无线传感器网络中的噪声过滤技术

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无线传感器网络题

《无线传感器网络》一、填空题(每题4分，共计40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)传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信2.常见的同步机制:RBS(Reference Broadcast Synchronization)，Ting/Mini-Sync和TPSN（Timing—sync Protocol for Sensor Networks）3.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4.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩散阶段、梯度建立阶段、数据传播阶段、路径加强阶段5.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6.IEEE 802。

15.4标准主要包括:物理层、介质访问控制层7.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8.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9.无线传感器网络可以选择的频段有：868MHz 、915MHz、2。

4GHz、5GHz10.传感器网络的电源节能方法：休眠(技术)机制、数据融合11.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12.基于竞争的MAC协议S-MAC协议 T—MAC协议 Sift协议13.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成14.故障修复的方法基于连接的修复基于覆盖的修复15.基于查询的路由定向扩散路由谣传路由二、问答题（每题10分，共计60分）1.简述无线传感器网络系统工作过程，传感器节点的组成和功能.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。

基于无线传感器网络的空气质量监测系统设计与实现

基于无线传感器网络的空气质量监测系统设计与实现一、引言近年来，环境污染日益严重，其中空气污染成为全球共同关注的问题之一。

随着科技的不断发展，无线传感器网络作为一种新型的环境监测技术逐渐应用于空气质量监测领域。

本文将介绍基于无线传感器网络的空气质量监测系统的设计与实现。

二、无线传感器网络概述无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量微型传感器节点组成的自组织网络，能够进行分布式或协同监测、控制、反馈和处理等任务。

WSN在环境探测、农业生产、医疗监测、交通管理和军事作战等领域有着广泛的应用。

三、空气质量监测系统设计（一）系统结构本系统由传感器节点、中继节点和基站三部分组成，其中传感器节点负责采集空气质量数据，中继节点实现数据传输和数据处理，基站接收和处理传感器节点采集到的数据，并将数据可视化展示。

（二）传感器选择选择合适的传感器对于系统的准确性和稳定性至关重要。

本文选用了可测量多种气体浓度的高精度气体传感器，如光学式粉尘传感器、电化学式气体传感器和红外式CO2传感器等。

（三）无线协议选择本系统选用Zigbee协议作为无线传输协议，它是一种基于IEEE 802.15.4标准的一种低速、低功耗的无线传感器网络协议。

与其他广播型无线协议不同，Zigbee协议具有可靠性高、灵活性强、自组织性强、低功耗和安全性强等优点。

（四）系统部署本系统的传感器节点布置在城市的主要交通干道、工业区和人口密集区，以及城市公园等公共场所，每个节点的位置和安装高度应依据气象学原理和各种气体的传输规律合理安排。

四、空气质量监测系统实现（一）硬件实现本系统采用Atmel公司的ATmega328P单片机作为控制芯片，配合Zigbee无线模块和多种传感器组成传感器节点。

中继节点和基站可配备嵌入式系统。

传感器节点与其它节点间通过无线信道进行通信，并定期向中继节点或基站发送数据。

（二）软件实现本系统采用CCS C语言进行编程和开发，主要包括传感器数据采集、数据传输、数据处理和用户界面展示等方面。

传感器网络中时空关联的脏数据过滤技术

ｒｇｄｒｙｄｔａｅｎｔｍｐｒｌｓａｉｌｃｒｅａｉｎｉｐｏｏｅ．Ｔｈｅｈｉｕａｅｄａｔｇｆｔｅｔｍｐｒｌｓａｉｌｃｒｅｉｉｔａａｂｓｄｏｅｏａ－ｐｔｏｒｌｔｓｒｐｓｄｎａｏｅｔｃｎｑｅｔｋｓａｖｎａｅｏｈｅｏａ－ｐｔｏｒ — ａ
Ｋｅｒｓｅｓｒｎｔｒｙｗｏｄ：ｓｎｏｅｗｏｋ；ｄｒｙｄｔ；ｆｔｒｌｓｅ；ｔｍｐｒｌｓａｉｌｏｒｌｔｎｉｔａａｉｅ；ｃｕｔｒｅｏａ－ｐｔａｒｅａｉｌｃｏ
０引言
在无线传感器网络中，用户可以通过数据查询获得感
错误数据。实验结果表明了该技术的合理性和有效性。关键词：传感器网络；脏数据；过滤；簇；时空关联中图法分类号：Ｔ３１文献标识号：Ａ文章编号：１０ —０４（０２０—７１０Ｐ１００７２２１）５１１－４
中感知数据的时空关联特性，建立了时空关联脏数据过滤模型，通过其来过滤无线传感器节点产生的错误数据即脏数据。
本地节点通过时间关联进行一次过滤，过滤掉暂时性错误数据；并在一个簇中采用空间关联进行二次过滤，过滤掉永久性
周春华，王运成，陈冰

无线传感器网络试题库附答案

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__、、___5GHz13.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28sa)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度，即78sb)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128s16.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，这个服务的内容包括了：接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等18.传感器是将外界信号转换为电信号的装置，传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成19.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成20.物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖万物的网络。

Lora节点的数据过滤与噪声滤波技术

Lora节点的数据过滤与噪声滤波技术随着物联网技术的快速发展，无线数据传输和通信变得尤为重要。

LoRa（低功耗广域网）技术成为了物联网领域一种重要的无线通信方案。

而在LoRa节点的建设过程中，数据过滤和噪声滤波技术则是一项不可忽视的重要环节。

一、背景介绍LoRa技术是一种基于频谱扩散和调制解调技术的低功耗广域网通信，广泛应用于物联网、城市智能化控制、农林牧渔等领域。

在LoRa网络中，节点作为信息的采集与传输终端，需要将传感器收集到的信号进行数据过滤与噪声滤波，以保证传输的可靠性和精确度。

二、数据过滤技术1、滤波器类型在LoRa节点的数据过滤过程中，滤波器的选择尤为重要。

常见的滤波器类型包括低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器和带阻滤波器等。

低通滤波器用于去除高频噪声，高通滤波器则用于去除低频干扰信号。

带通滤波器可以剔除特定频率范围外的信号，而带阻滤波器则能够剔除特定频率范围内的信号。

2、滤波器参数的确定滤波器参数的确定是数据过滤的关键步骤。

节点的应用场景和传感器的工作特性是决定滤波器参数的重要因素。

一般来说，滤波器的截止频率、滤波器阶数和滤波器类型需要根据具体情况进行选择。

截止频率越低，滤波器的滤波效果越好，但是可能会影响数据的实时性。

因此，在确定滤波器参数时需要进行权衡。

三、噪声滤波技术1、噪声类型在进行噪声滤波时，首先需要了解不同类型的噪声。

常见的噪声类型包括白噪声、带限噪声、量化噪声等。

白噪声是指在一个频率范围内功率密度均匀的噪声，带限噪声则是在特定频段内产生的噪声。

量化噪声则是数字信号处理过程中引入的噪声。

2、滤波器设计噪声滤波器的设计需要考虑滤波器类型、滤波器顺序以及滤波器参数等因素。

不同类型的滤波器对于不同类型的噪声有不同的适应性。

通常情况下，滤波器的设计需要结合噪声的特性进行综合考虑。

在设计滤波器时，需要确定滤波器的阶数、截止频率等参数，以达到对于特定噪声的有效过滤。

四、实际应用LoRa节点的数据过滤与噪声滤波技术在实际应用中发挥了重要作用。

Lora技术中的数据过滤与异常检测处理方案

Lora技术中的数据过滤与异常检测处理方案一、引言随着物联网的快速发展，越来越多的设备和传感器开始连接到网络中，产生大量的数据。

为了有效地管理和分析这些数据，数据过滤与异常检测变得至关重要。

本文将探讨在Lora技术中实现数据过滤与异常检测的处理方案。

二、Lora技术概述Lora技术是一种低功耗广域物联网无线通信技术，广泛用于智能城市、农业、工业自动化等领域。

其优点包括长距离传输、低功耗以及可靠性高等特点。

然而，由于其带宽较窄，数据传输速率相对较慢，因此在处理大量数据时需要考虑数据过滤和异常检测的方案。

三、数据过滤方案在Lora网络中，设备和传感器采集到的数据可能包含大量的噪声或无效数据。

为了减少网络流量和提高数据传输的效率，需要对数据进行过滤。

1. 实时性过滤实时性过滤是指根据数据的时间戳和设定的时间窗口，过滤掉过时的数据。

对于一些需要即时响应的应用场景，过滤掉旧数据可以提高数据的实时性。

例如，对于温度传感器，一分钟内的温度变化可能并不重要，因此可以过滤掉之前的数据，只保留最新的一次数据。

2. 重复性过滤重复性过滤是指根据数据的唯一标识，过滤掉重复的数据。

在Lora网络中，由于环境干扰或传输错误等原因，可能会出现数据包重复传输的情况。

通过对数据包进行去重处理，可以有效地减少重复的数据。

3. 范围过滤范围过滤是指根据数据的取值范围，过滤掉超出预设范围的数据。

例如，对于温度传感器，假设预设的工作范围是-20℃到50℃，超出这个范围的数据可以被视为异常数据，应该被过滤掉。

四、异常检测方案除了数据过滤，异常检测也是Lora技术中处理数据的重要环节。

通过异常检测，可以及时发现并处理异常数据。

1. 离群值检测离群值检测是指通过统计方法或机器学习算法，检测出与大部分数据不符的异常数据。

例如，对于一个传感器采集到的温度数据，大部分数据都在25℃附近波动，如果有一条数据突然跳到100℃，这就是一个离群值。

通过离群值检测算法，可以及时识别和处理这种异常数据。

无线传感网络中的能耗优化与数据采集

无线传感网络中的能耗优化与数据采集无线传感网络是一种由大量分布在空间中的微小无线传感器节点组成的网络系统。

这些节点能够感知、测量和收集环境中的各种信息，例如温度、湿度、压力等。

然而，由于节点通信和数据采集的需求，无线传感网络往往面临能耗限制的挑战。

因此，如何优化无线传感网络的能耗并高效地进行数据采集是一个重要的研究领域。

能耗优化是无线传感网络设计和管理中的一个关键问题。

由于节点通常都是由电池供电，能耗必须被严格控制以延长网络寿命。

因此，研究者们提出了许多方法来优化能耗，其中包括以下几个方面：首先，通过优化无线传感器节点的通信协议，可以显著减少能耗。

传统的协议通常使用固定功率进行通信，而现代的协议可以根据通信距离动态调整功率。

此外，采用低功耗的睡眠模式来减少节点通信的时间，也是降低能耗的有效方法。

其次，采用数据压缩和聚合技术可以减少无线传感节点的数据传输量，从而降低功耗。

数据压缩技术可以通过消除数据中的冗余信息来减少数据量，而数据聚合技术可以将多个节点的数据合并为一个单一的数据包进行传输，减少通信次数。

另外，能耗优化还可以通过优化路由算法来实现。

传感器节点之间的通信通常是通过多跳方式进行的，而合理的路由选择可以减少通信的距离和功耗。

一些优化算法，如最短路径算法、贪心算法和基于启发式的算法，可以帮助确定最佳的通信路径。

此外，数据采集是无线传感网络中另一个重要的问题。

在大规模无线传感网络中，节点通常分布在广阔的地理区域内，因此数据采集需要有效地协调大量节点之间的数据传送。

以下是一些常用的数据采集方法：首先，时间同步是数据采集中的一个关键问题。

由于节点的时钟可能不同步，数据的时间戳无法准确对齐，导致数据的不一致。

为了解决这个问题，研究者们提出了各种同步协议和算法，如基于GPS的同步、时钟偏差估计和校正算法等。

其次，数据聚集是一种有效的数据采集方法。

它通过将多个节点的数据集中到一个或少数几个节点上，减少了网络的通信负载。

无线传感器网络

• 第三阶段，侧重于对无线传感器网络的群体智能行为的研究。
提纲
• 无线传感器网络概述 • 无线传感器网络部署 • 无线传感器网络体系结构 • 传感节点概述 • 无线传感器网络特点 • 无线传感器网络协议栈
结点间的通信
通过飞机、火箭、人工等形式，将大量传感器结点分布在需要监测的区域内。
结点处于睡眠状态
无线传感器网络
传感技术 MEMS 通信技术
无线传感器网络概述
• 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传感器节点组成，以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。
Code
为上层协议提供逻辑链路
应用层传输层网络层数据链路层网络层
Time
Frequency
WSN的MAC 协议必须具备节能机制和节点移动及失效管理策略。
无线传感器网络MAC协议
• 典型协议介绍：S-MAC
自适应侦听技术(adaptive listening)，减少由于节点休眠带来的延迟。节点在窃听到RTS或者CTS报文之后，可以确定当前传输的持续时间。当本次传输结束后，再次侦听信道一段时间，确定是否能够实现数据的连续传输。
网络层
数据链路层
网络层
物理层
• 传感器节点处于以下三种状态：工作、standby与失效（能源耗尽）状态。
• 状态转换时间：节点从一个状态转为另一个状态需要的时间，特别是从休眠与工作状态之间的转换时间对于协议设计非常重要
• 物理器件功耗是传感器节点的主要功耗来源之一，在满足成本要求的前提下选用低功耗器件。

无线传感器网络的体系结构和应用安全

无线传感器网络的体系结构和应用安全丁革媛;李振江;李诗涵【摘要】随着物联网应用领域的不断扩大,无线传感器网络的应用也以前所未有的速度迅速拓展.无线传感器网络(WSN)具有覆盖区域广泛、检测精度高、可以远程监控和高容错性等优点,使其在军事、工业、农业、环境保护、医疗系统、智能交通等各领域得到了广泛的应用.虽然无线传感器网络的应用前景非常广泛,但仍存在很多技术问题需要解决,包括最大限度减少传感节点的功耗,以及如何有效提高网络系统容量、减少碰撞阻塞等.为了有效解决以上技术难题,通过对MSN的体系结构以及具体应用领域的研究,提出了解决办法.【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2016(035)011【总页数】3页(P60-61,65)【关键词】感知;采集;自组织;低功耗;低成本【作者】丁革媛;李振江;李诗涵【作者单位】沈阳工业大学化工过程自动化学院,辽宁辽阳111003;中国石油辽阳石化公司动力厂,辽宁辽阳111003;沈阳工业大学管理学院,辽宁沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TP393引用格式：丁革媛，李振江，李诗涵. 无线传感器网络的体系结构和应用安全[J].微型机与应用，2016,35(11)：60-61,65.通信技术、嵌入式技术和传感器技术的飞速发展，使得无线传感器网络发挥着越来越重要的作用。

无线传感器网络(Wireless Sensor Networks,WSN)由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，是通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络系统，其目的是感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。

无线传感器网络主要涉及计算机网络技术、传感器技术、数据传输技术、分布式处理技术、嵌入式技术等多种技术，是涉及多学科、跨领域的交叉技术，表现出信息时代知识密度大、学科交叉领域宽等特征[1]。

传感器网络的发展经历了传感器、无线传感器、无线传感器网络三个阶段。

传感器网络数据处理方法改进

传感器网络数据处理方法改进传感器网络是由大量分布在特定区域的传感器节点组成的无线网络，用于收集和传输环境数据。

在传感器网络中，数据处理是一个重要的环节，它涉及到数据的采集、传输、存储、处理和分析。

为了提高传感器网络的性能和效率，不断改进数据处理方法显得尤为重要。

本文将从数据质量、能耗优化和数据处理效率三个方面探讨传感器网络数据处理方法的改进。

一、改进数据质量数据质量是影响传感器网络应用效果的重要因素。

在传感器网络中，由于节点分布广泛、环境复杂多变，数据的质量往往不稳定。

为了提高数据质量，可以采取以下方法：1. 数据过滤和去噪：传感器网络中常常存在传感器故障、信号干扰等问题，导致数据质量下降。

通过采用适当的滤波和去噪算法，可以过滤掉异常数据，提高整体数据的精确性和可靠性。

2. 数据补全和修复：传感器网络中数据丢失是常见问题，特别是在节点之间的数据传输中。

为了补充缺失的数据，可以利用邻近节点的数据进行插值和修复，以提高传感器网络的数据完整性和连续性。

3. 数据校准和校验：传感器节点的测量结果需要进行校准和校验，以确保数据的准确性和可信度。

通过对传感器节点进行定期校准和校验，可以消除误差和漂移，提高数据的可靠性和一致性。

二、优化能耗传感器网络通常由大量的低功耗节点组成，为了延长节点的寿命和提高网络的可用性，需要优化能耗。

以下是一些优化能耗的方法：1. 路由优化：传感器网络中的数据传输通常需要通过多个节点进行中转，传统的路由算法往往存在能耗不均衡、路径选择不合理等问题。

通过研究新的路由算法，可以减少数据传输跳数，并选择低功耗路径，从而降低传感器节点的能耗。

2. 节能调度：在传感器网络中，节点的工作周期和休眠周期对能耗有着重要影响。

合理地设置节点的工作时长和休眠时长，可以降低节点的能耗。

同时，可以采用分级睡眠的方式，即根据节点的角色和重要性，将节点分为不同的休眠级别，进一步降低能耗。

3. 能量回收：为了解决传感器网络能量消耗的问题，可以考虑使用能量回收技术。

电子工程与智能传感器设计考核试卷

A.模数转换（A/D转换）
B.数模转换（D/A转换）
C.信号放大
D.信号滤波
8.在无线通信中，以下哪个单位用于描述频率？（）
A.赫兹（Hz）
B.分贝（dB）
C.纳特（nT）
D.米（m）
9.以下哪种传感器最适用于温度监测？（）
A.光电传感器
B.热电偶
C.压力传感器
D.红外传感器
10.在智能传感器中，用于执行数据处理的硬件单元是？（）
A.集成度高
B.可靠性高
C.成本低
D.易于远程监控
2.以下哪些是常见的数字传感器输出信号的形式？（）
A.模拟电压
B.数字代码
C.脉冲宽度调制
D.频率
3.以下哪些传感器可以用于旋转角度的测量？（）
A.光电编码器
B.磁电编码器
C.倾角传感器
D.压力传感器
4.在电子设计中，以下哪些是PCB布局时需要考虑的因素？（）
1.智能传感器通常由敏感元件、信号调理电路和________组成。
（）
2.在电子工程中，________是衡量电路对交流电信号的响应能力的指标。
（）
3.传感器灵敏度是指传感器输出量变化与输入量变化之间的________关系。
（）
4.常见的传感器接口协议包括I2C、SPI和________。
（）
5.在智能传感器中，________用于存储程序代码和常数数据。
A.微控制器
B.数字信号处理器（DSP）
C.专用集成电路（ASIC）
D.传感器本身
14.以下哪些因素影响智能传感器的响应时间？（）
A.传感器类型
B.信号调理电路
C.微处理器的处理速度
D.数据存储速度

物联网中的传感器网络优化技术

物联网中的传感器网络优化技术一、引言物联网是指通过互联网技术将各种设备、传感器、计算机等物理对象连接起来并实现信息交互和数据传输的庞大网络系统。

传感器网络作为物联网的基础组成部分，起着采集环境信息、实时监测数据等重要作用。

然而，传感器节点数量众多、能量有限以及网络拓扑复杂等问题，给传感器网络的运行和优化带来了挑战。

本文将着重介绍物联网中的传感器网络优化技术，以提高传感器网络的性能和效率。

二、低能耗传感器节点设计在传感器网络中，传感器节点的能耗是一个重要问题，因为传感器节点的能量一旦耗尽，将无法正常工作。

为了降低传感器节点的能耗，可以从以下几个方面进行优化：1. 低能耗芯片设计：选择能耗低、性能高的芯片，如低功耗微控制器和无线通信模块，以确保传感器节点在工作时能量消耗降到最低。

2. 能量管理技术：采用能量管理技术，如能量回收、能量存储和能量分配策略，对传感器节点的能源进行有效管理，减少能量浪费和能源消耗。

3. 休眠与唤醒机制：传感器节点在不需要工作时可以进入休眠状态以节省能源，并通过唤醒机制在需要时恢复至工作状态。

合理设置休眠与唤醒策略可以进一步降低能耗。

三、网络拓扑优化传感器网络中的网络拓扑直接关系到网络的性能和通信效率。

通过优化网络拓扑结构可以提高传感器网络的通信性能和能量利用率。

以下是几种常见的优化技术：1. 路由算法优化：设计高效的路由算法，使数据能够以最短路径传输，并减少网络中的冗余传输，提高通信效率和能量利用率。

2. 拓扑控制：根据网络需求和节点分布情况，采取合适的拓扑控制策略，如选择中心节点或集簇头节点，实现传感器节点之间的高效通信和数据传输。

3. 网络重构：根据网络实时的需求和环境变化，对网络进行重构和调整，以适应不同场景下的传感器网络通信要求，提高网络的自适应性和灵活性。

四、能源管理与优化传感器网络中的能源管理和优化是保证网络长期稳定运行的关键，以下是几种常见的方法：1. 能量平衡策略：传感器网络中的节点能量消耗不均匀，一些节点的能量快速耗尽将影响整个网络的性能。

无线传感器网络的安全性与保护措施

无线传感器网络的安全性与保护措施无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是由大量分布在特定区域内的无线传感器节点组成的网络系统。

这些节点可以通过无线通信进行相互协作，收集和传输环境数据，用于监测、控制和决策。

然而，由于其开放的特性和无线通信的易受攻击性，WSN的安全性问题日益凸显。

首先，WSN的安全性问题主要包括数据机密性、数据完整性和网络可用性。

数据机密性指的是保护传感器节点所收集的数据不被未经授权的人获取。

数据完整性是指确保数据在传输过程中不被篡改或损坏。

网络可用性则是指保障网络的正常运行，防止恶意攻击导致网络服务不可用。

为了解决这些安全性问题，WSN需要采取一系列的保护措施。

首先，节点身份认证是保障数据机密性和完整性的基础。

节点身份认证可以通过密码学技术实现，如基于公钥加密算法的数字证书。

每个节点都具有唯一的私钥和公钥，通过验证公钥的合法性，可以确保数据只能被授权的节点解密和访问。

其次，数据加密是保护数据机密性的重要手段。

对于敏感数据的传输，可以采用对称加密算法或非对称加密算法进行加密。

对称加密算法使用相同的密钥进行加密和解密，速度快但密钥管理较为复杂；非对称加密算法使用不同的密钥进行加密和解密，安全性更高但速度较慢。

在实际应用中，可以根据需要选择合适的加密算法。

另外，数据完整性可以通过消息认证码（Message Authentication Code，简称MAC）来实现。

MAC是一种基于密钥的哈希函数，它可以对数据进行加密和认证，确保数据在传输过程中不被篡改。

通过在数据包中添加MAC值，并在接收端进行验证，可以有效防止数据被篡改和伪造。

此外，为了保障网络的可用性，WSN还需要采取防御性措施来抵御各种网络攻击。

例如，入侵检测系统可以通过监测网络流量和节点行为，及时发现并阻止恶意攻击。

防火墙可以对网络流量进行过滤和限制，阻止未经授权的访问。

此外，还可以采用密钥管理机制、访问控制策略等手段，限制对网络资源的访问。

低功耗无线传感器网络节点设计

低功耗无线传感器网络节点设计1 引言射频收发器CC2420应用Chipeon公司的Smart RF 03技术，采用O.18 p,m CMOS工艺。

只需极少的外部元件，性能稳定且功耗极低，同时集成所有ZigBee技术优点，可快速应用到建筑自动化网络、住宅安防系统、工业控制网络、远程抄表以及PC外设等ZigBee产品中。

也可以替代现有的控制网络技术（例如RS一422、RS-485）和有线监视方案。

由于无线传感器网络在通信上消耗较大能量，选用功耗较小的PICl8F4620单片机为处理器。

以及选用CC2420为通信器件，设计无线网络节点，因此。

这里提出一种基于CC2420的ZigBee无线网络节点的设计方案。

2 CC2420简介CC2420有33个16位配置寄存器。

15个命令选通寄存器、1个128字节的RX RAM、1个128字节的Tx RAM、1个112字节的安全信息存储器。

"IX和RX RAM的存取可通过地址或者用2个8位的寄存器实现，而采用后者访问内存与访问FIFO缓冲区一样。

不能读取，写入任何数据到安全信息RAM，也不能把TX RAM和RX RAM作为内存访问，只能以FIFOS的方式访问。

而对寄存器的操作则可通过SPI接口以从属方式使用。

CC2420内置一个低中频接收器，负责处理天线接收到的RF信号，经低噪声放大器（LNA）放大，并通过VQ正交平衡电路降频转换为2 MHz的中频信号。

该信号再经滤波、放大、A／D 转换、自动增益控制、信道过滤、解扩频、符号相关和字节同步等恢复出正确的数据。

当发送数据时。

应先把要发送的数据放入容量为128字节的发送缓冲区。

报头和起始帧由硬件自动生成。

CC2420的性能特点如下：免执照频段：工作频带范围为2.400～2.483 5GHz；数据传输速率低：2M／s直接扩频序列基带调制解调和250 Kbits的有效数据速率：低电流消耗和高接收灵敏度：接收19.7 mA，发射17.4 mA，接收灵敏度为一94 dBm；高可靠性：采用了CSM肌A技术避免发送数据的竞争和冲突。

传感器数据的实时采集和处理方法

传感器数据的实时采集和处理方法近年来，随着物联网技术的快速发展，传感器在各个领域的应用越来越广泛。

传感器数据的实时采集和处理成为了实现物联网应用的重要步骤。

本文将介绍传感器数据的实时采集和处理方法，包括采集设备的选择和配置、数据传输协议的选择、数据处理和存储等方面。

首先，传感器的选择和配置是实现传感器数据实时采集的第一步。

根据不同的应用需求，选择合适的传感器类型，并配置其相应的参数。

常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。

在选择传感器时，需考虑传感器的精度、灵敏度、工作温度范围等因素，并根据实际应用环境进行合理配置。

其次，数据传输协议的选择非常重要。

传感器数据的实时采集需要将采集到的数据传输到数据处理系统中进行后续处理。

传输协议的选择应考虑数据量、时延、可靠性等因素。

常用的传输协议包括以太网、Wi-Fi、蓝牙等。

以太网适用于大量数据传输，有较低的时延；Wi-Fi适用于无线传输，较为灵活；而蓝牙适用于短距离传输，适合小型传感器网络。

选择合适的传输协议有助于提高数据传输效率和可靠性。

在数据传输过程中，为确保数据的实时性，通常采用数据压缩和编码技术。

传感器数据通常存在冗余性，通过数据压缩可以减小数据量，提高传输效率。

同时，采用合适的编码技术可以保证数据传输的可靠性和稳定性。

常用的数据压缩和编码技术包括哈夫曼编码、熵编码等。

数据处理也是传感器数据实时采集的关键环节。

传感器数据通常需要进行滤波、校正、去噪等处理，以提高数据的可信度和准确性。

滤波可以消除传感器数据中的噪声和干扰，常用的滤波方法包括均值滤波、中值滤波、卡尔曼滤波等。

校正可以校准传感器测量误差，提高测量精度。

去噪可以通过信号处理算法，过滤传感器数据中的噪声，从而得到更加准确的数据。

此外，为保证数据的安全性和可靠性，需要采用相应的数据存储和备份策略。

传感器数据量通常较大，传感器节点也可能存在故障等风险，因此数据的及时备份和存储是非常重要的。

2022年-2023年国家电网招聘之通信类模拟考试试卷A卷含答案

2022年-2023年国家电网招聘之通信类模拟考试试卷A卷含答案单选题（共30题）1、通信网的核心技术是( )。

A.光纤技术B.络端技术C.传输技术D.交换技术【答案】 D2、成果的发表本来只是研究工作的一个环节，但现在却成了全部。

在这种扭曲的机制下，低水平的“成果”自然遍地开花，而剽窃、抄袭之风也是_______，更具有_____________的是，这些“成果”往往是被冠以“创新”美名的。

A.愈演愈烈讽刺性B.空穴来风批判性C.时来运转革命性D.层出不穷戏剧性【答案】 A3、目前，国家电网公司已建成“三纵四横”电力主干通信网络，形成了以光纤通信为主，__________等多种通信方式并存的通信网络格局。

（）A.微波、载波B.红外线、微波C.超声波、载波D.电磁波、载波【答案】 A4、根据《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》，焚烧方法适用的情况包括（）。

A.气候条件适宜B.大气环境容量较高地区C.卫生填埋场地缺乏D.进炉垃圾平均低热值高于5000kJ/kgE.经济发达地区【答案】 C5、中国电信开通的133手机属于哪种制式？()A.FDMAB.TDMAC.CDMAD.SDMA【答案】 C6、《中华人民共和国环境噪声污染防治法》规定，对于在（）造成严重环境噪声污染的企业事业单位，限期治理。

A.噪声敏感建筑物附近B.噪声敏感建筑物集中区域内C.噪声污染重点控制区域内D.生产、运营过程中【答案】 B7、信令点检测出MSU的比特数不是8的整数倍是在（）完成的A.信令数据链路级B.信令链路级C.信令网功能D.事务处理应用部分【答案】 B8、柔性直流输电示范工程由电力公司承担，建设有南汇风电场换流站和书柔换流站。

（）A.北京市B.上海市C.天津市D.重庆市【答案】 B9、大气中的氧分子具有磁偶极子，它们能从电磁波中吸收能量，水蒸气的最大吸收峰在()mm处，而氧分子的最大吸收峰在()mm处。

A.13；5B.5；13C.13；13D.5；5【答案】 A10、根据《中华人民共和国环境影响评价法》，建设项目依法应当进行环境影响评价而未评价，或者环境影响评价文件未经依法批准，审批部门擅自批准该项目建设的，对直接负责的主管人员和其他直接责任人员，由（）依法给予行政处分；构成犯罪的，依法追究刑事责任。

基于无线传感网络的环境监测系统

基于无线传感网络的环境监测系统摘要：当今环境污染问题已经严重制约了全球经济的发展和人类的健康。

加强环境监测，建立环保系统意义重大。

基于 ZigBee 双向无线通讯技术的环境在线监测系统，系统 ZigBee 的通信模块选用的芯片型号为 CC2530，系统网关的通信模式选用 GPRS模式，并利用数据分析模型对采集的数据进行了在线实时处理．经测试，设计环境实时采集监测系统能够稳定运行，能够实时获取数据并通过系统的网管在系统的服务器端实时更新，实现环境参数的实时监视。

关键词：ZigBee；无线传感网络；传感器随着经济和科技的发展，农业种植也有了长足的发展，从之前的小面积种植演变为了如今的大规模，为了提高生产效率，减少劳动力，必须引进先进的技术配合人工劳作进行种植。

传统的环境监测系统布线成本高，抗干扰性差，增加新监测点时必须改变物理线路，工序复杂，维护难度大。

当今环境污染问题已经严重制约了全球经济的发展和人类的健康。

每年因环境问题造成全球的经济损失达数千亿美元，酸雨造成了大量植物的坏死、污水的排放造成了人员伤亡及海水负营养化、许多岛国因温室效应造成的海平面上涨而面临着消失的危险。

增强环保意识，保护环境势在必行。

一、无线传感网络的环境监测系统技术特点1、多传感器数据融合技术。

每个节点采集到两种数据，是某一段区域的数据。

因为传感器采集到的数据大部分是静态数据，对于环境感知而言，动态数据才是最重要的。

这就要求节点自身能对先前采集到的数据进行过滤筛选，分离出有用的数据再传输给相邻的网关节点。

主机进行决策需要融合传感器节点的数据。

2、数据发送模式。

每个节点都有要具备接收和发射功能，实现数据的传输通信。

因为实际环境复杂，多数情况时比较恶劣的，要保证稳定可靠地无线收发数据，需要对天线、发射功率、灵敏度、收发距离设计。

多种数据发送模式的配合使用。

数据异常时的实时跟踪发送、数据稳定时的定时发送、工作人员发指令进行查询时的数据及时发送，不仅能使处理器得到休眠，降低了功耗，提高了使用寿命，还有效避免了大量无用数据的产生，有效提高了处理器的运行速度。

无线传感器网络安全技术

无线传感器网络安全技术无线传感器网络安全技术是指在无线传感器网络中采用各种技术手段来保护网络系统的安全。

随着无线传感器网络的广泛应用，网络安全问题越来越受到重视。

本文将介绍一些常见的无线传感器网络安全技术。

首先是加密技术。

加密是保护数据安全的基础手段之一。

无线传感器网络中传输的数据往往是敏感的，比如一些军事、国防等领域的数据。

因此，在传输数据的过程中，需要采用加密技术将数据进行加密处理，以防止黑客通过窃听等手段获取数据。

常用的加密技术有对称加密和非对称加密。

对称加密是指发送方和接收方之间使用相同的密钥进行加密和解密，常用的对称加密算法有DES、AES等；非对称加密则使用两个不同的密钥进行加密和解密，常用的非对称加密算法有RSA、DSA等。

其次是认证技术。

在无线传感器网络中，传感器节点之间需要相互认证来确保通信的安全性。

认证技术可以通过使用密码、数字证书等方式来验证传感器节点的身份。

常用的认证技术包括基于密码的认证和基于公钥基础设施(PKI)的认证。

基于密码的认证是指将密码存储在传感器节点中，并在通信时通过验证密码的正确性来进行身份验证；PKI认证则是通过使用数字证书和公钥来进行身份验证。

另外还有入侵检测技术。

入侵检测是指通过对网络流量、传感器节点状态等进行实时分析，发现并及时应对可能存在的安全威胁。

入侵检测技术可以通过监控传感器节点的行为、检测传感器节点之间的通信异常等方式来实现。

一旦发现异常行为，可以及时采取相应措施，如停止节点之间的通信或警报等。

此外，还有防范DDoS攻击的技术。

DDoS(分布式拒绝服务)攻击是指黑客通过控制多个主机向目标服务器发送大量的请求，以使其无法正常工作。

为了防范DDoS攻击，可以采用流量过滤、反向代理、云端防护等技术手段。

流量过滤技术是指通过对网络流量进行检测和过滤，过滤掉可能的攻击流量；反向代理技术则是将所有请求发送到一个代理服务器上进行处理，以减轻目标服务器的压力；云端防护则是将网络请求传输到云端进行处理，以分担目标服务器的负载。

无线传感器网络中数据汇聚技术研究

无线传感器网络中数据汇聚技术研究在当今社会中，传感器技术已经在数字化和智能化的进程中发挥了重要作用。

尤其是无线传感器网络，其在物联网、远程监测、智能家居等领域有着广泛的应用。

数据是无线传感器网络的核心，如何对传感器采集的数据进行汇聚处理并输出有价值的信息，是实现其应用的关键。

本文将对无线传感器网络中的数据汇聚技术进行探讨。

一、无线传感器网络简介无线传感器网络是由大量的组网传感器节点组成，可在一定范围内自组织成网络。

每个节点都可以通过传感器采集环境信息，并通过无线传输方式将数据传递给相邻的节点，最终将数据汇聚到基站，进行处理和应用。

无线传感器网络的优点包括拓扑灵活、可扩展性强、能承受环境动态变化等特点，使其在很多领域都得到了广泛应用。

二、无线传感器网络中的数据汇聚数据汇聚即将传感器节点采集到的数据，通过网络传输等方式集中到一个节点或处理中心，并进行有意义的处理以得到最终结果的过程。

在无线传感器网络中，数据汇聚是非常重要的一步，因为在实际应用中，一个传感器节点所采集到的数据量相对较小，而网络中节点数量及其分布比较复杂，因此需要通过对数据进行汇聚、压缩、过滤等处理，减少数据的传输量，提高传输效率。

数据汇聚的方法常见的包括基于区域、基于路径和基于密钥的方法。

1、基于区域的数据汇聚基于区域的数据汇聚是一种常见的汇聚方法。

该方法通常将网络分为若干个区域，每个区域有一个汇聚节点，汇聚节点通过网络传输方式将自己所在区域的数据进行汇聚并传输给后续处理中心。

区域的划分通常可以采用传统的Voronoi图算法、贪心算法、遗传算法等方法进行实现。

由于基于区域的汇聚方法可以将数据分散处理，且能够减少不必要的数据传输，因此在很多需要大规模传感器部署的场景中得到了广泛应用。

2、基于路径的数据汇聚基于路径的数据汇聚方法根据传感器节点之间的距离来构造一条路径，从而将数据传输给处理中心。

路径构建通常采用最小生成树、最短路径等经典算法来实现，并且可以利用数据流动不对称性等特点进行优化。