《無線傳感器網絡技術及應用》一書是重慶郵電大學工業物聯網與網絡化控制教育部重點實驗室科研和教學成果的結晶之作，融入了工業無線網絡關鍵技術、國際金牌認證的自助IPv6傳感網協議棧、**國際標準——傳感器網絡測試體繫結構等具有自主知識產權的技術。全書強化開發，特別適合物聯網技術開發人員使用。

無線傳感器網絡是一個學科交叉綜合、知識高度集成的前沿熱點研究領域，備受各方面的高度關注。本書共分7章，前3章分別是無線傳感器網絡概述、無線個域網與IEEE 802.15.4協議簇以及無線傳感器網絡的核心技術，第4章和第5章分別介紹了ZigBee和6LoWPAN兩種**代表性的無線傳感器網絡的協議及開發技術，第6章介紹了我國具有自主知識產權的WIA-PA工業無線網絡及開發平臺，第7章則重點介紹了無線傳感器網絡在智能家居、工廠自動化和智能電網中的應用案例。
本書以作者牽頭承擔國家重大科技專項項目和制定國際、國內標準取得的一繫列科研成果為基礎，全面繫統地介紹了無線傳感器網絡的基本概念、標準規範、關鍵技術和主流協議，結合作者研發的實驗平臺，通過大量的軟硬件開發實例，詳細介紹了無線傳感器網絡的設備和應用繫統的開發方法。
本書注重理論與實踐相結合，內容新穎，重點突出，結構清晰，語言精練，易於理解，既可作為無線傳感器網絡領域從事科學研究、產品開發與工程應用的科技人員的參考用書，也可作為物聯網、自動化、測控、電氣、計算機、通信等相關學科的研究生和高年級本科生的教學用書。

王平，二級教授，博士生導師。現為重慶郵電大學自動化學院院長、國家工業物聯網國際科技合作示範基地主任、工業物聯網與網絡化控制教育部重點實驗室主任，百千萬人纔工程***人選，全國優秀教師，國務院政府特殊津貼獲得者。近年來主持國家科技重大專項、國家863計劃等重要科研項目20餘項，牽頭研制了全球首款工業物聯網核心芯片，參加制定了我國工業自動化領域一個現場總線國際標準。獲***科技獎2項、省部級獎8項；獲得發明專利授權18項，發表SCI/EI檢索論文30篇；出版專著/教材5本。

第1章無線傳感器網絡技術概述1
1．1WSN的發展1
1．1．1國外WSN的發展歷程1
1．1．2國內WSN的發展2
1．2WSN的定義3
1．2．1傳感器網絡與WSN3
1．2．2WSN的定義4
1．2．3WSN與現有網絡的比較5
1．3WSN的體繫結構5
1．4WSN的應用前景8
1．5WSN的研究現狀12
1．5．1WSN的基礎研究12
1．5．2WSN的應用研究13
1．5．3WSN研究的熱點問題13
1．6WSN的技術標準14
第2章無線個域網與IEEE 802．15．4協議簇16
2．1無線個域網16
2．1．1無線個域網的發展16
2．1．2IEEE 802．15繫列標準17
2．1．3IEEE 802．15．4協議簇19
2．2IEEE 802．15．4標準20
2．2．1IEEE 802．15．4網絡拓撲結構20
2．2．2IEEE 802．15．4協議層次結構21
2．2．3IEEE 802．15．4網絡形成與維護21
2．2．4IEEE 802．15．4標準的超幀結構與信標23
2．3IEEE 802．15．4物理層26
2．3．1物理層結構模型26
2．3．2物理層管理服務29
2．3．3物理層數據服務30
2．4IEEE 802．15．4MAC層31
2．4．1MAC層服務模型31
2．4．2MAC層幀結構34
2．4．3MAC層管理服務36
2．4．4MAC層數據服務44
第3章無線傳感網關鍵技術45
3．1無線傳感網時間同步技術45
3．1．1時間同步的基本原理45
3．1．2無線傳感網時間同步技術分類48
3．1．3典型的無線傳感器網絡時間同步協議51
3．1．4一種典型的無線傳感網時間同步方法設計54
3．2無線傳感網網絡調度技術60
3．2．1典型無線傳感網調度技術60
3．2．2確定性通信調度方法的設計65
3．3無線傳感網跳信道技術71
3．3．1無線傳感網跳信道基本原理71
3．3．2一種典型的自適應跳信道實現方法76
3．4無線傳感網安全技術80
3．4．1無線傳感網安全概述80
3．4．2無線傳感網安全關鍵技術81
3．4．3無線傳感網安全管理技術94
3．5IEEE 1451標準與傳感器接入技術103
3．5．1IEEE 1451協議族103
3．5．2IEEE 1451標準的實現模型105
第4章ZigBee技術109
4．1ZigBee技術的發展109
4．2ZigBee協議體繫110
4．2．1ZigBee協議棧架構110
4．2．2ZigBee網絡層模型112
4．2．3ZigBee應用層模型114
4．3ZigBee網絡的構成115
4．3．1設備分類及功能115
4．3．2ZigBee的網絡拓撲115
4．4ZigBee通信卡的開發118
4．4．1ZigBee通信卡硬件設計118
4．4．2ZigBee通信卡軟件設計119
4．5ZigBee網關的開發120
4．5．1ZigBee網關通信模型120
4．5．2ZigBee網關的硬件設計121
4．5．3ZigBee網關的軟件實現125
4．6基於ZigBee的三表數據采集繫統設計127
4．6．1三表數據采集繫統設計127
4．6．2三表數據采集中繼器硬件設計128
4．6．3三表數據采集中繼器軟件設計131
4．6．4三表數據采集繫統測試135
第5章6LoWPAN技術139
5．16LoWPAN技術的發展139
5．26LoWPAN網絡核心協議140
5．2．1適配層協議140
5．2．2路由協議143
5．2．3鄰居發現協議148
5．2．4CoAP協議149
5．3輕量級IPv6無線傳感網協議棧155
5．3．1協議棧體繫結構155
5．3．2協議棧設計要求156
5．3．3協議棧整體方案設計157
5．3．4協議棧應用層設計158
5．3．5協議棧傳輸層設計161
5．3．6協議棧網絡層設計163
5．3．7協議棧適配層設計170
5．46LoWPAN傳感網設備開發平臺173
5．4．16LoWPAN傳感網設備開發平臺總體設計173
5．4．26LoWPAN傳感網設備開發平臺硬件設計175
5．4．36LoWPAN傳感網設備開發平臺軟件設計178
5．4．4LoWPAN傳感網網絡管理程序設計191
5．4．5上位機GUI軟件設計198
5．56LoWPAN無線傳感網繫統實驗202
5．5．16LoWPAN無線傳感網繫統組成202
5．5．2IEEE 802．15．4網關功能實驗203
5．5．36LoWPAN邊界路由實驗205
5．5．46LoWPAN協議分析實驗213
5．5．5GUI監控實驗214
第6章WIA-PA技術216
6．1WIA-PA標準的發展216
6．1．1WIA-PA標準發展概述216
6．1．2WIA-PA的技術特征216
6．2WIA-PA網絡構成217
6．2．1WIA-PA網絡的拓撲結構217
6．2．2WIA-PA的設備分類及功能218
6．3WIA-PA協議棧的設計與實現219
6．3．1WIA-PA協議體繫219
6．3．2WIA-PA協議棧總體設計221
6．3．3WIA-PA數據結構設計222
6．3．4WIA-PA主要流程及接口設計229
6．3．5WIA-PA協議棧的實現233
6．4WIA-PA開發平臺262
6．4．1開發平臺簡介262
6．4．2開發平臺實驗263
第7章無線傳感網絡綜合應用267
7．1智能家居267
7．1．1智能家居概述267
7．1．2家居安防開發實例268
7．1．3家居安防運行測試275
7．2智能化ANDON繫統281
7．2．1ANDON繫統概述281
7．2．2ANDON工位子繫統開發283
7．2．3ANDON繫統軟件運行測試295
7．3水電廠智能監控繫統298
7．3．1水電廠智能監控繫統概述298
7．3．2水電站智能在線監測繫統設計299
7．3．3水電站智能在線監測繫統現場設備設計302
7．3．4水電站智能在線監測繫統運行測試315