无线传感与路由技术

张德干，男，湖北黄冈英山县人，博士，教授，博导。研究方向为物联网、移动计算、智能控制、线通信等。主持国家863计划项目、国家自然科学基金项目、教育部新世纪优秀人才计划项目十余项，在SCI和EI索引的计算机领域有影响的国内外期刊和会议上以第一作者发表论文近百篇。出版学术专著多部。获得专利多项。多次担任国际会议的大会主席。

张晓丹，女，吉林通化人，博士，副研究员。研究方向为信息融合、物联网、知识检索、线通信等。主持或参与国家自然科学基金项目、科技部计划项目等多项，在SCI和EI索引的相关研究领域的国内外期刊或学术会议上发表论文近30篇。获得发明专利3项。出版专著2部。

李光，女，黑龙江大庆人，高级工程师。研究方向为信号处理、线传感、信息融合、物联网、网络通信等。主持或参与科研项目二十余项，在SCI和EI索引的相关研究领域的国内外期刊或学术会议上发表论文多篇。获得专利多项。出版学术专著多部。获得科技奖励多项。

1.1物联网应用背景

1.2无线传感器设备

1.3WSN

1.4相关技术研究现状

1.5深入研究的意义

2.1WSN的特征

2.1.1WSN的特性

2.1.2WSN的受限性

2.2WSN的结构

2.2.1WSN的硬件体系结构

2.2.2WSN的能量体系结构

2.2.3WSN的软件体系结构

2.2.4WSN的通信体系结构

2.3WSN的MAC协议

2.4WSN的路由协议

2.4.1以数据为中心的路由协议

2.4.2基于层次结构的路由协议

2.4.3基于地理信息的路由协议

2.4.4基于多路径的路由协议

2.5WSN面临的挑战

2.6本章小结

3.1BBV加权网络模型

3.2wSN拓扑演化模型

3.2.1拓扑演化模型

3.2.2拓扑演化过程

3.3理论数据验证和拓扑性质分析

3.3.1理论数据的验证

3.3.2拓扑性质的分析

3.4本章小结

4.1面向wSN的图像压缩编码技术概述

4.2多尺度分析的理论基础

4.2.1多尺度分析

4.2.2双尺度方程

4.2.3二维小波变换

4.2.4Mallat算法

4.3传统图像压缩编码方法

4.3.1DPCM预测编码

4.3.2EZW编码

4.3.3SPIHT编码

4.4改进的图像压缩编码算法

4.4.1小波系数预处理

4.4.2低频部分编码

4.4.3改进的SPIHT编码

4.5实验测试及性能比较一

4.5.1小波分解尺度的选择

4.5.2不同阈值化方法作用后的视觉效果图

4.5.3不同阈值化方法在不同尺度下的运行时间

4.5.4加入椒盐噪声的实验结果

4.6实验测试及性能比较二

4.6.1不同算法作用后的视觉效果图

4.6.2不同算法编解码的运行时间

4.7本章小结

5.1无线传感信息融合的理论基础

5.1.1简介

5.1.2无线传感信息融合的基本方法

5.2无线传感信息融合过程的结构及模型

5.3无线传感信息融合新方法

5.3.1技术背景

5.3.2证据理论介绍

5.3.3一种新的无线传感信息融合计算方法

5.4无线传感信息融合测试示例

5.4.1测试场景一

5.4.2测试场景二

5.4.3测试场景三

5.5本章小结

6.1wSN中MAC协议设计需要考虑的特性

6.2MAC协议的分类及原理

6.2.1基于竞争的MAC协议

6.2.2基于固定分配的MAC协议

6.2.3两者混合的MAC协议

6.3面向网络负载突变的节能MAC协议

6.3.1相关研究

6.3.2节点分类的设计

6.3.3新的节能MAC协议设计

6.4MAC协议仿真与性能分析

6.4.1网络模拟工具

6.4.2节能MAC协议仿真

6.5本章小结

7.1WSN路由协议的分类

7.2典型的wSN路由协议

7.2.1LEACH协议

7.2.2HEEl)协议

7.2.3TEEN协议

7.2.4PEGASIS协议

7.2.5EEUC协议

7.3基于前向感知因子的能量均衡路由协议

7.3.1模型的建立

7.3.2FAF-EBRP协议的设计

7.3.3基于FAF_EBRP协议和点强度的局部拓扑重构机制

7.4FAF-EBRP与其他路由策略的实验对比及分析

7.4.1实验工具OMNET++介绍

7.4.2消息的设计

7.4.3实验环境和参数设定

7.4.4性能指标及实验结果分析

7.5本章小结

8.1简介

8.2理论背景

8.3分布式最小传输多播路由算法

8.3.1网络模型的建立

8.3.2协议描述和初始化

8.3.3最小传输多播路由协议

8.3.4仿真与性能分析

8.4自适应负载平衡路由方法

8.4.1无线网络分析模型

8.4.2相关路由协议

8.4.3自适应负载均衡多播路由方法

8.4.4加权流量调度算法

8.4.5维持和修复路由

8.4.6通信延时

8.4.7仿真及分析评价

8.5本章小结

9.1隐私保护相关理论及技术

9.1.1位置是一匿名模型

9.1.2空间模糊算法简介

9.1.3安全多方计算模型

9.2面向wSN的隐私保护方法

9.2.1位置隐私保护方法

9.2.2最优匿名模糊空间的描述

9.2.3最优匿名模糊空间的求解

9.2.4实验验证和对比

9.3查询内容的隐私保护

9.4面向wSN的LBS系统设计及实现

9.4.1Android简介

9.4.2系统的总体设计

9.4.3系统实现流程

9.4.4系统运行和测试

9.5本章小结

10.1概述

10.2传统无线Mesh网络路由协议

10.2.1DSDV10.2.2DSR

10.2.3AODV

10.3无线Mesh网络的优点及路由协议存在的不足

10.3.1无线Mesh网络的优点

10.3.2无线Mesh网络路由协议存在的不足

10.4改进的无线Mesh网络路由协议基础

10.4.1构建网络模型

10.4.2相关定理及性质

10.5基于综合准则的EAODV路由协议描述

10.6仿真结果及性能分析

10.7本章小结

《无线传感与路由技术》主要阐述了无线传感与路由若干关键技术中几个方面的内容:无线传感器网络拓扑演化模型，基于多尺度变换的图像压缩编码技术，无线传感信息融合模型及方法，适用于网络负载突变的MAC协议，基于前向感知因子的能量均衡路由策略，最小传输和自适应负载平衡路由方法，面向WSN的隐私保护方法，基于综合准则的无线Mesh网络路由方法等。这些技术可以促进物联网及WSN技术的发展及应用。

《无线传感与路由技术》可供计算机、网络通信等相关方向的高年级本科生、研究生、教师学习和参考，也适合物联网、无线传感器网络技术以及相关领域的科研和工程开发技术人员阅读与参考。