分層無綫傳感器網絡關鍵技術 9787564738563 電子科技大學齣版社 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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王佳昊 著

圖書標籤:

• 無綫傳感器網絡
• 分層網絡
• 路由協議
• 數據聚閤
• 節能技術
• 網絡安全
• 電子科技大學齣版社
• 傳感器網絡
• 通信協議
• 網絡架構

店鋪： 北京文博宏圖圖書專營店

齣版社： 電子科技大學齣版社

ISBN：9787564738563

商品編碼：29559796204

包裝：平裝-膠訂

齣版時間：2017-01-01

基本信息

書名：分層無綫傳感器網絡關鍵技術

定價：59.00元

作者：王佳昊

齣版社：電子科技大學齣版社

齣版日期：2017-01-01

ISBN：9787564738563

字數：

頁碼：

版次：1

裝幀：平裝-膠訂

開本：16開

商品重量：0.4kg

編輯推薦

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內容提要

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分層結構憑藉良好的效率和易於管理等優勢成為無綫傳感器網絡中的一個重要分支，在科學研究和實際應用中都受到高度重視。《分層無綫傳感器網絡關鍵技術》在對分層路由算法歸類的基礎上比較深入地分析和總結瞭分層無綫傳感器網絡結構和特點，從安全、效率和應用的角度齣發對其中的分層路由、密鑰管理、數據融閤、節點定位、多目標跟蹤和位置隱私6個關鍵問題進行瞭深入探討。匯集瞭相關內容*典型的代錶性成果，並融閤國內外*研究進展進行瞭總結。

目錄

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第1章分層無綫傳感器網絡

1.1無綫傳感器網絡

1.1.1無綫傳感器網絡的組成

1.1.2無綫傳感器網絡的特點

1.1.3無綫傳感器網絡的體係結構

1.2基於分層的無綫傳感器網絡

1.2.1分層無綫傳感器網絡的結構

1.2.2分層無綫傳感器網絡的關鍵技術

1.2.3特點及性能指標

1.3分層無綫傳感器網絡研究及發展

1.4分層無綫傳感器網絡的應用

1.5本書章節安排

第2章分層路由協議

2.1分層路由協議概述

2.1.1分層路由協議的概念

2.1.2組播技術

2.1.3分層路由協議的分類

2.1.4分層路由協議評估指標

2.2靜態分層路由

2.2.1基於隨機選舉的分簇協議

2.2.2基於樹的分簇協議

2.2.3基於能量的分簇協議

2.2.4基於地理位置信息的分簇協議

2.3動態的分層路由

2.3.1基於網格劃分的動態分簇路由協議

2.3.2基於三角劃分的分簇路由協議

2.3.3基於動態移動組播的動態分簇路由協議

2.4分簇協議比較

2.5本章小結

第3章組密鑰管理協議

3.1組密鑰管理概述

3.1.1組密鑰管理機製

3.1.2組密鑰管理協議麵臨的安全威脅

3.1.3組密鑰管理協議的分類

3.1.4組密鑰安全性的基本要求

3.1.5傳感器網絡加密機製

3.2集中式的組密鑰管理協議

3.2.1GKMP協議

3.2.2HMKM協議

3.2.3BHEK協議

3.3分布式的組密鑰管理協議

3.3.1DFKM協議

3.3.2B—PCGR協議

3.3.3LKH協議

3.4分層式組密鑰管理協議

3.4.1Iolus協議

3.4.2隨機密鑰預分配方案

3.4.3基於多項式求解的群組密鑰管理協議

3.4.4基於剩餘定理與密鑰樹的群組密鑰管理協議

3.5本章小結

第4章數據融閤

4.1數據融閤概述

4.1.1數據融閤的作用

4.1.2數據融閤的層次

4.2數據融閤算法

4.2.1數據融閤算法分類

4.2.2基於處理結構的分類

4.2.3基於路由的數據融閤算法

4.2.4基於生成樹的數據融閤算法

4.2.5基於時域預測的數據融閤算法

4.2.6基於隱私保護的安全數據融閤算法

4.3多傳感器數據融閤

4.3.1多傳感器數據融閤原理

4.3.2多傳感器數據融閤關鍵問題

4.3.3多傳感器數據融閤方法

4.4本章小結

第5章定位技術

5.1定位技術概述

5.1.1定位技術的應用

5.1.2定位技術相關術語

5.1.3基本定位方法

5.1.4定位算法性能評價指標

5.1.5定位技術方法分類

5.2基本定位方法

5.2.1基於測距的定位算法

5.2.2基於非測距的定位算法

5.3基於移動錨節點的定位

5.3.1典型的路徑規劃算法

5.3.2基於凹凸網絡的路徑規劃算法

5.4基於復雜場景下的定位算法

5.4.1基於網絡分割的定位

5.4.2立體空間網絡

5.4.3三維錶麵網絡

5.4.4NLOS環境下的定位

5.5安全定位算法

5.5.1定位係統安全性分析

5.5.2安全定位模型

5.6本章小結

第6章多目標跟蹤

6.1多目標跟蹤概述

6.1.1多目標跟蹤問題

6.1.2跟蹤算法分類

6.1.3目標跟蹤的性能指標

6.2基於樹狀的目標跟蹤算法

6.3基於簇狀的目標跟蹤算法

6.4基於區域事件的目標跟蹤算法

6.5基於卡爾曼濾波的目標跟蹤算法

6.6基於多邊形邊權重值的多目標跟蹤算法

6.7本章小結

第7章位置隱私保護

7.1位置隱私保護概述

7.1.1位置隱私麵臨的安全威脅

7.1.2位置隱私保護的分類

7.1.3位置隱私性能評價

7.2節點身份匿名

7.2.1簡單匿名機製

7.2.2加密匿名機製

7.2.3基於單嚮加密哈希鏈的機製

7.3源節點位置隱私

7.3.1基於局部攻擊者模型的方法

7.3.2基於全局攻擊者模型的方法

7.3.3內部攻擊者方法

7.4匯聚節點位置隱私保護

7.4.1局部攻擊者模型

7.4.2全局攻擊者模型

7.5基於時空匿名的位置隱私保護協議

7.5.1KNN協議

7.5.2L2P2協議

7.5.3基於Casper框架方法

7.6本章小結

作者介紹

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文摘

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序言

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智慧互聯的基石：探索無綫傳感器網絡的前沿技術與未來展望 隨著物聯網（IoT）概念的深入人心，一個由無數智能節點組成的龐大網絡正悄然編織，滲透到我們生活的方方麵麵。從環境監測到智能傢居，從工業自動化到智慧醫療，無綫傳感器網絡（Wireless Sensor Networks, WSNs）作為構建這一智慧互聯世界的關鍵支撐技術，其重要性日益凸顯。本書旨在為讀者係統深入地剖析WSNs領域的核心技術，揭示其運行的奧秘，並展望其未來的發展趨勢，為相關領域的科研人員、工程師以及對WSNs充滿好奇的讀者提供一份詳實的參考。 第一章：無綫傳感器網絡的起源與發展 本章將帶領讀者迴顧WSNs的誕生與演進曆程。從早期概念的萌芽，到關鍵技術的逐步成熟，再到如今在各種應用場景中的廣泛部署，我們將梳理WSNs發展的脈絡。理解其發展背景，有助於我們更好地把握當前技術所處的階段以及未來演進的方嚮。我們將探討早期研究的重點，例如節點的感知、處理和通信能力，以及網絡拓撲的形成機製。同時，也會提及一些具有裏程碑意義的WSNs應用案例，這些案例不僅展示瞭WSNs的強大潛力，也為後續技術的發展指明瞭方嚮。 第二章：WSNs的體係結構與工作原理 深入理解WSNs的體係結構是掌握其關鍵技術的基礎。本章將詳細闡述WSNs典型的分層體係結構，並深入剖析每一層的功能與職責。我們將從物理層開始，介紹無綫信號的産生、傳輸和接收；接著講解數據鏈路層如何實現可靠的數據傳輸和衝突避免；網絡層如何解決節點的尋址和路由問題；傳輸層如何保證端到端的通信質量；以及應用層如何提供多樣化的服務接口。對於每一層，我們都將詳細介紹其關鍵的技術挑戰，例如能量受限下的數據壓縮、異構網絡下的路由選擇、以及端到端服務的可靠性保障等。同時，本章還將探討WSNs在節點部署、協同感知、以及數據融閤等方麵的獨特工作模式。 第三章：能量高效性：WSNs的核心挑戰與關鍵技術 無綫傳感器節點通常部署在遠離電源的區域，能量的供給是限製其工作壽命的關鍵瓶頸。因此，能量高效性成為WSNs研究的重中之重。本章將聚焦於能量高效性這一核心挑戰，並係統介紹當前主流的能量管理與優化技術。我們將深入探討節點自身的能量消耗模型，分析不同工作模式下的能量損耗。隨後，我們將重點介紹能量收集技術，包括太陽能、振動能、射頻能量等，以及能量收集過程中涉及的能量轉換、存儲和管理策略。此外，本章還將詳細闡述各種節能的通信協議和路由策略，例如基於事件的通信、機會路由、以及能量感知路由等，這些技術能夠顯著延長網絡的整體運行時間。最後，我們將討論節點休眠/喚醒機製、以及周期性數據采集與按需數據傳輸等策略在節省能量方麵的作用。 第四章：網絡覆蓋與節點部署 如何有效地部署傳感器節點，以實現預期的網絡覆蓋範圍和數據采集質量，是WSNs設計中的一個重要環節。本章將深入探討WSNs的網絡覆蓋問題，並介紹多種節點部署策略。我們將從確定覆蓋目標（例如區域覆蓋、點覆蓋）齣發，分析不同覆蓋模型對節點數量和部署方式的要求。隨後，我們將介紹兩種主要的部署方式：隨機部署和確定性部署，並分析它們各自的優缺點以及適用場景。在此基礎上，我們將重點探討節點冗餘度的優化問題，即如何在保證覆蓋質量的前提下，最小化部署的節點數量，從而降低成本和能量消耗。此外，本章還將討論不完整覆蓋和區域重疊的場景，以及如何通過協同感知和數據融閤來彌補覆蓋不足。 第五章：路由與數據傳輸 在WSNs中，節點數量龐大且網絡拓撲動態變化，如何高效、可靠地將數據從源節點傳輸到匯聚節點，是另一個關鍵的挑戰。本章將詳細闡述WSNs的路由技術，並分析各種路由協議的優劣。我們將從分層路由、平麵路由和混閤路由等不同角度，介紹主流的路由協議，例如LEACH、PEGASIS、EAR等。重點分析這些協議在能量消耗、網絡壽命、數據時延、以及吞吐量等方麵的性能錶現。此外，本章還將探討一些麵嚮特定場景的路由技術，例如多路徑路由、擁塞控製路由、以及數據聚閤感知路由等。我們將深入分析這些技術如何解決WSNs通信中麵臨的能量受限、節點失效、以及網絡擁塞等問題。 第六章：數據融閤與協同感知 在WSNs中，單個節點提供的感知信息往往存在不確定性、冗餘性或片麵性。數據融閤技術能夠有效地整閤來自多個節點的信息，從而提高感知的準確性、魯棒性以及覆蓋範圍。本章將深入探討WSNs的數據融閤技術，並介紹協同感知的概念。我們將從數據預處理、特徵提取、以及信息融閤等多個環節，詳細介紹各種數據融閤算法，包括集中式融閤、分布式融閤以及混閤式融閤。我們將分析不同融閤算法在信息冗餘度降低、不確定性量化、以及決策準確性提升等方麵的性能。此外，本章還將探討協同感知在目標跟蹤、事件檢測、以及環境建模等應用中的重要作用。 第七章：網絡安全與隱私保護 隨著WSNs應用範圍的不斷擴大，網絡安全和隱私保護問題也日益受到重視。WSNs由於其開放性、資源受限性以及動態性等特點，麵臨著嚴峻的安全挑戰。本章將係統性地分析WSNs麵臨的主要安全威脅，例如竊聽、拒絕服務攻擊、節點欺騙、以及數據篡改等。我們將介紹多種安全機製，包括加密、認證、以及訪問控製等，並討論如何在資源受限的節點上實現這些安全機製。此外，本章還將重點關注WSNs的隱私保護問題，探討如何保護用戶隱私免受未經授權的訪問和數據泄露。我們將介紹差分隱私、匿名化技術等在WSNs中的應用，以及相關的隱私泄露風險評估方法。 第八章：WSNs的性能評估與仿真技術 為瞭科學地評估WSNs的設計和算法性能，仿真技術扮演著至關重要的角色。本章將介紹WSNs的性能評估方法，以及常用的仿真工具和技術。我們將探討多種性能指標，例如網絡壽命、數據吞吐量、數據時延、覆蓋率、以及能量消耗等，並介紹如何對這些指標進行量化分析。隨後，我們將詳細介紹主流的WSNs仿真軟件，例如NS-2/NS-3、OMNeT++、以及TOSSIM等，並介紹如何利用這些仿真工具搭建WSNs仿真場景、設計仿真實驗、以及分析仿真結果。此外，本章還將討論如何進行實際部署前的原型係統驗證，以及如何將仿真結果與實際部署進行對比分析。 第九章：WSNs的典型應用領域 本章將聚焦於WSNs在各個領域的實際應用，以展示其強大的生命力和廣闊的應用前景。我們將深入探討WSNs在環境監測（如空氣質量監測、森林火災預警、水文監測）、農業（如精準農業、智能灌溉）、工業（如設備狀態監測、生産過程控製）、智能傢居（如環境感知、安全監控）、智慧醫療（如遠程健康監測、病人跟蹤）、以及軍事（如戰場監控、偵察任務）等領域的具體應用案例。對於每一個應用領域，我們將分析WSNs在該場景下的具體需求、麵臨的挑戰、以及采用的關鍵技術。通過這些案例的分析，讀者可以更直觀地理解WSNs技術的價值和意義。 第十章：WSNs的未來發展趨勢與挑戰 展望未來，WSNs技術仍在不斷演進和創新。本章將探討WSNs的未來發展趨勢，並分析其麵臨的挑戰。我們將關注WSNs與新興技術（如人工智能、大數據、5G/6G通信、區塊鏈等）的融閤，探討如何利用這些技術來提升WSNs的智能化水平、擴展其應用範圍、以及增強其安全性和可靠性。例如，將AI技術應用於數據分析和決策，將大數據技術用於海量數據的存儲和管理，以及將5G/6G技術用於高密度、低時延的WSN連接。同時，本章還將討論WSNs在可擴展性、魯棒性、以及標準化等方麵的長期挑戰。我們將探討如何構建更大規模、更復雜的WSNs，以及如何應對日益增長的網絡安全和隱私風險。 本書力求以清晰的邏輯、詳實的論述和豐富的實例，為讀者呈現一個全麵而深入的WSNs技術圖景。我們希望通過對這些關鍵技術的探討，能夠激發讀者對WSNs領域的進一步研究興趣，並為推動智慧互聯時代的到來貢獻一份力量。

評分☆☆☆☆☆

這本書的排版和印刷質量簡直無可挑剔，這對於需要頻繁查閱和做筆記的讀者來說，太重要瞭。紙張的選擇適中，既不會反光刺眼，也保證瞭墨跡的清晰度，即便是長時間閱讀也不會感到強烈的視覺疲勞。而且，書中對公式和圖錶的處理達到瞭教科書級彆的標準，所有的符號定義都非常規範，圖錶的綫條乾淨利落，關鍵信息的標注絲毫不含糊。我記得有一次我需要快速定位一個關於路由選擇的特定段落，得益於清晰的章節標題和閤理的頁邊距設計，我幾乎是秒速找到瞭目標位置。這種對細節的尊重，體現瞭齣版社對專業書籍質量的嚴格把控，也間接提升瞭我們作為讀者在學習過程中的效率和愉悅感。

評分☆☆☆☆☆

這本書的行文風格非常凝練，每一個段落都信息密度極高，仿佛每一句話後麵都藏著一個復雜的算法或是一個重要的工程實踐案例。我特彆欣賞作者在描述復雜技術細節時所展現齣的那種匠心獨運——他們總能找到一種既能保證技術精確性，又能讓非專傢理解的錶達方式。比如，在討論數據聚閤策略時，書中穿插的一些對比分析圖錶，直觀地展現瞭不同聚閤算法在能耗和延遲方麵的權衡，這種可視化處理極大地降低瞭理解的門檻。我感覺自己不僅僅是在閱讀一本教科書，更像是在跟一位經驗豐富的工程師進行一次深度對話，他不僅告訴你“是什麼”，更重要的是告訴你“為什麼是這樣”以及“在實際中該如何取捨”。這種注重實踐價值的寫作態度，讓這本書的實用性大大提升。

評分☆☆☆☆☆

我特彆關注這本書在介紹新興技術趨勢時的處理方式。在很多老舊的參考資料中，關於能效和安全性的討論往往停留在基礎概念層麵，但在這本書裏，作者似乎在用一種前瞻性的眼光來審視這些問題。他們不僅迴顧瞭經典方法，更深入探討瞭當前業界正在嘗試的新型安全增強機製以及如何將機器學習算法融入到能耗優化中去。這種兼顧曆史深度和未來視野的寫作策略，使得這本書的參考價值得以最大化——它既可以作為入門學習的堅實基礎，又可以作為資深研究人員瞭解領域最新進展的有效窗口。閱讀過程中，我多次停下來思考作者提齣的那些開放性問題，這無疑是激發深度思考的最好方式，遠比單純的知識灌輸來得有效得多。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我對市麵上很多技術書籍的閱讀體驗並不太好，它們往往過於偏重理論的推導，讀起來枯燥乏味，仿佛是把一篇篇學術論文強行縫閤在一起。然而，這本著作在這方麵做得非常齣色。它在保證學術前沿性的同時，始終沒有脫離工程實現的土壤。書中對於某些關鍵技術難點的剖析，例如傳感器節點的異構性管理，處理得非常接地氣。我注意到書中提到瞭好幾個由電子科技大學齣版社齣版的同類書籍，但就我個人的閱讀偏好而言，這本書在知識的體係化構建上做得尤為突齣。它沒有給我一種“東拉一榔頭西扯一把剪刀”的散亂感，而是像一座精心設計的迷宮，每條路徑都指嚮核心目標，引導你不斷探索更深層次的知識結構。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計得很有現代感，綫條流暢，色彩搭配也顯得專業又不失活力，讓人一眼就能感受到它在技術深度上的追求。我剛翻開前幾頁，就被作者嚴謹的邏輯和清晰的論述方式所吸引。它似乎並沒有急於拋齣那些過於晦澀的理論公式，而是先用非常貼近實際應用的場景來引導讀者進入主題，這對於我這種並非科班齣身，但對無綫傳感網絡領域充滿好奇心的讀者來說，簡直是福音。特彆是它在引言部分對當前主流網絡架構的梳理，觀點獨到，很有啓發性，讓我對後續章節的學習充滿瞭期待。從目錄的編排來看，對“分層”這個核心概念的處理非常細緻，每一個層次的劃分都似乎經過瞭深思熟慮，預示著後麵章節的講解會是層層遞進，步步深入，絕非簡單的技術羅列。