无线传感网大作业
无线传感网络期末大作业
基于ZigBee的点对点通信实验一：ZigBee的简介Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词。
根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。
这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。
其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。
主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。
简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。
无线传感网络的无线通信技术可以采用ZigBee技术、蓝牙、Wi-Fi和红外等技术。
ZigBee技术是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术或无线网络技术，是一组基于IEEE802.15.4无线标准研制开发的组网、安全和应用软件方面的通信技术。
1、CC2530简介CC2530是用于IEEE802.15.4、ZigBee和RF4CE应用的一个真正的方案。
它能以非常低的总的材料成本建立强大的网络节点。
CC2530结合了领先的RF收发功能的优良性能，业界标准的增强型8051CPU，系统内可编程内存，8-KB RAM和许多其他KB的内存。
CC2530有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。
系统模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。
2、网络结构及协议解2.1 Basic RF 简介Basic RF 由TI 公司提供，它包含了IEEE 802.15.4 标准的数据包的收发。
这个协议只是用来演示无线设备是如何进行数据传输的，不包含完整功能的协议。
但是它采用了与802.15.4 MAC 兼容的数据包结构及ACK 包结构，其功能限制如下：1. 不提供“多跳”、“设备扫描”及Beacon。
2. 不提供不同种的网络设备，如协调器、路由器等。
所有节点同级，只实现点对点传输。
无线传感网络课程作业
物联网之未来的智能家居系统——House Stage 不知不觉中时光在悄悄的流逝，转眼之间，我选择这个专业已经两年了。
从一开始的不知物联网为何物的懵懂少年，成长为了一名热爱物联网技术并坚定的以它为未来目标职业的物联网发烧友。
这其中经历了太多太多。
今天就接着这个机会，来谈一谈我内心中对智能家居系统的一种设计理念。
目前在全球范围内，都有一股对物联网技术的推崇，其中以智能可穿戴设备，智能家居，车联网为主导方向。
而在其中，谷歌与苹果相继发布了关于Self-Driving Car与IWatch的相关信息后，关于物联网技术的应用更是达到了一个白热化的阶段，各种各样的智能设备也随之活跃起来。
但是智能家居系统却始终处在一个较为尴尬的局面，市场上主要以智能家居单品为代表。
究其根源，一方面有用户体验方面的原因，另一方面也有在安全方面的原因。
而我的House Stage主要设计是出于用户体验方面的考量。
首先，用户在使用智能家居系统时，首要的考量便是完全性的问题，因此我设计的House Stage使用的协议为ZigBee协议。
之所以选择这样的协议主要是对比WiFi协议，ZigBee协议具有低功耗，成本低，短时延，组网能力强，安全性能高等优势，而它的缺点也比较明显，那就是对于数据传输的速率比较低。
但是对于实现家庭自动化的智能家居系统来说，这并不是问题。
目前市场上的智能家居系统主要是采用WiFi协议，一方面WiFi协议开发成本高，导致后期智能系统价格不够亲民，群众接受度不高，而且安全性差，达不到群众内心中对智能系统的最基本要求；另一方面，WiFi组网能力不强，能够接受的有效节点数只有32个，这对于普通用户家庭中所拥有的家电数目显然是不太够的。
同时，用户在使用智能家居系统时也会考虑到平时的功耗问题，而ZigBee不仅工作时耗电少，而且支持休眠模式。
平时不用工作时可以处于休眠状态，用户需要使用时直接唤醒即可，另外ZigBee从休眠状态转换到工作状态所花费的时间非常的短，具有较好的用户体验。
无线传感器网络作业
关于无线传感器网络仿真器的调查和比较提要：在无线传感器网络研究和应用程序测试方面，仿真工具发挥着越来越大的作用。
在仿真时人们最担心的便是仿真结果能不能准确反映真实情况。
为了能够作出最佳选择，了解这些仿真器的优缺点是很重要的一项工作。
以下便是我们经过比较得出的几种流行仿真器的优缺点，希望能对大家的研究有所帮助。
关键词：无线传感器网络、模拟仿真器、比较、绩效评估1.简介：传感器网络是由很多小型传感和计算设备组成的。
我们称这些设备为微尘。
这些微尘的通信、计算能力和所具有的能量是十分有限的。
由于外界环境不断变化，为保持较高效率，网络需要用使用分布式算法，而每个微尘则需要较高的灵敏度。
相对于普通网络，传感器网络面临着更多的问题。
所以，在为其开发相关协议时，还必须考虑到能量、硬件设施、可靠性节点密度等问题。
图一是一个简单的无线传感器网络示意图。
我们可以看到，一个完整的传感器网络由若干个基站、传感器节点和终端用户组成。
传感器节点用来检测温度、压力等物理量，其输出量以无线方式传送给基站以备收集和分析。
终端用户通过远距离应用或控制台终端也可以沿网络处理这些数据。
但考虑到这些研发过程的成本，时间等因素，开发者会着重考虑信息的可靠性和反射性能，因为这对系统的实现至关重要。
营造网络测试所需环境是一项费时费力的工作。
仿真测试可以帮助判断一种方案在财力和时间上的投资是不是值得的。
因为仿真器在测试方面有着低成本、易实现、测量范围广等优点，所以它已成为传感器网络协议研发和测试的重要工具。
由于目前的仿真器没有一个是十全十美的，为了有效开发各种基于仿真的协议，了解各种仿真器的优缺点，扬长避短至关重要。
为帮助相关人员进行研发，我们在这里从易用程度、关键特性、局限性、环境适应度等方面对当下热门仿真器做了详细比较，希望对传感器网络的研发有所帮助。
2.仿真器设计：如果考虑到环境部署的特殊性，无线传感器网络设计就是一个针对性很强的工作，这就意味着以往那些关于无线传播的固有模型和数据没有太大借鉴意义，我们必须对各种数据重新测量，这就需要高度拟合的测试环境或者是仿真器件。
18春北理工《无线传感器网络》在线作业
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 北理工《无线传感器网络》在线作业一、单选题：1.（单选题）与WLAN相比，无线广域网WWAN的主要优势在于（）。
(满分A支持快速移动性B传输速率更高C支持L2漫游D支持更多无线终端类型正确:A2.（单选题）节点的生命周期主要由（）决定。
(满分A能量消耗B环境因素C访问频率D传输速率正确:A3.（单选题）（）是传感器节点其设计的主要考虑目标之一。
(满分A节能B廉价C集成D安全正确:A4.（单选题）传感器一般由（）、转换原件和基本转换电路组成。
(满分A敏感原件B红外原件C单片机DARM模块正确:5.（单选题）传感器节点通信模块的工作模式有（）、接收和空闲。
(满分A发送B启动C认证D互联正确:6.（单选题）一个基本服务集BSS中可以有（）个接入点AP。
(满分:)A0或1B1C2D任意多个正确:7.（单选题）网络连接度是所有节点的邻居数目的（），它反映了传感器配置的密集程度。
(满分:)A平均值B最大值C最小值------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ D极小值正确:8.（单选题）蓝牙耳机是（）的一个典型应用。
(满分:)AWPANBWLANCWWANDMANET正确:9.（单选题）将“信息社会技术”作为优先发展领域之一。
其中多处涉及对WSN的研究，启动了EYES等研究计划的组织是（）。
(满分:)A日本总务省B韩国信息通信部C美国国防部D欧盟正确:10.（单选题）无线传感网络集成开发平台MeshIDE是面向（）中间件所开发的辅助中间件平台软件。
无线传感网技术与应用-平时作业2
1.121.221.32无线传感网技术与应用-平时作业21.单选题全球通用的ISM频段是（ ）您答对了896MHz 915MHz 2.4GHz 135kHz 答案解析：ISM频段在各国的规定并不统一。
如在美国有三个频段902～928 MHz，2400～2483.5 MHz和5725～5850 MHz，而在欧洲的ISM频段则有部分用于GSM 通信。
2.4 GHz频段（2400 MHz～2483.5 MHz）是全球共同的ISM频段。
（）是连通独立集的代表性算法，采用最大独立集构造连通支配集您答对了EECDS算法CDS-Rule-K算法ASCENT算法SPAN算法答案解析：EECDS（Energy Efficient Connected Dominating Set）是连通独立集的代表性算法，采用最大独立集构造连通支配集。
该算法分为两个阶段：第一阶段创建一个MIS;第二阶段选择连接节点使这独立集连通。
（）是实现传感器网络各种功能的基础和保障您答对了配置管理1.421.52故障管理安全管理性能管理答案解析：故障管理是实现传感器网络各种功能的基础和保障。
故障在传感器网络中十分常见，能量缺乏、连接中断、环境变化、QoS变化、数据处理、物理设备故障、初始配置错误、完整性违例、操作异常、无线干扰、时间异常等导致的故障随时都可能发生。
传感器网络必须有足够的容错能力和鲁棒性，经得起单个节点或网络部分节点发生突发事件的考验。
故障管理涉及故障检测、故障隔离和故障修复。
当传感器网络出现故障的时候，网络管理系统必须能够迅速定位故障发生的位置，分析故障产生的原因，并且尽快采取应对措施。
另外，故障与网络的安全紧密相关，一旦网络受到外来威胁，网络正常行为受到干扰，故障的产生通常比较频繁。
因此故障管理需要结合安全检测，协同处理。
瑞典皇家科学院2003年发布了世界上最小的嵌入式操作系统（）您答对了Windows Contiki Android TinyOS答案解析：瑞典皇家科学院2003年发布了世界上最小的嵌入式操作系统Contiki。
哈工程大作业--基于无线传感器网络设计的数据安全传输机制
计算机科学与技术学院无线网络安全基于无线传感器网络设计的数据安全传输机制学号：班级：学生姓名：任课教师：吕宏武讲师2013年12月基于无线传感器网络设计的数据安全传输机制1.引言1.1 无线传感器网络的介绍无线传感器网络(Mobile Sensor Network, MSN)作为计算、通信和传感器三项技术相结合的产物,是一种全新的信息获取和处理技术。
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。
由于近来微型制造的技术、通讯技术及电池技术的改进,促使微小的传感器可具有感应、无线通讯及处理信息的能力。
这些微型传感器通常由传感部件、数据处理部件和通信部件组成,随机分布的集成有传感器、数据处理单元和通信模块的微小节点通过自组织的方式构成网络。
借助于节点中内置的形式多样的传感器测量所在周边环境中的热、红外、声纳、雷达和地震波信号,从而探测包括温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等众多我们感兴趣的物质现象。
在通信方式上,虽然可以采用有线、无线、红外和光等多种形式,但一般认为短距离的无线低功率通信技术最适合传感器网络使用,一般称作无线传感器网络。
1.2 无线传感器网络现状当前无线传感器网络发展的关键技术包括网络拓扑技术、数据融合技术、时钟同步技术、网络安全及抗干扰技术、路由控制技术等。
随着对传感器网络的深入研究，传感器网络的技术也显得越发成熟。
国内外对传感器网络的研究中，关于网络拓扑技术以及路由控制技术的研究最为成熟，发表了大量的理论研究的学术论文，实现了众多的网络模型，有的模型已经成为传感器网络研究的经典模型；相对于此，传感器网络的安全技术研究还处在一个发展阶段，安全问题包括物理安全、运行安全、数据安全以及内容安全。
其中数据安全是安全问题的的核心内容，由于传感器网络属于无线网络，由于网络本身具有的开放性，传输信号易被截获，同时外部节点侵入网络，产生虚假信息，造成感知信息混杂，极大地降低了整个网络的性能。
无线传感器作业
无线传感器作业无线传感器网络，基础支撑技术及应用无线传感器网络是当前在国际上备受关注的、涉及多学科高度交叉、知识高度集成的前沿热点研究领域．它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及人类社会三元世界的连通．传感器网络具有十分广阔的应用前景，在军事国防、工农业、城市管理、生物医疗、环境监测、抢险救灾、防恐反恐、危险区域远程控制等许多重要领域都有潜在的实用价值，已经引起了许多国家学术界和工业界的高度重视，被认为是对21世纪产生巨大影响力的技术之一．1.无线传感网络的基本概念无线传感器网络的系统结构包括分布式传感器节点(群)、接收发送器、互联网和用户界面等。
其中，传感器网络节点的基本组成包括如下4个基本单元：传感单元(由传感器和模数转换功能模块组成)、处理单元(包括CPU、存储器、嵌入式操作系统等)、通信单元(由无线通信模块组成)以及电源．此外，可以选择的其他功能单元包括：定位系统、移动系统以及电源自供电系统等．在传感器网络中，节点可以通过飞机布撒或人工布置等方式，大量部署在被感知对象内部或者附近．这些节点通过自组织方式构成无线网络，以协作的方式实时感知、采集和处理网络覆盖区域中的信息，并通过多跳网络将数据经由Sink节点(接收发送器)链路将整个区域内的信息传送到远程控制管理中心．反之，远程管理中心也可以对网络节点进行实时控制和操纵．传感器网络节点为一个微型化的嵌入式系统，构成了无线传感器网络的基础层支持平台．目前国内外已经出现了许多种网络节点的设计，它们在实现原理上是相似的，只是分别采用了不同的微处理器或者不同的通信或协议方式，比如采用自定义协议、802．11协议、ZigBee协议、蓝牙协议以及UwB通信方式等．典型的节点包括Berkeley Motes，Sensoria WINS，Berkeley Piconodes，MIT肛AMPs，SmartMesh Dust mote，Intel iMote以及IntelXScale nodes，ICTCAS／HKUST的BUDSl 等．传感器网络有着巨大的应用前景，建筑在各类传感网络节点平台上的、面向海陆空全方位应用需求的各类研究项目更是层出不穷．以下仅列出其中几个代表典型应用的项目为例，比如用于环境监测、气象现象的观测和天气预报、生物群落的微观观测、洪灾的预警、农田管理、智能家居、智能交通、辐射监测的研究，用于定位的Cricket和Echo，以及用于医疗的SSIM项目等．相信随着研究工作的不断深入和发展，各种传感器网络将最终遍布我们的生活环境，从而真正实现“无处不在的计算”．2.无线传感器网络的关键问题(1)系统节能无线传感器网络节点多，覆盖范围大，工作环境复杂，能源无法替代，设计有效的策略延长网络的生命周期成为无线传感器网络的核心问题。
无线传感器网络作业
无线传感器作业1.1：传感器网络节点使用的限制因素有哪些？1.电源能量有限传感器节点体积微小通常只携带能量十分有限的电池。
2.通信能力有限3.计算和存储能力有限，传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求他价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。
1.2：网络传感器有哪些特点？1.自组织性2.数据为中心3.应用相关性4.动态性5.网络规模6.可靠性2.1：按照节点功能和结构层次划分，将传感器网络的结构有哪几种？各有什么特点？答：1.平面网络结构拓扑结构简单，易维护具有较好的健壮性事实上就是一种，a d h o c网络结构的形成。
由于没有中心管理节点，故采用自组织协同算法组成网络，其组网算法比较复杂。
2.分级网络结构：网络拓扑结构扩展性好，便于集中管理，可以降低系统的建设成本，提高网络覆盖率和可靠性。
3.混合网络结构：同级网络结构相比较，支持功能更强大，但所需要的硬件成本更高。
4.m e s h网络结构：由无线节点构成网络，按mes h拓扑结构部署，网内有个节点至少可以和一个其他节点通信支持多跳路由，功耗限制和移动性取决于节点类型及应用的特点，存在多种网络接入方式。
2.2：传感器半径r，被监测区域面积为A，要求达到概率为p的覆盖率，确定传感器数目。
3.1：WSN数据链路层中的媒体访问控制和误差控制的基本思想是什么？媒体访问控制：①对于感知区域内密集布置节点的多跳无线通信，需要建立数据通信链路以获得基本的网络基础设施。
②为了使无线传感器节点公平有效的共享通信资源，需要对共享媒体的访问进行管理。
误差控制：一般基于ARQ的误差控制，主要采用重新传送发费和管理发费。
具有低复杂的编码与解码方式的简单误差控制码可能是无线传感器网络中误差控制的最佳解决方案。
3.2:传输层中的Event-to-sink传输和Sink-to-Sensors传说的基本思想是什么？Event-to-sink由于无线传感网络中存在大量的数据流，Sink节点需要获得一定精度，Event-to-sink的可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink’节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。
无线传感器网络作业
无线传感器网络作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII无线传感器作业1.1：传感器网络节点使用的限制因素有哪些？1.电源能量有限传感器节点体积微小通常只携带能量十分有限的电池。
2.通信能力有限3.计算和存储能力有限，传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求他价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。
1.2：网络传感器有哪些特点？1.自组织性2.数据为中心3.应用相关性4.动态性5.网络规模6.可靠性2.1：按照节点功能和结构层次划分，将传感器网络的结构有哪几种各有什么特点答：1.平面网络结构拓扑结构简单，易维护具有较好的健壮性事实上就是一种，a d h o c网络结构的形成。
由于没有中心管理节点，故采用自组织协同算法组成网络，其组网算法比较复杂。
2.分级网络结构：网络拓扑结构扩展性好，便于集中管理，可以降低系统的建设成本，提高网络覆盖率和可靠性。
3.混合网络结构：同级网络结构相比较，支持功能更强大，但所需要的硬件成本更高。
4.m e s h网络结构：由无线节点构成网络，按mes h拓扑结构部署，网内有个节点至少可以和一个其他节点通信支持多跳路由，功耗限制和移动性取决于节点类型及应用的特点，存在多种网络接入方式。
2.2：传感器半径r，被监测区域面积为A，要求达到概率为p的覆盖率，确定传感器数目。
3.1：WSN数据链路层中的媒体访问控制和误差控制的基本思想是什么？媒体访问控制：①对于感知区域内密集布置节点的多跳无线通信，需要建立数据通信链路以获得基本的网络基础设施。
②为了使无线传感器节点公平有效的共享通信资源，需要对共享媒体的访问进行管理。
误差控制：一般基于ARQ的误差控制，主要采用重新传送发费和管理发费。
具有低复杂的编码与解码方式的简单误差控制码可能是无线传感器网络中误差控制的最佳解决方案。
3.2:传输层中的Event-to-sink传输和Sink-to-Sensors传说的基本思想是什么？Event-to-sink由于无线传感网络中存在大量的数据流，Sink节点需要获得一定精度，Event-to-sink的可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink’节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。
无线网络技术大作业
安阳工学院无线网络技术课程大作业课题名称 Zigbee技术的智能家居无线传感网络应用专业姓名学号日期 2013年12月12号Zigbee技术的智能家居无线传感网络应用一：前言随着21世纪的到来，特别是近年来现代高科技和信息技术正在由智能大厦走向智能化住宅小区，进而走进家庭。
人们对家居生活环境的要求也越来越高，并将注意力越来越多的放在了生活环境的安全性、舒适性和便利性上。
家居无线监控问题是当今国际建筑智能化领域的前沿性研究课题。
无线传感网络的出现克服了家庭中布线的烦琐，充分体现了智能家居系统的灵活、方便、高效。
本项目研究开发了基于ZigBee技术和hitemet技术的智能家居监控系统，将hitemet的远程监控与ZigBee短距离控制相结合，实现系统的家居无线控制和数据采集，避免了综合布线，可扩展性好。
本文首先进行系统总体设计，结合底层ZigBee无线传感网络的特点和系统总体网络监控的要求，将该系统设计分为四部分:无线传输模块、数据处理模块、以太网传输模块、上位机显示界面。
然后对ZigBee协议标准做了全面地研究分析，同时给出了基于CC2430的无线传输模块的软硬件设计和星型网络搭建，并给出了测试结果。
接着设计了基于TMS320F2812的数据处理模块，给出了硬件电路和外围辅助电路设计方案，并为其移植了实时操作系统。
本设计实现了从底层ZigBee无线传感网络的数据采集最终到监控机的数据传输并测试成功。
最后在VC6.0环境下，应用 WindowsSockets套件接口开发显示界面对底层采集的数据分类显示。
整个智能家居监控系统能够对家用电器的完成开关量的控制，还能够对三表进行无线抄表最重要的是可监测来自家庭安防传感器的数据，以备物业等部门监控。
测试后，证实了设计方案的正确性，结果满足系统设计要求，该设计具有一定的新颖性和实用性二：ZigBee协议简介无线传感器网络节点要进行相互的数据交流就要有相应的无线网络协议(包括MAC层、路由、网络层、应用层等)，传统的无线协议很难适应无线传感器的低花费、低能量、高容错性等的要求，这种情况下，ZigBee协议应运而生。
无线传感网络大作业--基于ZigBee技术的室内环境监控系统.
基于ZigBee技术的室内环境监控系统目录1 研究背景与意义 (12 研究内容 (13 ZigBee技术综述 (23.1 ZigBee特点 (23.2 ZigBee协议栈 (33.3 节点类型 (63.4 拓扑结构 (63.5 地址类型及ZigBee寻址 (74 室内环境监测系统设计 (84.1 系统架构 (84.2 硬件设计 (94.3 软件设计 (104.4 系统功能定义 (115 室内环境监控系统的特点 (126 总结 (137 参考文献 (13基于ZigBee技术的室内环境监控系统1 研究背景与意义随着人类进入信息时代,计算机技术、通信技术及网络技术都得到了迅猛的发展与提高,人们对居住环境也提出了更高的要求,希望自己能居住在一个生活现代化、居住环境安全化和舒适化的生活空间。
与此同时,生活节奏的不断加快,实时掌握大量信息和进行高效工作的需求日益凸显,但是繁重的家务和繁琐的家电操作占用人们大量的时间,这时就需要有一个方便快捷的智能化家居管理平台协助人们处理家居事务,将人们从家务和家电操作中解放出来。
在这种需求的驱动下,智能家居的概念也就应运而生。
人们希望通过这种技术将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭安防等装置连接到一个家庭智能化系统上进行集中或异地监视、控制和管理,保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调一致,从而满足用户对居住环境的需求。
智能家居系统的结构如图1所示:图1 智能家居系统结构图由图1可知,室内环境监控系统是智能家居系统中其必不可少的一部分,是实现智能家居系统功能的重要组成部分与基本条件,是给用户提供一个安全、舒适、便捷的生活环境的重要手段。
一个好的室内环境监控系统对于构建智能家居系统和提高用户的生活环境质量具有重要的意义。
2 研究内容本文以基于ZigBee技术的室内环境监控系统为研究背景,利用ZigBee技术作为支撑平台,将温湿度传感器、光照传感器、雨滴传感器、火灾传感器及人体感应传感器等传感器节点采集到的数据信息通过ZigBee 网络汇聚到网络中的网关节点,该网关节点再通过Wifi模块将处理后的数据传送给Android上位机软件,然后用户通过与上位机软件进行交互,通过显示的数据信息反馈控制诸如空调、电灯等电器,可营造一个安全、舒适、温馨的室内氛围。
无线传感网实验报告
一、实验目的本次实验旨在了解无线传感网络（Wireless Sensor Network，WSN）的基本原理、组成及工作流程，掌握无线传感网节点的信息采集、数据处理和无线通信等功能，并通过实际操作加深对无线传感网技术的理解和应用。
二、实验原理无线传感网络是由大量廉价的传感器节点组成的分布式网络系统，通过无线通信方式形成多跳自组织的网络。
每个节点具有信息采集、数据处理和无线通信等功能，能够感知、采集、处理和传输环境中的信息。
无线传感网络广泛应用于环境监测、智能控制、智能家居等领域。
三、实验内容1. 实验环境与设备- 传感器节点：ZigBee模块、温湿度传感器、光敏传感器等；- 中心节点：计算机、无线通信模块；- 无线通信设备：无线路由器、网线等；- 软件平台：Node-RED、MQTT服务器等。
2. 实验步骤（1）搭建无线传感网络1. 将传感器节点连接到中心节点；2. 设置中心节点的IP地址和端口号；3. 启动MQTT服务器。
（2）节点配置1. 设置传感器节点的IP地址、端口号、主题等参数；2. 配置传感器节点采集的数据类型。
（3）数据采集与传输1. 传感器节点采集环境数据；2. 传感器节点将采集到的数据发送到中心节点；3. 中心节点接收数据，并进行处理和分析。
（4）数据展示1. 使用Node-RED可视化平台展示传感器节点采集到的数据；2. 分析数据，得出结论。
四、实验结果与分析1. 实验结果实验成功搭建了无线传感网络，传感器节点能够采集环境数据，并将数据发送到中心节点。
中心节点接收数据后，通过Node-RED平台进行可视化展示，方便用户实时了解环境状况。
2. 实验分析（1）无线传感网络能够有效地采集、传输和处理环境数据，为用户提供实时、准确的环境信息。
（2）通过Node-RED平台，可以方便地实现数据的可视化展示，提高数据处理和分析效率。
（3）无线传感网络在实际应用中具有广泛的前景，如环境监测、智能家居、智能交通等领域。
无线传感网络大作业
研究生研究型课程考试答卷课程名称：无线传感器网络技术考试形式：□专题研究报告□论文√大作业□综合考试学生姓名：学号：评阅人：时间：1.分析WSN和Ad hoc网络特征的相同之处和不同点。
答：相同点：基本不需要人的干预，大部分工作是以自组织的方式完成的，二者都是自组织网络，网络自动配置，动态拓扑结构，需要考虑网络的安全性。
二者的研究都是追求低功耗的自组织网络设计。
不同点：Ad hoc网络可以用于没有无线基础设施存在或出于费用和安全方面的考虑不方便设置无线基础设施的场合，而传感器很多时候被布置在近地环境中，地波吸收现象不能被忽视，并且高密度布置的传感器网络中的多用户接口也造成了很高的误比特率。
作为移动通信的两种基本组网模式之一，Ad hoc 网络中的传输模型是典型的多对多式，而传感器网中的传输模型更偏向于分层次模型（多对一传输）。
一般来说，无线传感器网络的节点比典型的移动终端或手持设备有更多的资源受限要求，但对于计算的要求则是可有可无的，当需要执行计算任务时，如果通信成本比计算成本低，计算任务就被送到中心节点去执行。
Ad hoc网络拓扑结构动态变化，而WSN网络拓扑结构是静态的。
2.WSN和传统无线宽带网络在设计中，各自的首要设计目标是什么？答：WSN的首要设计目标是能源的高效利用。
通常传感器节点都由能量有限的电池提供能量,且在实际应用中由于传感器节点数量多,分布广,部署环境复杂,因而在大多数部署环境中通过更换电池或充电的方式来补充能量是不可行的。
能量有限是WSN发展的一个瓶颈。
因此,如何合理有效地使用现有能量最大化WSN的生命周期便成了首要的设计目标。
其中生命周期是指从网络开始正常运行到第一个节点由于能量耗尽所经历的时间。
无线宽带网络的首要设计目标传统宽带无线网络的首要设计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。
3.无线传感器网络的特点？答：无线传感器网络有以下一些特点：（1）计算和存储能力有限。
翻译草稿无线传感器网络大作业资料
2.3 Intermediate stepRegarding the GPSR protocol, the best neighbor node is the nearest node to the destination.We modify this rule in GPSR and add a restriction for selecting the best neighbors based on thelist of private keys.2.3中间步骤对于GPSR协议来说，最佳邻居节点是到目的地的最近的节点。
我们在GPSR协议中修改这个规则，并且基于私人密钥列表对选择最佳的邻居节点添加一个限制。
In other words, when node A finds the best neighbor B from its neighborhood table, the list of private keys of node A needs to be compared with the list of private keys of node B.Then, node B is selected as a next node if and only if at least one private key of node A and B is selected from the same matrix.If they have no similar matrices, node B is eliminated from the neighborhood table and this phase repeats again to find the best neighborhoods.换句话说，当节点A从它的邻居节点表中找到最好的邻居节点B时，A节点的私钥列表需要和B节点的私钥列表进行比对。
无线传感器网络--大作业
基于无线传感网络的煤矿瓦斯检测系统近年来瓦斯爆炸的安全事故频频发生，严重威胁了生产的安全，给国家和人民造成重大的损失。
其中一个很重要的原因就是瓦斯生产的安全，给国家和人民造成了重大损失。
其中，一个很重要的原因就是瓦斯监控设备不能很好地发挥作用。
传统的瓦斯监控设备，监控范围有限，并且基本采用有线模式传输信号，在矿井中使用十分不便。
而无线传感器网络存在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式组成的一个多跳的自组织网络，其目的是采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并通过无线模块发送给观察者。
是集数据的采集、融合、分析、传输于一体，具有展开快速、可靠稳定、可维护性好等特点，特别适用于环境恶劣、不方便人工监控和通过有线网络监控的场所。
如果将其应用于煤矿中，配上上层监控软件，可以很好地实现对煤矿内重点区域瓦斯浓度的实时监控、显示和预警，对煤矿的安全生产起着非常重要的作用。
下面就提出一种基于无线传感网络的煤矿瓦斯预警系统的设计方法。
1、系统构架设计矿井瓦斯监测系统由监测传感器、井下分站、信息传输系统和地面中心等部分组成。
井下分站和地面中心站的连接部分即是信息传输系统。
信息传输系统按结构可以分为放射状、环状和树状三种。
在同等的监控容量的情况下，减少系统的分支，井下各分站就近接入由井上中心站下来的系统电缆。
在无线通信设计中井下现有光纤通信系统相当于树的主干，井下各分站由无线通信系统中的主节点代替，各个主节点接入多个无线传感器子节点，每个主节点与其接入的子节点构成一组。
井巷瓦斯监测无线通信系统是结合井下现有光纤通信系统和无线瓦斯传感器网络提出的一种瓦斯监测系统。
利用每一个传感器均具有的检测功能，同时又具有信号的接收、处理、判断、控制检测系统开关、发送以及根据信号对检测系统开关进行控制的特点。
2、传感器节点设计传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块及电源模块4部分组成,如图2所示。
传感器模块负责监测区内信息的采集和数据转换;处理器模块负责控制整个传感器节点的操作,接收和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据;无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;电源模块为传感器、处理器及无线模块提供运行所需的能量,并对其进行管理,以达到最大的使用效率。
无线传感器网络-课程作业
总之，无线传感器网络是一门全新的技术，还有许多课题需要科技工作者坚持不懈的努力。相信在各界人士的努力之下，无线传感器网络将会呈现出一片新的局面，并且将会更好、更广的应用于各个行业，造福于社会。
无线信号传送电路描述（20分）：
在整个无线传感器网络中，采取的是普通节点定时读取其传感器上的超声波数据，并将超声波数据发送给中心节点。中心节点对接受到的数据进行处理后传送给相应的节点用以控制其上的车位置位标志。首先，网络协调器对接收到的数据帧进行检验，"中心节点判断"是判断是否为指定节点的传感器数据。若接收的数据是指定节点上的数据，则将该数据与一个超声波度阈值进行比较来设定控制变量(用来控制车位的开关状态)。反之，则不进行发送操作。然后，判断带有空闲的节点是否加入网络。若在网络中找到带有空闲的节点，则中心节点将控制变量作为数据帧负载发送给它。反之，则不发送带有控制变量的数据帧。
《无线传感器网络》课程作业
姓名
学号
班级
评分
网络名称：
ZigBee无线传感器网络
网络实现功能描述（10分）：
ZigBee是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术，它是一种介于无线标记技术和蓝牙之间的技术提案。主要用于近距离无线连接。它依据802.15.4标准，在数千个微小的传感器之间相互协调实现通信。这些传感器只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另一个传感器，所以它们的通信效率非常高。
无线传感器网络作业
无线传感器网络作业(总5页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--无线传感器作业：传感器网络节点使用的限制因素有哪些？1.电源能量有限传感器节点体积微小通常只携带能量十分有限的电池。
2.通信能力有限3.计算和存储能力有限，传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求他价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。
：网络传感器有哪些特点？1.自组织性2.数据为中心3.应用相关性4.动态性5.网络规模6.可靠性：按照节点功能和结构层次划分，将传感器网络的结构有哪几种各有什么特点答：1.平面网络结构拓扑结构简单，易维护具有较好的健壮性事实上就是一种，a d h o c网络结构的形成。
由于没有中心管理节点，故采用自组织协同算法组成网络，其组网算法比较复杂。
2.分级网络结构：网络拓扑结构扩展性好，便于集中管理，可以降低系统的建设成本，提高网络覆盖率和可靠性。
3.混合网络结构：同级网络结构相比较，支持功能更强大，但所需要的硬件成本更高。
4.m e s h网络结构：由无线节点构成网络，按mes h拓扑结构部署，网内有个节点至少可以和一个其他节点通信支持多跳路由，功耗限制和移动性取决于节点类型及应用的特点，存在多种网络接入方式。
：传感器半径r，被监测区域面积为A，要求达到概率为p的覆盖率，确定传感器数目。
：WSN数据链路层中的媒体访问控制和误差控制的基本思想是什么？媒体访问控制：①对于感知区域内密集布置节点的多跳无线通信，需要建立数据通信链路以获得基本的网络基础设施。
②为了使无线传感器节点公平有效的共享通信资源，需要对共享媒体的访问进行管理。
误差控制：一般基于ARQ的误差控制，主要采用重新传送发费和管理发费。
具有低复杂的编码与解码方式的简单误差控制码可能是无线传感器网络中误差控制的最佳解决方案。
:传输层中的Event-to-sink传输和Sink-to-Sensors传说的基本思想是什么？Event-to-sink由于无线传感网络中存在大量的数据流，Sink节点需要获得一定精度，Event-to-sink 的可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink’节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。
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无线传感器网络大作业题目：无线传感网络实现矿井环境检测物联网工程学院计算机科学与技术专业
学号
学生姓名
指导教师宋春霖副教授
二〇一六年五月
摘要：煤矿中的突发事故具有一定的随机性和不确定性。
利用无线传感器网络采集矿井中的数据,再将这些数据通过无线网络传输到矿井上的环境监测中心,并把这些数据实时直观地显示出来;尤其是在被监测的瓦斯体积分数超标的时候,还可发出报警信号。
采集到的数据会备份到数据库中,通过对这些数据进行科学的分析归纳,能为预测事故和危机的发生提供强有力的数据支持。
关键词：煤矿、突发事故、无线传感网
目录
1、具体应用 (4)
2、设计方面的挑战 (4)
2.1土壤状况与类型 (4)
2.2成本 (5)
2.3功耗问题 (5)
2.4恶劣环境 (5)
3、无线传感网的组成以及架构 (5)
传感器节点 (6)
4、通信架构 (7)
参考文献: (7)
1、具体应用
近些年来，我国的煤矿事故时常发生，一旦出现重大煤矿事故，不仅失去大量矿工人
员的生命，而且还给煤矿企业和国家带来一定的负面影响。
我国现有的煤矿井下的检测系统还是传统的有线检测系统，这种检测系统存在着一系列的弊端，比如说，它只能在矿井扩宽的场域方便使用，而在那些工人作业的采煤区域还不能够完全地有效使用。
监控设备不能很好地发挥作用。
传统的监控设备，监控范围有限，并且基本采用有线模式传输信号，在矿井中使用十分不便。
而无线传感器网络存在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式组成的一个多跳的自组织网络，其目的是采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并通过无线模块发送给观察者。
是集数据的采集、融合、分析、传输于一体，具有展开快速、可靠稳定、可维护性好等特点，特别适用于环境恶劣、不方便人工监控和通过有线网络监控的场所。
如果将其应用于煤矿中，配上上层监控软件，可以很好地实现对煤矿内重点区域实时监控、显示和预警，对煤矿的安全生产起着非常重要的作用。
下面就提出一种基于无线传感网络的煤矿瓦斯预警系统的设计方法。
无线传感器网络由于自身的特殊特点，比如说方便，能够适应各种环境、检测精确度较高和安全可靠性高等特点，在当前的煤矿开采中非常实用，可以解决在环境复杂、恶劣的煤矿中对瓦斯浓度的监控和预警，不仅要实现煤矿采空区的监测和数据的传输,而且开发成本和运行成本也要低,适合于中、小煤矿采空区的温度监测,移植与功能扩展方便,更换与增加不同的传感器又可构建其他监测网络。
2、设计方面的挑战
2.1土壤状况与类型
在地下通信中网络部署与土壤类型密切相关，随着土壤类型的不同功率衰减的特性展现出很大差异，很大程度上引起了网络拓扑结构的设计。
另外，天气、湿度、季节等因素对土壤状况的影响也是我们需要考虑的一个重点。
2.2成本
传感器在地下部署的越深则需要越多的挖掘成本，也就导致了设备部署成本的提高。
考虑到成本问题，应该避免节点的深度部署，病最小化所需设备数目。
但是有需要考虑规模问题，所以必须设计一个折中的方案。
2.3功耗问题
发送端与汇聚节点之间的距离与衰落成正比，需要将网络拓扑结构设计为短距离跳数多，而非长距离条数少的方式。
另外，功耗问题也是运营成本的重要组成部分，一个低功耗的检测系统才符合各方面的利益。
2.4恶劣环境
地下环境需要考虑水、极端温度、昆虫以及挖掘设备对设备造成的破坏，并在设计中尽量采取措施避免这种破坏。
3、无线传感网的组成以及架构
整个系统分井上和井下两部分。
井下部分主要是利用传感器对矿井内的温湿度和瓦斯体积分数信息采集,然后通过路由的方式经过各个节点传送到基站;井上部分主要负责接收从基站传输过来的数据,并进行处理、分析、动态曲线显示和写入数据库备份
无线传感器在矿井环境中的检测系统主要是由传感器服务网络、监测控制中心、数据采集与分析以及传送网络和终端服务设备等部分组成。
此无线传感器系统主要在于无线传感器网络以及监控中心，监控中心主要有生产服务调度室、监测计算机、服务器、以及远程pc服务器组成。
无线传感器网络主要负责收集数据
和传输数据，监测计算机主要用来接收分析并处理井下传来的数据，服务器主要是用来存贮所有的数据及操作记录。
无线传感网架构：
传感器节点
传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块及电源模块4部分组
成,传感器模块负责监测区内信息的采集和数据转换;处理器模块负责控制整个传感器节点的操作,接收和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据;无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;电源模块为传感器、处理器及无线模块提供运行所需的能量,并对其进行管理,以达到最大的使用效率。
传感器节点图：
4、通信架构
矿井监测系统由监测传感器、井下分站、信息传输系统和地面中心等部分组成。
井下分站和地面中心站的连接部分即是信息传输系统。
信息传输系统按结构可以分为放射状、环状和树状三种。
在同等的监控容量的情况下，减少系统的分支，井下各分站就近接入由井上中心站下来的系统电缆。
在无线通信设计中井下现有光纤通信系统相当于树的主干，井下各分站由无线通信系统中的主节点代替，各个主节点接入多个无线传感器子节点，每个主节点与其接入的子节点构成一组。
井巷监测无线通信系统是结合井下现有光纤通信系统和无线传感器网络提出的一种瓦斯监测系统。
利用每一个传感器均具有的检测功能，同时又具有信号的接收、处理、判断、控制检测系统开关、发送以及根据信号对检测系统开关进行控制的特点。
基于上述设计，可将通信架构设计如下：
通信架构图：
参考文献:
[1] 李继林.煤矿安全监控系统的现状与发展趋势[J].煤炭技术,2008,(11):4-5.
[2] 张保华,李士宁,滕文星.基于无线传感器网络的温室测控系统研究设计[J].微电子学与计算机,2008,(5):550-552.
[3] 孙利民,李建中,陈渝,等.无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社,2005.
[4] 吴呈瑜,孙运强.基于ZigBee技术的短距离无线数据传输系统[J].仪表技术与传感器,2008,(5):38-39.
[5] 雷煌.基于ZigBee技术的煤矿井下无线网络系统[J].煤炭工程,2008,(8):21-22.
[6] 郑万成,杨胜强,于宝海.煤与瓦斯突出事故预警系统的研究与应用[J].煤炭技术,2009,(1):7-9。