無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)及其在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用研究
定 價(jià):55 元
- 作者:魏凱斌 著
- 出版時(shí)間:2018/3/1
- ISBN:9787564741983
- 出 版 社:電子科技大學(xué)出版社
- 中圖法分類:TP212
- 頁(yè)碼:258
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
《無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)及其在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用研究》針對(duì)工業(yè)環(huán)境的特點(diǎn)和工業(yè)監(jiān)控的實(shí)際需求,總結(jié)了工業(yè)應(yīng)用對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的具體要求,分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),根據(jù)這些特點(diǎn)結(jié)合工業(yè)需求,總結(jié)出了生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、物流監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控和設(shè)備監(jiān)控等典型的工業(yè)應(yīng)用。
針對(duì)這些工業(yè)應(yīng)用,《無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)及其在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用研究》分析了將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于工業(yè)中的難點(diǎn),提出了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的解決方案并優(yōu)化軟硬件設(shè)計(jì),使其不僅適合工業(yè)應(yīng)用,而且具備了更長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)生命周期。
最后,《無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)及其在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用研究》以某企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用為例,詳細(xì)分析和闡述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟硬件設(shè)計(jì)方案。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量低成本、低功耗的微型傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)自組織方式連接而成,能夠?qū)崟r(shí)感知、監(jiān)測(cè)和采集覆蓋區(qū)域內(nèi)的各種環(huán)境信息,并進(jìn)行處理后報(bào)告給感興趣的用戶。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有部署靈活、可靠性強(qiáng)、擴(kuò)展方便、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn),在軍事安全、工業(yè)控制、醫(yī)療衛(wèi)生及環(huán)境監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景,受到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的高度重視。
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)往往應(yīng)用在惡劣的外部環(huán)境或無(wú)人區(qū)域,能量通常是由千電池或紐扣電池來(lái)提供,很難進(jìn)行補(bǔ)充,所以進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)并提高整體網(wǎng)絡(luò)的最大生命周期將是一個(gè)重要的研究課題。筆者對(duì)此進(jìn)行研究,主要圍繞多基站最大生命周期模型、路由節(jié)能算法以及節(jié)點(diǎn)故障診斷等關(guān)鍵技術(shù)展開(kāi),最后在對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟硬件平臺(tái)研究的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一個(gè)節(jié)能高效原型系統(tǒng)。
本書針對(duì)工業(yè)環(huán)境的特點(diǎn)和工業(yè)監(jiān)控的實(shí)際需求,總結(jié)了工業(yè)應(yīng)用對(duì)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的具體要求,分析了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),根據(jù)這些特點(diǎn)結(jié)合工業(yè)需求,總結(jié)出了生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控、物流監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)控和設(shè)備監(jiān)控等典型的工業(yè)應(yīng)用。針對(duì)這些工業(yè)應(yīng)用,本書分析了將無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于工業(yè)中的難點(diǎn),提出了基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的解決方案并優(yōu)化軟硬件設(shè)計(jì),使其不僅適合工業(yè)應(yīng)用,而旦具備了更長(zhǎng)的網(wǎng)絡(luò)生命周期。最后,本書以某企業(yè)的實(shí)際應(yīng)用為例,詳細(xì)分析和闡述了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的軟硬件設(shè)計(jì)方案。
本書得到甘肅省高等學(xué)校科研項(xiàng)目“基于WSN的鐵路平交道口預(yù)警系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究(N0.2013B-078)”和甘肅省科技計(jì)劃項(xiàng)目“基于無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的智慧交通數(shù)據(jù)傳輸體系架構(gòu)與關(guān)鍵技術(shù)研究”的資助,項(xiàng)目編號(hào)為1610RJZE135。
魏凱斌,甘肅天水人,現(xiàn)為天水師范學(xué)院電子信息與電氣工程學(xué)院副教授。
主要從事計(jì)算機(jī)軟件與理論、無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)、智能信息處理等方面的教學(xué)和研究工作主持或參與多項(xiàng)省部級(jí)、地廳級(jí)科研項(xiàng)目。
出版圖書兩部。
在省級(jí)以上期刊發(fā)表研究論文十余篇。
第一章 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的概述
第一節(jié) 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的定義及特點(diǎn)
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定義
二、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
第二節(jié) 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷程
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展歷程
二、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研究重點(diǎn)
三、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
第三節(jié) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)狀
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)體系及其發(fā)展現(xiàn)狀
二、基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀
第四節(jié) 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的主要應(yīng)用領(lǐng)域
一、工業(yè)控制
二、智能家居
三、環(huán)境監(jiān)測(cè)
四、精細(xì)農(nóng)業(yè)
五、軍事應(yīng)用
第二章 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)與ZigBee協(xié)議規(guī)范
第一節(jié) IEEE 802.15.4協(xié)議概要
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)
二、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)和IPv60ver IEEE 802.15.4協(xié)議
三、IPv6over IEEE 802.15.4協(xié)議的技術(shù)特點(diǎn)
四、嵌入式IPv6協(xié)議棧的設(shè)計(jì)
第二節(jié) ZigBee協(xié)議棧
一、什么是ZigBee
二、ZigBee的技術(shù)特點(diǎn)
三、ZigBee和IEEE 802.15.4的關(guān)系(如圖2-3所示)
四、ZigBee與其他無(wú)線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的比較
五、ZigBee的應(yīng)用范圍
六、ZigBee協(xié)議棧
七、ZigBee網(wǎng)絡(luò)層的實(shí)現(xiàn)
第三節(jié) 超幀及802.15.4CSMA CA信道訪問(wèn)機(jī)制
一、ZigBee中的超幀結(jié)構(gòu)
二、MAC層信道訪問(wèn)機(jī)制SCMA CA
三、應(yīng)答重傳機(jī)制
四、CSMA/CA機(jī)制
五、BEB機(jī)制
六、RTS/CTS模式
七、物理載波監(jiān)聽(tīng)和虛擬載波監(jiān)聽(tīng)
八、DIFS、SIFS與Slot Time
第三章 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)
第一節(jié) 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)
一、典型節(jié)點(diǎn)
二、節(jié)點(diǎn)組成
三、節(jié)點(diǎn)特性
第二節(jié) 無(wú)線傳感器的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
一、傳感器節(jié)點(diǎn)
二、匯聚節(jié)點(diǎn)
三、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
第三節(jié) 跨層設(shè)計(jì)方法
一、WMN典型結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
二、WMN主要網(wǎng)絡(luò)協(xié)議或算法設(shè)計(jì)對(duì)跨層設(shè)計(jì)的要求
三、多媒體業(yè)務(wù)OoS保證對(duì)跨層設(shè)計(jì)的要求
四、WMN跨層設(shè)計(jì)原則與方法
五、WMN跨層設(shè)計(jì)中亟待深入研究的問(wèn)題
第四章 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)定位及測(cè)距技術(shù)
第一節(jié) 定位技術(shù)(追蹤)
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)定位技術(shù)基本概念
二、主要的定位方法
三、基于測(cè)距的算法
第二節(jié) 測(cè)距技術(shù)
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的測(cè)距方法
二、TOF測(cè)距方法原理
第三節(jié) 非測(cè)距定位技術(shù)
一、基于非測(cè)距的算法概述
二、DV-Hop定位算法
三、新型WSN定位研究分析
四、研究前景與應(yīng)用分析
第五章 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全性技術(shù)
第一節(jié) 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)中的安全機(jī)制
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全的基本理論
二、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全機(jī)制
三、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的操作系統(tǒng)
四、鏈路層加密方案——Tinvos的安全防護(hù)措施
五、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全綜合解決方案
第二節(jié) 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的入侵檢測(cè)技術(shù)
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)可能遇到的入侵形式
二、典型的入侵檢測(cè)方法
三、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中入侵檢測(cè)的體系結(jié)構(gòu)
四、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中典型檢測(cè)算法
第三節(jié) 無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的密鑰管理
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理的基本要求
二、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的密鑰管理方案
三、密鑰預(yù)分配方案
四、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)密鑰管理的深入探討
第六章 構(gòu)建面向工業(yè)應(yīng)用的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)模型
第一節(jié) 工業(yè)領(lǐng)域中的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
一、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
二、網(wǎng)絡(luò)自組織方法
三、多數(shù)據(jù)匯集點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)現(xiàn)
四、性能評(píng)價(jià)
第二節(jié) 工業(yè)領(lǐng)域中的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集與分析
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收集模式
二、數(shù)據(jù)收集方法分類
三、基于時(shí)空相關(guān)性的數(shù)據(jù)收集
四、基于壓縮感知的數(shù)據(jù)收集
第七章 設(shè)計(jì)工業(yè)適用的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)設(shè)備
第一節(jié) 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)
一、基于無(wú)源技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
二、基于RFID技術(shù)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)
第二節(jié) 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)
一、礦井無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)
二、面向水環(huán)境監(jiān)測(cè)的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)設(shè)計(jì)
三、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)M2M網(wǎng)關(guān)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
第三節(jié) 無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)后臺(tái)監(jiān)控的設(shè)計(jì)
一、系統(tǒng)監(jiān)控平臺(tái)的構(gòu)成
二、監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
第八章 工業(yè)應(yīng)用中無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)
第一節(jié) 傳感器節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)
一、測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)
二、測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
三、測(cè)溫節(jié)點(diǎn)的軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
四、實(shí)際應(yīng)用
第二節(jié) 頻段選擇
一、MAC協(xié)議與頻段
二、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的頻段感知管理
第三節(jié) 收發(fā)芯片選擇
一、無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中收發(fā)芯片的能量效率
二、收發(fā)芯片系統(tǒng)架構(gòu)
三、收發(fā)芯片選擇
四、國(guó)內(nèi)外各大芯片廠商及模塊廠商產(chǎn)品比對(duì)
第四節(jié) 天線選擇
一、天線是無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用研究的重要問(wèn)題
二、全向天線和定向天線
三、應(yīng)用場(chǎng)景分析
第五節(jié) 微處理器芯片選擇
一、選擇微處理器芯片要考慮的需求
二、選擇CPU時(shí)需考慮的重要參數(shù)
第六節(jié) 傳感器選擇
一、根據(jù)測(cè)量對(duì)象與測(cè)量環(huán)境確定傳感器的類型
二、靈敏度的選擇
三、頻率響應(yīng)特性
四、線性范圍
五、穩(wěn)定性
六、精度
第七節(jié) 總體設(shè)計(jì)
一、系統(tǒng)需求分析
二、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案
三、軟硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求
第九章 案例分析
一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案
二、系統(tǒng)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
四、實(shí)際應(yīng)用測(cè)試
參考文獻(xiàn)