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第1章 绪论1

1.1 无线传感器网络概述1

1.2 无线传感器网络系统2

1.2.1 WSN网络结构2

1.2.2 WSN的特点5

1.2.3 WSN的应用前景7

1.3 无线传感器网络系统研究现状9

1.3.1 节点系统的理论和技术9

1.3.2 通信协议的理论和技术13

1.3.3 核心支撑技术15

1.3.4 网络仿真平台研究18

1.3.5 WSN实践与应用20

1.4 小结21

第2章 面向实时监测的混合式无线传感器网络22

2.1 面向实时监测的混合式无线传感器网络系统概述22

2.1.1 HRM-WSN系统特点及应用23

2.1.2 HRM-WSN系统在实时监测系统中的应用优势24

2.2 HRM-WSN系统结构25

2.3 HRM-WSN系统设计原则26

2.4 HRM-WSN系统研究内容28

2.5 小结31

第3章 HRM-WSN中自适应低功耗MAC协议32

3.1 WSN中MAC协议研究32

3.1.1 协议能耗分析32

3.1.2 协议设计目标33

3.1.3 典型的MAC协议35

3.2 Quorum矩阵表格和FRTS机制41

3.2.1 Quorum矩阵表格41

3.2.2 FRTS机制43

3.3 A2FMAC协议的设计与分析44

3.3.1 非同步工作模式的产生45

3.3.2 A2FMAC协议描述47

3.3.3 协议节能和时延特性分析47

3.3.4 协议的仿真分析49

3.4 EA2MAC协议的设计与分析55

3.4.1 扩展Quorum矩阵表格56

3.4.2 EA2MAC协议工作模式57

3.4.3 协议节能特性分析59

3.4.4 协议仿真分析61

3.5 VGP-MAC协议的设计与分析63

3.5.1 VGP-MAC协议工作模式64

3.5.2 VGP-MAC仿真分析65

3.6 小结68

第4章 HRM-WSN中路由协议69

4.1 WSN中路由协议研究69

4.1.1 典型的WSN中路由协议69

4.1.2 HRM-WSN路由协议设计原则75

4.2 WSN路由协议中能量补给77

4.3 基于减法聚类的无线传感器网络分簇路由算法78

4.3.1 簇头产生算法80

4.3.2 簇的形成算法81

4.3.3 仿真分析82

4.4 分簇单跳路由算法85

4.4.1 簇头数量的确定87

4.4.2 簇头选择机制88

4.4.3 非簇头归属机制89

4.4.4 仿真分析91

4.5 基于QoS的多路径路由算法94

4.5.1 HRM-MP算法的问题描述95

4.5.2 HRM-MP算法设计96

4.5.3 仿真与分析100

4.6 小结102

第5章 HRM-WSN中节点信号处理技术104

5.1 HRM-WSN中信号处理技术概述104

5.1.1 WSN中信号处理技术105

5.1.2 中值滤波106

5.2 加权中值滤波及伪中值滤波算法107

5.2.1 加权中值滤波108

5.2.2 加权伪中值滤波109

5.3 具有选频特性伪中值滤波算法设计与分析110

5.3.1 Mallows综合算法111

5.3.2 具有选频特性的伪中值滤波算法设计113

5.3.3 仿真与分析113

5.4 小结117

第6章 车载式货物列车车辆运行状态无线监测系统应用118

6.1 车载式货物列车车辆运行状态无线监测系统可行性研究118

6.1.1 货物列车车辆状态监测现状119

6.1.2 确定状态监测内容120

6.2 车载式货物列车车辆运行状态无线监测系统126

6.3 车载式货物列车车辆运行状态无线监测系统实现128

6.3.1 传感器节点硬件设计128

6.3.2 汇聚节点设计138

6.3.3 系统软件设计138

6.3.4 系统网络通信技术140

6.4 小结141

第7章 物联网环境下HRM-WSN的研究与挑战142

7.1 物联网与CPS142

7.1.1 物联网142

7.1.2 CPS152

7.2 物联网环境下的WSN技术154

7.2.1 物联网环境下的WSN技术154

7.2.2 物联网环境下HRM-WSN的研究156

7.3 小结159

参考文献160