1.无线传感器节点一般包括那三种组件无线模块、传感模块、可编程模块
2.ZigBEE标准定义了哪几种传输方式？周期数据传输、间歇性数据传输、重复低时延传输
3.无线传感器网络概念无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是一种全新的信息获取平台，能够实时监测和采集网络分布区域内各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，具有快速展开，抗毁性强等特点，有着广阔的应用前景。
4. 传感器网络的三个基本要素：传感器，感知对象，观察者
5.传感器网络的基本功能协作地感知、采集、处理和发布感知信息
6.LoWPAN提出了哪四类栈头？广播栈头、mesh栈头、分片栈头、包头压缩栈头
7.在WSN中，传感器节点具有数据源和路由器的双重角色。因此通信有两个执行的依据：数据源功能、路由功能。
8.传感器节点;功能：采集、处理、控制和通信等;网络功能：兼顾节点和路由器;资源受限：存储、计算、通信、能量
Sink节点功能：连接传感器网络与Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，发布管理节点的监测任务，转发收集到的数据。特点：连续供电、功能强、数量少等
9.无线传感网的基本特点1传感器节点体积小，能量有限2传感器节点计算和存储能力有限3通信半径小，带宽低4传感器节点数量大且有自适应性5无中心和自组织6网络动态性强7以数据为中心的网络10.无线传感器网络面临的挑战主
要体现:低能耗、实时性、低成本、
安全和抗干扰，协作
1无线传感器网络的主要应用领域：
1.军事应用
2.环境应用
3.医疗应
用家庭应用工业应用6.智慧城市
1简述影响传感网设计的因素有哪
些？A. 硬件限制、B.容错（可靠
性）、C. 可扩展性、D. 生产成本、
E. 传感网拓扑、
F. 操作环境（应
用）、G. 传输媒介、H. 能量消耗（生
命周期）
2.无线传感设备有哪几个基本部件
组成的？每个部件的主要作用是什
么？传感单元：感应单元具有从外
界收集信息的能力。根据观察到的
现象，传感器产生模拟信号，然后
被ADC转换成数字信号，送入处理
单元。处理单元：控制传感器节点
执行感知操作、运行相应的算法并
控制与其他节点无线通信的整个过
程。收发机单元：实现两个传感器
节点间的通信。能量单元：为传感
器节点的每个部件供电。定位系统：
提供传感器节点的物理位置。移动
装置：与传感单元协作，完成操作，
并由处理单元控制传感器节点的移
动。供能装置：热能、动能和振动
能量的能源采集技术来产生能量。
3.无线传感器网络预部署策略应满
足那些需要？（1）、减少安装成本
（2）、消除任何预组织与预计划的
成本（3）、增加组织的灵活性（4）、
提升自组织与容错性能
4.对于一个收发机而言，数据通信
功耗简单模型有哪几部分构成？发
射机输出的功率、收发机电子器件
消耗的能量
5.请写出发射机和接收机简化能量
模型的功耗计算公式。
n
am p
elec
tx
tx
d
k
e
k
E
d
k?
?
+
?
=
-
)
,
(
E
k
E
k
E
elec
rx
rx
?
=
-
)
(
7. 源节点与Sink节点相距500米，
节点的广播半径为10米，那么将1
Mbit 的数据从源节点传输到Sink
节点处，使用能量简化模型，需消
耗多少能量？（假定所有邻居节点
均能偷听（overhearing ）到每个
节点的广播。）
1.物理层的主要任务是什么？物理
层能实现哪些功能？物理层的主要
任务：将比特流转换成适合在无线
信道中传输的信号物理层的主要功
能如下：①为数据终端设备(Data
Terminal Equipment，DTE)提供传
送数据的通路。②传输数据。③其
他管理工作。
2.WSN RF通信的主要技术包括哪
些？窄带通信、扩频和超宽带
（UWB）技术
3.简述窄带通信最不适用于WSN
的原因是什么？主要原因在于该技
术是以牺牲能量效率来换取宽带效
率的。最主要的是随着调制级数的
增加，带宽效率缓慢提高但能量效
率显著下降。
4.简述RF 无线通信中，发送端和
汇聚节点传播信息的步骤。1、信源
编码（数据压缩）：在发送端，用信
源编码器对信源进行编码，信源编
码就是根据信息的统计特性用一些
信息位表示信息源，组成源码字。
信源编码同时包含了数据压缩。2、
信道编码（差错控制编码）：信道编
码器对源码字进行编码以减少无线
信道差错对信源产生的影响，信道
编码包括差错控制编码。3、交织和
调制：经过信道编码的码字进行交
织来抑制突发错误，交织技术可以
避免大片连续误比特的情况。4、无
线信道传播：传输波形在信道中传
播。
5.请解释分组码表示的码组各个参
数的含义。分组码的码组（n,k,t)
n是分组长度、k是信息长度、t是
最大纠错位数。
6.简述目前主要的三种调制方法。 （1）、幅移键控（ASK ）：ASK 调制根据将要发送的比特来调制波形的振幅。最简单的ASK 调制形式是开关控键（OOK ），它在数字1时发送波形而在数字0时不发送波形。（2）、频移键控（FSK ）：波形的频率c f 随着发送信息比特的变化而变化。根据信号选择频率的不同，可以在汇聚节点把信号检测出来。（3）、相移键控（PSK ）：PSK 根据发送比特改变波形的相位Ψ(t)。相应地在汇聚节点可以根据接收信号的相位变化将发送比特映射出来。
7.简述造成无线信道失真的原因主要有哪几种？衰减Attenuation – 信号强度随距离的增加而减弱反射与折射Reflection/refraction – 信号在表面反弹; 进入材料;衍射Diffraction – 陡峭边缘产生新波形;散射Scattering – 粗糙表面的多重反射
8.对于自动请求重传，采用CRC-16差错监测机制，数据包的有效载荷为l 比特，其发送信号的误包率是多少？
l
b CRC
p l )
1(1)(PRE
--=9简述IEEE802.15.4网络拓扑结构有哪几种？星状、网状、树状 1.WSN 中，介质访问控制协议分为哪几类？这些方案依赖于哪两种基本的多址接入机制？（1）基于竞争的MAC 、基于预留的MAC 、包含以上两种方案的混合MAC 。（2）载波侦听多址接入（CSMA ）和时分多址接入（TDMA ） 2. 3. 4. 5. 6.
7.简述WSN 中，在通信过程中能耗主要来源于哪些方面？碰撞：在无线信道上，若有两个节点同时发送数据，则这两个发送节点都将发射不成功，会造成能量的大量浪费。 持续侦听：在WSN 中的接收节点无法预测数据何时到达，另外每个节点还需要侦听各节点的拥塞状况，节点须始终保持侦听状态，以防特殊情况的发生，这里包含了许多没必要的侦听，浪费了许多能量。 控制开销：为了保证无线传感器网络的可靠性，MAC 层协议需要使用一些控制分组来调节节点状态，这些控制分组中不存在有用的数据，要消耗一部分的能量。
8.什么是载波侦听？什么是虚拟载波侦听？简述载波侦听退避机制工作原理。（1）载波侦听：指节点在特定时隙侦听信道，为接入无线信道的活动做准备。（2）虚拟载波监听(Virtual Carrier Sense)：源站将它还要占用信道的时间（包括目的站发回确认帧所需时间）在其 MAC 帧首部字段“持续时间”中填入指示给所有其他站，其他所有站会在这段时间都停止发送数据, 大大减少了冲突的机会。（3）一旦
当前的传输结束，节点会等待另一个IFS 。若信道在此期间保持空闲，则在发送自己的数据包之前，节点会在一系列数值之中随机选择一个作为等待时隙的数目。退避通过定时器执行，每经过一个被称为时隙的特定时间段就会递减退避定时器的计数，节点进入退避周期后，第一个退出退避的节点在时钟计时结束时开始传输。其他终端检测到新的传输并暂停它们的退避计时器直到当前传输完成，在下一个竞争周期中重新开始计时。
5. 802.11MAC 中，无线站点监听时如何判定信道“忙”？为何无线站点监听到信道空闲还要再等待？（1）A ：802.11 标准规定在物理层的空中接口进行载波监听，通过收到的相对信号强度是否超过一定的门限数值来判定是否有其他的无线站点在信道上发送数据。（2）A ：此时可能有多个站点都在监听，而其他的站点可能有更高优先级的帧要发送，如其有，就要让高优先级帧先发送（高优先级帧需等待的帧间间隔时间较短，可优先获得发送权，低优先级帧需等待的帧间间隔时 间较长，须等待较长时间。SIFS > PIFS > DIFS > EIFS ） 7.简述使用 SIFS 帧间间隔的场合？ (1) 应答 ACK 帧(2) 应答 CTS 帧 (3) 过长的 MAC 帧分片后的数据帧 (4) 应答 AP 探询帧 (5) PCF 方式中接入点 AP 发送出的任何帧。
8.什么是隐终端？什么是显终端？无线通信中常用什么方法解决应终端问题以及现终端问题？（1）隐终端是指在接收接点的覆盖范围内而在发送节点的覆盖范围外的节点。（2）显终端是指在发送接点的覆盖范围内而在接收节点的覆盖范围外的节点。（3）CSMA/CA 机制 9.简述802.11MAC 二进制指数退避方法第 i 次退避时，在 2i+2 个时隙中随机选择一个[例] 第1次退避在8个时隙中随机选择一个（以太网第1次冲突后在2个时隙中选）； 第2次退避在16个时隙中随机选择一个（以太网那第2次冲突后在4个时隙中选）。 。。。。。。根据该时隙数设置一个退避计时器进行减1计时，当计时器时间减小到0时就开始发送数据。若时间还未减到0信道又变为忙，则冻结该计时值重新等待信道变为空闲、再经过时间DIFS 后，继续启动退避计时器（从
剩下的时间开始）。这样规定有利于该继续启动计时器的站更早地接入信道中。
10.简述无线接入过程有哪几个阶段？(1) 扫描阶段、(2) 认证阶段、(3) 关联阶段
11.简述S-MAC 的基本思想。(1)采用周期性睡眠和监听方法减少空闲监听带来的能量损耗。对周期性睡眠和监听的调度进行同步，同步节点采用相同的调度，形成虚拟簇，同时进行周期性睡眠和监听，适合多跳网络。(2)当节点正在发送数据时，根据数据帧特殊字段让每个与此次通信无关的邻居节点进入睡眠状态，减少串扰带来的能量损耗。(3)采用消息传递机制，减少控制数据带来的能量损耗。
12.什么是占空比？若某一无线传感器网络节点侦听时间是400ms 睡眠时间是 1.6s ，请计算该节点占空比是多少？占空比=侦听时间/整帧持
续
时
间
占
空
比
= 1.6
10400104003--3
+??=0.2=20% 15.简述S-MAC 中自适应侦听基本思想。基本思想是当一个节点在其通信范围内得知相邻的节点要传输数据时就睡眠并记录其传输数据的时间，只有当其相邻的节点传输数据结束后才能醒来一个短暂的时间，这时它可以通过侦听信道查看信道的状态（忙或空闲），判断是否有数据需要传输。
16.简述S-MAC 中关键技术有哪些？周期性监听和睡眠、（2）串扰避免、（3）多跳感知、（4）自适应监听（5）消息传递、（6）定性评价 https://www.doczj.com/doc/154484458.html,A 机制的主要目的是什么？CCA 机制有哪两个阶段组成？简述CCA 机制工作原理。1区分噪声和信号，准确评估信道活动。2噪声基准估计阶段和信号检测阶段。3经过传输，节点首先采取一个信道
样本来更新噪声基准评估，然后，在传输任何数据包之前，利用几个信道本来确定是否存在异常。如果发现异常，那么假设信道空闲并传输数据包。另一方面，如果没有异常存在，那么信道被判定为忙。 24.简述B-MAC 协议的优缺点。优点：1.提供一个有效的载波侦听机制，大部分错误可以被检测；2.噪声基准评估机制使MAC 协议能够适应周边环境；3.轻量级协议，占用空间小；4.灵活多变，为上层用户提供各种接口，方便再次开发。 缺点：1.没有解决隐终端问题，在高密度流量的网络中无线信道不能充分利用；2.同步前导码过长，在流量负载较高时长生较大开销；https://www.doczj.com/doc/154484458.html,A 机制引了入额外的复杂性，也在一定程度上增加了接入时延。 25.T-MAC 中采用什么方法来解决早睡问题？未来请求发送、满缓冲区优先
26.简述T-MAC 中满缓冲区优先的方法。当节点的缓冲区快满时，节点对收到的RTS 分组不回复CTS ，而是立即向缓冲区内数据的接收节点发送RTS ，建立连接之后发送数据，以减轻缓冲区负载。 27.Sift 协议的设计目的是什么？N 个节点同时监测到一个事件，希望在最短时间内有R 个节点(R<=N)无冲突发送事件消息。
28.TRAMA 协议有哪四个主要阶段构成的？简述每个阶段的功能。1邻节点发现：在该阶段，节点需要发现它们的邻节点，这样就能够确定潜在的接收机和发射机。2流量信息交换：在该阶段，节点需要告知它们的目标接收机它们的流量信息。3时间调度表建立：基于来自邻节点的流量信息，节点确定了在一帧内发送和接收数据包的时隙。然后这些表在节点间互相交换。4数据传输：基于已建立的时间调度
表信息，节点可以切换到活跃模式并在给定的时隙通信。
29.TRAMA 协议操作由哪几个机制构成？邻居协议（NP ）、调度交换协议（SEP)、自适应选择协议（AEA) 30.简述ZMAC 协议的基本思想。（1）采用CSMA 机制作为基本方法 （2）竞争加剧时使用TDMA 机制（3）引入时间帧，为节点分配时隙 （4）节点可以选择任何时隙发送数据 （5）在分配的时隙发送优先级更高
31.ZMAC 协议由哪几个阶段组成的？启动阶段主要由哪几部分构成的？1)启动阶段和通信阶段2)①邻节点发现 ②时隙分配③本地帧交换④同步全局时钟
32. IEEE 802.15.4标准提供了一种基于哪几种方式的混合接入方式？基于CSMA 和TDMA 的混合接入机制。
33.Z-MAC 中的本地帧尺寸是由什么决定的？由时间帧的规则决定的。
1. WSN 的应用依靠传感器的反馈与环境进行交互作用，在这些交互中，数据链路层的主要目的是什么？进行数据帧检测、介质访问和差错控制。
2. WSN 中，差错控制方案的主要目的是什么？在无线信道上提供可靠的通信
3.简述差错控制方案的目标。无差错、按顺序、无重复、无丢包
4.WSN 中差错控制机制分为哪4种？功率控制、ARQ 、FEC 和HARQ
5.基于自动重发的差错控制主要依靠什么来保证可靠性？重传丢包或损坏的数据包
6.ARQ 策略的基本原理可以概括为什么？可以概括为N 回退方式，选择性重发和停止等待。
7.FEC 和HARQ 编码的差错恢复可以通过哪两种方式实现？跳距延伸、发射功率控制
8.FEC 编码提供了纠错弹性， 是以增加哪些方面的成本为代价？以编码/解码的能源和时延开销以及由于传输和接受长数据包的通信开销为代价的。
9.源节点与Sink 间的距离为D ，请计
算
其
跳
数
期
望
。
E[h n (D)]≈
]
[inf h d E R D -+1 1.WSN 中路由协议的功能主要有几个方面？ 搜索满足条件的从源节点到目的节点的优化路径 转发数据分组
2.简述Flooding 路由协议优缺点。 优点：路径容错性好，传输延时短 缺点：内爆、数据重叠、资源浪费 在数据传输时能量消耗巨大，网络生命周期一般较短，不适应大规模的网络
3.什么是内爆？什么是数据重叠？内爆：重复的信息会被多次传输到同一个节点数据重叠：同一区域的多个节点可能会同时发现相同现象或目标的检测数据，使得一个节点先后收到这些节点发送的相同数据。
4.SPIN 协议的设计目标是什么？ 能够解决Flooding 以及Gossiping 协议的内爆、重叠及资源利用不合理现象。
5.SPIN 协议中使用了哪几种类型的消息？广告（ADV ）消息、请求（REQ ）消息与数据（DATA ）消息
6.定向扩散路由协议建立路由的过程包括哪几个阶段？（1）、兴趣扩散 （2）、梯度建立 （3）、路径增强 （4）、数据传输
7.简述LEACH 路由协议的核心思想。1）LEACH 协议分为两个阶段操作，即创建阶段(set-up phase)和就绪阶段(ready phase)。为了使能耗最小化，就绪阶段持续的时间比类准备阶段长。创建阶段和就绪阶段所持续的时间总和称为一轮2）、在创建阶段，LEACH 协议随机选择一个传感器节点作为簇头节点(cluster head node)，随机性确保簇头与基站之间数据传输的高能耗成
本均匀地分摊到所有传感器节点。 （3）、具体的选择办法是：一个传感器节点随机选择0和1之间的一个值，如果选定的值小于某一个阈值T(n)，则这个节点成为簇头节点。T(n)值按右边公式计算：
T(n)= ]
)/1mod([1P r P P -,
n
∈G 0,其他（4）
、.在簇头节点选定后，该簇头节点对网络中所有节点进行广播，广播数据包含有该成为簇头节点的信息。一旦传感器节点收到广播数据包，根据接收到的各个簇头节点广播信号强度，该节点选择信号强度最大的簇头节点加入，向其发送成为其成员的数据包。簇形成后，簇头节点采用TDMA 策略分配通道使用权给簇内节点。（5）、一旦处于就绪阶段，簇头节点开始接收簇内各节点采集的数据，然后采用数据融合和数据压缩等技术进行汇聚，将整合后的数据传输给Sink 节点。在就绪阶段持续了一段时间后，网络又进入了另一轮的创建阶段。
8.在TEEN 协议中定义了两个门限，这两个门限的作用是什么？TEEN 协议通过利用这两个门限值来提供基于响应的应用。
9.简述分层路由协议的优缺点。 优点：可扩展性好；簇头能限制网络内部的流量；能源效率高；延长了网络的生命周期。缺点：太依赖簇头，面临鲁棒性问题；簇的形成需要额外信号；频繁改变簇头以增加开销为代价；内部的簇通信仍然是一个重大挑战；簇头与汇聚节点通信使用更高的发射功率，不适用于大规模网络。
10.SAR 路由协议主要的目标是什么？选择汇聚节点的单跳邻节点作为根节点，建立一个多树结构。 11.简述SAR 路由协议的优缺点SAR 路由协议的优点： 能够提供QoS 保证 SAR 路由协议的不足： A.节点中的大量冗余路由信息耗费了存储资源 B.路由信息维护、节点QoS 参数与能耗信息的更新均需较大开销
12.基于地理位置的路由协议--MECN 的思想和目标分别是什么？Idea ：给定一个通信网络，估算一个高效能的子网络目标：该子网络使得网络中任何一对节点间通信的功耗最小
1.无线传感器网络中数据传输分为两种形式？上行模式、下行模式
2.WSN 的传输协议根据功能可以划分为哪几种？拥塞控制协议、可靠传输协议、多路复用协议
3.WSN 有两种基本的可靠传输机制是什么？丢失恢复、发送速率调整
4.RMST 主要目标是什么？它提供了传输层协议所需要的哪几种功能？主要目标是提供端到端的可靠传输可靠传输协议与多路复用协议
5.RMST 协议有哪几种操作模式？ 无缓存模式、缓存模式
10.PSFQ 协议主要由哪几种操作构成？分发操作、提取操作、状态报告
14.拥塞检测与避免协议CODA的目标是什么？其判定拥塞的指标是什么？（1）检测与避免WSN中的拥塞（2）将缓存器的占用情况与信道负载情况联合，作为拥塞指标。
15.CODA协议考虑了哪几种拥塞情形？（1）信源节点附近的拥塞（2）暂时的热点（3）持续的热点
16.CODA协议采用了哪几种高效拥塞控制机制1）拥塞检测（2）开环、逐跳反压3）闭环、多源调整18.对CODA协议进行定性评价。（1）CODA协议联合缓存器的占用情况与信道负载情况，作为拥塞指标；（2）CODA协议不仅缓解了WSN中的本地拥塞，还解决了端到端的拥塞；（3）CODA协议通过避免拥塞来提高网络性能；（4）CODA 协议没有解决可靠性问题。（5）CODA协议中闭环多信源管理机制引起了在网络数据流量高时的额外时延。
21.ESRT协议的主要目标是什么？配置网络使其尽可能地接近理想执行点，即在最小功耗且没有网络拥塞的情况下达到所需的可靠性。1.在WSN中，影响通信协议性能的主导因素是什么?主导因素是无线信道状况。
3.XLP协议由哪几个部分组成的？并简述各部分的主要功能。1启动判决：通信动机被传递到接收方2汇聚节点竞争：潜在的接收方进行竞争，变成下一跳3局部跨层拥塞控制：高度拥塞的节点不参与通信4基于角度的路由：自适应于局部最小化5信道适应操作：基于信道条件，接收方调整通信参数（6）占空比操作：采用占空比机制，实现以能源消耗为中心的操作
5.WSN中节点任务可以分为哪几类？源任务、路由任务
6.XLP包括哪些功能？传输启动、
汇聚节点竞争、基于角度的路由、
局部跨层拥塞控制
7.如何计算节点传输一个包一跳所
消耗的能量？
8.XLP中，局部跨层拥塞控制机制
的目的是什么？根据节点的输出速
率来调节输入到缓冲区的速率，确
保缓冲区不会溢出。
9.XLP的局部跨层拥塞控制支持哪
几个主要的拥塞控制功能？1如果
当前的负载较高，路由任务通过阻
止传感器节点参与通信来控制拥
塞。2生成数据包的传输速率在源
任务中被明确限定，这样网络就不
会过载。
10.简述XLP的局部跨层拥塞控制
组件所采用的两个措施。第一个措
施是中继输入速率的调节。第二个
措施，源节点产生并输入到网络中
的流量直接由XLP来调节。
11.1帧间间隔长度取决于该站欲发
送的帧的类型。高优先级帧需要等
待的时间较短，可优先获得发送权，
低优先级帧就必须等待较长的时
间。（T ）
12.13.S-MAC协议基本的节能手段
是依靠传感器节点定期进入睡眠状
态从而减少节点空闲侦听的时间来
实现的。（T）
13.6.RMST协议的工作于缓存模式
对应于端到端的可靠传输（T ）
14.7.RMST可提供Sensor-to-Sink
的逐跳与端到端的可靠传输，（不）
能保证分组的顺序到达，也（不）
能提供实时保证。（F ）
15.8.RMST依赖于定向扩散路由协
议。（T ）
16.9.PSFQ是一种下行通信的数据
块可靠传输协议，可靠性是关注点。
（T ）
11.PSFQ协议中NACK消息不会通
过多跳路径进行传播。（T ）
17.12.PSFQ协议中丢包检测机制依
靠的是数据流中包序号。（T ）
18.13.PSFQ协议是一种逐跳可靠性
协议不是一种端到端的协议。
（T ）
19.17.CODA协议不仅缓解了WSN
中的本地拥塞，解决了端到端的拥
塞，还解决可靠性问题。（没有解决
可靠性问题）（F ）
20.ESRT协议既处理WSN中的可
靠性问题，又处理拥塞问题。（T ）
21.20.虽然ESRT协议主要应用于
Sink，但是它对资源受限的传感器
节点要求也非常高(少）。（F ）
22.22.ESRT协议无法用于需要单个
传感器信息的应用中。（T ）
23..无线信道本质上是一种广播介
质。（T ）
24.11. XLP（不）需要表格或者额外
的缓冲区空间来实现路由和拥塞控
制功能。（F ）
25.12.跨层模块概念使得WSN中能
量消耗、吞吐量以及效率方面的性
能显著提高。（T ）
无线传感器网络技术试 题 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998
一、填空题 1. 传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet网络，WLan网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE协议
17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、（）、计算模块、存储模块和电源模块。A A．传感模块模块 C网络模块 D实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成（）。A A．球状 B网络 C直线 D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是（）D A. B. C. D. 4.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层，通常它的网络层支持三种拓扑结构，下列哪种不是。D A．星型结构、B网状结构C簇树型结构D树形结构 5.下面不是传感器网络的支撑技术的技术。B A．定位技术B节能管理C时间同步D数据融合 6.下面不是无线传感器网络的路由协议具有的特点D A．能量优先 B.基于局部拓扑信息 C.以数据为中心 D预算相关 7.下面不是限制传感器网络有的条件C A电源能量有限 B通信能力受限 C环境受限 D计算和存储能力受限
无线传感器网络的特点 大规模网络 为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义：一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部署大量的传感器节点；另一方面，传感器节点部署很密集，在一个面积不是很大的空间内，密集部署了大量的传感器节点。 传感器网络的大规模性具有如下优点：通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比；通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度，降低对单个节点传感器的精度要求；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性能；大量节点能够增大覆盖的监测区域，减少洞穴或者盲区。 自组织网络在 传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方。传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。在传
感器网络使用过程中，部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效，也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中，这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少，
从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。动态性网络传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变：①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；②环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，甚至时断时通；③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；④新节点的加入。这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化，具有动态的系统可重构性。 可靠的网络 传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，适应各种恶劣环境条件。由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾每个传感器节点，网络的维护十分困难甚至不可维护。传感器网络的通信保密性和安全性也十分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。
无线传感器网络 实验指导书 信息工程学院
实验一 质心算法 一、实验目的 掌握合并质心算法的基本思想； 学会利用MATLAB 实现质心算法； 学会利用数学计算软件解决实际问题。 二、实验容和原理 无需测距的定位技术不需要直接测量距离和角度信息。定位精度相对较低，不过可以满足某些应用的需要。 在计算几何学里多边形的几何中心称为质心，多边形顶点坐标的平均值就是质心节点的坐标。 假设多边形定点位置的坐标向量表示为p i = (x i ，y i )T ，则这个多边形的质心坐标为： 例如，如果四边形 ABCD 的顶点坐标分别为 (x 1, y 1)，(x 2, y 2), (x 3, y 3) 和(x 4,y 4)，则它的质心坐标计算如下： 这种方法的计算与实现都非常简单，根据网络的连通性确定出目标节点周围的信标参考节点，直接求解信标参考节点构成的多边形的质心。 锚点周期性地向临近节点广播分组信息，该信息包含了锚点的标识和位置。当未知结点接收到来自不同锚点的分组信息数量超过某一门限或在一定接收时间之后，就可以计算这些锚点所组成的多边形的质心，作为确定出自身位置。由于质心算法完全基于网络连通性，无需锚点和未知结点之间的协作和交互式通信协调，因而易于实现。 三、实验容及步骤 该程序在Matlab 环境下完成无线传感器中的质心算法的实现。在长为100米的正方形区域，信标节点（锚点）为90个，随机生成50个网络节点。节点的通信距离为30米。 需完成： 分别画出不同通信半径，不同未知节点数目下的误差图，并讨论得到的结果 所用到的函数： 1. M = min(A)返回A 最小的元素. 如果A 是一个向量，然后min(A)返回A 的最小元素. 如果A 是一个矩阵，然后min(A)是一个包含每一列的最小值的行向量。 2. rand X = rand 返回一个单一均匀分布随机数在区间 (0，1)。 X = rand(n)返回n--n 矩阵的随机数字。 ()12341234,,44x x x x y y y y x y ++++++??= ???
1. 传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9. IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet 网络，WLan 网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 802.15协议 17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA
无线传感器网络的应用与影响因素分析 摘要：无线传感器网络在信息传输、采集、处理方面的能力非常强。最初，由于军事方面的需要，无线传感网络不断发展，传感器网络技术不断进步，其应用的X围也日益广泛，已从军事防御领域扩展以及普及到社会生活的各个方面。本文全面描述了无线传感器网络的发展过程、研究领域的现状和影响传感器应用的若干因素。关键词：无线传感器网络；传感器节点；限制因素applications of wireless sensor networks and influencing factors analysis liu peng (college of puter science,yangtze university,jingzhou434023,china) abstract:wireless sensor networks in the transmission of informa- tion,collecting,processing capacity is very strong.initially,due to the needs of the military aspects of wireless sensor networks,the continuous development of sensor network technology continues to progress its increasingly wide range of applications,from military defense field to expand and spread to various aspects of social life.a prehensive description of the development process of the wireless sensor network,the status of the research areas and a number of factors affecting the application of the sensor. keywords:wireless sensor networks;sensor nodes;limiting factor 一、无线传感器网络的技术起源以及特点
无线传感器网络技术试题及答案 一、填空题 1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4.传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5.基站节点不属于传感器节点的组成部分 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8.NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9.IEEE标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10.从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14.分布式系统协同工作的基础是时间同步机制
15.无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet网络，WLan网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16.传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 协议 17.分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18.以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19.为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20.典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、（）、计算模块、存储模块和电源模块。A A．传感模块模块C网络模块D 实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成（）。A A．球状B网络C直线D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是（）D A. B. C. D.
1-2.什么是无线传感器网络? 无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络。目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。 1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么? (1)传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统 (2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分?各部分的功能分别是什么? (1)网络通信协议：类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。 (2)网络管理平台：主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。 (3)应用支撑平台：建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上。包括一系列基于监测任务的应用层软件，通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 1-9.传感器网络的结构有哪些类型?分别说明各种网络结构的特征及优缺点。 （1）根据结点数目的多少，传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小，一般采用平
面结构；如果网络规模很大，则必须采用分级网络结构。 （2）平面结构： 特征：平面结构的网络比较简单，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。 优点：源结点和目的结点之间一般存在多条路径，网络负荷由这些路径共同承担。一般情况下不存在瓶颈，网络比较健壮。 缺点：①影响网络数据的传输速率，甚至造成网络崩溃。②整个系统宏观上会损耗巨大能量。③可扩充性差，需要大量控制消息。 分级结构： 特征：传感器网络被划分为多个簇，每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。簇头结点负责簇间数据的转发，簇成员只负责数据的采集。 优点：①大大减少了网络中路由控制信息的数量，具有很好的可扩充性。②簇头可以随时选举产生，具有很强的抗毁性。 缺点：簇头的能量消耗较大，很难进人休眠状态。 1-13.讨论无线传感器网络在实际生活中有哪些潜在的应用。 (1)用在智能家具系统中，将传感器嵌入家具和家电中，使其与执行单元组成无线网络，与因特网连接在一起。 (2)用在智能医疗中，将传感器嵌入医疗设备中，使其能接入因特网，将患者数据传送至医生终端。 (3)用在只能交通中，运用无线传感器监测路面、车流等情况。 2-2.传感器由哪些部分组成?各部分的功能是什么? 2-5.集成传感器的特点是什么? 体积小、重量轻、功能强、性能好。 2-7.传感器的一般特性包括哪些指标? 灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨（力）、迟滞。 2-15.如何进行传感器的正确选型？ 1.测量对象与环境：分析被测量的特点和传感器的使用条件选择何种原理的传感器。 2.灵敏度：选择较高信噪比的传感器，并选择适合的灵敏度方向。 3.频率响应特性:根据信号的特点选择相应的传感器响应频率，以及延时短的传感器。 4.线性范围：传感器种类确定后观察其量程是否满足要求，并且选择误差小的传感器。 5.稳定性：根据使用环境选择何时的传感器或采用适当的措施减小环境影响，尽量选择稳定性好的传感器。 6.精度：选择满足要求的，相对便宜的传感器。 2-17.简述磁阻传感器探测运动车辆的原理。 磁阻传感器在探测磁场的通知探测获得车轮速度、磁迹、车辆出现和运动方向等。使用磁性传感器探测方向、角度或电流值，可以间接测定这些数值。因为这些属性变量必须对相应的磁场产生变化，一旦磁传感器检测出场强变化，则采用一些信号处理办法，将传感器信号转换成需要的参数值。 3-2.无线网络通信系统为什么要进行调制和解调?调制有哪些方法? （1）调制和解调技术是无线通信系统的关键技术之一。调制对通信系统的有效性和可靠性有很大的影响。采用什
无线传感器网络 题目：DV-hop定位算法 学生： 学号： 完成时间： 2014.5.121
一、实验目的 1、掌握matlab工具的使用方法。 2、了解DV-hop算法原理，熟悉DV-hop算法代码，分析DV-hop算法实验结果。 二、实验原理 DV-hop算法概述 （一）基本思想： 3、计算位置节点与犀鸟节点的最小跳数 4、估算平均每跳的距离，利用最小跳数乘以平均每条的距离，得到未知节点与信标节点之间的估计距离 5、利用三遍测量法或者极大似然估计法计算未知节点的坐标 （二）定位过程 1、信标节点向邻居节点广播自身未知信息的分组，其中包括跳数字段，初始化为0 2、接受节点记录具有到每条信标节点的最小跳数，忽略来自一个信标节点的较大跳数的分组，然后将跳数数值加1，并转发给邻居节点 3、网络中所有节点能够记录下到每个信标节点最小跳数 （三）计算未知节点与信标节点的实际跳段距离
1、每个信标节点根据记录的其他信标节点的位置信息和相距跳数，估 算平均每跳距离 2、信标节点将计算的每条平均距离用带有生存期字段的分组广播至网络中，未知节点仅仅记录接受到的第一个每跳平均距离，并转发给邻居节点 3、未知节点接受到平均每跳距离后，根据记录的跳数，计算到每个信标节点的跳段距离 （四）利用三边测量法或者极大似然估计法计算自身位置 4、位置节点利用第二阶段中记录的到每个信标节点的跳段距离，利用三边测量法或者极大似然估计法计算自身坐标 三、实验容和步骤 DV-hop代码如下： function DV_hop() load '../Deploy Nodes/coordinates.mat'; load '../Topology Of WSN/neighbor.mat'; if all_nodes.anchors_n<3 disp('锚节点少于3个,DV-hop算法无法执行'); return; end %~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~最短路经算法计算节点间跳数~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ shortest_path=neighbor_matrix; shortest_path=shortest_path+eye(all_nodes.nodes_n)*2; shortest_path(shortest_path==0)=inf;
《无线传感器网络》教学大纲 课程名称：无线传感器网络 学时/学分：40/2.5 先修课程：模拟电路、计算机网络、通信原理、操作系统、微机原理及接口技术、C 程序设计语言 适用专业：物联网工程 是否含课内实验：■是□否（若选择“是”，则还需填写实验教学大纲） 一、课程性质与任务（要求学生完成的任务等） 本课程旨在全面系统地阐述当前各种主流的无线传感网络的基本原理，结合多种无线传感网络开发平台，深入浅出地讲解无线传感网络的基本技术。在讲授内容上，力求反映国内外该方向技术的最新进展，在讲述方法上，注重理论与实际、原理与应用相结合，无线传感网络是现代通信产业中发展最为活跃的行业之一。本课程介绍无线传感网络的系统构成、网络技术、协议、开发平台和应用，学生通过学习本课程应该达到以下目标： 1.熟练掌握有关无线传感网络的基本概念、基本理论以及基本的分析设计方法； 2.较好掌握有关各种无线传感网络的支撑技术，操作系统及开发平台； 3.了解无线传感器网络的组网、通信技术，掌握路由协议、网络协议的技术标准等； 4.掌握在ZigBee环境下的无线传感器组网的实际开发案例； 4.进一步了解无线传感网络的最新的发展应用，如海量存贮、异类传感器网络技术。 二、课程教学内容（要求学生掌握的内容，突出重难点等） 三、课程基本要求 （一）教学内容 第1章无线传感器网络概述 无线传感器网络的基本概念、无线传感器网络的特点、无线传感器网络的工作原理、无线传感器网络的应用 第2章微型传感器的基本知识 常见传感器介绍，传感器的特性和选型，微型传感器的应用 第3章无线传感器网络软/硬件设计
无线传感器网络节点硬件设计，传感节点（网关和汇聚节点设计、典型节点），无线传感器网络节点软件技术，（软件架构、中间件、操作系统），无线传感器网络实验技术平台 第4章无线传感器网络结构、覆盖 无线传感器网络结构，(平面结构，层次结构、混合结构)，无线传感器网络覆盖，覆盖基本概念，覆盖模型，覆盖指标，覆盖算法 第5章无线传感器网络的支撑技术 时间同步技术，（时间同步的基本概念、同步信息传输延时分析、同步算法、同步模型参数的估计），定位技术，（源定位算法、节点自定位、匹配定位、典型定位系统实例），数据融合（分类、主要方法、多数据融合网关的设计），能量管理（节能的方法、节点的能量管理），容错技术（故障模型、检测、修复） 第6章无线传感器网络通信与网络技术 物理层，数据链路层，(基于竞争的MAC协议、基于调度的MAC协议) 第7章无线传感器网络协议标准 技术标准的意义， IEEE1451系列标准， IEEE802.15.4标准， ZigBee协议标准，Bluetooth， UWB 第8章无线传感器网络的路由协议 路由协议的分类，平面路由协议(几个典型的平面路由协议、平面路由协议和分簇路由协议比较)，无线传感器网络分簇路由协议，(分簇路由协议的网络结构、分簇网络中节点能耗分析、分簇路由协议的性能评价、几个典型的分簇路由协议) 第9章ZigBee实践开发技术 ZigBee硬件平台(CC2430/CC2530概述、2CC2430/CC2530芯片主要特点、3CC2430/CC2431芯片功能结构、CC2430与8051的相联)， CC2430开发环境IAR（软件安装、使用、实例运行），开发实践——环境监测(系统总体方案、系统试验平台搭建、系统联调与实现)，基于ZigBee协议栈进行开发(协议栈架构简介、15.2ZigBee协议栈的开发接口API、ZigBee Device Profile API、外围部件的操作) 第10章无线传感器网络信息协同处理技术 协同感知方法(协同感知理论基础、同构协同感知、异构协同感知、协同感知算法案例、面向WSN的协同感知体系架构)，海量数据处理技术(基于海量数据的协同网络架构、海量数据的存储与管理、海量数据的知识获取)
基于系统集成技术的节点类型和特点 在节点的功能设计和实现方面，目前常用的节点均为采用分立元器件的系统集成技术。已出现的多种节点的设计和平台套件，在体系结构上有相似性，主要区别在于采用了不同的微处理器，如AVR系列和MSP430系列等；或者采用了不同的射频芯片或通信协议，比如采用自定义协议、802.11协议、ZigBee[1]协议、蓝牙协议以及UWB通信方式等。典型的节点包括Berkeley Motes [2，3], Sensoria WINS[4], MIT μAMPs [5], Intel iMote [6], Intel XScale nodes [7], CSRIO研究室的CSRIO节点[8]、Tmote [9]、ShockFish公司的TinyNode[10]、耶鲁大学的XYZ节点[11] 、smart-its BTNodes[12]等。国内也出现诸多研究开发平台套件，包括中科院计算所的EASI系列[13-14]，中科院软件所、清华大学、中科大、哈工大、大连海事大学等单位也都已经开发出了节点平台支持网络研究和应用开发。 这些由不同公司以及研究机构研制的无线节点在硬件结构上基本相同，包括处理器单元、存储器单元、射频单元，扩展接口单元、传感器以及电源模块。其中，核心部分为处理器模块以及射频通信模块。处理器决定了节点的数据处理能力和运行速度等，射频通信模块决定了节点的工作频率和无线传输距离，它们的选型能在很大程度上影响节点的功能、整体能耗和工作寿命。 目前问世的传感节点（负责通过传感器采集数据的节点）大多使用如下几种处理器：ATMEL公司AVR系列的ATMega128L处理器，TI公司生产的MSP430系列处理器，而汇聚节点（负责会聚数据的节点）则采用了功能强大的ARM处理器、8051内核处理器、ML67Q500x系列或PXA270处理器。这些处理器的性能综合比较见表1。 表1、无线传感器网络节点中采用的处理器性能比较
无线传感器网络实验报告 Contiki mac协议与xmac协议的比较 1.简介 无线传感器网络（wireless sensor networks, WSN）节点由电池供电，其能力非常有限，同时由于工作环境恶劣以及其他各种因素，节点能源一般不可补充。因而降低能耗、延长节点使用寿命是所有无线传感器网络研究的重点。 WSN中的能量能耗主要包括通信能耗、感知能耗和计算能耗，其中通信能耗所占的比重最大，因此，减少通信能耗是延长网络生存时间的有效手段。同时，研究表明节点通信时Radio 模块在数据收发和空闲侦听时的能耗几乎相同，所以要想节能就需要最大限度地减少Radio 模块的侦听时间（收发时间不能减少），及减小占空比。 传统的无线网络中，主要考虑到问题是高吞吐量、低延时等，不需要考虑能量消耗，Radio 模块不需要关闭，所以传统无线网络MAC协议无法直接应用于WSN，各种针对传感器网络特点的MAC协议相继提出。现有的WSN MAC协议按照不同的分类方式可以 分成许多类型，其中根据信道访问策略的不同可以分为： X-MAC协议 X-MAC协议也基于B-MAC协议的改进，改进了其前导序列过长的问题，将前导序列分割成许多频闪前导（strobed preamble），在每个频闪前导中嵌入目的地址信息，非接收节点尽早丢弃分组并睡眠。 X-MAC在发送两个相邻的频闪序列之间插入一个侦听信道间隔，用以侦听接收节点的唤醒标识。接收节点利用频闪前导之间的时间间隔，向发送节点发送早期确认，发送节点收到早
期确认后立即发送数据分组，避免发送节点过度前导和接收节点过度侦听。 X-MAC还设计了一种自适应算法，根据网络流量变化动态调整节点的占空比，以减少单跳延时。 优点： X-MAC最大的优点是不再需要发送一个完整长度的前导序列来唤醒接收节点，因而发送延时和收发能耗都比较小；节点只需监听一个频闪前导就能转入睡眠。 缺点： 节点每次醒来探测信道的时间有所增加，这使得协议在低负载网络中能耗性比较差。而且分组长度、数据发送速率等协议参数还需进一步确定 X-MAC原理图如图3所示： ContikiMAC协议 一．ContikiMAC协议中使用的主要机制： 1.时间划分
无线传感器网络试题库附答案 《无线传感器网络》 一、填空题（每题4分，共计60分） 1.传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息3、 3.无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括：介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术 5.扩频技术按照工作方式的不同，可以分为以下四种：直接序列扩频、跳频、跳时、宽带 线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、 应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、 数据融合及管理、网络安全、应用层技术
9.IEEE标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理 引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和 预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有：_800MHz___915M__、、___5GHz 13.传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题：(1)机密性问题。(2)点到点的消息认证问题。(3)完整 性鉴别问题。 15.规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为28s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度，即78s b)分布协调功能帧间间隔DIFS，DIFS长度=PIFS+1个时隙长度，DIFS的长度为128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。 17.网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容
无线传感器网络技术的应用 摘要：无线传感器网络(WSN)是新兴的下一代传感器网络，在国防安全和国民经济各方面均有着广阔的应用前景。本文介绍了无线传感器网络的组成和特点，讨论了无线传感器网络在军事、瓦斯监测系统、智能家具，环境监测，农业。交通等方面的现有应用，最后提出无线传感器网络技术需要解决的问题。 关键词：无线传感器网络，军事、瓦斯监测系统、智能家具，环境监测，农业。交通。 1．无线传感器网络研究背景以及发展现状 随着半导体技术、通信技术、计算机技术的快速发展，90年代末，美国首先出现无线传感器网络（WSN）。1996年，美国UCLA大学的William J Kaiser教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。1998年，同是UCLA大学的Gregory J Pottie教授从网络研究的角度重新阐释了WSN的科学意义。在其后的10余年里，WSN网络技术得到学术界、工业界乃至政府的广泛关注，成为在国防军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物结构监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管理以及机场、大型工业园区的安全监测等众多领域中最有竞争力的应用技术之一。美国商业周刊将WSN网络列为21世纪最有影响的技术之一，麻省理工学院(MIT)技术评论则将其列为改变世界的10大技术之一。WSN是由布置在监测区域内传感器节点以无线通信方式形成一个多跳的无线自组网（Ad hoc），其目的是协作的感知，采集
和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者是WSN的三要素。将Ad hoc技术与传感器技术相结合，人们可以通过WSN感知客观世界，扩展现有网络功能和人类认识世界的能力。WSN技术现已经被广泛应用。图为WSN基本结构。 WSN经历了从智能传感器，无线智能传感器到无线传感器三个发展阶段，智能传感器将计算能力嵌入传感器中，使传感器节点具有数据采集和信息处理能力。而无线智能传感器又增加了无线通信能力，WSN将交换网络技术引入到智能传感器中使其具备交换信息和协调控制功能。 无线传感网络结构由传感器节点，汇聚节点，现场数据收集处理决策部分及分散用户接收装置组成，节点间能够通过自组织方式构成网络。传感器节点获得的数据沿着相邻节点逐跳进行传输，在传输过程中所得的数据可被多个节点处理，经多跳路由到协调节点，最后通过互联网或无线传输方式到达管理节点，用户可以对传感器网络进行决策管理、发出命令以及获得信息。无线传感器网络在农业中的运用是推进农业生产走向智能化、自动化的最可行的方法之一。近年来国际上十分关注WSN在军事，环境，农业生产等领域的发展，美国和欧洲相继启动了WSN研究计划，我国于1999年正式启动研究。国家自然科学基金委员会在2005年将网络传感器中基础理论在一篇我国20年预见技术调查报告中，信息领域157项技术课题中7项与传感器网络有直接关系，2006年初发布的《国家长期科学与技术发展
Central South University 无线传感器网络实验报告 学院: 班级: 学号: 姓名: 时间: 指导老师：
第一章基础实验 1 了解环境 1.1 实验目的 安装 IAR 开发环境。 CC2530 工程文件创建及配置。 源代码创建，编译及下载。 1.2 实验设备及工具 硬件：ZX2530A 型底板及 CC2530 节点板一块，USB 接口仿真器，PC 机 软件：PC 机操作系统 WinXP，IAR 集成开发环境，TI 公司的烧写软件。 1.3 实验内容 1、安装 IAR 集成开发环境 IAR 集成开发环境安装文件所在光盘目录：物联网光盘\工具\C D-EW8051-7601 2、ZIBGEE 硬件连接 安装完 IAR 和 Smartrf Flash Programmer 之后，按照图所示方式连接各种硬件，将仿真器的 20 芯 JTAG 口连接到 ZX2530A 型CC2530 节点板上，USB 连接到 PC 机上，RS-232 串口线一端连接ZX2530A 型 CC2530 节点板，另一端连接 PC 机串口。 3、创建并配置 CC2530 的工程文件
IAR 是一个强大的嵌入式开发平台，支持非常多种类的芯片。IAR 中的每一个 Project，都可以拥有自己的配置，具体包括 Device 类型、堆/栈、Linker、Debugger 等。 （1）新建 Workspace 和 Project 首先新建文件夹 ledtest。打开 IAR，选择主菜单 File -> New -> Workspace 建立新的工作区域。 选择 Project -> Create New Project -> Empty Project，点击 OK，把此工程文件保存到文件夹 ledtest 中，命名为：ledtest.ewp（如下图）。 （2）配置 Ledtest 工程 选择菜单 Project->Options...打开如下工程配置对话框
1 系统结构概述 本文设计的WSN硬件平台，由若干传感器节点，具有无线接收功能的汇聚节点，以及一台PC机组成。 根据无线传感器网络的应用需求以及功能要求，节点的设计主要包括如下几个基本部分：传感器单元、处理器单元、A/D单元、射频单元、供电单元以及扩展接口单元。节点的硬件体系结构框架如图1-1 所示。 图1-1 传感器单元负责对所关心的物理量进行测量并采集数据，提供给处理器单元进行处理；处理器单元负责数据处理及控制整个节点的正常工作；射频天线单元负责与其他节点进行无线通信，交换控制信息和相关数据；供电单元负责为节点提供运行所需的能量；扩展接口可以实现节点平台的功能拓展，以适应不同的应用需求。 2 节点核心模块设计： 2-1电源模块设计： 电源是设计中的关键部分，电源稳定工作是整个节点正常工作的保证，设计合理的电源电路至关重要。节点包含模拟器件和数字器件，模拟器件的抗干扰能力较差，且数字器件常常为模拟器件的噪声源，故为了 图2-1-1 提高电路的抗干扰能力，模拟器件接模拟地并采用数字地与模拟地单点共地。电源可选用电池或干电池，电源芯片可选用XC6209、XC6221系列的LDO电源芯片，分别提供3.3V和1.8V的数字与模拟电压，电路如图2-1-1所示。 2-2传感器 模块设计： 温度传感器设 计：本设计采用 LM75DM-33R2串行 可编程温度传感 器，这种传感器在 环境温度超出用户 变成设置时通知主 控制器。滞后也是 可以编程解决。它 采用2线总线方式，允许读入当前温度，并可配置器件。它是数字型温度传感器，直接从
寄存器读出温度参数，并可实现编程设置INT/CMPTR输出极性。 图2-2-1是其功能图，因为设计中只是简单的监测环境的温度，故只需一片 LM75，所以地址线A0、A1、A2置地，INT/CMPTR悬空，设计的接口电路如图2-2-2所示。 图2-2-1 图2-2-2 因为cc2431本身带有A/D模块，也可采用温度传感器AD590测量温度，其接口电路如图2-2-3。
传感网络结课报告 论文题目：无线传感器网络在军事领域的应用分析 学院：光电信息与计算机工程学院 专业：光电信息工程 班级：光电三班 学号：1212471329 学生：政鹏 指导教师：克坚 2015年 6 月 7 日
摘要 .......................................................................... II 第一章绪论 . (1) 1.1 背景及国际形势 (1) 1.2 无线传感器网络的发展现状 (1) 1.3 本文的组织结构 (2) 第二章无线传感器网络简介 (4) 2.1 体系结构 (4) 2.1.1 节点组成 (3) 2.1.2 网络体系结构 (3) 2.2 路由协议 (5) 2.2.1平面路由协议 (4) 2.2.2层次路由协议 (6) 第三章特点及应用优势 (9) 3.1 无线传感器网络特点 (9) 3.1.1无线传感器网络的主要特点 (7) 3.1.2与其他网络相比主要区别 (7) 3.2 应用优势 (10) 3.2.1潜在优势 (8) 3.2.2与导弹雷达相比潜在优势 (8) 第四章在军事领域的应用 (11) 4.1 战场侦察与监视 (11) 4.2 战场态势感知 (12) 4.3 核、生、化监测 (13) 4.4 装备、弹药、后勤物资管理 (13) 4.5 智能尘埃 (14) 第五章结束语 (16) 第六章调研照片 (16) 第七章参考文献 (18)
无线传感器网络在军事领域的应用 摘要 无线传感器网络是新兴网络,它采用无线通信技术,由微小的传感器组成,无线传感 器网络节点具备感应能力、信息处理能力和无线通信能力,使无线传感器网络有广阔的 应用前景,可广泛用于军事、环境、医疗保健、空间探索及各种商业应用。文中对无线 传感网络的构建，路由协议以及定位算法做了简介，着重讲了它在军事领域的重要地位，以及当下的主要应用研究方向。 关键词：WSN，体系结构，军事应用 Abstract Wireless Sensor Network is a burgeoning network,which is composed of tiny sensors with wireless communication technology. Node of WSN have influence, information handing and wireless communication abilities, making WSN have wide application foreground, including military,environment, medical treatment, space imploring and various business applications. In this paper, i first provide a brief introduction to the construction of WSN, routing protocol and the Relocation Arithmetic, and then focus on its important position in the military field, main application and research direction now.
无线传感器网络安全技术 Prepared on 22 November 2020
无线传感网络设计报告 题目无线传感器网络安全设计 报告人 指导老师 二○一六年十二月 无线传感器网络安全技术 摘要：针对目前库在未来的几十年里，传感器网络作为首要的技术的出现给许多研究拘束人员带来了很多挑战。这些传感器网络由大量的同质节点，这些节点可以用来限制计算机的资源。现实生活中的很多应用在传感器网络的研究文献中被提出来。当传感器网络部署在一个意想不到的或敌对的环境中，安全问题成为一个重要的关注点，因为这些安全问题都来自不同类型的恶意攻击。在本文中，我们目前的关于无线传感器网络安全问题的调查、网络受到的攻击还有相应的对策以及对未来工作范围的都有了很好结论和概述。 关键字：无线传感器网络；安全；威胁；危险 1 引言 传感器网络监控物理或环境条件如温度、声音、压力、湿度等。传感器网络由大量的低功率、低成本的智能设备与极端的资源约束。每个设备是称为传感器节点,每个节点连接到一个有时几个传感器节点。它具有无线通信的能力和一些情报信号处理和数据网络。这些传感器节点通常是在各种随机方向地区收集数据、过程数据并将其传递给中央节点进行进一步处理。每个传感器节点由三个子系统组成:传感器子系统、处理子系统和通信子系统。传感器子系统用于传感环境。处理子系统用于执行当前计算数据感知和负责通信子系统与邻近的传感器节点的信息交换。 传感器网络在许多应用程序中使用。这些应用程序包括：
1)军事应用,如监测出对方是否是友好的和设备、军事影院或战场监测、核、生物和化学攻击检测。 2)环境应用程序等小气候、森林火灾探测、精确农业和洪水检测。 3)应用程序,如跟踪和健康监控，医生对在医院的病人进行药物生理数据的管理、远程监控。 4)家庭应用,如食品自动化的环境,自动抄表等。 5)环境等商业应用控制在工业办公楼和车辆跟踪和检测、库存控制、交通流监测 [1]。 2 传感器节点的体系结构 传感器节点是无线传感器的重要组成部分。通过网络可以收集传感器和执行一些计算的信息和其他结果网络中连接节点沟通。 图1:传感器节点的体系结构 传感器节点由以下部分组成: a:控制器 它是传感器节点的大脑。它的功能是控制其它部分的传感器节点。它能够处理数据执行任务。由于其低成本,灵活地连接到其他设备,方便编程和低功耗主要在传感器微控制器作为控制器比通用微控制器节点(数字信号桌面处理器,处理器)。 b .收发器 无线传输介质可以像无线电频率(RF),光学(激光)和红外通信以不同的方式。激光有优势它只需要更少的能量,但主要缺点是它大气状况更为敏感。红外是也是一个不错的选择,但它广播有限能力。所以大部分的基础是基于射频通信。收发器的主要功能能够作为发射机和接收机。 c .外部存储器 由于成本和存储容量,使用闪存。 d .电源 电源是最重要的一个单位例如单电池可能是有限的。有些支持清除设备(如太阳能电池)。 e .传感器 任何物理变化条件下,传感器硬件设备产生可测量的数据。他们通过这可测量的数据来进行ADC模拟信号的形式然后将ADC转换成数字形式。ADC传递单片机和数字形式的数据单片机处理数据和执行一些的任务。 3 无线传感器网络的安全要求