●前言
第1章無線傳感器網絡簡介1
1.1無線傳感器網絡的基本概念1
1.2無線傳感器網絡的結構2
1.3傳感器節點的結構3
1.4無線傳感器網絡的特點4
1.5無線傳感器網絡的應用6
1.6無線傳感器網絡的性能指標8
1.7無線傳感器網絡的協議棧8
1.8無線傳感器網絡的關鍵技術10
1.9本章小結13
第2章無線傳感器網絡路由協議綜述14
2.1無線傳感器網絡路由協議的特點14
2.2無線傳感器網絡路由協議的性能指標15
2.3無線傳感器網絡路由協議的分類16
2.4無線傳感器網絡平面路由協議17
2.5無線傳感器網絡分簇路由協議21
2.6無線傳感器網絡QoS路由協議28
2.7本章小結34
第3章非均勻密度的節點部署方案與分簇路由協議35
3.1分簇路由協議概述35
3.1.1無線傳感器網絡拓撲結構35
3.1.2分簇算法的評價標準36
3.1.3分簇算法的分類37
3.2節點均勻分布情況下的熱區問題38
3.3非均勻密度的節點部署方案39
3.3.1網絡模型39
3.3.2相關定義40
3.3.3節點部署方案的理論分析40
3.4UDNDC路由協議描述46
3.4.1簇生成算法47
3.4.2簇間轉發樹的形成50
3.4.3數據采集51
3.4.4協議分析51
3.5仿真實驗52
3.6本章小結59
第4章基於蟻群算法的無線傳感器網絡QoS路由協議60
4.1無線傳感器網絡QoS路由問題60
4.2蟻群算法及其在網絡路由中的應用61
4.2.1蟻群算法的原理及特點61
4.2.2基本蟻群算法的實現過程63
4.2.3基本蟻群算法的改進65
4.2.4蟻群算法在網絡路由中的應用68
4.3基於蟻群算法的無線傳感器網絡QoS路由協議69
4.3.1QoS路由網絡模型69
4.3.2相關術語和定義70
4.3.3蟻群算法規則73
4.3.4ACQR路由協議描述76
4.4協議分析與評價79
4.4.1協議分析79
4.4.2協議評價79
4.5仿真實驗80
4.6本章小結82
第5章基於地理位置的無線傳感器網絡多播路由協議83
5.1多播路由協議概述83
5.1.1Internet多播路由協議83
5.1.2AdHoc多播路由協議84
5.1.3無線傳感器網絡多播路由協議85
5.2GMRP設計89
5.2.1網絡模型89
5.2.2協議的核心思想89
5.2.3相關定義91
5.2.4多播路由選擇算法93
5.2.5多播路由的維護95
5.3正確性證明和復雜性分析95
5.4仿真實驗96
5.5本章小結98
第6章基於小世界特性的異構傳感器網絡優化路由算法99
6.1問題的提出99
6.2異構傳感器網絡的小世界特征分析100
6.2.1復雜網絡的基本概念100
6.2.2復雜網絡的基本拓撲模型及性質101
6.2.3傳感器網絡的復雜網絡特征分析106
6.2.4異構傳感器網絡的小世界特性分析107
6.3小世界特性的異構網絡路由算法構建111
6.3.1小世界特性異構網絡的傳輸方式和能耗模型111
6.3.2基於混合整數規劃的異構節點優化部署115
6.4小世界特性的分簇異構網絡路由算法124
6.4.1小世界特性分簇異構網絡的提出124
6.4.2簇頭數目的優化計算125
6.4.3分簇異構網絡路由算法的構建127
6.4.4分簇異構網絡路由算法的性能分析128
6.5仿真實驗與分析131
6.6本章小結136
第7章傳感器網絡中自適應彙聚路由算法137
7.1問題的提出137
7.2傳感器網絡數據彙聚的研究和發展138
7.2.1數據彙聚基礎知識138
7.2.2數據彙聚路由算法和能耗的相關研究142
7.3最小能耗自適應彙聚路由MEAAT的構造算法146
7.3.1彙聚網絡模型146
7.3.2自適應彙聚判斷148
7.3.3MEAAT彙聚路由算法及性能分析154
7.4基於壓縮的最小能耗自適應彙聚路由算法163
7.4.1第二代小波分解零樹編碼算法能耗分析163
7.4.2MEAAT彙聚路由中壓縮性能分析165
7.4.3CMEAAT路由算法結構169
7.5仿真實驗與分析172
7.6本章小結177
第8章基於動態規劃的傳感器網絡路徑選擇算法179
8.1問題的提出179
8.2動態規劃模型180
8.2.1動態規劃的基本原理180
8.2.2實際網絡的標準化轉換183
8.3基於動態規劃的路由算法184
8.3.1最小能耗路由算法184
8.3.2基於能量均衡的低能耗路由算法187
8.3.3基於最小時延的低能耗路由算法189
8.4仿真實驗與分析193
8.5本章小結197
第9章無線傳感器網絡在現代農業中的應用198
9.1智能溫室環境監控繫統架構198
9.2智能溫室環境監控繫統硬件199
9.3智能溫室環境監控繫統軟件201
9.3.1智能溫室監控繫統的Web架構201
9.3.2監測數據讀取模塊205
9.3.3傳感器管理模塊206
9.4傳感器數據服務210
9.4.1傳感數據XML文件的定義210
9.4.2傳感數據JSON支件的定義211
9.5智能溫室環境監控繫統應用實例212
9.5.1繫統架構212
9.5.2繫統的功能特點214
9.5.3軟件平臺的二次開發214
9.6本章小結218
第10章無線傳感器網絡在智能電網中的應用219
10.1智能電網概述219
10.1.1智能電網的概念219
10.1.2智能電網的特點220
10.1.3智能電網中的傳感技術221
10.2光纖傳感技術221
10.2.1光纖傳感技術的原理221
10.2.2全光纖電流傳感器223
10.2.3光纖電壓傳感器225
10.2.4光纖光柵傳感器229
10.2.5分布式光纖傳感器231
10.3無線傳感器網絡在智能電網中的應用233
10.3.1光纖傳感在智能電網中的應用領域233
10.3.2基於Zigbee技術的傳感網236
10.4本章小結237
參考文獻238

在無線傳感器網絡中，路由協議負責將傳感器節點采集的數據逐跳轉發至彙聚節點，其性能至關重要。傳感器節點依靠電池供電，計算、存儲和通信能力十分有限，資源的局限性給路由協議的設計帶來了巨大挑戰，需要研究與之相適應的路由協議。本書分為10章。章介紹無線傳感器網絡的基本知識；第2章介紹當前典型的無線傳感器網絡路由協議；第3章介紹非均勻密度的節點部署方案與分簇路由協議；第4章介紹基於蟻群算法的無線傳感器網絡QoS路由協議；第5章介紹基於地理位置的無線傳感器網絡多播路由協議；第6章介紹基於小世界特性的異構傳感器網絡優化路由算法；第7章介紹傳感器網絡中自適應彙聚路由算法；第8章介紹基於動態規劃的傳感器網絡路徑選擇算法；第9章介紹無線傳感器網絡在現代農業中的應用；0章介紹無線傳感器網絡在智能電網中的應用。