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無線感測器網路技術與工程應用

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1 無線感測器網路技術與工程應用 -圖書信息

  

無線感測器網路技術與工程應用

書 名: 無線感測器網路技術與工程應用

  作 者:杜曉通

  出版社: 機械工業出版社

  出版時間: 2010-3-1

  ISBN: 9787111292876

  開本: 16開

  定價: 33.00元

2 無線感測器網路技術與工程應用 -內容簡介

  本書比較全面地論述了無線感測器網路所涉及的關鍵技術,包括無線感測器網路的概念、特點和節點的開發等。全書共分為10章,內容包括無線感測器的概念、通信協議、定位與信息處理、開發無線感測器節點所涉及的理論基礎、軟體、硬體設計原理和實現方法以及應用無線感測器網路的實際工程案例。附錄中給出了作者自行開發的微代碼的操作系統——PIC18系列微處理網路版操作系統。在本書配套的光碟中給出了作者自主開發的實時操作系統和應用操作系統的12個實例代碼,以幫助讀者更好地開發自己的無線感測器網路產品和工程應用。

  本書主要適合從事無線感測器網路領域工作,特別是產品開發和工程應用的讀者,也可作為計算機、電子、自動化和通信等專業的本科生和研究生的教材。

3 無線感測器網路技術與工程應用 -圖書目錄

  前言

  第1章 緒論1

  1.1 引言1

  1.2 感測器技術的發展2

  1.2.1 微型化2

  1.2.2 智能化3

  1.2.3 多功能感測器4

  1.3 無線感測器網路的應用5

  1.3.1 軍事領域5

  1.3.2 環境監測6

  1.3.3 醫療健康監測6

  1.3.4 建築物監測及城市管理6

  1.3.5 智能交通6

  1.3.6 藥品管理和衛生保健7

  1.4 無線感測器網路研究熱點問題和關鍵技術7

  1.5 幾種無線網路9

  1.6 關於無線感測器網路的開發10

  第2章 IEEE802.15.4 協議13

  2.1 IEEE802.15.4 的主要特點13

  2.2 IEEE802.15.4 的物理層15

  2.2.1 物理層服務規範16

  2.2.2 物理層協議數據單元格式17

  2.3 IEEE802.15.4 的MAC層19

  2.3.1 MAC幀的結構19

  2.3.2 MAC幀的分類22

  2.4 MAC層完成的基本服務31

  2.4.1 MAC層數據服務31

  2.4.2 MAC層管理服務32

  第3章 ZigBee協議介紹34

  3.1 概述34

  3.2 應用層規範37

  3.2.1 ZigBee應用支持子層39

  3.2.2 應用支持子層的管理實體39

  3.2.3 APS數據服務40

  3.2.4 APS管理服務42

  3.2.5 APS的帖格式46

  3.2.6 特殊幀類型格式49

  3.3 APS常數和PIB屬性50

  3.3.1 APS常數50

  3.3.2 APS信息資料庫51

  3.4 網路層51

  3.4.1 網路層幀格式53

  3.4.2 網路層常量和NIB屬性60

  3.5 ZigBee的網路建立過程64

  第4章 WSN定位與信息處理67

  4.1 節點定位技術67

  4.1.1 概述67

  4.1.2 定位演算法的分類68

  4.1.3 測距方法的分類69

  4.2 計算節點位置的演算法70

  4.3 IEEE802.1 5.4 的定位思路77

  4.4 網路控制系統的控制方法79

  4.4.1 變時滯網路控制系統79

  4.4.2 數據丟失網路控制系統81

  4.4.3 帶寬有限網路控制系統82

  4.5 無線感測器網路信號估計84

  4.5.1 不可靠網路中的估計問題85

  4.5.2 信息丟失系統87

  4.5.3 基於量化數據的估計問題89

  第5章 無線感測器網路系統應用軟體92

  5.1 無線感測器網路的操作系統92

  5.2 自主知識產權的WSN操作系統wsnRTOS100

  5.2.1 操作系統結構設計簡介102

  5.2.2 操作系統的特點105

  5.3 射頻通信與控制軟體108

  5.3.1 SPI通信設計108

  5.3.2 CC2500的控制軟體功能109

  5.4 網關軟體的設計114

  第6章 無線感測器網路的無線傳輸理論基礎122

  6.1 天線基礎知識122

  6.1.1 天線的方向性122

  6.1.2 天線的極化124

  6.1.3 自由空間通信距離方程125

  6.2 阻抗127

  6.2.1 阻抗的重要意義127

  6.2.2 無相移的最大傳輸功率128

  6.2.3 天線的阻抗與頻帶寬度129

  6.2.4 傳輸線與匹配網路133

  6.3 WSN系統的天線設計134

  6.3.1 微帶天線的定義和結構135

  6.3.2 PCB天線設計135

  6.3.3 1/4波長單極天線138

  6.3.4 PCB天線的匹配142

  6.4 數字通信的編解碼143

  6.4.1 數字通信中的編碼143

  6.4.2 解碼和誤比特率144

  6.4.3 糾錯方案145

  第7章 無線感測器網路硬體147

  7.1 無線感測器網路硬體設計通用規則147

  7.2 接地設計148

  7.2.1 電容電感的接地149

  7.2.2 微帶接地151

  7.3 無線感測器網路通用硬體設計155

  7.3.1 通用I/O的設計155

  7.3.2 A/D外圍電路的設計155

  7.3.3 振蕩電路的設計156

  7.3.4 CPU外圍電路的設計157

  7.4 無線感測器網路的功耗設計162

  7.4.1 無線感測器網路單節點功耗分析及低功耗設計162

  7.4.2 無線感測器網路感測器節點低功耗設計164

  7.4.3 無線感測器網路各層低功耗設計166

  第8章 無線感測器網路在油井監測系統中的應用169

  8.1 背景及意義169

  8.2 系統設計170

  8.2.1 需求分析170

  8.2.2 系統設計原則和思想171

  8.2.3 系統結構設計172

  8.3 感測器節點設計173

  8.3.1 低功耗設計173

  8.3.2 感測器節點硬體設計175

  8.3.3 感測器節點軟體設計176

  8.4 匯聚節點設計179

  8.4.1 嵌入式操作系統179

  8.4.2 匯聚節點硬體設計180

  8.4.3 匯聚節點軟體設計183

  8.5 管理節點187

  8.5.1 資料庫伺服器管理軟體187

  8.5.2 系統設計實例188

  第9章 無線感測器網路系統在路燈節能中的應用193

  9.1 概述193

  9.2 路燈節能中無線感測器網路的設計技術195

  9.2.1 系統的硬體設計197

  9.2.2 系統的軟體設計199

  第10章 無線感測器網路其他應用舉例219

  10.1 無線感測器網路與能量管理系統219

  10.1.1 中國建築能耗現狀219

  10.1.2 建築物能量管理系統的構成220

  10.1.3 無線感測器網路在能量管理系統中的應用222

  10.2 無線感測器網路在家庭安防中的應用232

  10.2.1 傳統家居安防監控系統的組成232

  10.2.2 智能家居安防監控系統原理233

  10.2.3 無線感測器網路在智能家居安防監控系統中的實現235

  附錄PIC18系列微處理器網路版操作系統238

  參考文獻255

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