSN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11

1.4.4 WSN协议栈13

1.4.5体系结构设计14

1.5 WSN特点16

1.5.1与现有无线网络的区别16

1.5.2特点17

1.6 WSN操作系统18

1.6.1现有的操作系统18

1.6.2 TinyOS技术特点20

1.6.3 TinyOS体系结构21

1.7 WSN相关技术22

1.7.1 Zigbee技术22

1.7.2 RFID技术22

1.7.3其他技术23

1.8应用领域23

小结26

习题26

第2章 物理层27

本章目标27

学习导航27

2.1概述27

2.2频率分配28

2.3通信信道29

2.3.1自由空间信道29

2.3.2多径信道30

2.3.3加性噪声信道31

2.3.4实际环境信道31

2.4调制与解调32

2.4.1模拟调制32

2.4.2数字调制32

2.4.3 UWB通信技术35

2.4.4扩频通信36

2.5物理层设计37

2.5.1相关概念37

2.5.2帧结构37

2.5.3物理层功能38

2.5.4成本及功耗41

2.6非理想特性41

2.6.1来源41

2.6.2影响43

2.7射频前端分析45

2.7.1射频前端功耗45

2.7.2低功耗设计46

小结46

习题47

第3章 MAC层协议48

本章目标48

学习导航48

3.1概述48

3.1.1功能概述49

3.1.2帧结构50

3.1.3分类53

3.2竞争型MAC协议54

3.2.1 SMAC协议54

3.2.2 TMAC协议56

3.2.3 PMAC协议59

3.3分配型MAC协议60

3.3.1 SMACS协议60

3.3.2 TRAMA协议61

3.3.3 DMAC协议63

3.4混合型MAC协议65

3.4.1 ZMAC协议概述65

3.4.2基本思想65

3.4.3算法描述66

3.4.4关键技术66

3.4.5特点67

3.5 MAC层与跨层设计68

3.5.1跨层设计提出68

3.5.2 AIMRP协议71

小结72

习题73

第4章 路由层协议74

本章目标74

学习导航74

4.1概述74

4.1.1功能和特点75

4.1.2关键技术75

4.1.3分类76

4.1.4发展78

4.2以数据为中心的路由协议78

4.2.1 SPIN协议79

4.2.2 DD协议81

4.3分层结构的路由协议84

4.3.1 LEACH协议84

4.3.2 PEGASIS协议85

4.3.3 TTDD协议86

4.3.4 TEEN与APTEEN协议89

4.4地理位置信息路由协议90

4.4.1 GPSR协议90

4.4.2 GAF协议92

4.4.3 LAR协议94

4.4.4 GEAR协议96

4.5可靠路由协议97

4.6按需路由协议99

4.6.1 DSDV协议99

4.6.2 DSR协议100

4.6.3 AODV协议102

小结103

习题104

第5章 服务支撑技术105

本章目标105

学习导航105

5.1时间同步技术105

5.1.1概述106

5.1.2方法106

5.1.3协议107

5.1.4应用109

5.2数据融合技术110

5.2.1概念110

5.2.2策略110

5.2.3作用113

5.3定位技术114

5.3.1概述114

5.3.2基于测距的定位114

5.3.3无需测距的定位117

5.3.4定位系统118

5.3.5应用领域119

5.4网络安全技术119

5.4.1概述119

5.4.2安全协议120

5.4.3密钥分配管理121

5.4.4安全支撑122

5.5容错设计技术123

5.5.1概述123

5.5.2故障模型123

5.5.3检测和诊断124

5.5.4故障修复127

5.5.5可靠性分析128

5.6服务质量保证129

5.6.1概述130

5.6.2节点的QoS131

5.6.3网络层的QoS131

5.6.4用户感知的QoS132

小结133

习题133

第6章 Zigbee网络技术134

本章目标134

学习导航134

6.1 Zigbee技术概述134

6.1.1定义134

6.1.2特点135

6.1.3协议架构135

6.2应用系统组成136

6.2.1常见的Zigbee芯片136

6.2.2常见的Zigbee协议栈138

6.2.3应用系统组成139

6.3网络拓扑和协议栈结构141

6.3.1拓扑结构141

6.3.2协议栈体系结构142

6.4应用简介145

小结145

习题146

第7章 RFID技术147

本章目标147

学习导航147

7.1 RFID技术原理147

7.1.1组成147

7.1.2分类148

7.1.3工作原理149

7.2 RFID标准152

7.2.1 ISO标准152

7.2.2 EPC Global标准154

7.2.3 Ubiquitous ID标准155

7.3 RFID系统原理157

7.3.1低频RFID系统原理157

7.3.2高频RIDD系统原理158

7.3.3超高频RFID系统原理160

7.4 RFID组网技术161

7.4.1读写器网络部署特点161

7.4.2 Zigbee与RFID组网162

7.5 RFID技术应用163

小结164

习题164

第8章 蜂窝移动通信165

本章目标165

学习导航165

8.1概述165

8.1.1概念165

8.1.2发展166

8.2 GSM移动通信167

8.2.1概述167

8.2.2网络结构168

8.2.3无线接口169

8.3 GPRS技术170

8.3.1概述170

8.3.2逻辑网络架构171

8.3.3传输平面和信令平面173

8.3.4 TCP/IP协议175

8.4第三代移动通信177

8.4.1概述177

8.4.2 WCDMA系统178

8.4.3 CDMA2000系统179

8.4.4 TD-SCDMA系统180

8.5蜂窝移动通信技术应用180

小结181

习题181

第9章 WIFI技术182

本章目标182

学习导航182

9.1 WIFI技术概述182

9.1.1概述182

9.1.2 IEEE802.11 WLAN标准183

9.1.3组网方式184

9.2 WIFI协议架构186

9.2.1 802.11规范186

9.2.2无线媒体接入186

9.2.3物理层187

9.3 WIFI技术应用188

小结189

习题189

第10章 网关技术190

本章目标190

学习导航190

10.1概述190

10.2网关的分类191

10.2.1协议网关191

10.2.2应用网关192

10.2.3安全网关192

10.3网关的特点与功能193

10.3.1网关的特点193

10.3.2网关的功能193

10.4 WSN网关194

10.4.1网关开发板194

10.4.2 CC2530模块195

10.4.3网关协议的转换195

小结195

习题196

实践篇198

实践1 MAC层协议198

实践1G.1198

实践2路由层协议214

实践2.G.1214

实践2.G.2217

实践3 Zigbee网络技术221

实践3.G.1221

实践3.G.2226

练习3.E.1229

实践4 RFID技术230

实践4.G.1230

实践5蜂窝移动通信243

实践5.G.1243

实践5.G.2246

实践6网关技术256

实践6.G.1256

实践6.G.2263