无线传感器网络理论与实践基础

《威利无线通信与移动计算丛书》是一部综合性、实用性、及时性的无线通信与网络系统丛书。本系列的主题从无线通信和编码理论到无线应用和普适计算。这些书为工程师和其他技术专业人员、研究人员、教育工作者和这些领域的高级学生提供了对最新发展和前沿研究的宝贵见解。

　　传感器设计、信息技术和无线网络领域的快速发展为无线传感器网络的普及铺平了道路。这些网络有潜力以前所未有的规模将物理世界与虚拟（计算）世界连接起来，并在开发大量应用方面提供实用价值，包括保护民用基础设施、生境监测、精准农业、有毒气体检测、供应链管理和医疗保健。然而，无线传感器网络的设计带来了巨大的挑战，因为所需的知识体系涵盖了电气和计算机工程以及计算机科学领域的一系列主题。无线传感器网络目前正在世界上许多大学作为一门高级本科和研究生课程开设。此外，他们是无数研究生论文和学生项目的焦点。因此，这本书主要是作为一本教科书，针对学生的工程和计算机科学。它介绍了无线传感器网络设计的基本概念和构建块。在理论与实践、既有实践与最新发展之间保持平衡。在每章的最后，我们会提供一些实际的问题和练习，帮助学生评估他们对本章主要概念和论点的理解。此外，这本书的章节和部分是足够模块化的，以提供课程设计的灵活性。这本书也将有助于对这一领域感兴趣的专业人士。适合自学，可作为必要的参考。对于这样一个读者来说，这些材料可以被看作是一个关于最近研究成果和技术发展的基本概念和调查的教程。

　　本书介绍了无线传感器网络（WSNs）的基本概念和原理，并概述了传感器系统不同层的协议、算法和技术，包括网络协议栈、中间件和应用程序层。

　　正文分为三部分。在第一部分导言中，第一章概述了无线传感器网络的应用、传感器节点和基本系统结构。第2章继续介绍了无线传感器网络领域，概述了具有代表性的传感器网络应用。第三章介绍了不同的节点结构，并详细讨论了传感和处理子系统以及通信接口。此外，它还提供了几个典型原型实现的示例。第4章描述了操作系统的功能性和非功能性方面，并提供了一个最新示例的概述。第二部分，基本架构框架，详细讨论了传感器系统中不同网络协议层使用的协议和算法。这些层的设计选择对传感器节点和网络的运行和资源效率有着重要的影响。第5章首先介绍物理层体系结构和概念。由于无线介质在多个传感器节点之间共享，因此需要MAC层协议来仲裁对无线信道的访问。MAC层解决方案将在第6章中讨论。第7章讨论了无线传感器网络中的多跳通信及其面临的挑战。它还调查了现有的和提议的路由协议