传感器网络知识点汇总
无线传感器网络知识点
无线传感器网络知识点一、引言在当今科技飞速发展的时代，无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）正逐渐成为一个热门的研究领域，并在众多领域得到了广泛的应用。
从环境监测到工业控制，从医疗保健到智能家居，无线传感器网络的身影无处不在。
那么，什么是无线传感器网络？它由哪些部分组成？又有哪些关键技术和应用场景呢？接下来，让我们一起深入了解无线传感器网络的相关知识点。
二、无线传感器网络的定义和组成（一）定义无线传感器网络是由大量的、廉价的、具有感知能力、计算能力和通信能力的传感器节点通过自组织的方式构成的无线网络。
这些传感器节点能够实时监测、感知和采集网络覆盖区域内的各种环境或监测对象的信息，并将这些信息通过无线通信的方式传输给用户。
（二）组成1、传感器节点传感器节点是无线传感器网络的基本组成单元，它通常由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和电源模块组成。
传感器模块负责感知监测对象的信息，处理器模块负责对感知到的数据进行处理和分析，无线通信模块负责与其他节点进行通信，电源模块则为节点提供能量。
2、汇聚节点汇聚节点也称为网关或基站，它的主要功能是接收传感器节点发送的数据，并将这些数据转发给用户或其他网络。
汇聚节点通常具有较强的处理能力和通信能力，能够与外部网络进行连接。
3、网络协议网络协议是无线传感器网络中节点之间进行通信和数据传输的规则和标准，它包括物理层协议、数据链路层协议、网络层协议、传输层协议和应用层协议等。
三、无线传感器网络的关键技术（一）传感器技术传感器是无线传感器网络的核心部件，它能够将被监测对象的物理量、化学量等转化为电信号。
目前，常用的传感器包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器、光照传感器、声音传感器等。
随着微机电系统（MEMS）技术的发展，传感器的体积越来越小、功耗越来越低、成本越来越低，为无线传感器网络的广泛应用提供了可能。
（二）低功耗技术由于传感器节点通常采用电池供电，而且电池的能量有限，因此低功耗技术是无线传感器网络中的关键技术之一。
传感器知识点
3传感器应用电路组成部分：传感器、信号放大比较、系统技术处理、信号输出。
8光电元件：光敏电阻、光敏二极管和光敏晶体管、光电池、光电耦合器件、电荷耦合光纤传感器由光源、敏感元件、光探测器、信号处理系统及光纤等组成。
分为功能型传感器（传感型传感器：利用光线本身功能）和非功能型（传光型传感器：光纤仅起传输作用）。
1光纤导光优点：不受电磁干扰，体积小、质量小、可绕曲、灵敏度高、耐腐蚀、绝缘强度高、防爆性好、能与数字通信系统兼容。
3干扰的主要来源有：电网的波动、大型用电设备的起停、高压设备和开关的电磁辐射。
抗干扰途径：消除或抑制干扰源、破坏干扰途径、削弱接收电路对噪声干扰的敏感性发现系统误差的方法：实验对比法、残余误差观察法、准则检查法。
减小系统误差方法：在检测结果中进行修正、消除系统误差的根源、在测量系统中采用补偿措施。
5智能化流量积算仪：首先测出差压△p，流体温度t和压力p，热电偶的冷端温度t1。
再将上述四种信号转换为电流信号传送到本积算仪的输入端，再由取样电阻转换成四个电压信号，将电压信号按顺序轮流通过采样继电器传送至V/F转换器的电压输入端。
V/F转换器的输出脉冲经光电耦合器传送到单片机的“定时/计数”输入端，测出四个脉冲频率。
对四个频率信号进行适当运算，就可以得到瞬时流量值。
1传感器是一种能把特定的被测信息按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置。
敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；2信号调理器是将传感器输出信号进行放大、运算调制的器件。
4传感器的静态特性：灵敏度、线性度、迟滞、重复性、漂移。
5电容式差压变送器是没有杠杆机构的变送器，包括差动电容传感器和变送器电路两部分。
9热电偶回路的热电式表达式：E AB(T,T0)=e AB(T)-e AB(T0)11霍尔效应：至于磁场中的静止载流导体，当他的电流方向与磁场方向不一致时，载流导体上平行于电流和磁场方向上的两个面之间会产生电动势。
无线传感器网络知识点
1. 无线传感器网络（wireless sensor network, WSN ）就是由部署在检测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知的对象信息，并发送给观察者。
2. 构成WSN 的三要素：传感器、感知对象、观察者。
3. ADHOC 和WSN 的区别：(1)WSN(2)WSN (3)WSNAd hoc(4)WSN(5)WSN (6)WSN 以数据为中心。
4. WSN 的节点：传感模块、处理器模块、通信模块、电源模块 节点特点：电源能量有限、通信能力有限、计算和存储能力有限5. WSN 协议栈结构(1)能源管理平台：管理传感器节点如何使用能量；(2)移动管理平台：检测和注册传感器节点的移动，维护到汇聚点的路由，使得传感器节点能够跟踪它的邻居；(3)任务管理平台：在一个给定的区域内平衡和调度监测任务6. 传感器物理层作用：屏蔽物理设备和传输介质的差异目的：透明传输功能：提供传输通道；传输数据；其他特性：(1)机械特性(2)电气特性(3)功能特性(4)规程特性运用的技术：(1)介质和频段的选择(2)调制技术(3)扩频技术传输媒体：(1)建议采用ISM （工业、科学和医学）频段短距离的无线低功率通信最适合传感器网络(2)红外,不需要许可证，抗干扰要求收发双方在视线之内(3)光7.频率选择，载频发生，信号检测，调制，数据加密信号传播传播信号需要的最小发送功率和传输距离d的n次方成正比，2<= n < 4.为了减小传输距离，传感器网络采用多跳（multihop）通信方式8.MAC层协议：S-MAC协议、IEEE802.11 MAC协议9.MAC层有用功耗：(1)发送，接收数据(2)处理询问请求(3)转发询问和数据到邻居节点9.MAC层无用功耗：(1)信道的空闲侦听，“waiting for possible traffic”.(2)由于碰撞导致的重传，例如两个数据包同时到达同一节点(3)无意偷听：当节点接收到一个不属于他的数据包时(4)产生和处理控制数据包开销10.CSMA/CACSMA /CA载波侦听/冲突避免如何解决“隐匿终端问题11.S-MAC机制针对碰撞重传、串音、空闲侦听和控制消息等可能造成较多能耗的因素S-MAC 采用如下机制：(1)周期性侦听／睡眠的低占空比工作方式，控制结点尽可能处于睡眠状态来降低结点能量的消耗；(2)邻居结点通过协商的一致性睡眠调度机制形成虚拟簇，减少结点的空闲侦听时间；(3)通过流量自适应的侦听机制，减少消息在网络中的传输延迟；(4)采用带内信令来减少重传和避免侦听不必要的数据；通过消息分割和突发传递机制来减少控制消息的开销和消息的传递延迟。
传感器网络知识点汇总 物院版
传感器网络的基本要素：传感器，感知对象，用户。
传感器网络定义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。
WSN与Ad-hoc的区别项目WSN Ad-hoc网络功能以获取感知信息为主要目的的信息采集网络解决人与人、设备与设备之间信息传输结点能力小型化、低成本、低功耗，处理能力低，通信速率与通信距离有限处理与存储能力、通信能力、可靠性相对强大网络形态大规模、密度高小型网络，密度高后冲突增大拓扑结构一到多、多到一（结点到用户，结点间一般不存在通信）任意的点到点业务特征由用户发起查询或结点检测到异常或周期报告，业务量低传输话音、数据、视频等业务，业务量高关注问题以数据为中心，电池供电，能量有限，所以限制其网络协议算法设计强调简单、高效以通信为目的，与能量无关，以网络容量、QoS、业务传输的有效性为主相同点不依托任何网络基础设施的情况下展开工作；都可以依靠结点之间的自组织行为协调对信道资源的使用以及在网路拓扑动态变化的情况下实现多跳路由转发等功能。
传感器节点的限制条件电源能量有限通信能力受限计算和存储能力受限组网特点自组织性以数据为中心应用相关性动态性网络规模大可靠性传感器网络终端结点结构（简答）传感模块通信模块计算与存储模块电源WSN网络体系结构从无线联网的角度来看，传感器网络结点的体系由分层的网络通信协议，网络管理平台，应用支撑平台三部分组成。
传感器网络的体系结构平面结构，分级结构。
传感器定义一般来说能够把特定的被测信息（物理量，化学量，生物量）按一定规律转换成某种可用信号（电信号，光信号等）的器件或装置，我们把它称为传感器传感器组成敏感元件转换元件基本转换电路常见传感器类型被测量与输出电量的转换原理划分，可分为能量转换型和能量控制型两大类按测量原理分类，主要有物理、化学和生物原理按被测量的性质不同划分为位移传感器、力传感器、温度传感器等按输出信号的性质可分为开关型（二值型）、数字型、模拟型。
无线传感器网络复习知识点
WSN复习知识点填空2分*10名词解释2分*10简答8分*4综合13+15一概述无线传感器网络的标准定义：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。
它的英文是Wireless Sensor Network，简称WSN。
1.低成本、低功能和对等通信，是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势。
2.目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。
同时更有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，他们分别是：ZigBee、超宽频(Ultra Wide Band)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。
3. ZigBee系统采用的是直序扩频技术（DSSS)，使得原来较高的功率、较窄的频率变成较宽的低功率频率，以有效控制噪声，是一种抗干扰能力极强，保密性，可靠性都很高的通信方式。
蓝牙系统采用的是跳频扩频技术（FHSS)，这些系统仅在部分时间才会发生使用频率冲突，其他时间则能在彼此相异无干扰的频道中运作。
ZigBee系统是非跳频系统，所以蓝牙在多次通信中才可能有一次会和ZigBee的通信频率产生重叠，且将会迅速跳至另一个频率。
4. ZigBee技术特点主要包括：①数据传输速率低。
只有10kb/s~250kb/s,专注于低传输应用。
②功耗低。
在低耗电待机模式下，两节普通五号干电池可使用6个月至2年。
这也是ZigBee的支持者所一直引以为豪的独特优势。
③低成本。
因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。
④网络容量大。
每个ZigBee网络最多可支持255个设备，也就是说每个ZigBee设备可以与另外254台设备相连接。
⑤有效范围小。
有效覆盖范围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，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。
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。
3、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。
无线传感器网络基础知识与原理
无线传感器网络基础知识与原理无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是一种由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络系统。
每个传感器节点都具有感知、处理和通信能力，能够采集环境中的各种参数信息，并将这些信息通过网络传输给中心节点或其他节点。
WSN的应用范围广泛，包括环境监测、智能交通、农业、医疗等领域。
一、无线传感器网络的组成和工作原理无线传感器网络由大量的传感器节点、中心节点和通信链路组成。
传感器节点通常由传感器、处理器、无线通信模块和能量供应组成。
传感器负责采集环境参数，处理器用于对采集到的数据进行处理和分析，无线通信模块负责将处理后的数据传输给其他节点或中心节点，能量供应则提供传感器节点所需的能量。
传感器节点之间通过无线通信链路进行数据传输。
无线通信链路可以采用不同的通信技术，包括Wi-Fi、蓝牙、ZigBee等。
传感器节点之间可以通过多跳方式进行通信，即数据从一个节点传输到另一个节点，再由后者传输给其他节点，最终传输到中心节点。
这种多跳方式可以扩展网络的覆盖范围，并提高网络的可靠性。
二、无线传感器网络的工作模式无线传感器网络有两种主要的工作模式：分簇和分级。
在分簇模式下，网络中的传感器节点被分为若干个簇，每个簇由一个簇头节点负责管理。
簇头节点负责收集和聚合本簇内的数据，并将聚合后的数据传输给中心节点。
这种分簇模式可以减少网络中节点之间的通信量，提高网络的能量效率。
在分级模式下，网络中的传感器节点按照其能力和功能被划分为不同的级别。
高级别的节点负责接收和处理低级别节点采集到的数据，并将处理后的数据传输给中心节点。
这种分级模式可以提高网络的数据处理和传输效率，适用于对实时性要求较高的应用场景。
三、无线传感器网络的能量管理能量管理是无线传感器网络中的一个重要问题。
由于传感器节点通常由电池供电，能量是节点正常工作的关键。
因此，如何有效地管理节点的能量，延长网络的寿命成为研究的重点。
无线传感网络相关(二)
1、什么是传感器？
一般来说能够把特定的被测量信息（物理量、化学量、生物量等）按一定规律转换成某种可用信号（电信号、光信号）的器件或装置，称为传感器。
2、简要分析传感器的一般特性包括的指标
传感器选用的首要环节是保证不失真测量。
①灵敏度：传感器灵敏度越高，测量范围越窄，稳定性越差。
②响应特性：响应特性良好意味着传感器所测的频率范围内满足不失真测量的条件。
③线性范围：线性范围越宽，传感器的工作量程越大。
④稳定性：其表示传感器经过长期使用后，输出特性不发生变化的性能。
⑤重复性：指在同一工作条件下，输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得的特性曲线的不一致性。
⑥漂移：即在传感器内部因素或外界干扰的情况下传感器的输出变化。
⑦精度：是传感器在规定条件下，允许的最大绝对误差相对传感器满量程输出的百分数。
⑧分辨率（力）：即传感器能检测到的最小输入增量。
⑨迟滞：相同工作条件下进行全测量范围校准时，在同一次校准中对应同一输入量的正行程和反行程间的最大偏差。
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无线传感器网络知识点总结第一章无线传感器网络的分类传感器网络的三种功能：数据采集（感官），处理（大脑），传输（神经）。
传感器网络的基本要素：传感器，感知对象，用户。
传感器节点由电源、存储器、感知部件、嵌入式处理器、通信部件、和软件组成。
1.与现有无线传感器网络的区别：传统无线网络设计的目标是提供高服务质量和高效带宽利用，其次才考虑节约能源，而传感器网络设计的目标是能源的高效使用。
2.传感器节点的限制：电源能量有限：节点的体积小，人员不可达通信能力有限：E=K*D n N 通常取值为3，尽量选择多跳。
计算和存储能力有限：价格低，功耗小。
有基础设施网 无基础设施 专指有基础设施如手机需要大功率的基站和天线 无线局域网：使用接入点这样的固定设备 移动Ad Hoc 网络：它的终端是快速移动的，了解一下就行了 无线传感器网络：它的节点是静止的或者移动很缓慢的传感器网络是集成了监控，控制以及无线通信的网络系统。
节点多，容易受到环境的影响，网络拓扑结构容易变化。
传感器节点消耗能量的模块主要包括传感器模块，处理器模块和无线通信模块。
绝大部分的能量消耗在无线通信模块。
3.传感器组网的特点：a)自组织性：节点平等，没有中心，通过分布式算法来相互协调。
优点是不会因为单个节点的脱离而受到损害。
能够进行配置和管理，通过拓扑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。
自组织要适应网络拓扑的结构的动态变化。
b)以数据为中心：以数据本身作为查询或传输线索的思想，更接近于自然语言交流的习惯，因此说是一个以数据位中心的网络。
c)应用相关性d)动态性：传感器网络的拓扑结构因如下原因改变：环境因素或电源耗尽环境变化造成链路带宽变化，甚至时断时续。
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新节点的加入e)网络规模大：大规模范围，小范围的传感器密集f)可靠性：保密性和安全性4.无线传感器网络的关键性能指标：a)网络的工作寿命b)网络覆盖范围c)网络搭建成本和难易程度d)网络响应时间5.无线传感器网络发展的三个阶段a)第一阶段：传统的无线传感器例子：热带树（由震动和声响组成）节点只产生探测数据流，没有计算能力，并且相互之间不能通信，传统的无线传感器网络只能获取单一信号，节点只能进行单一的点对点通信，网络一般采用分级处理结构。
无线传感器网络知识点归纳
无线传感器网络知识点归纳无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是由大量分布在特定区域内的低成本、低功耗、无线通信能力的节点（传感器）组成的网络系统。
WSN的应用领域广泛，包括环境监测、智能交通、农业监测、军事侦察等。
下面对WSN的知识点进行归纳。
1.WSN的组成：WSN由一系列节点组成，每个节点都包含一个传感器、一个处理器和一个无线通信模块。
节点通过无线通信模块相互通信、传输数据。
2.WSN的特点：-低成本：WSN中的节点通常采用低成本的硬件组件制造，因此整体成本相对较低。
-低功耗：节点通常使用电池供电，因此需要设计低功耗的算法和协议，以延长节点的寿命。
-自组织：WSN中的节点自主组织形成网络，无需人工干预。
-多跳传输：WSN中的节点通常通过多跳传输方式将数据从源节点传输到目标节点。
-分布式处理：WSN中的数据处理通常在节点内部进行，而不是集中在一个中心节点。
-时空相关性：WSN中的传感器收集的数据通常具有时空相关性，需要考虑这种相关性进行数据处理和分析。
3.WSN的网络拓扑结构：-平面型：节点以平面方式分布在区域内，每个节点通过无线通信模块与邻近的节点通信。
-区域型：节点按区域方式分布在区域内，节点之间通信距离较远，需要通过多跳传输方式进行通信。
-蜂窝型：节点按照蜂窝状分布在区域内，每个节点与邻近的六个节点进行通信。
-网格型：节点按照网格状分布在区域内，节点之间通信距离相等，通信距离较近。
4.WSN的数据传输：-单播传输：节点将数据传输给特定的目标节点。
-广播传输：节点将数据传输给整个网络的所有节点。
-多播传输：节点将数据传输给特定的一组节点。
5.WSN的路由协议：-平面型路由协议：适用于平面型网络拓扑结构，例如基于连通性的GAF协议。
-分层路由协议：将网络分为多层，每层通过不同的协议进行路由，例如LEACH协议。
-基于位置的路由协议：节点根据位置信息进行路由，例如GPSR协议。
传感器网络重点
一个节点的度数是指所有距离该节点一跳的邻居节点的 数目。基于节点度的算法一般动态调节节点的发射功率,使 得节点的度数处于一个合理的区间。本地平均算法LMN (Local Mean Algorithm)和本地邻居平均算法LMA(Local Mean Of Neighbors Algorithm)[6]是两种周期性动态调整节 点发射功率的算法。它们之间的区别在于计算节点度的策略 不同。在LMN算法中,节点定期检测邻居数量,并根据邻居 数量来调节发射功率;而在LMA算法中节点是将该节点邻 居的邻居数求平均值作为自己的邻居数。 这类算法利用少量的局部信息达到了一定程度的优化效 果,它们不需要很强的时钟同步,但是算法中还存在一些明显 的不足,例如,需要进一步研究合理的邻居判断条件,对从邻居 节点得到的信息是否需要根据信号的强弱给予不同的权重
2 无线传感器网络中的拓扑控制
2.1 拓扑控制研究的主要内容 传感 器 网 络拓扑控制主要研究的问题是:在满足网络覆 盖度和连通度的前提下，通过功率控制和骨干网节点选择， 剔除节点之间不必要的通信链路，形成一个数据转发的优化 网络结构。具体的讲, 传感器网络拓扑控制还可以按照研究方向进行分类,可 以归纳出3个研究热点,即节点功率控制、层次型拓扑控制以 及网内节点协同启发机制。节点功率控制机制调节网络中每 个节点的发射功率,目的是在保证全网是选择网络中的一 些节点成为骨干节点,构架起包转发的骨干网络,其他非骨干 网节点接受骨干节点管辖;网内节点协同启发机制是节点按照 周边通讯环境的变化,进行自主控制以及和邻居节点进行交互 的机制。
传感器节点：处理能力，存储能力和通信能力较弱，通过携 带能量有限的电池供电。兼顾终端和路由器功能。 汇聚节点：处理能力，存储能力和通信能力较强，连接传感 器网络和INTERNET等外部网络。 管理节点：用户通过管理节点对传感器网络进行配置和管理， 发布监测任务和收集监测数据。 1.3 传感器网络的特点 大规模网络：部署的区域和节点的密度 自组织网络：节点一般随机部署，位置和拓扑结构难以描述 动态性网络：网络拓扑结构的动态性 可靠的网络：网络维护几乎不可能 应用相关的网络：没有统一的通信协议平台 以数据为中心的网络：互联网以地址为中心
传感器网络知识点汇总
传感器网络的基本要素：传感器，感知对象，用户。
传感器网络定义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。
WSN与Ad-hoc的区别项目WSN Ad-hoc网络功能以获取感知信息为主要目的的信息采集网络解决人与人、设备与设备之间信息传输结点能力小型化、低成本、低功耗，处理能力低，通信速率与通信距离有限处理与存储能力、通信能力、可靠性相对强大网络形态大规模、密度高小型网络，密度高后冲突增大拓扑结构一到多、多到一（结点到用户，结点间一般不存在通信）任意的点到点业务特征由用户发起查询或结点检测到异常或周期报告，业务量低传输话音、数据、视频等业务，业务量高关注问题以数据为中心，电池供电，能量有限，所以限制其网络协议算法设计强调简单、高效以通信为目的，与能量无关，以网络容量、QoS、业务传输的有效性为主相同点不依托任何网络基础设施的情况下展开工作；都可以依靠结点之间的自组织行为协调对信道资源的使用以及在网路拓扑动态变化的情况下实现多跳路由转发等功能。
传感器节点的限制条件电源能量有限通信能力受限计算和存储能力受限组网特点自组织性以数据为中心应用相关性动态性网络规模大可靠性传感器网络终端结点结构（简答）传感模块通信模块计算与存储模块电源WSN网络体系结构从无线联网的角度来看，传感器网络结点的体系由分层的网络通信协议，网络管理平台，应用支撑平台三部分组成。
传感器网络的体系结构平面结构，分级结构。
传感器定义一般来说能够把特定的被测信息（物理量，化学量，生物量）按一定规律转换成某种可用信号（电信号，光信号等）的器件或装置，我们把它称为传感器传感器组成敏感元件转换元件基本转换电路常见传感器类型被测量与输出电量的转换原理划分，可分为能量转换型和能量控制型两大类按测量原理分类，主要有物理、化学和生物原理按被测量的性质不同划分为位移传感器、力传感器、温度传感器等按输出信号的性质可分为开关型（二值型）、数字型、模拟型。
无线传感器网络知识点归纳
一、无线传感器网络的概述1、无线传感器网络定义，无线传感器网络三要素，无线传感器网络的任务，无线传感器网络的体系结构示意图，组成部分（P1-2）定义：无线传感器网络（wireless sensor network, WSN）是由部署在监测区域内大量的成本很低、微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一种多跳自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖范围内感知对象的信息，并发送给观察者或者用户另一种定义：无线传感器网络(WSN)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，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户三要素：传感器，感知对象和观察者任务：利用传感器节点来监测节点周围的环境，收集相关的数据，然后通过无线收发装置采用多跳路由的方式将数据发送给汇聚节点，再通过汇聚节点将数据传送到用户端，从而达到对目标区域的监测体系结构示意图：组成部分：传感器节点、汇聚节点、网关节点和基站2、无线传感器网络的特点（P2-4）（1）大规模性且具有自适应性（2）无中心和自组织（3）网络动态性强（4）以数据为中心的网络（5）应用相关性3、无线传感器网络节点的硬件组成结构（P4-6）无线传感器节点的硬件部分一般由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块4部分组成。
4、常见的无线传感器节点产品，几种Crossbow公司的Mica系列节点（Mica2、Telosb）的硬件组成（P6）5、无线传感器网络的协议栈体系结构（P7）1.各层协议的功能应用层：主要任务是获取数据并进行初步处理，包括一系列基于监测任务的应用层软件传输层：负责数据流的传输控制网络层：主要负责路由生成与路由选择数据链路层：负责数据成帧，帧检测，媒体访问和差错控制物理层：实现信道的选择、无线信号的监测、信号的发送与接收等功能2.管理平台的功能（1）能量管理平台管理传感器节点如何使用能源。
无线传感器网络复习重点
1.无线传感器网络的基本要素包括：答：传感节点感知对象观察者2.无线传感网络的特征是什么？答：1）低功耗，微型化，高度集成，低价格的传感节点；2）节点密集布设；3）协作式网络；4）自组织网络；5）无线网络3.无线传感器网络的主要优势：答：1）精度高；2）灵活性强；3）可靠性高；4）经济性好4.无线传感器网络从原理功能角度分类的技术包括：答：传感器技术、无线通信与组网技术、分布式数据聚合/融合技术、数据管理技术、节点定位技术与时间同步技术。
5.无线传感器网络从工程实现角度分类的技术包括：答：无线传感器节点硬件制造技术，嵌入式软件开发技术，节点供电技术和节点及网络的能量有效性设计技术。
6.无线传感器网络从网络运行与应用角度分类的技术包括哪些？答：1）网络布设与休眠调度技术；2）无线传感网络广域互联技术；3）结合行业的无线传感器网络应用技术。
*7.无线信号功率耗损包括：答：路径耗损，多径衰落耗损，阴影衰落。
*8.无线传感网络节点能耗包括：答：数据采集模块、数据处理模块和无线通信模块的耗损9.无线传感器固定目标网络的布设目标答：无线传感器固定目标网络的布设又分为确定性布设和随机性布设，在确定性传感器节点布设中，最感兴趣的是如何用最少的传感器节点完全覆盖目标区域，随机布设所关心的是，在单位区域内至少需要多少传感器节点才能达到一定的概率覆盖传感区域。
10.无线传感器网络的覆盖模型有几种？各是什么？答：无线传感器网络的覆盖模型有4种，布尔覆盖模型，一般覆盖模型，协作覆盖模型，概率覆盖模型。
11.确定性传感器节点布设的目标是什么？答：用最少的传感器节点尽量覆盖监控目标区域。
12.随机传感器节点布设的目标是什么？答：研究传感器节点密度问题，即决定在单位区域内至少需要布设多少传感器节点，才能达到以一定的概率覆盖该区域。
13.最小的暴露路径：对于入侵者而言，目的是为了要选择一条被发现概率最小的路径14.在无线传感器网络的MAC层，导致能量消耗的潜在因素有哪些？答：冲突，空闲监听，串听，控制开销15.无线传感器网络节点的无线通信模块的状态分为：答：发送状态，接收状态，空闲监听状态，休眠状态16.简述传感器网络休眠机制的主要思想答：休眠机制的主要思想是，当节点周围没有感兴趣的事件发生时，计算与通信单元处于空闲状态，把这些组件关掉或调到更低能耗的状态，即休眠状态，避免空闲监听和串听导致节点不必要的能量消耗，以达到有效节能手段。
无线传感器网络期末考试重点
无线传感器网络期末考试重点无线传感器网络期末考试重点第一章1、无线传感器网络的标准定义是，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。
2、无线通信模块存在发送、接收、空闲和睡眠4种状态，在发送状态的能量消耗最大。
3、传感器网络节点使用的限制因素有：电源能量有限、通信能力有限、计算和存储能力有限。
第二章4、无线传感器网络拓扑结构按照其组网形态和方式来看，有集中式、分布式和混合式。
5、当传感器的密度即单位区域的传感器数目为有限时，c>=2r是覆盖包含连接性的充分必要条件。
6、无线传感器网络覆盖分为区域覆盖、点覆盖、边界覆盖三种。
第三章7、无线传感器网络协议的分层结构：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
8、物理层的主要功能：为数据终端设备提供传送数据的通路；传输数据；其他管理工作。
9、无线通信物理层的主要技术包括介质和频段选择、调制技术和扩频技术。
10、目前无线传感网络采用的主要传输介质包括无线电、红外线和光波等。
11、比较常见的编码调制技术包括幅移键控、频移键控、相移键控和各种扩频技术。
12、在低速无线个域网的802.15.4标准中，定义的物理层是在868MHz、915MHz、2.4GHz3个载波频段收发数据。
13、数据链路层功能：多路数据流、数据结构探测、媒体访问和误差控制。
14、考虑现有的MAC解决方案，主要包含以下几种访问方式：基于TDMA的媒体访问、基于混合TDMA/FDMA的媒体访问、基于CSMA的媒体控制。
15、传输层的主要目标：采用多路技术和分离技术作为应用层和网络层的桥梁；根据应用层的特定可靠度需求在源节点和汇节点间提供带有误差控制机制的数据传递服务；通过流动和拥塞机制注入网络的信息量。
16、所谓跨层设计的定义，是针对特定的分层结构而言的，一切不符合参考分层通信结构的协议设计都被称为跨层设计。
传感器网络
传感器网络传感器网络是一种由大量传感器节点组成的自组织网络，它们可以感测、接收和处理环境中的各种信息，并将这些信息传输给其他节点或者中心节点。
传感器网络被广泛应用于农业、能源、环境监测、智能交通等领域。
本文将对传感器网络的概念、应用、技术和发展进行探讨。
一、传感器网络的概念传感器网络由大量的传感器节点组成，每个传感器节点都具有感知、处理和通信的功能。
它们通过无线通信互相连接，形成一个自组织的网络。
传感器节点能够感知环境中的各种信息，如温度、湿度、光强、压力等，并将这些信息转换为电信号进行处理。
然后，传感器节点通过通信模块将处理后的信息传输给其他节点或者中心节点，以实现实时监测和数据传输。
二、传感器网络的应用1. 农业领域：传感器网络可以用于农业监测和智能农业。
农业监测可以通过传感器节点对土壤湿度、温度、光照等参数进行监测，帮助农民更好地掌握农作物的生长情况，提高农作物产量和质量。
智能农业则是利用传感器网络和互联网技术，实现对农作物生长环境的自动调控和远程监测，提高农业生产的效率和可持续发展水平。
2. 能源领域：传感器网络可以用于智能电网的建设和管理。
通过在电网中布置传感器节点，可以实时监测电网中的电压、电流、负荷等参数，以及电网设备的状态和运行情况。
这些监测数据可以用于电网的优化调控和故障检测，提高电网的可靠性和供电质量。
3. 环境监测：传感器网络可以用于环境监测和污染治理。
通过布置传感器节点，可以监测大气中的气体浓度、水质、噪音等环境参数，实时掌握环境质量，及时采取措施减少污染和保护环境。
4. 智能交通：传感器网络可以用于智能交通系统。
通过在道路上布置传感器节点，可以实时监测交通流量、车速、拥堵情况等，提供交通状况的信息，以帮助司机选择最佳路线，减少交通堵塞和事故发生的概率。
三、传感器网络的技术1. 无线通信技术：传感器网络中的节点之间通过无线通信互相连接，传输数据和控制信息。
目前常用的无线通信技术包括Wi-Fi、蓝牙、LoRa等。
无线传感网络复习
概念一、传感器网络基本概念：基本要素、节点结构、节点限制、节点功能1.无线传感器网络的标准定义是：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的感知对象的检测内容，并报告给用户。
2.无线传感器的三个要素：传感器、感知对象和用户。
3.传感器节点结构：数据采集模块（传感器、A/D转换器）、数据处理和控制模块（微处理器、存储器）、通信模块（无线收发器）和供电模块（电池、DC/DC能量转换器）组成。
4.节点限制：①电源能量有限②通信能力有限③计算和存储能力有限5.节点功能：在网络中可以充当数据采集者、数据中转站或簇头节点的角色。
采集数据，数据处理，控制、通信二、WSN分类1.按照组网形态和方式分：集中式、分布式和混合式。
2.按节点功能及结构层次分：平面网络结构、分级网络结构、混合网络结构、以及Mesh网络结构。
三、覆盖分类1.节点部署方式分类：①确定性覆盖②随机覆盖2.覆盖目标分类：①面覆盖②点覆盖③栅栏覆盖四、WSN各层名称及其所负责的分工五、WLAN通信标准IEEE802.11 ——2.4GHz定义了介质访问控制（MAC）层和物理层。
最初版本主要应用于办公室局域网和校园网，用户和用户终端的无线接入业务主要限制于数据存取，速率最高达2Mb/sIEEE 802.11a——5GHz的ISM频段上，数据传输速率可达54Mb/s的物理层IEEE 802.11b——2.4GHz的ISM频段上数据传输速率最高可以达到11Mb/s物理层IEEE 802.11g——2.4GHz的ISM频段上，数据速率最大54Mb/s使用OFDM调制技术，可以与相同网络中的IEEE 802.11b设备共同工作六、WSN路由器分类、定向扩散等主要的基本思想，flooding和gossing路由协议的特点（1）//基于聚簇的路由协议、以数据为中心路由协议、基于地理位置路由协议和能量感知路由协议平面路由、层次路由、能量感知路由、基于查询的路由、地理位置路由（2）定向扩散是一种基于查询的路由机制，是专门为无线传感器网络设计的。
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传感器网络的基本要素：传感器，感知对象，用户。
传感器网络定义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。
WSN与Ad-hoc的区别项目WSN Ad-hoc网络功能以获取感知信息为主要目的的信息采集网络解决人与人、设备与设备之间信息传输结点能力小型化、低成本、低功耗，处理能力低，通信速率与通信距离有限处理与存储能力、通信能力、可靠性相对强大网络形态大规模、密度高小型网络，密度高后冲突增大拓扑结构一到多、多到一（结点到用户，结点间一般不存在通信）任意的点到点业务特征由用户发起查询或结点检测到异常或周期报告，业务量低传输话音、数据、视频等业务，业务量高关注问题以数据为中心，电池供电，能量有限，所以限制其网络协议算法设计强调简单、高效以通信为目的，与能量无关，以网络容量、QoS、业务传输的有效性为主相同点不依托任何网络基础设施的情况下展开工作；都可以依靠结点之间的自组织行为协调对信道资源的使用以及在网路拓扑动态变化的情况下实现多跳路由转发等功能。
传感器节点的限制条件电源能量有限通信能力受限计算和存储能力受限组网特点自组织性以数据为中心应用相关性动态性网络规模大可靠性传感器网络终端结点结构（简答）传感模块通信模块计算与存储模块电源WSN网络体系结构从无线联网的角度来看，传感器网络结点的体系由分层的网络通信协议，网络管理平台，应用支撑平台三部分组成。
传感器网络的体系结构平面结构，分级结构。
传感器定义一般来说能够把特定的被测信息（物理量，化学量，生物量）按一定规律转换成某种可用信号（电信号，光信号等）的器件或装置，我们把它称为传感器传感器组成敏感元件转换元件基本转换电路常见传感器类型被测量与输出电量的转换原理划分，可分为能量转换型和能量控制型两大类按测量原理分类，主要有物理、化学和生物原理按被测量的性质不同划分为位移传感器、力传感器、温度传感器等按输出信号的性质可分为开关型（二值型）、数字型、模拟型。
传感器的一般特性灵敏度响应特性线性范围稳定性重复性漂移精度分辨率迟滞传感器选型原则测量对象与环境灵敏度频率响应特性线性范围稳定性精度生活中的一种传感器，举例说明，分析其中的传感器探测机理（简答）压电式传感器☐某些物质，如石英，受到外力作用时，不仅几何尺寸会发生变化，而且内部会被极化，表面产生电荷；当外力去掉时，又重新回到原来的状态，这种现象称为正压电效应。
☐相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。
依据电介质压电效应研制的一类传感器称为为压电传感器。
无线通信物理层的主要技术（三）介质和频段选择调制技术扩频技术扩频技术（四种）直接序列扩频（DSSS）跳频（FHSS）跳时（THSS）宽带线性调频扩频（chirp-SS）MAC协议定义所谓MAC协议就是通过一组规则和过程来有效，有序，公平地使用共享介质。
MAC协议分类（三）竞争分配（S-MAC）混合(Z-MAC)CSMA/CA访问机制原理（简答）当结点要传输一个分组时，它首先侦听信道状态。
如果信道空闲，而且经过一个帧间间隔时间DIFS后，信道仍然空闲，则站点立即开始发送信息。
如果信道忙，则站点始终侦听信道，直到信道的空闲时间超过DIFS。
当信道最终空闲下来的时候，结点进一步使用二进制退避算法，进入退避状态来避免发生碰撞。
IEEE802.11MAC协议规定了三中基本帧间间隔（IFS）SIFS最短帧间间隔PIFS PCF方式下结点使用的帧间间隔DIFS DCF方式下结点使用的帧间间隔无线传感器网络的无效能耗主要来源（五）空闲侦听数据冲突串扰控制开销重复传输S-MAC协议采用的主要机制减少能耗（四）（简答）周期性侦听和睡眠机制流量自适应侦听机制冲突和串音避免机制消息传递机制设计传感器网络路由协议满足条件（四）能量高效可扩展性稳健性快速收敛性路由协议（四类）&&能量感知路由协议基于查询的路由协议地理位置路由协议可靠的路由协议定向扩散路由机制兴趣扩散阶段梯度建立阶段路径加强阶段谣传路由的基本思想（简答）源节点观察到事件发生后，产生一个时间代理消息，代理消息沿随机路径向外传播Sink节点发送事件查询事件沿随机路径在网络中传播当查询消息到达一个保存有事件代理的节点时，就会形成一条从Sink到源节点的路径可靠路由中多路径的建立（简答）不相交多路径是指从源节点到目的节点之间的任意两条路径没有相交的点。
建立过程Sink节点通过主路径增强消息建立主路径Sink 节点发布次优路径增强消息给次优节点中间节点选择自己的最优节点中的非主路径节点转发次优路径增强消息，直到构造成次优路径缠绕多路径⏹克服主路径上单个节点失败的问题⏹由一组缠绕路径组成⏹缠绕路径是对应主路径上的某个节点，在网络没有该节点时，形成的从源节点到目的节点的优化备份路径。
⏹主路径上每个节点都有一条对应的缠绕路径为什么需要同步时间（简答）首先，传感器结点通常需要彼此协作，去完成复杂的监测和感知任务。
其次，传感器网络的一些节能方案是利用时间同步来实现的。
RBS同步协议基本思想(简答)RBS同步协议基本思想是多个结点接收同一个同步信号，然后多个收到同步信号的结点之间进行同步。
TSPN协议（两个阶段）（简答）层次发现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（i-1）级的结点通信同步阶段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。
为什么要定位（简答）没有结点位置信息的监测数据往往是没有意义的。
根据结点是否已知自身的位置，将传感器结点分为（信标结点）和（未知结点），信标结点有时也被称为（锚点）。
定位性能评价指标（五）位置精度覆盖范围刷新速度功耗定位实时性简述三角定位，三边定位的基本思想（简答）（基于测距定位）三边已知A、B、C三个节点的坐标，以及它们到节点D的距离，确定节点D的坐标三角已知A、B、C三个节点的坐标，节点D相对于节点A、B、C的角度，确定节点D的坐标简述质心算法，DV—Hop算法基本思想（简答）（无需测距定位）质心算法多边形的几何中心，称为质心，多边形顶点坐标的平均值就是质心节点的坐标。
质心定位算法首先确定包含未知节点的区域，计算这个区域的质心，并将其作为未知节点的位置。
DV-Hop基本思想：首先：计算未知节点与每个信标节点的最小跳数；然后：估算平均每跳的距离，利用最小跳数乘以平均每跳距离，得到未知节点与信标节点之间的估计距离；最后：利用三边测量法或极大似然估计法计算未知节点的坐标。
根据定位过程中节点定位先后次序的不同，把定位算法分为递增并发数据融合定义数据融合也被称为信息融合，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，完整的评估或判断。
数据融合作用（三）节省整个网络的能量增强所收集数据的准确性提高收集数据的效率数据融合（简答）数据融合也被称为信息融合，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，完整的评估或判断。
节省整个网络的能量增强所收集数据的准确性提高收集数据的效率根据数据融合与应用层数据语义之间的关系分类（三）依赖于应用的数据融合(ADDA) 独立于应用的数据融合（AIDA）结合以上两种的数据融合根据融合操作的级别分类（三）数据级融合特征级融合决策级融合传感器网络的电源节能方法（二）（&&）休眠机制数据融合传感器网络物理层可能受到的攻击（二）拥塞攻击物理破坏传感器网络链路层可能受到的攻击（三）碰撞攻击耗尽攻击非公平竞争传感器网络网络层可能受到的攻击（七）虚假的路由信息选择性的转发Sinkhole攻击Sybil攻击Wormhole攻击HELLO flood攻击确认欺骗传感器网络安全框架协议: SPINS (简答)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。
传感器网络的支撑技术（五）时间同步机制定位技术数据融合能量管理安全机制计算机网络的研究与设计方法（三）分析方法实验方法模拟方法常用网络仿真软件平台（五）TOSSIM OMNeT++ MATLAB OPNET NS操作系统TinyOS后台管理软件的组成（四）数据库数据处理引擎后台组件图形用户界面ZigBee冲突避免机制CSMA/CA的空闲信道评估IEEE802.15.4协议应用于哪两层物理层MAC子层ZigBee包括3个频段27个信道ZigBee协议框架完整的ZigBee协议栈自上而下由应用层，应用汇聚层，网络层，数据链路层和物理层组成。
ZigBee三种拓扑结构星形结构网状结构簇树形结构ZigBee三种设备类型RFD FFD 网络协调器（FFD担当）ZigBee三种类型适用范围(简答)精简功能设备（RFD）⏹RFD只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。
⏹附带有限的功能来控制成本和复杂性⏹在网络中通常用作终端设备。
⏹ZigBee相对简单的实现自然节省了费用。
RFD由于省掉了内存和其他电路，降低了ZigBee部件的成本，而简单的8位处理器和小协议栈也有助于降低成本。
☐全功能设备（FFD）⏹可以担任网络协调者，形成网络，让其他的FFD或是精简功能装置（RFD）连结，FFD具备控制器的功能，可提供信息双向传输。
⏹附带由标准指定的全部802.15.4功能和所有特征⏹更多的存储器、计算能力可使其在空闲时起网络路由器作用⏹也能用作终端设备☐网络协调器⏹包含所有的网络消息，是3种设备类型中最复杂的一种，存储容量最大、计算能力最强。
⏹发送网络信标、建立一个网络、管理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。
编译软件（简答）软件编译器☐C\C++编译器⏹ADS⏹SDT⏹Realview⏹IAR—EWARM⏹GNU硬件编译器ARM系列支持JTAG标准、规范⏹Multi-ICE⏹J-Link⏹Trace32编程接口电路JTAG编程方法（编程，调试）SPI编程方法（3线）（仅调试）。