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上篇 静态传感器网络 1

第1章 无线传感器网络概述 1

1．1 无线传感器网络的基本概念 1

1．2 无线传感器的体系结构 3

1．2．1 传感器网络的结构 3

1．2．2 传感器的节点结构 4

1．2．3 传感器网络通信体系结构 4

1．3 无线传感器网络的特点及优势 5

1．4 无线传感器网络的应用 7

1．5 无线传感器网络研究及发展概况 9

参考文献 11

第2章 无线传感器网络的MAC协议 13

2．1 MAC协议概述 13

2．2 IEEE 802．11 MAC协议 15

2．3 斑马MAC协议 18

2．4 漏斗MAC协议 20

2．5 TRAMA协议 21

2．5．1 TRAMA协议概述 21

2．5．2 TRAMA协议组成 22

2．5．3 访问方式与相邻节点协议 23

2．5．4 传输时间安排交换协议 23

参考文献 24

第3章 无线传感器网络的路由协议 26

3．1 路由协议概述 26

3．2 低能量自适应分群分层协议 27

3．3 两层数据分发协议 31

参考文献 33

第4章 无线传感器网络时间同步技术 35

4．1 传感器网络的时间同步概述 35

4．2 典型的无线传感器网络时间同步方法分析 36

4．2．1 无线传感器网络时间同步基本原理 36

4．2．2 时间同步性能指标 38

4．2．3 典型的时间同步算法 39

4．2．4 典型算法性能分析 46

4．3 改进的RBS和TPSN时间同步方法 48

4．3．1 RBS改进算法 49

4．3．2 TPSN改进算法 56

4．4 本章小结 62

参考文献 62

第5章 基于注意的融合算法在视频传感器网络中的应用 64

5．1 视频传感器网络简介 64

5．2 基于注意的多质量图像融合 66

5．2．1 设计原理及系统模型 66

5．2．2 节点的部署 66

5．2．3 层间节点视图区域的映射 67

5．2．4 高层节点基于动态注意的唤醒机制 68

5．2．5 低层节点图像的采集与预处理 69

5．2．6 多质量图像的融合 70

5．2．7 高层节点的融合算法 71

5．3 实验结果 71

5．3．1 基于区域映射的多质量图像融合 72

5．3．2 基于静态注意的多质量图像融合 72

5．4 本章小结 74

参考文献 74

第6章 无线传感器网络声源定位技术 76

6．1 影响声源定位的主要因素 76

6．2 声音信号的采集 77

6．2．1 声音传感器的特征分析 77

6．2．2 信号采集条件 78

6．2．3 采样频率选择 78

6．2．4 前端信号放大 78

6．3 数据处理与参数提取 79

6．3．1 目标特征提取 79

6．3．2 数据处理 79

6．4 定位算法几何模型 82

6．4．1 圆周定位算法 82

6．4．2 双曲线定位算法 83

6．4．3 角度测量定位算法 83

6．5 传统声源定位方式 84

6．5．1 传统声源定位分类 84

6．5．2 TDOA声源算法 85

6．6 无线传感器网络声源定位算法 85

6．7 声源定位原型系统的设计和实现 89

6．7．1 系统设计 89

6．7．2 编程与实现 96

6．8 本章小结 105

参考文献 105

下篇 移动传感器网络 106

第7章 移动传感器网络概述 106

7．1 移动传感器网络的特点及应用 106

7．2 部署问题的性能评价 107

7．2．1 覆盖率 108

7．2．2 重叠率 109

7．2．3 覆盖重数 109

7．2．4 丢失质量 110

7．2．5 节点密度 110

7．2．6 均匀度 110

7．2．7 部署时间 110

7．2．8 连通性 111

7．2．9 节点平均移动距离 111

7．3 国内外研究现状 112

7．3．1 几何向量法 112

7．3．2 基于网格划分 113

7．3．3 人工势场算法 113

7．3．4 虚拟力算法 115

7．3．5 Delaunay三角形和人工势场技术 115

7．4 问题的引出 116

参考文献 117

第8章 虚拟力在移动传感器网络部署中的运用 119

8．1 虚拟力算法基本原理 119

8．2 问题描述 120

8．3 快速自部署算法 121

8．3．1 节点模型 122

8．3．2 作用力公式 122

8．3．3 节点的运动方程 124

8．3．4 快速部署算法描述 124

8．4 仿真与性能分析 125

8．4．1 实例研究 126

8．4．2 与VOR算法的对比分析 127

8．5 本章小结 130

参考文献 130

第9章 移动传感器网络的分割问题 132

9．1 覆盖与连通 132

9．2 网络分割问题分析 133

9．3 抗分割的移动传感器网络自部署算法 135

9．3．1 抗分割自部署算法模型 136

9．3．2 算法的节点模型 136

9．3．3 作用力公式及运动方程 137

9．3．4 算法描述 138

9．4 改进的多中心自部署算法 139

9．4．1 算法的节点模型 139

9．4．2 MCDA描述 139

9．5 仿真与结果分析 140

9．5．1 APSDA实例研究 141

9．5．2 与VFA的对比实验及分析 143

9．5．3 MCDA的实例研究 146

9．6 本章小结 149

参考文献 149

第10章 移动传感器网络的精确部署问题 151

10．1 精确部署的思想 151

10．2 部署时间与平均移动距离 151

10．3 Priority-based算法 152

10．4 面向目标精确部署算法 153

10．4．1 TPSA部署原理 153

10．4．2 算法的节点模型 153

10．4．3 作用力公式及运动方程 154

10．4．4 TPSA描述 155

10．5 仿真与性能分析 157

10．5．1 实例研究 157

10．5．2 与Priority—based算法的对比实验及分析 157

10．5．3 部署时间的实验结果及分析 160

10．5．4 平均移动距离的实验结果及分析 161

10．5．5 最大移动距离的实验结果及分析 162

10．6 本章小结 162

参考文献 162

第11章 混合传感器网络部署增强技术 164

11．1 混合无线传感器网络概念 164

11．2 相关算法分析 165

11．2．1 Bidding protocol算法 166

11．2．2 Cell Density-based算法 168

11．2．3 HSDA介绍 168

11．3 问题描述 169

11．4 混合传感器网络部署增强算法 170

11．4．1 混合传感器网络的结构模型与部署原理 170

11．4．2 VFDEA的节点模型 173

11．4．3 作用力公式与运动方程 173

11．4．4 VFDEA描述 174

11．5 仿真与性能分析 176

11．5．1 实例研究 176

11．5．2 与HSDA的对比实验及分析 182

11．6 本章小结 184

参考文献 185

第12章 移动传感器网络动态管理技术 187

12．1 无线传感器网络的拓扑控制 187

12．2 网络的扩张与收缩 187

12．3 多密度部署方法 189

12．3．1 多密度部署问题分析 190

12．3．2 MDDA的节点模型 190

12．3．3 作用力公式及运动方程 191

12．3．4 MDDA描述 191

12．3．5 仿真与结果分析 192

12．4 网络的迁移 194

12．5 本章小结 196

参考文献 197