无线传感器网络协议栈管理平面

A. 无线传感器网络通信协议的目录

第1章 无线传感器网络概述
1.1 引言
1.2 无线传感器网络介绍
1.2.1 无线传感器网络体系结构
1.2.2 无线传感器网络的特点和关键技术
1.2.3 无线传感器网络的应用
1.3 无线传感器网络路由算法
1.3.1 无线传感器网络路由算法研究的主要思路
1.3.2 无线传感器网络路由算法的分类
1.3.3 无线传感器网络QoS路由算法研究的基本思想
1.3.4 无线传感器网络QoS路由算法研究的分类
1.3.5 平面路由的主流算法
1.3.6 分簇路由的主流算法
1.4 ZigBee技术
1.4.1 ZigBee技术的特点
1.4.2 ZigBee协议框架
1.4.3 ZigBee的网络拓扑结构
1.5 无线传感器安全研究
1.5.1 无线传感器网络的安全需求
1.5.2 无线传感器网络安全的研究进展
1.5.3 无线传感器网络安全的研究方向
1.6 水下传感器网络
1.7 无线传感器网络定位
1.7.1 存在的问题
1.7.2 性能评价
1.7.3 基于测距的定位方法
1.7.4 非测距定位算法
1.7.5 移动节点定位
第2章 无线传感器网络的分布式能量有效非均匀成簇算法
2.1 引言
2.2 相关研究工作
2.2.1 单跳成簇算法
2.2.2 多跳成簇算法
2.3 DEEUC成簇路由算法
2.3.1 网络模型
2.3.2 DEEUC成簇算法
2.3.3 候选簇头的产生
2.3.4 估计平均能量
2.3.5 最终簇头的产生
2.3.6 平衡簇头区节点能量
2.3.7 算法分析
2.4 仿真和分析
2.5 结论及下一步工作
参考文献
第3章 无线传感器网络分簇多跳能量均衡路由算法
3.1 无线传输能量模型
3.2 无线传感器网络路由策略研究
3.2.1 平面路由
3.2.2 单跳分簇路由算法研究
3.2.3 多跳层次路由算法研究
3.3 LEACH-L算法
3.3.1 LEACH-L的改进思路
3.3.2 LEACH-L算法模型
3.3.3 LEACH-L描述
3.4 LEACH-L的分析
3.5 实验仿真
3.5.1 评价参数
3.5.2 仿真环境
3.5.3 仿真结果
3.6 总结及未来的工作
3.6.1 总结
3.6.2 未来的工作
参考文献
第4章 基于生成树的无线传感器网络分簇通信协议
4.1 引言
4.2 无线传输能量模型
4.3 基于时间延迟机制的分簇算法（CHTD）
4.3.1 CHTD的改进思路
4.3.2 CHTD簇头的产生
4.3.3 CHTD簇头数目的确定
4.3.4 CHTD最优簇半径
4.3.5 CHTD描述
4.3.6 CHTD的特性
4.4 CHTD簇数据传输研究
4.4.1 引言
4.4.2 改进的CHTD算法（CHTD-M）
4.4.3 CHTD-M的分析
4.5 仿真分析
4.5.1 生命周期
4.5.2 接收数据包量
4.5.3 能量消耗
4.5.4 负载均衡
4.6 总结及未来的工作
4.6.1 总结
4.6.2 未来的工作
参考文献
第5章 基于自适应蚁群系统的传感器网络QoS路由算法
5.1 引言
5.2 蚁群算法
5.3 APAS算法的信息素自适应机制
5.4 APAS算法的挥发系数自适应机制
5.5 APAS算法的QoS改进参数
5.6 APAS算法的信息素分发机制
5.7 APAS算法的定向广播机制
5.8 仿真实验及结果分析
5.8.1 仿真环境
5.8.2 仿真结果及分析
5.9 总结及未来的工作
5.9.1 总结
5.9.2 未来的工作
参考文献
第6章 无线传感器网络簇头选择算法
6.1 引言
6.2 LEACH NEW算法
6.2.1 网络模型
6.2.2 LEACH NEW簇头选择机制
6.2.3 簇的生成
6.2.4 簇头间多跳路径的建立
6.3 仿真实现
6.4 结论及未来的工作
参考文献
第7章 水下无线传感网络中基于向量的低延迟转发协议
7.1 引言
7.2 相关工作
7.3 网络模型
7.3.1 问题的数学描述
7.3.2 网络模型
7.4 基于向量的低延迟转发协议
7.4.1 基于向量转发协议的分析
7.4.2 基于向量的低延迟转发算法
7.5 仿真实验
7.5.1 仿真环境
7.5.2 仿真分析
7.6 总结
参考文献
第8章 无线传感器网络数据融合算法研究
8.1 引言
8.2 节能路由算法
8.2.1 平面式路由算法
8.2.2 层状式路由算法
8.3 数据融合模型
8.3.1 数据融合系统
8.3.2 LEACH簇头选择算法
8.3.3 簇内融合路径
8.3.4 环境设定和能耗公式
8.4 数据融合仿真
8.4.1 仿真分析
8.4.2 仿真结果分析
8.5 结论
参考文献
第9章 无线传感器网络相关技术
9.1 超宽带技术
9.1.1 系统结构的实现比较简单
9.1.2 空间传输容量大
9.1.3 多径分辨能力强
9.1.4 安全性高
9.1.5 定位精确
9.2 物联网技术
9.2.1 物联网原理
9.2.2 物联网的背景与前景
9.3 云计算技术
9.3.1 SaaS软件即服务
9.3.2 公用/效用计算
9.3.3 云计算领域的Web服务
9.4 认知无线电技术
9.4.1 传统的Ad-hoc方式中无线传感器网络的不足
9.4.2 在ZigBee无线传感器网络中的应用
参考文献
第10章 无线传感器网络应用
10.1 军事应用
10.2 农业应用
10.3 环保监测
10.4 建筑应用
10.5 医疗监护
10.6 工业应用
10.6.1 工业安全
10.6.2 先进制造
10.6.3 交通控制管理
10.6.4 仓储物流管理
10.7 空间、海洋探索
10.8 智能家居应用

B. WIA工业无线网络WIA

工业无线网络WIA（Wireless Networks for Instrial Automation），由中国科学院沈阳自动化研究所自主研发，是一种高可靠、低功耗的智能多跳无线传感器网络技术。它采用自组织和自治愈的智能Mesh网络路由机制，能根据环境动态调整，确保网络性能的稳定性和可靠性。WIA技术基于IEEE 802.15.4短程无线通信标准，利用中国无线委员会规定的自由频带，解决了工厂环境中大型器械、金属管道等对无线信号的干扰问题，以及电磁噪声对无线通信的影响，为工业应用提供了高效实时的通信服务。

通过WIA技术，用户可以低成本实现对工业流程的全面感知，实时监测关键过程参数，进而进行优化控制，提升产品质量和节能效果。该技术广泛应用于石油、石化、冶金、环保和污水处理等行业。

WIA技术体系由中国工业无线联盟主导，形成国家标准草案，与Wireless HART和ISA100并列为工业无线技术的主流。网络结构由网关、冗余网关、网络管理者和安全管理者等构成，采用星型和Mesh结合的层次结构。WIA协议栈基于ISO/OSI模型，确保通信的高可靠性，包括TDMA避免冲突、跳频增强抗干扰、自动重传确保成功率、Mesh路由提高端到端可靠性等特性。

相较于国外同类技术，WIA技术具备明显优势：如分层网络管理灵活性高、自适应通信方式更可靠、报文聚合减少网络负载、兼容性强便于设备升级和用户操作等。这些特性使其在工业环境中的应用更为广泛和便捷。

C. 无线传感器网络通信协议的分类与应用研究

无线传感器网络通信协议的分类主要包括平面路由协议、分簇路由协议以及基于特定技术的路由协议等，其应用研究广泛涉及多个领域。

1. 平面路由协议 平面路由协议是无线传感器网络中最基本的路由协议之一。这类协议中，所有节点地位平等，没有层次结构。平面路由协议实现简单，但可能面临网络扩展性差、能量消耗不均等问题。

2. 分簇路由协议 分簇路由协议通过选举一部分节点作为簇头，负责簇内数据的收集和转发，从而有效降低了网络能耗，提高了网络的可扩展性。这类协议包括经典的LEACH算法及其变种、基于生成树的分簇通信协议等。分簇路由协议在能量管理、负载均衡等方面具有显着优势。

3. 基于特定技术的路由协议 基于特定技术的路由协议如ZigBee技术、自适应蚁群系统的QoS路由算法等。ZigBee技术以其低功耗、低成本、自组织等特点，在无线传感器网络中得到了广泛应用。APAS算法则通过引入信息素和QoS改进策略，实现了对服务质量的有效保障。

应用研究 军事领域：无线传感器网络在军事领域的应用主要体现在战场监测、目标跟踪、情报收集等方面。通过部署大量传感器节点，可以实时监测战场态势，为指挥决策提供有力支持。 农业领域：在农业领域，无线传感器网络可用于精准农业、环境监测等方面。通过监测土壤湿度、温度、光照等参数，可以实现对农作物生长环境的精确控制，提高农业生产效率和品质。 环保领域：无线传感器网络在环保领域的应用主要体现在空气质量监测、水质监测、森林火灾预警等方面。通过实时监测环境参数，可以及时发现环境问题并采取相应的治理措施。 工业领域：在工业领域，无线传感器网络可用于生产线监测、设备故障诊断等方面。通过实时监测生产设备的运行状态，可以及时发现故障并进行维修，保障生产线的正常运行。

综上所述，无线传感器网络通信协议的分类多样，应用领域广泛，对于推动无线传感器网络技术的发展和应用具有重要意义。

D. 无线传感器网络路由协议有哪些基本分类简述spin路由算法特点

（1）能量优先
传统路由协议在选择最优路径时，很少考虑节点的能量消耗问题。而无线传感器网络中节点的能量有限，延长整个网络的生存期成为传感器网络路由协议设计的重要目标，因此需要考虑节点的能量消耗以及网络能量均衡使用的问题。
（2）基于局部拓扑信息
无线传感器网络为了节省通信能量，通常采用多跳的通信模式，而节点有限的存储资源和计算资源，使得节点不能存储大量的路由信息，不能进行太复杂的路由计算。在节点只能获取局部拓扑信息和资源有限的情况下，如何实现简单高效的路由机制是无线传感器网络的一个基本问题。
（3）以数据为中心
尘租传统的路由协议通常以地址作为节点的标识和路由的依据，而无线传感器网晌渣络中大量节点随机部署，所关注的是监测区域的感知数据，而不是具体哪个节点获取的信息，不依赖于全网唯一的标识。传感器网络通常包含多个传感器节点到少数汇聚节点的数据流，按照对感知数据的需求、数据通信模式和流向等，以数据为中心形成消息的转发路径。
（4）应用相关
传感器网络的应用环境千差万别，数据通信模式不同，没有一个路由机制适合所有的派谨兆应用，这是传感器网络应用相关性的一个体现。设计者需要针对每一个具体应用的需求，设计与之适应的特定路由机制。
针对传感器网络路由机制的上述特点，在根据具体应用设计路由机制时，传感器网络需满足一定的路由机制。