Algorithms and Protocols for Wireless Sensor Networks (Wiley Series on Parallel and Distributed Comp pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Wiley-IEEE Press

作者:Boukerche, Azzedine 编

出品人:

页数:544

译者:

出版时间:2008-10-24

价格:USD 116.95

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471798132

丛书系列:

图书标签:

Wireless Sensor Networks
Sensor Networks
Algorithms
Protocols
Distributed Computing
Parallel Computing
Networking
Data Communication
Embedded Systems
Computer Science

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具体描述

A one-stop resource for the use of algorithms and protocols in wireless sensor networks From an established international researcher in the field, this edited volume provides readers with comprehensive coverage of the fundamental algorithms and protocols for wireless sensor networks. It identifies the research that needs to be conducted on a number of levels to design and assess the deployment of wireless sensor networks, and provides an in-depth analysis of the development of the next generation of heterogeneous wireless sensor networks. Divided into nineteen succinct chapters, the book covers: mobility management and resource allocation algorithms; communication models; energy and power consumption algorithms; performance modeling and simulation; authentication and reputation mechanisms; algorithms for wireless sensor and mesh networks; and algorithm methods for pervasive and ubiquitous computing; among other topics. Complete with a set of challenging exercises, this book is a valuable resource for electrical engineers, computer engineers, network engineers, and computer science specialists. Useful for instructors and students alike, Algorithms and Protocols for Wireless Sensor Networks is an ideal textbook for advanced undergraduate and graduate courses in computer science, electrical engineering,and network engineering.

无线传感器网络中的通信、计算与协同：一套先进的算法与协议本书深入探讨了在资源受限的无线传感器网络（WSNs）环境中，实现高效通信、强大计算能力以及协同感知所必需的一系列先进算法与协议。WSNs以其分布式、低功耗、自组织的特性，在环境监测、医疗保健、工业自动化、军事侦察等众多领域展现出巨大的应用潜力。然而，这些网络的独特挑战——有限的能量、带宽、计算能力以及动态变化的网络拓扑，对传统的网络设计提出了严峻考验。本书旨在为研究人员和工程师提供一套全面的理论框架和实践指导，以应对这些挑战，充分释放WSNs的潜能。核心主题与内容本书围绕着WSNs的关键技术要素展开，从基础的网络构建到复杂的协同任务执行，层层递进，结构清晰。第一部分：基础通信协议与网络管理能源效率通信协议：鉴于WSNs的能量限制，高效的通信协议是生存的关键。本书详细介绍了多种为最小化能量消耗而设计的路由协议，包括但不限于：面向能量的路由（Energy-aware Routing）：例如 LEACH (Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy) 及其变种，重点在于通过分簇来均衡节点能量消耗，延长网络寿命。我们将深入分析其工作原理、能量模型、簇头选择机制以及数据聚合方法。基于地理位置的路由（Geographic Routing）：这种协议利用节点的位置信息进行转发，无需维护全局路由表，在某些场景下能显著降低开销。我们将讨论其基本原理、面临的连通性问题以及不同的地理稀疏性处理策略。避免冗余和重复的协议：探讨如何通过检测和消除数据传输中的冗余来节省能量和带宽，例如基于内容的兴趣传播（Content-based Publish/Subscribe）和机会路由（Opportunistic Routing）。可靠性和鲁棒性：在不可靠的无线链路和可能失效的节点环境中，保证数据传输的可靠性至关重要。本书将涵盖：拥塞控制与流量管理：针对WSNs的特殊性，设计适应低速、高丢包率网络的拥塞控制机制。节点失效检测与容忍：介绍如何快速检测失效节点，并设计冗余路径或重路由策略来维持网络连通性。数据融合与聚合：探讨在节点或簇头层面进行数据融合，减少传输数据量，同时提升数据的可用性和准确性。第二部分：分布式计算与数据处理分布式数据挖掘与模式识别： WSNs产生海量数据，如何高效地在分布式环境中进行数据挖掘和模式识别是关键。本书将介绍：分布式聚类与分类算法：针对传感器数据，提出在边缘节点或簇头进行初步处理和分析的算法，减少中心化处理的负担。流式数据处理：传感器数据通常是连续产生的流，本书将探讨如何设计能够实时处理和分析流式数据的算法。异常检测：在分布式环境中，如何有效地识别和定位异常数据点或事件，例如环境污染、设备故障等。边缘计算与协同计算：将计算能力推向网络边缘，靠近数据源，可以显著降低延迟和通信开销。本书将重点关注：任务分配与调度：在分布式节点上智能分配计算任务，并进行有效调度，最大化资源利用率。模型训练与推理：探讨如何在WSNs中进行机器学习模型的分布式训练和实时推理，以支持智能决策。协同感知（Cooperative Sensing）：传感器节点之间协同工作，利用多源信息来增强感知能力，例如提高定位精度、识别目标等。本书将详细分析协同感知的理论基础、通信模型以及相关的协同算法。第三部分：安全、隐私与定位 WSNs安全挑战与对策： WSNs面临的攻击类型多样，包括窃听、欺骗、拒绝服务等。本书将深入分析：轻量级加密与认证：设计适合资源受限节点的加密算法和认证机制。入侵检测与防御：提出分布式入侵检测系统，以及针对WSNs攻击的防御策略。物理层安全：利用无线信道的随机性来提供一定程度的安全保障。隐私保护：传感器收集的数据往往包含敏感信息，如何平衡数据效用与隐私保护是重要课题。本书将探讨：差分隐私（Differential Privacy）：在数据收集和分析过程中引入隐私保护机制。匿名化技术：对敏感信息进行匿名化处理。节点定位与跟踪： WSNs中的定位能力对于许多应用至关重要。本书将涵盖：基于测距（Range-based）和非测距（Range-free）的定位算法：分析不同定位方法的原理、精度和适用范围。分布式自适应定位：传感器节点利用自身和邻居节点的测量信息进行迭代定位，以适应网络拓扑的变化。协同定位：多个节点协同工作，共同提高定位精度。本书特色理论与实践结合：在介绍理论概念的同时，辅以具体的算法设计和协议实例，帮助读者理解实际应用。前沿技术展望：涵盖了WSNs领域最新的研究成果和发展趋势，为读者提供前瞻性的视野。系统性与全面性：从通信、计算到安全，全方位地覆盖了WSNs的关键技术领域，为读者构建一个完整的知识体系。适用于不同背景的读者：无论您是计算机科学、通信工程、电子工程还是相关领域的学生、研究人员或工程师，都能从本书中获益。通过深入学习本书的内容，读者将能够理解无线传感器网络的核心挑战，掌握设计和实现高效、可靠、安全WSNs所需的一系列关键算法和协议，并为开发下一代智能感知系统奠定坚实的基础。