王平，二级教授，博士生导师。现为重庆邮电大学自动化学院院长、国家工业物联网国际科技合作示范基地主任、工业物联网与网络化控制教育部重点实验室主任，百千万人才工程***人选，全国优秀教师，国务院政府特殊津贴获得者。近年来主持国家科技重大专项、国家863计划等重要科研项目20余项，牵头研制了全球首款工业物联网核心芯片，参加制定了我国工业自动化领域一个现场总线国际标准。获***科技奖2项、省部级奖8项；获得发明专利授权18项，发表SCI/EI检索论文30篇；出版专著/教材5本。

无线传感器网络是一个学科交叉综合、知识高度集成的前沿热点研究领域，备受各方面的高度关注。本书共分7章，前3章分别是无线传感器网络概述、无线个域网与IEEE 802.15.4协议簇以及无线传感器网络的核心技术，第4章和第5章分别介绍了ZigBee和6LoWPAN两种**代表性的无线传感器网络的协议及开发技术，第6章介绍了我国具有自主知识产权的WIA-PA工业无线网络及开发平台，第7章则重点介绍了无线传感器网络在智能家居、工厂自动化和智能电网中的应用案例。
本书以作者牵头承担国家重大科技专项项目和制定国际、国内标准取得的一系列科研成果为基础，全面系统地介绍了无线传感器网络的基本概念、标准规范、关键技术和主流协议，结合作者研发的实验平台，通过大量的软硬件开发实例，详细介绍了无线传感器网络的设备和应用系统的开发方法。
本书注重理论与实践相结合，内容新颖，重点突出，结构清晰，语言精练，易于理解，既可作为无线传感器网络领域从事科学研究、产品开发与工程应用的科技人员的参考用书，也可作为物联网、自动化、测控、电气、计算机、通信等相关学科的研究生和高年级本科生的教学用书。

第1章　无线传感器网络技术概述　1
1．1　WSN的发展　1
1．1．1　国外WSN的发展历程　1
1．1．2　国内WSN的发展　2
1．2　WSN的定义　3
1．2．1　传感器网络与WSN　3
1．2．2　WSN的定义　4
1．2．3　WSN与现有网络的比较　5
1．3　WSN的体系结构　5
1．4　WSN的应用前景　8
1．5　WSN的研究现状　12
1．5．1　WSN的基础研究　12
1．5．2　WSN的应用研究　13
1．5．3　WSN研究的热点问题　13
1．6　WSN的技术标准　14
第2章　无线个域网与IEEE 802．15．4协议簇　16
2．1　无线个域网　16
2．1．1　无线个域网的发展　16
2．1．2　IEEE 802．15系列标准　17
2．1．3　IEEE 802．15．4协议簇　19
2．2　IEEE 802．15．4标准　20
2．2．1　IEEE 802．15．4网络拓扑结构　20
2．2．2　IEEE 802．15．4协议层次结构　21
2．2．3　IEEE 802．15．4网络形成与维护　21
2．2．4　IEEE 802．15．4标准的超帧结构与信标　23
2．3　IEEE 802．15．4物理层　26
2．3．1　物理层结构模型　26
2．3．2　物理层管理服务　29
2．3．3　物理层数据服务　30
2．4　IEEE 802．15．4MAC层　31
2．4．1　MAC层服务模型　31
2．4．2　MAC层帧结构　34
2．4．3　MAC层管理服务　36
2．4．4　MAC层数据服务　44
第3章　无线传感网关键技术　45
3．1　无线传感网时间同步技术　45
3．1．1　时间同步的基本原理　45
3．1．2　无线传感网时间同步技术分类　48
3．1．3　典型的无线传感器网络时间同步协议　51
3．1．4　一种典型的无线传感网时间同步方法设计　54
3．2　无线传感网网络调度技术　60
3．2．1　典型无线传感网调度技术　60
3．2．2　确定性通信调度方法的设计　65
3．3　无线传感网跳信道技术　71
3．3．1　无线传感网跳信道基本原理　71
3．3．2　一种典型的自适应跳信道实现方法　76
3．4　无线传感网安全技术　80
3．4．1　无线传感网安全概述　80
3．4．2　无线传感网安全关键技术　81
3．4．3　无线传感网安全管理技术　94
3．5　IEEE 1451标准与传感器接入技术　103
3．5．1　IEEE 1451协议族　103
3．5．2　IEEE 1451标准的实现模型　105
第4章　ZigBee技术　109
4．1　ZigBee技术的发展　109
4．2　ZigBee协议体系　110
4．2．1　ZigBee协议栈架构　110
4．2．2　ZigBee网络层模型　112
4．2．3　ZigBee应用层模型　114
4．3　ZigBee网络的构成　115
4．3．1　设备分类及功能　115
4．3．2　ZigBee的网络拓扑　115
4．4　ZigBee通信卡的开发　118
4．4．1　ZigBee通信卡硬件设计　118
4．4．2　ZigBee通信卡软件设计　119
4．5　ZigBee网关的开发　120
4．5．1　ZigBee网关通信模型　120
4．5．2　ZigBee网关的硬件设计　121
4．5．3　ZigBee网关的软件实现　125
4．6　基于ZigBee的三表数据采集系统设计　127
4．6．1　三表数据采集系统设计　127
4．6．2　三表数据采集中继器硬件设计　128
4．6．3　三表数据采集中继器软件设计　131
4．6．4　三表数据采集系统测试　135
第5章　6LoWPAN技术　139
5．1　6LoWPAN技术的发展　139
5．2　6LoWPAN网络核心协议　140
5．2．1　适配层协议　140
5．2．2　路由协议　143
5．2．3　邻居发现协议　148
5．2．4　CoAP协议　149
5．3　轻量级IPv6无线传感网协议栈　155
5．3．1　协议栈体系结构　155
5．3．2　协议栈设计要求　156
5．3．3　协议栈整体方案设计　157
5．3．4　协议栈应用层设计　158
5．3．5　协议栈传输层设计　161
5．3．6　协议栈网络层设计　163
5．3．7　协议栈适配层设计　170
5．4　6LoWPAN传感网设备开发平台　173
5．4．1　6LoWPAN传感网设备开发平台总体设计　173
5．4．2　6LoWPAN传感网设备开发平台硬件设计　175
5．4．3　6LoWPAN传感网设备开发平台软件设计　178
5．4．4　LoWPAN传感网网络管理程序设计　191
5．4．5　上位机GUI软件设计　198
5．5　6LoWPAN无线传感网系统实验　202
5．5．1　6LoWPAN无线传感网系统组成　202
5．5．2　IEEE 802．15．4网关功能实验　203
5．5．3　6LoWPAN边界路由实验　205
5．5．4　6LoWPAN协议分析实验　213
5．5．5　GUI监控实验　214
第6章　WIA-PA技术　216
6．1　WIA-PA标准的发展　216
6．1．1　WIA-PA标准发展概述　216
6．1．2　WIA-PA的技术特征　216
6．2　WIA-PA网络构成　217
6．2．1　WIA-PA网络的拓扑结构　217
6．2．2　WIA-PA的设备分类及功能　218
6．3　WIA-PA协议栈的设计与实现　219
6．3．1　WIA-PA协议体系　219
6．3．2　WIA-PA协议栈总体设计　221
6．3．3　WIA-PA数据结构设计　222
6．3．4　WIA-PA主要流程及接口设计　229
6．3．5　WIA-PA协议栈的实现　233
6．4　WIA-PA开发平台　262
6．4．1　开发平台简介　262
6．4．2　开发平台实验　263
第7章　无线传感网络综合应用　267
7．1　智能家居　267
7．1．1　智能家居概述　267
7．1．2　家居安防开发实例　268
7．1．3　家居安防运行测试　275
7．2　智能化ANDON系统　281
7．2．1　ANDON系统概述　281
7．2．2　ANDON工位子系统开发　283
7．2．3　ANDON系统软件运行测试　295
7．3　水电厂智能监控系统　298
7．3．1　水电厂智能监控系统概述　298
7．3．2　水电站智能在线监测系统设计　299
7．3．3　水电站智能在线监测系统现场设备设计　302
7．3．4　水电站智能在线监测系统运行测试　315