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第1章 应用、模型、问题与解决策略1

1.1无线传感器1

1.2单跳无线传感器网络2

1.3多跳无线传感器网络3

1.4事件驱动、周期性、按需报告4

1.5单位圆盘图建模、跳数度量和概率接收6

1.6可调传输范围与功率度量8

1.7开销度量9

1.8休眠与激活状态建模10

1.9无线传感器与执行器网络结构11

1.10无线传感器与执行器网络简单模型与应用14

1.11形成连通无线传感器与执行器网络15

1.12形成移动无线传感器与执行器网络17

1.13物理层、MAC层和传输层问题17

1.14网络层问题19

1.14.1拓扑控制19

1.14.2数据通信20

1.14.3协同21

1.15解决框架的局部协议22

1.16传感器微尘的实现23

1.17试验台实验25

1.18传感器网络系统发展经验26

参考文献27

第2章 传感器与执行器网络中的节能骨干网和广播30

2.1骨干网30

2.2基于网格划分的骨干网31

2.3基于簇的骨干网32

2.4连通支配集作为骨干网35

2.4.1基于集合覆盖的集中式算法35

2.4.2基于MIS的CDS36

2.4.3基于覆盖的CDS38

2.4.4基于802.15.4的传感器网络中的拓扑控制42

2.4.5基于多点中继的CDS42

2.5广播技术综述44

2.5.1邻居去除方案45

2.5.2邻居去除与基于骨干网的广播47

2.5.3 802.15.4传感器网络中基于树的广播方案48

2.5.4基于MPR的广播49

2.5.5基于区域的无信标广播49

2.5.6高效洪泛与基于切片的广播50

2.6基于物理层的洪泛、邻居检测和路由发现52

2.6.1真实物理层的路由发现52

2.6.2真实物理层的邻居检测和洪泛53

2.7延迟容忍网络的无参广播53

2.8传感器和执行器网络中的骨干网和广播55

2.8.1 Ad Hoc和传感器混合网络广播55

2.8.2基于支配集的骨干网56

2.9 RNG与LMST57

2.10最小能量广播60

参考文献63

第3章 传感器区域覆盖68

3.1问题、模型与假设68

3.2覆盖与连通标准70

3.3基于区域支配集的传感器区域覆盖算法73

3.4异步传感器区域覆盖75

3.4.1 PEAS75

3.4.2 ACOS76

3.5同步传感器区域覆盖76

3.5.1低通信开销的覆盖76

3.5.2基于位置的免计算休眠调度78

3.6传感器的多重覆盖79

3.7基于物理层的感知、协议和个案研究80

3.8 WSAN中的工作范围分配81

参考文献82

第4章 无线传感器与执行器网络中的地理位置路由84

4.1传感器网络中基于洪泛的路由和地理位置路由84

4.2基于投影和方向的贪婪路由86

4.3地理位置路由成本进度比框架的应用88

4.4基于记忆的保证传输地理位置路由90

4.5无需记忆的保证传输93

4.5.1平面几何图中的面路由93

4.5.2 Gabriel图95

4.5.3采用Gabriel图的路由97

4.6无信标地理位置路由101

4.7使用虚拟坐标和树坐标的地理位置路由103

4.8传感器和执行器网络中的地理位置路由104

4.9传感器和执行器网络中的链路质量度量105

4.10地理位置路由物理层问题与个案研究106

参考文献108

第5章 传感器与执行器网络中的组播、地域群播和任意播112

5.1组播112

5.1.1非地理组播113

5.1.2地理组播114

5.2具有保证传输的地域群播118

5.2.1无保证传输的地域群播118

5.2.2基于与边界相交遍历面的地域群播120

5.2.3基于面树深度优先搜索遍历的地域群播121

5.2.4基于指向区域入口点的地域群播123

5.3基于速率的组播125

5.3.1基于速率的度量126

5.3.2基于地理速率的组播126

5.4具有保证传输的任意播129

参考文献131

第6章 无线传感器中的汇聚节点移动性135

6.1引言135

6.2能量空洞问题136

6.2.1网络模型与假设137

6.2.2能耗模型137

6.3汇聚节点移动性的节能问题141

6.3.1延迟容忍场景141

6.3.2实时场景142

6.4延迟容忍网络的汇聚节点移动性143

6.4.1直接接触数据采集143

6.4.2基于汇聚点的数据采集147

6.5实时网络的汇聚节点移动性151

6.5.1节点重定位152

6.5.2数据分发155

参考文献160

第7章 传感器、执行器和移动机器人网络中的拓扑控制163

7.1引言163

7.2静态传感器网络中的常用方法164

7.3最小生成树164

7.3.1最小生成树的局部近似值165

7.4数据融合166

7.4.1延迟约束和节能数据融合168

7.5非受控动态拓扑中的生成树170

7.6临界节点与链路检测172

7.7传感器部署时双连通机器人编队运动173

7.8机器人自部署时的增强算法175

7.9无附加限制条件连通的双连通175

7.10有附加限制条件连通的双连通177

参考文献180

第8章 传感器和移动执行器网络中的位置服务183

8.1引言183

8.2位置服务的分类184

8.2.1基于洪泛的方法184

8.2.2基于定额的方法185

8.2.3基于本地的方法185

8.3位置更新策略185

8.4基于洪泛的算法186

8.4.1倍增圆更新186

8.4.2基于方向的更新187

8.4.3基于地理路由的更新188

8.4.4请求区搜索190

8.4.5扩展环搜索191

8.5基于定额的算法192

8.5.1带状定额192

8.5.2网格定额194

8.5.3分层螺旋定额195

8.5.4分层环定额196

8.6基于本地的算法197

8.6.1扁平式本地区域197

8.6.2分层本地区域199

参考文献201

第9章 传感器、执行器和机器人网络中的协同通信204

9.1传感器与执行器之间的协同通信204

9.2多机器人系统中的任务分配207

9.3当通信开销可忽略时选择最佳机器人209

9.4当通信开销不可忽略时选择最佳机器人210

9.5动态任务分配214

9.6部署传感器以提高连通性215

9.7执行器之间的差错容忍半被动协同通信216

9.8自主移动机器人的分布217

9.9机器人的分布式边界覆盖218

9.10群机器人分簇219

9.11用于探索和映射的机器人编队220

9.12用于节能传感器报告的协同执行器运动221

9.13飞行机器人226

参考文献227

第10章 传感器和执行器网络中的传感器配置230

10.1引言230

10.2移动基站辅助的传感器配置231

10.2.1使用执行器的传感器配置231

10.2.2采用执行器的覆盖维护231

10.2.3传感器自部署232

10.2.4传感器重定位232

10.3移动传感器迁移232

10.4由执行器实现的传感器配置233

10.4.1最近最少访问方法233

10.4.2蛇形部署方法234

10.4.3回溯部署方法235

10.5由执行器实现的覆盖维护237

10.5.1基于分簇的方法237

10.5.2基于边界的方法238

10.6传感器自部署238

10.6.1虚拟力方法239

10.6.2基于Voronoi图的方法241

10.6.3负载均衡方法243

10.6.4随机方法244

10.6.5点覆盖方法246

10.6.6增量方法249

10.6.7最大流量方法250

10.6.8遗传算法方法251

10.7传感器重定位252

10.7.1基于广播的方法252

10.7.2基于定额的方法253

10.7.3基于网格的方法254

10.7.4基于分层结构的方法255

参考文献256