无线传感网络终端节点的设计

Ｃeｎt ｒal SouｔｈUniveｒsiｔｙ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-EW8051-７60１2、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 P Ｃ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选择项 General Optioｎs，配置 Tarｇet 如下Dｅvice：ＣC25３0;（3）Ｓtack/Heaｐ设置：XDAＴA stack sizｅ:0x1FF(4）Debugger 设置：Driｖｅr：Texａs Instruments （本实验为真机调试,所以选择TI；若其他程序要使用IAＲ仿真器，可选 Simulatoｒ）至此，针对本实验的IＡR 配置基本结束.4、编写程序代码并添加至工程选择菜单 File－>New－>Fiｌｅ创建一个文件，选择Ｆile->Save 保存为ｍaｉn.ｃ将 maiｎ.c 加入到 leｄtest 工程,将实验代码输入然后选择 Pｒoject->Reｂｕｉld All 编译工程编译好后,选择Proｊect－>Dｏwｎloａd and dｅbug 下载并调试程序下载完后，如果不想调试程序,可点工具栏上的按钮终止调试。

无线传感器网络复习资料第一章概述1、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，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。

2、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。

3、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。

这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。

（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。

第二章微型传感器的基本知识1、传感器由哪些部分组成？各部分的功能是什么？传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。

敏感元件是传感器中能感受或响应被测量的部分。

转换元件是将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的信号（一般指电信号）部分。

基本转换电路可以对获得的微弱电信号进行放大、运算调制等。

另外，基本转换电路工作时必须有辅助电源。

2、集成传感器的特点是什么?体积小、重量轻、功能强、性能好。

无线传感器网络概述1科技发展的脚步越来越快，人类已经置身于信息时代，作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术，得到了极大的发展。

2目前无线网络可分为两种:一种是有基础设施的网络,需要固定基站,例如我们使用的手机，属于无线蜂窝网，它就需要高大的天线和大功率基站来支持，基站就是最重要的基础设施；另外，使用无线网卡上网的无线局域网，由于采用了接入点这种固定设备，也属于有基础设施网。

另一类是无基础设施网，又称为无线Ad hoc网络,节点是分布式的，没有专门的固定基站。

无线Ad hoc网络又可分为两类: 一类是移动Ad hoc网络(Mobile Ad hoc Network,简称MANET)，它的终端是快速移动的。

一个典型的例子是美军101空降师装备的Ad hoc网络通信设备，保证在远程空投到一个陌生地点之后，在高度机动的装备车辆上仍然能够实现各种通信业务，而无需借助外部设施的支援。

另一类就是我们讲的无线传感器网络,它的节点是静止的或者移动很慢。

3传感器网络的标准定义是这样的：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，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。

它的英文是Wireless Sensor Network, 简称WSN。

如图所示，大量的传感器节点将探测数据，通过汇聚节点经其它网络发送给了用户。

在这个定义中，传感器网络实现了数据采集、处理和传输的三种功能，而这正对应着现代信息技术的三大基础技术，即传感器技术、计算机技术和通信技术。

4它们分别构成了信息系统的“感官”、“大脑”和“神经”三个部分。

因此说，无线传感器网络正是这三种技术的结合，可以构成一个独立的现代信息系统。

5第一阶段：最早可以追溯二十世纪70年代越战时期使用的传统的传感器系统。

当年美越双方在密林覆盖的“胡志明小道”进行了一场血腥较量，这条道路是胡志明部队向南方游击队源源不断输送物资的秘密通道，美军曾经绞尽脑汁动用航空兵狂轰滥炸,但效果不大。

无线传感器网络国内外研究现状1 无线传感器网络简介 (1)2 无线传感器网络的国外研究现状 (2)3 无线传感器网络的国内研究现状 (3)1 无线传感器网络简介随着传感器技术、嵌入式计算技术、通信技术和半导体与微机电系统制造技术的飞速发展,具有感知、计算存储和通信能力的微型传感器应用于军事、工业、农业和宇航各领域。

无线网络传感器是集传感器执行器、控制器和通信装置于一体, 集传感与驱动控制能力、计算能力、通信能力于一身的资源（计算、存储和能源）受限的嵌入式设备。

由这些微型传感器构成的无线传感器网络能够实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种监测对象信息, 并对这些信息进行处理, 传送给需要这些信息的用户。

无线传感器网络(WSN)是由大量的具有通信和计算能力的微小传感器节点，以无线的方式连接构成的自治测控网络。

一种普遍被接受的无线传感器网络的定义为:大规模、无线、自组织、多跳、无分区、无基础设施支持的网络，其中节点是同构的，成本较低、体积较小，大部分节点不移动，被随意散布在工作区域，要求网络系统有尽可能长的工作时间。

一个典型的无线传感器网络的系统架构包括分布式无线传感器节点(群) 、接收发送器汇聚节点、互联网或通信卫星和任务管理节点等。

无线传感器网络具有价格低廉、体积小、组网方便、灵活等特点。

从21世纪开始，无线传感器网络成为多学科交叉前沿研究热点，引起了世界各国的极大关注。

WSN由具有传感器模块、数据处理模块、交换路由模块和无线通信模块等大量传感器节点，通过交换传输组成多跳的自组织、自学习无线通信网络系统，把感知对象的信息发送给控制者。

WSN已成为一种全新的信息获取、处理、传输和控制系统，并在军事、工业、商业、医疗、灾害预报等领域有着广阔应用前景。

WSN经历了从智能传感器、无线智能传感器到无线传感器网络的3个发展阶段。

智能传感器将计算能力嵌入到传感器中，使传感器节点不仅具有据采集能力，而且具有信息处理能力。

基于ZigBee的温湿度采集系统设计近年来，随着无线通信网络技术的飞速发展，人们不需要花费高成本和进行复杂的布线，就能实现系统组网和数据通信。

而ZigBee无线传感器网络因其低功率、低成本的特性，受到了科学爱好者和人们的广泛的关注。

它作为ZigBee 技术和传感器技术相结合的产物，能组建ZigBee无线传感器网络，实现点与点之间的通信。

本设计采用符合ZigBee标准的CC2530作为传感器节点的数据采集和处理单元，并采用了温湿度复合传感器芯片DHT11进行温湿度进行数据采集。

在IAR开发环境下进行传感器节点程序的编写，实现无线传感器网络对温湿度信号的采集，并实现传感器节点之间的数据传输功能。

标签：ZigBee DHT11 CC2530 无线传感网络温湿度数据采集一、温湿度采集系统的总体设计协调器上电后，能够建立ZigBee无线网络，接着终端节点能查找并自动加入该ZigBee无线网络中，这时就建立起了协调器和终端节点的通信。

终端节点能够定时的采集温湿度数据，并将其通过网络发送给协调器，协调器收到温湿度数据后，通过RS232通信串口传输上到PC机。

系统设计原理图如图3-1：图1-1 系统设计原理图1.无线传感器网络节点设计针对ZigBee无线传感器网络的功能和组成，将传感器节点大致分成如下几个部分：采集单元、处理单元、通讯单元、电源单元。

无线传感器网络节点的模块如图1-2：图1-2 无线传感器网络节点的模块2.系统设计的主要任务2.1硬件平台的搭建：基于符合ZigBee标准的CC2530和温湿度传感器DHT11相结合，实现系统对温湿度的采集、存储和收集功能，并通过RS232与PC机相联，把收集到的温湿度数据传输到PC机中进行分析处理。

2.2软件平台的搭建：在IAR开发环境下进行传感器节点程序的编写和编译，实现无线传感器网络对温湿度数据的采集，还能实现传感器节点之间的数据传输功能。

二、温湿度采集系统的硬件设计1.系统采集单元设计鉴于本实验测量环境的特殊要求，需要对温湿度高精确度的测量和长期的保持工作。

基于NB-IoT及ZigBee的无线传感器网络网关设计李玲;郭晓玲;武仁杰;徐婷【摘要】为了使ZigBee网络数据能够通过无线方式直达远程控制中心,设计了基于NB-IoT及ZigBee的无线传感器网络网关.网关由ZigBee芯片CC2530和NB-IoT模块BC95组成,两者通过串口相连.ZigBee协调器是ZigBee网络的控制中心,收集各个节点的数据,并通过串口将数据发送给BC-95模块.BC-95模块通过NB-IoT网络将数据传输到云平台或者控制中心,云平台或者控制中心的指令通过NB-IoT网络到达ZigBee协调器,协调器再将指令转发到下属节点.实验表明,系统运行稳定,适用于无线传感器网络的诸多应用场合.【期刊名称】《通信技术》【年(卷),期】2019(052)001【总页数】5页(P234-238)【关键词】无线传感器网络;ZigBee;NB-IoT;网关【作者】李玲;郭晓玲;武仁杰;徐婷【作者单位】河北北方学院信息科学与工程学院,河北张家口 075000;河北北方学院信息科学与工程学院,河北张家口 075000;河北北方学院信息科学与工程学院,河北张家口 075000;河北北方学院信息科学与工程学院,河北张家口 075000【正文语种】中文【中图分类】TP3930 引言无线传感器网络（WSN）是由大量传感器节点通过无线通信技术构成的自组织网络，集成了传感器、网络、计算机、嵌入式系统等技术，用来采集、处理和传输网络覆盖范围内感知对象的信息。

ZigBee是建立在IEEE802.15.4标准基础上的低功耗个域网协议，具有低成本、近距离、自组织、低功耗、低数据传输率、低复杂度等特点，较蓝牙、WiFi等无线技术，更适用于无线传感器网络，也是无线传感器网络中采用较多的无线传输协议[1-2]。

但是，ZigBee属于短距离技术，它的协议栈也并不支持IP协议。

ZigBee网络中节点的数据要到达控制中心或者云端，必须经过网关进行协议转换。

1、无线传感网络简介无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Network）是一种由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区中观察者感兴趣的感知对象的各种信息（如光强、温度、湿度、噪音和有害气体浓度等物理现象），并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去，通过无线网络最终发送给观察者。

2、无线传感网络的特点1）硬件资源有限：节点由于受价格、体积和功耗的限制，其计算能力、程序空间和内存空间比普通的计算机功能要弱很多。

这一点决定了在节点操作系统设计中，协议层次不能太复杂。

2）传感节点数目多、易失效：根据应用的不同，传感器节点的数量可能达到几百万个，甚至更多。

此外，传感器网络工作在比较恶劣的环境中，经常有新节点加入或已有节点失效，网络的拓扑结构变化很快，而且网络一旦形成，人很少干预其运行。

因此，传感器网络的硬件必须具有高强壮性和容错性，相应的通信协议必须具有可重构和自适应性。

3）通信能力有限：考虑到传感器节点的能量限制和网络覆盖区域大，传感器网络采用多跳路由的传输机制。

传感器节点的无线通信带宽有限，通常仅有几百kbps 的速率。

由于节点能量的变化，受高山、建筑物、障碍物等地势地貌以及风雨雷电等自然环境的影响，无线通信性能可能经常变化，频繁出现通信中断。

4）电源能量有限：网络节点由电池供电，电池的容量一般不是很大。

其特殊的应用领域决定了在使用过程中，不能给电池充电或更换电池，一旦电池能量用完，这个节点也就失去了作用。

因此在无线传感器网络设计过程中，任何技术和协议的使用都要以节能为前提。

5）以数据为中心是网络的核心技术：对于观察者来说，传感器网络的核心是感知数据，而不是网络硬件。

例如，在应用于目标跟踪的传感器网络中，跟踪目标可能出现在任何地方，对目标感兴趣的用户只关心目标出现的位置和时间，并不关心哪个节点监测到目标。

以数据为中心的特点要求传感器网络的设计必须以感知数据管理和处理为中心，把数据库技术和网络技术紧密结合，从逻辑概念和软、硬件技术两个方面实现一个高性能的以数据为中心的网络系统，使用户如同使用通常的数据库管理系统和数据处理系统一样自如地在传感器网络上进行感知数据的管理和处理。

无线传感网络概述学号031241119姓名魏巧班级0312411一、无线传感器网络（WSN）的定义：无线传感器网络（WSN）是指将大量的具有通信与计算能力的微小传感器节点，通过人工布设、空投、火炮投射等方法设置在预定的监控区域，构成的“智能”自治监控网络系统，能够检测、感知和采集各种环境信息或检测对象的信息。

二、传感器的节点分布及通信方式：由于传感器节点数量众多，布设时智能采用随机投放的方式，传感器节点的位置不能预先确定。

节点之间可以通过无线信道连接，并具有很强的协同能力，通过局部的数据采集、预处理以及节点间的数据交互来完成全局任务，同时节点之间采用自组织网络拓扑结构。

由于传感器节点是密集布设的，因此节点之间的距离很短，在传输信息方面多跳（multi—hop）、对等（peer to peer）通信方式比传统的单跳、主从通信方式更适合在无线传感器网络中使用，例如：使用多跳的通信方式可以有效地避免在长距离无线信号传播过程中遇到的信号衰落和干扰等各种问题。

三、WSN运行的环境：1、WSN可以在独立封闭的环境下（如局域网中）运行。

2、WSN也可以通过网关连接到网络基础设施上（如Internet）。

在这种情况中，远程用户可以通过Internet 浏览无线传感器网络采集的信息。

四、无线数据网络的定义及无线自组网络的特点：主流的无线网络技术，如IEEE 802.11、Bluetooth都是为了数据传输而设计的，我们称之为无线数据网络。

目前，无线数据网络研究的热点问题就是无线自组网络技术，这项技术可以实现不依赖于任何基础设施的移动节点在短时间内的互联。

特点有如下几点：（1）无中心和自组性（优点）：无线自组网络没有绝对的控制中心，网络中节点通知分布式的算法来协调彼此的行为，这种算法无需人工干预和其他预置网络设施就可以在任何时刻任何地方快速展开并自动组网。

（2）动态变化的网络拓扑（缺点）：移动终端能够以任意速度和方式在网中移动，在通过无线信道形成的网络拓扑随时可能发生变化。

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;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;采用什么方法调制和解调往往在很大程度上决定着通信系统的质量;调制技术通过改变高频载波的幅度、相位或频率,使其随着基带信号幅度的变化而变化;解调是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者信宿处理和理解的过程;（2）根据调制中采用的基带信号的类型;可以将调制分为模拟调制和数字调制;根据原始信号所控制参量的不同,调制分为幅度调制、频率调制和相位调制;3-6.根据信道使用方式的不同;传感器网络的MAC协议可以分为哪几种类型时分复用无竞争接入方式、随机竞争接入方式、竞争与固定分配相结合的接入方式;3-7.设计基于竞争的MAC协议的基本思想是什么当结点需要发送数据时,通过竞争方式使用无线信道;如果发送的数据产生了碰撞,就按照某种策略重发数据,直到数据发送成功或放弃发送;3-8.试写画出CSMA/CA的基木访问机制;并说明随机退避时间的计算方法;3-9.IEEE802.11MAC协议有哪两种访问控制方式每种方式是如何工作的（1）分布式协调功能DCF、点协调功能PCF,期中DCF是基本访问控制方式;3-10.通常有哪些原因导致传感器网络产生无效能耗3-11.叙述无线传感器网络S-MAC协议的主要特点和实现机制;1S-MAC协议的适用条件是传感器网络的数据传输量不大,网络内部能够进行数据的处理和融合以减少数据通信量,网络能容忍一定程度的通信延迟;它的设计目标是提供良好的扩展性,减少结点能耗;2周期性侦听和睡眠机制、流量自适应机制、冲突和串音避免机制、消息传递机制;3-12.简述路由选择的主要功能;（1）寻找源结点和目的结点间的优化路径;（2）将数据分析沿着优化路径正确转发;3-14.常见的传感器网络路由协议有哪些类型并说明各种类型路由协议的主要特点;（1）能量感知路由协议、基于查询的路由协议、地理位置协议、可靠的路由协议;（2）能量感知路由协议：从数据传输的能量消耗出发,讨论最少能量消耗和最长网络生存期等问题;基于查询的路由协议：主要用于需要不断查询传感器结点采集的数据,通过减少通信流量来节省能量,即数据融合技术与路由协议的设计相结合;地理位置协议：主要应用于需要知道目的结点的精确或大致地理位置的问题中,把结点的位置信息作为路由选择的依据,从而完成结点的路由选择功能,并且降低维护路由协议的能耗;可靠的路由协议：应用在对可靠性和实时性等方面有特别要求的问题中;3-15.如何设计传感器网络的定向扩散路由协议4-2.传感器网络常见的时间同步机制有哪些RBS、Ting/Mini-Sync、TPSN4-3.简述TPSN时间同步协议的设计过程;TPSN时间同步协议采用层次结构,实现整个网络结点的时间同步;所有结点按照层次结构进行逻辑分级;表示结点到根结点的距离,通过基于发送者-接收者的结点对方式;每个结点与上一级的一个结点进行同步;从而最终所有结点都与根结点实现时间同步;TPSN协议包括两个阶段:第一个阶段生成层次结构,每个结点赋予一个级别;根结点赋予最高级别第0级;第i 级的结点至少能够与一个第i-1级的结点通信;第二个阶段实现所有树结点的时间同步;第1级结点同步到根结点;第i级的结点同步到第i-1级的一个结点,最终所有结点都同步到根结点,实现整个网络的时间同步;4-6.简述以下概念术语的含义:锚点、测距、连接度、到达时间差、接收信号强度指示、视线关系;锚点：指通过其他方式预先获得位置坐标的结点,有时也称作信标结点;网络中相应的其余结点称为非锚点;测距：指两个相互通信的结点通过测量方式来估计出彼此之间的距离或角度;连接度：包括结点连接度和网络连接度两种含义;结点连接度是指结点可探测发现的邻居结点个数;网络连接度是所有结点的邻结点数目的平均值,它反映了传感器配置的密集程度;接收信号强度指示：结点接收到无线信号的强度大小;视线关系：如果传感器网络的两个结点之间没有障碍物,能够实现直接通信,则称这两个结点问存在视线关系; 4-9.RSSI测距的原理是什么4-10.简述ToA测距的原理;4-11.举例说明TDoA的测距过程;4-12.举例说明AoA测角的过程;4-13.试描述传感器网络多边定位法的原理; 4-14.简述Min-max定位方法的原理;4-15.简述质心定位算法的原理及其特点;★4-16.举例说明DV-Hop算法的定位实现过程;4-17.什么是数据融合技术它在传感器网络中的主要作用是什么（1）数据融合也被称作信息融,是一种多源信息处理技术;它通过对来自同一目标的多源数据进行优化合成,获得比单一信息源更精确、完整的估计或判断;（2）①节省整个网络的能量②增强所收集数据的准确性③提高收集数据的效率4-18.简述数据融合技术的不同分类方法及其类型;(1)依据融合前后数据的信息含量进行分类：无损失融合、有损失融合2依据数据融合与应用层数据语义的关系进行分类：依赖于应用的数据融合、独立于应用的数据融合、结合以上两种技术的数据融合3依据融合操作的级别进行分类：数据级融合、特征级融合、决策级融合4-19.什么是数据融合的综合平均法4-20.常见的数据融合方法有哪些综合平均法、卡尔曼滤波法、贝叶斯估计法、D-S证据推理法、统计决策理论、模糊逻辑法、产生式规则法、神经网络方法;4-21.无线通信的能量消耗与距离的关系是什么它反映出传感器网络数据传输的什么特点（1）通常随着通信距离的曾加,能耗急剧增加;（2）在传感器网络中要减少单跳通信距离,尽量使用多跳短距离的无线通信方式;4-22.简述节能策略休眠机制的实现思想;当结点周围没有感兴趣的事件发生时,计算与通信单元处十空闲状态,把这些组件关钟或调到更低能耗的状态,即休眠状态;该机制对于延长传感器结点的生存周期非常重要;但休眠状态与工作状态的转换需要消耗一定的能量;并且产生时延;所以状态转换策略对于休眠机制比较重要;如果状态转换策略不合适,不仅无法节能,反而会导致能耗的增加;4-23.简述传感器网络结点各单元能量消耗的特点传感器结点中消耗能量的模块有传感器模块、处理器模块和通信模块;随着集成电路工艺的进步;处理器和传感器模块的功耗都很低;无线通信模块可以处于发送、接收、空闲或睡眠状态;空闲状态就是侦听无线信道上的信息,但不发送或接收;睡眠状态就是无线通信模块处于不工作状态;4-24.动态电源管理的工作原理是什么当结点周围没有感兴趣的事件发生时,部分模块处于空闲状态;应该把这些组件关掉或调到更低能耗的状态即休眠状态;从而节省能量;4-25.传感器网络的安全性需求包括哪些内容结点的安全保证、被动抵御入侵的能力、主动反击入侵的能力;4-26.什么是传感器网络的信息安全4-27.简述在传感器网络中实施Wormhole攻击的原理过程4-28.SPINS安全协议簇能提供哪些功能SPINS安个协议簇是最早的无线传感器网络的安全框架之一;包含了 SNEP和μTESLA两个安全协议;SNEP协议提供点到点通信认证、数据机密性、完整性和新鲜性等安全服务；μTESLA协议则提供对广播消息的数据认证服务;6-3.低速无线个域网具有哪些特点低速无线个域网是一种结构简单、成本低廉的无线通信网络,它使得在低电能和低吞吐量的应用环境中使用无线连接成为可能;与无线局域网相比;低速无线个域网网络只需很少的基础设施;甚至不需要基础设施;IEEE 802. 15. 4标准为低速无线个域网制定了物理层和MAC子层协议;6-7.简述ZigBee的技术特点1数据传输速率低;数据率只有lokb/s~250kb/s,专注十低速传输应用;2有效范围小;有效似盖范围10~75m之间,具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定;3工作频段灵活;使用的频段分别为2.4GHz,868MHz欧洲及915MHz美国,均为无需申请的ISM频段;4省电;由于工作周期很短;收发信息功耗较低,以及采用了休眠模式,ZigBee可确保两节5号电池支持长达6个月至2年左右的使用时间,当然不同应用的功耗有所不同;5可靠;采用碰撞避免机制;并为需要固定带宽的通信业务预留专用时隙,避免了发送数据时的竞争和冲突;MAC层采用完全确认的数据传输机制;每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息;6成本低;由于数据传输速率低,并且协议简单;降低了成本,另外使用ZigBee协议可免专利费;7时延短;针对时延敏感的应用做了优化;通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短;设备搜索时延的典型值为30ms.休眠激活时廷的典型值是15ms;活动设备信道接入时延为15ms;8网络容量大;一个ZigBee网络可容纳多达254个从设备和一个主设备,一个区域内可同时布置多达100个ZigBee 网络;9安全;ZigBee提供了数据完整性检查和认证功能;加密算法采用AES-128,应用层安全属性可根据需求来配置;。