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内容简介

　　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，并融合国内外新研究进展进行了总结。
　　《分层无线传感器网络关键技术》面向从事物联网工程、计算机相关领域研究的科研人员，也可作为相关专业高等院校研究生和本科商年级教材，对从事无线传感器网络技术研发、应用和管理的研究者具有一定参考价值。

内页插图

目录

第1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基于随机选举的分簇协议

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随机密钥预分配方案

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

前言/序言

　　随着近年来人们对传感网和物联网的关注度不断提高，无线传感器网络作为一种重要的前端信息感知技术正逐渐由研究测试阶段步入实质应用阶段，渐渐展现出其巨大的市场价值。
　　无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术，能够监测、感知和采集网络铺设区域内的各种环境或对象信息，并自组织地进行网内协作来对这些数据进行处理，从而获得详尽而准确的侦测数据，传送到需要这些信息的用户。随着人们对该类型网络研究的深入，其中的分层网络结构由于能够获得较好的网络效率、结构清晰且易于与实际应用相结合，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。
　　尽管对于无线传感器网络本身已有不少相关书籍和资料，但其中关于分层结构无线传感器网络的描述往往只占很少篇幅，专门针对其中关键技术进行详细分析的书籍更是缺乏。为了对该课题下关键技术进行有效的总结和提炼，本书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6个关键问题进行了深入探讨。汇集了相关课题最典型的代表性成果，并融合国内外最新进展对各领域的研究方向进行了总结。
　　全书共分为7章，其中第二章分层路由协议重点解释了分层无线传感器网络的特征和实现原理，是对本书后五章所介绍的各个关键技术的铺垫和基础。读者可以按顺序先阅读第二章，再根据兴趣从第三至七章中选择其它感兴趣内容阅读。或根据需要直接跳到后面相应专题选择阅读。第三至五章是分层无线传感器网络实施本身需要解决的安全、融合与定位基本功能。第六、七章是从应用角度介绍了多目标跟踪技术的实现和信息采集过程中的位置隐私保护问题。
　　本书旨在为从事物联网，尤其是无线传感器网络研究领域的读者服务，主要从算法、协议角度出发，较系统地阐述了分层无线传感器网络基础架构和关键技术。本书面向的主要对象包括从事相关领域研究的科研人员，学习物联网相关课程的高等院校物联网工程类、计算机类专业研究生和本科高年级学生，以及从事无线传感器网络技术研发、应用和管理的工程技术人员。
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