前言

本书作者牵头承担了“基于IPv6的无线传感器网的网络协议研发及验证（项目编号：2012ZX03005002）”“面向工业无线网络协议WIA-PA的网络设备研发及应用——专用芯片研发（项目编号：2013ZX03005005）”及“高实时WIA-PA网络片上系统（SoC）研发与示范应用（项目编号：2015ZX0303011）”3项国家科技重大专项项目，主持研究了国家863计划先进制造领域主题项目“全互联制造网络技术（项目编号：2015AA043800）”，牵头制定无线传感网测试国际标准（ISO/IEC 1963：Sensor Network Testing Framework）和3项无线传感网国家标准，突破了一系列无线传感网的关键技术问题，率先推出了全球工业无线传感网系列核心芯片（CY2420：2.4GHz、CY2420S：2.4GHz/SIP、CY4520：433～470MHz），核心技术初步形成了专利保护群，研究成果得到了国际上的广泛认可。同时，本书作者所在的国家工业物联网国际合作示范基地、工业物联网与网络化控制教育部重点实验室与全球领先的网络解决方案供应商——思科公司（CISCO）共建“重庆邮电大学－思科公司绿色科技联合研发中心”，联合研发基于WSN、3G/LTE与IPv6这3种技术的高可适性、多用途物联网技术标准与产品架构，共同推进IETF标准的制定，形成了具有国际影响的研究特色与技术优势。

本书以作者所在团队解决的工业无线网络关键技术问题、通过国际金牌认证的自主IPv6传感网协议栈软件——6LoWSN、牵头制定的传感器网络测试领域首个国际标准（ISO/IEC 1963 Sensor Network Testing Framework，传感器网络测试体系结构）等具有自主知识产权的技术积累为基础，融入了作者多年参加国家重大科技专项项目、国家863项目研究和制定国际国内标准所取得的研究成果，全面系统地介绍了无线传感网的基本概念、标准规范、关键技术和主流协议，并结合作者研发的实验平台和大量软硬件开发实例，详细介绍了无线传感网网络产品和应用系统的开发方法。全书注重理论与实践相结合，强化开发实例，内容新颖，重点突出，结构清晰，语言精练，易于理解。

全书共分7章。第1章介绍了无线传感器网络的发展历程、基本概念、体系结构、应用前景与标准现状；第2章介绍无线个域网与IEEE 802.15.4协议簇，重点介绍了IEEE 802.15.4协议簇标准、超帧结构、物理层服务与MAC层协议；第3章结合作者的科研成果介绍了无线传感网关键技术，重点叙述了时间同步、网络调度、安全管理、传感器接入的基本原理与实现方法；第4章介绍了ZigBee协议架构、通信卡与网关的设计方法和应用实例；第5章结合作者的科研成果介绍了6LoWPAN技术，重点阐述6LoWPAN网络协议架构与开发技术，结合6LoWPAN传感网设备开发平台，详细介绍了6LoWPAN传感网节点、网关、边界路由器的开发技术和Sniffer抓包器的使用方法；第6章介绍了WIA-PA技术，并结合作者的科研成果重点介绍了WIA-PA协议栈的开发技术和WIA-PA开发平台的使用方法；第7章则以无线传感网在智能家居、工厂自动化和智能电网为应用背景，重点介绍了无线传感网设备与应用系统的设计方法与开发技术。

本书是工业物联网与网络化控制教育部重点实验室全体同仁多年来在无线传感器网络及物联网技术、工业通信与网络化控制技术等方面从事科学研究、应用开发的工作结晶。本书由王平、王恒、魏旻、付蔚、王浩、李勇、严冬共同著述。同时，研究生蒲宬亘承担第5章的著述，夏枢洋、汪朋、王雄、蔡龙腾、温鑫荣、邓晓渝等研究生参加了相关章节的著述。同时，对本书所参考的所有文献的作者表示诚挚的谢意。

作者

2015年7月于重庆邮电大学