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| 編輯推薦： |
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本书介绍无线传感器网络的覆盖，目标探测及跟踪问题的研究成果。针对由节点*布撒而形成的无线传感器网络的覆盖性能，动态目标探测及跟踪以及网络性能优化等问题作了深入系统的研究。书中大部分内容是作者近年来在无线传感器网络领域的研究成果。
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| 內容簡介： |
本书针对*部署的无线传感器网络, 分析网络覆盖性能的基本特性并设计出非完全覆盖的节点工作模式；分析传感器网络以大概率捕捉动态目标的节点调度机制与节点工作模式对覆盖性能及网络寿命的影响；进一步提出以概率转发的多路由通信协议. *后介绍基于能量强度的多目标声源定位及目标个数的估计方法与基于 Mica传感器系统的目标定位与跟踪的实验.
本书可供高等院校相关专业的研究生以及从事无线传感器网络的研究和应用的人员参考.
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| 目錄：
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第 1章绪论 .1
1.1无线传感器网络概述 .1
1.2无线传感器网络的研究内容 .3
1.3无线传感器网络的应用 6
1.4本书的内容与结构 .8
第 2章无线传感器网络覆盖问题 .9
2.1覆盖问题的几个要素 .9
2.1.1节点的感知模型 .9
2.1.2覆盖类型 . 10
2.1.3节点的部署方式 . 10
2.1.4节点的调度方式 . 11
2.2覆盖问题的研究现状 . 12
2.2.1基于节点位置信息的覆盖配置 . 13
2.2.2基于节点工作概率的覆盖配置 . 15
2.2.3基于局部环境信息的覆盖配置 . 16
2.2.4动态目标探测和异构网络 16
2.3覆盖问题的难点 17
第 3章随机部署网络覆盖性能. 18
3.1同构网络的点覆盖 . 18
3.1.1点覆盖的概率 . 19
3.1.2完全覆盖与点覆盖的比较 20
3.1.3节点以一定概率工作下的点覆盖的概率 20
3.1.4边界效应的分析 . 22
3.2异构网络的点覆盖 . 25
3.2.1点覆盖的概率 . 25
3.2.2性能与成本的优化 26
3.3仿真实验 29
3.3.1同构网络的仿真实验 . 29
3.3.2异构网络的仿真实验 . 31
随机部署无线传感器网络
3.4总结 . 33
第 4章比例覆盖配置 34
4.1基于定位的比例覆盖配置 . 34
4.1.1责任区域的概念及性质 . 35
4.1.2比例覆盖配置协议 38
4.1.3仿真实验 . 39
4.2免定位的比例覆盖配置 42
4.2.1责任区域 . 42
4.2.2站岗协议 . 44
4.2.3仿真实验 . 46
4.3总结 . 49
第 5章动态目标的探测. 50
5.1节点状态切换机制 . 50
5.2动态目标探测的性能分析 . 51
5.2.1单个传感器的探测概率 . 51
5.2.2给定路径下的目标探测概率 . 54
5.2.3探测到目标的传感器节点的个数 56
5.3应用实例 57
5.3.1森林火灾监测系统设计 . 57
5.3.2边境监测系统设计与优化 58
5.4总结 . 61
第 6章传感器网络的随机调度算法 63
6.1网络模型描述 . 63
6.2随机调度机制 . 64
6.2.1能耗分析 . 64
6.2.2工作概率的动态调节 . 66
6.2.3时间同步与网络连通性 . 68
6.2.4调度算法性能测试 68
6.3节点故障模型下的调度机制 . 72
6.3.1节点发生故障的模型 . 72
6.3.2考虑节点故障的调度算法 73
6.4网络性能的改进 75
6.4.1动态工作概率的修正 . 75
6.4.2周期长度的选取 . 76
6.4.3仿真实验 . 77
6.5总结 . 78
目录
第 7章概率转发路由协议 . 79
7.1路由协议 79
7.1.1常见网络拓扑结构 80
7.1.2路由协议的研究现状 . 82
7.2概率转发模型 . 83
7.2.1概率转发协议描述 84
7.2.2转发概率分析 . 84
7.3仿真软件 ns2与 ProFor的仿真 87
7.3.1仿真软件 ns2. 87
7.3.2 ProFor的仿真 . 89
7.4 ProFor的仿真结果及其分析 93
7.4.1概率转发的仿真过程 . 93
7.4.2单次转发 . 94
7.4.3概率转发的仿真结果 . 94
7.5总结 . 97
第 8章概率转发协议的扩展 98
8.1考虑丢包率的概率转发协议 . 98
8.1.1转发概率分析 . 99
8.1.2仿真结果分析 . 100
8.1.3误码率对数据传输成功率的影响 105
8.2数据包合并转发机制 . 105
8.2.1合并转发机制分析 106
8.2.2数据包合并的仿真 108
8.3概率转发协议的节点能耗 . 109
8.3.1同源节点转发的分析 . 109
8.3.2转发次数的仿真统计与分析 . 110
8.3.3关于节点转发次数的总结 113
8.4节点状态切换与多基站 113
8.4.1节点状态切换机制 113
8.4.2关于基站的讨论 . 114
8.5总结 . 115
第 9章基于能量强度的多目标声源定位 . 116
9.1目标定位与跟踪的研究现状 . 117
9.2目标个数已知的多目标定位 . 119
9.2.1声音能量强度测量模型 . 120
9.2.2基于最大似然估计的多目标定位 121
9.2.3基于目标初始化的多目标定位算法 . 123
随机部署无线传感器网络
9.2.4多目标定位算法的仿真与分析 . 126
9.3目标个数的估计问题 . 128
9.3.1基于聚类的目标个数的估计 . 129
9.3.2基于模型最小描述长度的目标个数估计 135
9.3.3目标个数估计的仿真与分析 . 137
9.4总结 . 139
第 10章实验研究：目标定位方法 140
10.1 MICA系统 . 140
10.1.1 MICA的硬件系统 . 140
10.1.2 TinyOS软件系统 142
10.1.3网络和基站的接口实现 143
10.2常用的目标定位方法 143
10.2.1基于测距的目标定位方法 . 143
10.2.2免测距的目标定位方法 144
10.3三种测距方法的实验结果 . 145
10.3.1利用电磁波信号强度测距 . 145
10.3.2利用声音信号强度测距 146
10.3.3利用声音信号的传播时间测距 147
10.4不同定位方法的实验结果 . 148
10.4.1基于测距的定位方法 148
10.4.2免测距的定位方法 . 149
10.5总结 . 150
参考文献 . 151
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| 內容試閱：
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本书研究随机部署的无线传感器网络 .我们采用概率和统计方法分析网络的感知覆盖、目标监测和跟踪等性能，并设计出传感器节点依概率、按周期的调度模式以及依概率转发数据包的多路由通信协议 .本书中采用的方法及得到的结果对于以其他方式部署的无线传感器网络也有一定的参考意义.
衷心感谢何毓琦教授 .与何教授的合作让我受益匪浅，他的洞察力和灵感给予我深刻的启发 .非常感谢管晓宏教授 .他在 2003年就引领清华大学自动化系智网中心的师生进入无线传感器网络这一新兴的、充满挑战和希望的研究领域 .感谢与我共同从事无线传感器网络研究的其他老师和学生：赵千川、袁睿翕、江永亨、夏俐、白红星、贾庆山、张健松、李江海、王永才、唐文、韩殿飞、周洪超、李彬、王星石，聂春凯，李杰，葛均峰等 .
本书大部分内容是对我们所发表的部分会议论文、期刊论文以及研究生的学位论文的整理和总结 .由于学位论文的主要工作都体现在相应的会议论文或期刊论文中 ,学位论文之间在时间和内容上也存在一定的继承关系，在整理过程中做了整合 .为便于读者查找，同时免去在正文中一一标注引用的繁复，下面集中列出与本书有关的学位论文 .
张健松.无线传感器网络中目标跟踪问题的理论和实验研究. 2006.
白红星.大规模无线传感器网络非完全覆盖问题研究. 2008.
王星石.无线传感器网络梯度网络组织结构的路由协议的研究. 2010.
李杰.无线传感器网络节能覆盖理论分析和算法研究. 2011.
葛均锋.无线传感器网络中基于能量强度的声源多目标定位. 2012.
聂春凯.无线传感器网络覆盖问题的随机模型研究. 2013.
感谢刘颖老师为本书所做的技术编辑工作.
感谢国家自然科学基金、美国联合技术研究中心 UTRC、清华大学骨干人才资助计划、清华 -UTC建筑节能、安全与控制研究中心所提供的财政支持 .感谢清华大学一流大学推进计划研究生教育教学改革项目，本书的出版得到该项目的资助 .
限于作者水平，书中错误在所难免 .敬请读者批评指正.
陈曦
2017年 9月于北京清华园
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