无线传感器网络复习13章
无线传感器网络期末复习考点总结
第一章概述1.无线传感器的概念:一种由大量的微型传感器节点组成的面向任务的无线自组织网络系统。
2.与传统的无线自组织网络(特征)类似:自组织性、分布式控制、拓扑动态性;区别:网络规模大、节点能力受限、节点可靠性差、以数据为中心、多对一传输模式、冗余度高、面向任务。
3.开发用的硬件平台——嵌入式个人计算机:PDA;专用传感器节点:Berkeley Motes(广泛)、UCLA Medusa、MIT uAMP;片上系统节点:Smart Dust、BWRC PicoNode4.软件平台:TinyOS(最早)、nesC、TinyGALS、Mote等5.设计目标:体积小、成本低、功耗低、自组织、可扩展、自适应、可靠、安全、(带宽)资源利用率高、服务质量高。
第二章体系结构1.节点组成(4):感知、处理、通信、电池模块2.汇聚节点的作用:(1)向传感器节点发送查询消息或命令(2)作为联接外部网络的网关3.多跳网络分为——平面结构:所有传感器节点地位相同、互为中继;分层结构:按簇组织,簇成员将数据发给簇头,簇头发给汇聚节点;好处:(1)降低通信能耗(2)平衡节点间的负载,并提高可拓展性(3)在簇头进行数据融合,减少数据发送量,提高能亮效率4.协议栈——应用层:负责提供各种无线传感器网络应用,包括查询发送、节点定位、时间同步、网络安全;传输层:负责节点间端到端的可靠、透明传输,包括拥塞控制和差错控制;网络层:为传感器节点向汇聚节点发数据提供路由;数据链路层:数据量的复用、数据帧的创建与检测、媒体接入、差错校验,提供点到点或多点的可靠传输,其中主要的是媒体访问控制(MAC)和差错控制(前向纠错FEC、自动重传请求ARQ);物理层:将数据链路层形成的数据流转换成适合在传输媒体上传送的信号,并进行收发。
5.设计准则:可扩展、可互通、抗毁、可靠、安全、能量高效性。
第三章MAC协议(数据链路层)1.作用:决定局部围无线信道的使用方式,用来在传感器节点之间分配信道频谱资源,建立数据传输所需的基础通信链路2.特点:尽量节省节点能量、可扩展性、公平性(均衡节点能量消耗)、传输效率高。
南邮无线传感器网络复习提纲
南邮无线传感器网络复习提纲
南京邮电大学无线传感器网络(Wireless Sensor Networks)复习提纲
一、基本概念
1.无线传感器网络的定义及基本特点
2.无线传感器网络的组成和体系结构
3.无线传感器网络的应用场景和领域
二、网络组网与拓扑控制
1.无线传感器网络的组网方式和拓扑结构
2.网络中的传感器节点的部署策略
3.无线传感器网络中的拓扑控制算法
三、传感器节点的能源管理
1.无线传感器网络中能量消耗的主要原因
2.能源管理的目标和关键问题
3.无线传感器网络中的能源管理算法
四、数据传输与路由选择
1.无线传感器网络中的数据传输方式
2.数据传输的关键技术:多跳传输和路由选择
3.无线传感器网络中的路由选择算法
五、自组织与自适应技术
1.无线传感器网络中的自组织和自适应机制
2.自组织与自适应技术在无线传感器网络中的应用
3.无线传感器网络中的自组织与自适应算法
六、安全与隐私保护
1.无线传感器网络中的安全问题
2.无线传感器网络中的安全保护机制
3.无线传感器网络中的隐私保护技术
七、物联网与无线传感器网络的融合
2.物联网与无线传感器网络融合的应用场景
3.物联网与无线传感器网络的协同机制
八、无线传感器网络的发展与挑战
1.无线传感器网络的发展历程与现状
2.无线传感器网络面临的主要挑战及解决方案
3.无线传感器网络的未来发展趋势
以上是南京邮电大学无线传感器网络复习提纲的一个大致框架,供你参考和完成相关学习任务。
具体可以根据自己的学习进度和兴趣来细化和扩展相关内容,助力你更好地复习和掌握无线传感器网络这门课程。
无线传感器网络复习大纲
⽆线传感器⽹络复习⼤纲第⼀章1. 传感器(chapter1/10)⼀种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按⼀定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出。
2. ⽆线传感器⽹络传感器节点之间通过⽆线⽅式,采⽤⾃组织多跳的形式组成⼀个传感器⽹络,利⽤各类集成化微型传感器实施监测、感知和采集各种环境信息或监测对象的信息。
将收集到的信息以⽆线⽅式通过多跳路径传送到⽤户终端,传输过程中会对信息进⾏各种处理,使其能够满⾜特定对象的需求(如以图表等形式出现在⼈们眼前等),从⽽实现物理世界、计算世界和⼈类社会的连通。
3. 传感器节点包括:数据采集模块、数据处理和控制模块、通信模块、供电模块。
4. ⽆线传感器⽹络的关键性能指标:⽹络⼯作寿命、⽹络覆盖范围、⽹络的搭建成本和难易程度、⽹络响应时间。
5. 数据融合:对收集到的多份数据或信息进⾏处理,组合出更⾼效、更符合⽤户需求的数据的过程。
数据融合的作⽤:节省能量、获取更准确信息、提⾼数据收集效率。
第⼆章1. WSN的四类基本实体对象,它们之间的关系是怎样的?(p.11)4类基本实体对象:⽬标、传感器节点、汇聚节点和监测区域。
关系:在⽹络中,⼤量传感器节点随机部署在⽬标的邻近区域,通过⾃组织⽅式构成⽹络,形成对⽬标的监测区域。
传感器节点对⽬标进⾏检测了,获取的数据经本地简单处理后,再通过邻近传感器节点采⽤⽆线多跳的⽅式传输到汇聚节点。
汇聚节点再通过有线或⽆线⽅式将信息传递到外部⽹络。
2. 汇聚节点在WSN中的两种⾓⾊⽹内:作为信息收集点,被授权监听和处理⽹络的事件消息和数据作为控制者,可向⽹络发出查询请求或派发任务⽹外:作为⽹关,通过各种有线或⽆线链路连接到远端控制单元和⽤户3. ⽆线传感器⽹络的3种⽹络结构及其优缺点。
(1)平⾯⽹络结构所有节点地位平等,每个节点能和通信范围内所有节点通信,完全连接的⽹络优点:容错性强,少数节点失效不影响⽹络正常⼯作缺点:每个节点要维护庞⼤的路由记录,占⽤有限⽹络带宽(2)聚类分层的⽹络结构将⽹络分成若⼲个簇(cluster),每个簇包含⼀个簇头节点和多个簇成员。
无线传感网知识点
第一章无线传感网概述1.无线传感器网络的概念:无线传感器网路是一种由多个无线传感器节点和几个汇聚节点构成的网络,能够实时的检测、感知和采集节点部署区域的环境或感兴趣的的感知对象的各种信息,并对这些信息进行处理后一无线的方式发送出去。
2.WSN的特点及优势1)WSN与Ad hoc共有的特征:自组织;分布式;节点平等;安全性差2)WSN特有的特征:计算能力不高;能量供应不可代替;节点变化性强;大规模网络3.无线传感器网络架构:1)协议:物理层,数据链路层,网络层,传输层,应用层物理层:负责载波频率产生、信号的调制解调等工作,提供简单但健壮的信号调制和无线收发技术。
数据链路层:(1)媒体访问控制。
(2)差错控制。
网络层:负责路由发现和维护,是无线传感器网络的重要因素。
传输层:负责将传感器网络的数据提供给外部网络,也就是负责网络中节点间和节点与外部网络之间的通信。
应用层:主要由一系列应用软件构成,主要负责监测任务。
这一层主要解决三个问题:传感器管理协议、任务分配和数据广播管理协议,以及传感器查询和数据传播管理协议。
2)管理平台:(1)能量管理平台(2)移动管理平台(3)任务管理平台(1)管理传感器节点如何使用资源,在各个协议层都需要考虑节省能量。
(2)检测传感器节点的移动,维护到汇聚节点的路由,使得传感器节点能够动态跟踪其邻居的位置。
(3)在一个给定的区域内平衡和调度检测任务。
4.无线传感器网络所面临的挑战:低能耗,实时性,低成本,安全和抗干扰,协作第二章无线传感网物理层设计1.WSN物理层频率的选择:一般选用工业,科学和医疗频段。
ISM(医疗)频段的主要优点是无需注册的公用频段、具有大范围可选频段、没有特定标准、灵活使用。
欧洲使用433MHZ,美国使用915MHZ频段2.WSN结构采用的是无线射频通信第三章数据链路层1.MAC协议分类:1)按节点的接入方式:侦听(间断侦听:DEANAdeng),唤醒(低功耗前导载波侦听MAC协议),调度(主要使用在广播中)2)按信道占用数划分:单信道(主要采用),双信道,多信道3)信道分配方式:竞争型(S-MAC,T-MAC,Sift),分配型(SMACS,TRAMA),混合型(ZMAC),跨层型2.分配型MAC协议采用TDMA,CDMA,SDMA,FDMA等技术3.数据链路层的关键问题:能量效率问题,可扩展性,公平性,信道共享,网络性能的优化4.记忆竞争的S-MAC协议,具有以下特点:(1)周期性的侦听和睡眠(2)使用虚拟载波侦听和物理载波侦听进行冲突避免(3)自适应侦听(4)将长消息分成子段进行消息传递5.基于竞争的T-MAC协议:为了改进S-MAC协议不能根据网络负载调整自己的调度周期的缺点,T-MAC协议根据一种自适应占空比的原理,通过动态地调整侦听与睡眠时间的比值,从而实现节省能耗的目的。
无线传感器网络复习答案cumt信科
《无线传感器网络复习答案---(qq群中那套题的答案)》>>>一些答案不是特别确切,可以精简甚至更改,仅供参考->>>14.将下面英文的含义写出,并解释其含义?(1) 信标节点:指通过其它方式预先获得位置坐标的节点,有时也称作信标节点。
(网络中相应的其余节点称为非锚点。
)(2) 测距:指两个相互通信的节点通过测量方式来估计出彼此之间的距离或角度。
(3) 网络连接度-----所有节点的邻居数目的平均值,它反映了传感器配置的密集程度。
(4) 邻居节点:传感器节点通信半径范围以内的所有其它节点,称为该节点的邻居节点。
(5) 跳数:两个节点之间间隔的跳段总数,称为这两个节点间的跳数。
(6) 基础设施:协助传感器节点定位的已知自身位置的固定设备,如卫星、基站等。
(7) 到达时间:信号从一个节点传播到另一个节点所需要的时间,称为信号的到达时间。
(8) 接收信号强度指示(RSSI):节点接收到无线信号的强度大小,称为接收信号的强度指示。
(9) 到达角度(Angle of Arrival, AoA):节点接收到的信号相对于自身轴线的角度,称为信号相对接收节点的到达角度。
(10) 视线关系(Line of Sight, LoS):如果传感器网络的两个节点之间没有障碍物,能够实现直接通信,则这两个节点间存在视线关系。
(11) 非视线关系:传感器网络的两个节点之间存在障碍物,影响了它们直接的无线通信。
(12)传感器的灵敏度------指传感器达到稳定工作状态时,输出变化量与引起变化的输入变化量之比。
(13)信标----无线网络传输协议中,无线数据的帧结构里面,开始是一个信标。
(14)zigbee----,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。
(15)红外传感器-----它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器。
(16)定位精度(PositionaIAccuracy),空间实体位置信息(通常为坐标)与其真实位置之间的接近程度。
无线传感器网络-复习
一、填空题:第一章1、电磁波是由同相震荡且相互垂直的(电场和磁场)在空间以波的形式传递能量和动量,其传播方向垂直于(电场和磁场)构成的平面。
2、信道可以从狭义和广义两方面理解,狭义信道即(信号传输的媒质),分为(有线信道)和(无线信道);广义信道按功能可以分为(模拟信道)和(数字信道)。
3、构成无线传感器网络的关键技术包括(Zigbee技术)、(RFID 技术)、(GPRS技术)、(WIFI技术)等。
4、构成物联网体系结构的三个层次分别是(感知层)、(网络层)和(应用层)。
5、无线传感器网络由(传感器节点)(汇聚节点)(任务管理节点)等几部分构成。
6、无线传感器网络是大量的传感器节点以(自组织)或者(多跳)的方式构成的无线网络。
7、无线传感器网络协议栈主要分为五层:(物理层)(MAC层)(网络层)(传输层)和(应用层)。
第二章:1、模拟调制的调制方式分为(AM)、(FM)、(PM)。
2、数字调制的调制方式分为(ASK)、(FSK)、(PSK)。
3、物理层帧由(同步头)、(帧长度)和(PHY负载)构成。
4、扩频通信方式有(DS)(FH)(TH)和(Chirp)5、(ISM)频段是对所有无线电系统都开放的频段,发射功率要求在1W以下,无需任何许可证。
6、造成多径传播的原因主要有(反射)(散射)(衍射)和(折射)7、扩频通信的理论基础来源于(香农)公式8、光纤通信、卫星通信和(扩展频谱通信)一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。
9、无线传感器网络的物理层遵循(IEEE802.15.4)标准。
10、物理层实体主要包括(基带处理电路)、(射频前端电路)和(传输媒质)。
第三章:1、MAC层有四种不同的帧形式:(信标帧)、(数据帧)、(确认帧)、(命令帧)。
2、MAC帧一般格式由(帧头)、(有效载荷)和(帧尾)构成。
3、分配型MAC协议采用(TDMA)(CDMA)(FDMA)和(SDMA)等技术,将一个物理信道分为多个子信道动态或静态的分配给节点,以避免冲突。
无线传感器期末总复习
⽆线传感器期末总复习⼀、⽆线传感器⽹络概述1. ⽆线传感器分为两种:(1)有基础设施⽹,需要固定基站(2)⽆基础设施⽹,称为⽆线Ad Hoc⽹络,节点为分布式A. 移动Ad Hoc⽹络,终端是快速移动的B. ⽆线传感器⽹络,节点是静⽌的或移动很慢2. ⽆线传感器⽹络的标准定义: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内感知对象的监测信息,并报告给⽤户(数据采集[传感器技术]、处理[计算机技术]和传输功能[通信技术])3. ⽆线传感器⽹络的三个基本元素(1)传感器(2)感知对象(3)⽤户4. 节点的⼯作模式:发送、接收、空闲、睡眠5. 传感器节点由4个部分组成:传感器单元、处理器单元、⽆线通信单元、电源单元。
除了电源单元,其他都在消耗能量,传感器单元能耗⽐处理器与⽆线传输能耗低很多。
6. 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7. 能量消耗的两种类型:通讯相关、计算相关。
8. 传感器节点的限制传感器节点在实现各种⽹络协议和应⽤系统时,存在⼀些限制和约束,这些约束把⽆线传感器⽹络和计算机⽹络区分开来。
(1)电源能量有限(消耗能量的模块有传感器、处理器和⽆线通信模块[发送、接收、空闲、睡眠])(2)通信能⼒有限(3)计算和存储能⼒有限9. 传感器组⽹的特点(与其他⽹络的区别)(1) ⾃组织性:⾃动进⾏配置和管理,通过图谱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(2) 以数据为中⼼:根据任务采集数据,关⼼数据本⾝和数据产⽣位置(3) 应⽤相关性:不同的应⽤对传感器⽹络的要求不同(4) 动态性:结点故障失效、通信链路宽带变化、新节点加⼊、基本元素的移动⽽造成拓扑结构的改变(5) ⽹络规模⼤:分布在很⼤的地理区域内,结点部署密集A. 通过不同空间视⾓获得的信息具有更⼤的信噪⽐B. 分布式处理⼤量采集信息,提⾼检测的精确度C. ⼤量冗余节点的存在,使系统具有很强的容错性能D. ⼤量节点增⼤覆盖监测区域,减少探测遗落地点或盲区(6) 可靠性:坚固,不易损坏,能适⽤恶劣环境条件10. ⽆线传感器⽹络的关键性能指标(1)⽹络的⼯作寿命(能量供给)(2)⽹络覆盖范围(多跳通信技术可⼤⼤扩展⽹络覆盖范围)(3)⽹络搭建成本和难易程度(4)⽹络响应时间(发⽣安全异常事件时需⽴刻发送警报消息)11. ⽆线传感器⽹络的应⽤(1)军事应⽤(战场实时监视)(2)环境科学(监视⼟壤空⽓情况)(3)空间探索(检测星球表⾯)(4)医疗健康(监护病⼈病情)(5)智能家居(⾃动除尘)(6)建筑物和⼤型设备安全状态的监控(房屋、桥梁的安全隐患和建筑缺陷)(7)紧急救援(在地震等紧急情况下进⾏通信)(8)其他商业应⽤(交互式博物馆)⼆、⽆线传感器⽹络结构、覆盖与连接1. ⽆线传感器⽹络拓扑结构从组⽹形态与⽅式划分:集中式、分布式、混合式从节点功能和结构层次划分:(1)平⾯⽹络结构A. 简单,易维护,较好的健壮性B. 没有中⼼管理节点,组⽹算法⽐较复杂(2)分级⽹络结构A. ⾻⼲节点和⼀般传感器节点有不同的功能特性B. ⼀般传感器之间可能不能直接通信(3)混合⽹络结构A.功能强⼤,但硬件成本更⾼B.⼀般传感器节点之间可以直接通信,不需通过汇聚⾻⼲节点来转发数据(4) Mesh⽹络结构A. 由⽆线节点构成⽹络,⽹络内部节点⼀般都是相同的B. 按照Mesh拓扑结构部署,⽹内每个节点⾄少可以和⼀个其他节点通信C. ⽀持多跳路由D. 功耗限制和移动性取决于节点类型及应⽤特点E. 存在多种⽹络接⼊⽅式,通过星型、Mesh等节点⽅式和其他⽹络集成2. 两个定理(r为传感器能够感应的距离,c为传感器的通信半径)(1)当传感器的密度及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(2)当c≥2r,⼀个凸区域的k阶覆盖必定包含了k阶连接性3. ⽆线传感器⽹络的点覆盖的⽬标节点覆盖优化后要求每个⽬标在任意时间内都能⾄少被⼀个⽆线传感器节点监测三、⽆线传感器⽹络通信1. ⽹络通信协议由物理层、数据链路层、⽹络层、传输层和应⽤层组成,其中MAC层和物理层协议采⽤的是IEEE 802.15.4协议(1)物理层:负责信号的调制和数据的收发(2)数据链路层:负责数据成帧、帧检测、介质访问和差错控制(3)⽹络层:负责路由发现和维护(4)传输层:负责数据流的传输控制2. 物理层主要功能(1)微数据终端设备(DTE)提供传送数据的通路(2)传输数据(3)其他管理⼯作:信道状态评估、能量检测3. 数据链路层误差控制⽅法:增加输出传送能量或使⽤合适的FEC⽅案都可保证链路可靠性。
无线传感器网络课后习题复习资料
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。
无线传感器网络总复习
《无线传感器网络》试题构成说明
一、填空题(每空1分, 15*1,共15分) 二、判断题( 每题1分,10*1,共10分)
三、名词解释 ( 每题3分,5*3,共15分)
四、简答题(5个题,每题8分,共,40分) 五、综合题 (2个题,共20分)
第一章
无线传感器网络的定义 无线传感器网络中的节点分类 。
TDMA
混合型MAC协议的基本思想
混合型MAC协议包含竞争性和调度性MAC协议的设计要素,既可以表现出混合协议的优势同时又 能够避免缺陷,在时空域改变或者网络条件发生变化时,混合型MAC协议仍然可以变现出以一种 协议为主其他协议为辅的特点,混合型MAC协议有利于网络的优化。例如Z-MAC协议是中 CSMA/TDMA的混合型MAC协议
第四章
洪泛(Flooding)协议的工作机制及优缺点 分层路由协议LEACH协议工作步骤
机会路由相较于传统路由的优点
第五章
无线传感器网络的定位定义 常见的测距方法:TOA,TDOA,RSSI
DV-Hop定位算法工作的阶段(三个阶段)
无线传感器网络中的节点的组成(四个模块)
无线传感器网络的网络通信协议(五层) 无线传感器网络的应用支撑技术(常见三个)
第二章
影响无线传感器网络设计的因素(八个因素) 无线传感器网络的功耗(三个方面) 。
第三章
CSMA/CA工作机制 (RTS/CTS ) S-MAC协议的工作原理
无线传感器复习
1无线传感器网络的标准定义是这样的: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 。
2传感器节点的限制: 1.电源能量有限 2.通信能力有限 3.计算和存储能力有限3传感器组网的特点: 1. 自组织性2. 以数据为中心3.应用相关性4.动态性5.网络规模大6.可靠性4无线传感器网络的关键性能指标:1.网络的工作寿命2. 网络覆盖范围3. 网络搭建成本和难易程度4. 网络响应时间5无线传感器网络发展的三个阶段: 1.第一阶段:传统的传感器系统2.第二阶段:传感器网络结点集成化3.第三阶段:多跳自组网6网络结构无线传感器网络拓扑结构:平面网络结构 2. 分级网络结构 3. 混合网络结构4. Mesh 网络结构7无线传感器网络协议的分层结构: 从无线联网的角度来看,传感器网络节点的体系由分层的网络通信协议、网络管理平台和应用支撑平台三个部分组成(如图3-2所示)。
8通常物理接口标准对物理接口的四个特性进行了描述,这四个特性的内容是指: (1) 机械特性。
(2)电气特性。
(3)功能特性。
(4)规程特性。
9. 无线通信物理层的主要技术: 包括介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术。
(1)介质和频段选择目前无线传感器网络采用的主要传输介质包括无线电、红外线和光波等。
无线通信的介质包括电磁波和声波。
电磁波是最主要的无线通信介质,而声波一般仅用于水下的无线通信。
根据波长的不同,电磁波分为无线电波、微波、红外线、毫米波和光波等,其中无线电波在无线网络中使用最广泛。
无线电波是容易产生,可以传播很远,可以穿过建筑物,因而被广泛地用于室内或室外的无线通信。
无线电波是全方向传播信号的,它能向任意方向发送无线信号,所以发射方和接收方的装置在位置上不必要求很精确的对准。
无线传感器网络复习大纲
无线传感器网络复习大纲1、现代信息科学的六个组成部分2、WSN的定义;3、WSN和Ad-hoc网络的区别;4、无线传感器网络的特点;5、网络拓扑结构:组网形态和方式来看,有集中式、分布式和混合式节点功能及结构层次来看,分为平面网络结构、分级网络结构、混合网络结构,以及Mesh网络结构(简单的示意图)6、路由两个基本功能:确定最佳路径和通过网络传输信息。
7、无线传感器网络微型节点由数据采集单元、数据处理单元、数据传输单元和电源管理单元4部分组成8、WSN路由协议的基本概念;9、WSN与IP网络区别;10、WSN路由协议分类(数据,集群,地理信息及QoS);11、内爆和重叠现象的解释12、SPIN协议的三步握手协议,并解释;13、SPIN协议的协商通过元数据来解决;14、DD协议的三个阶段(兴趣扩散、梯度建立和路径加强);15、什么是谣传路由?16、LEACH协议经过2个阶段(簇头建立和数据传输)17、LEACH协议的基本思想18、TEEN和APTEEN协议的基本思想19、APTEEN的查询方式20、TTDD协议的基本思想及关键技术21、LAR、GAF、GPDS及GEAR算法的基本思想22、爬山算法与模拟退火,举例说明23、如何解决地理信息路由算法中的局部优化和空旷域问题,路由空洞,右手法则,边界转发,贪婪策略;24、簇头选择的策略;25、期望域和寻找域;26、如何解决网络能量和负载均衡?27、隐藏终端和暴露终端,产生的原因,如何解决?28、MAC协议的分类方式29、SMAC、TMAC及PMAC协议的基本思想30、SMACS、TRAMA、DMAC、ZMAC基本思想31、CSMA/CD和CSMA/CA的主要差别32、如何解决MAC协议中传感器节点的早睡问题33、定位的分类:基于测距和无需测距34、全球和区域导航系统的基本情况;35、容错方面的概念:故障,差错,失效,可靠性36、容错能力通常是建立在信息的冗余上。
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。
无线传感器网络复习提纲PPT课件
关键之五
如何建立以数据为中心的传感器网络? 传感器网络的第五项关键技术是数据融合方法!
2020/2/13
10
四、传感器网络的关键技术
网络攻击无处不在
……
关键之六
安全性是传感网络设计的重要问题。如何保护 机密数据和防御网络攻击是第六项关键技术!
2020/2/13
11
第3章
传感器网络的通信与组网技术
(1)传感器节点通常需要彼此协作,去完成复杂的监测和感知任务。数 据融合是协作操作的典型例子,不同的节点采集的数据最终融合形成了一个 有意义的结果。
(2)传感器网络的一些节能方案是利用时间同步来实现的。
2020/2/13
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4.1.1 传感器网络的时间同步机制
通信模型 节点时间校正技术是WSN时间同步的核心和基础。目前
2020/2/13
3
2020/2/13
4
传感器网络的协议分层
2020/2/13
5
四、传感器网络的关键技术
通信能力有限
节点通信覆盖范围只有几十到几百米
关键之一
如何在有限的通信能力条件下, 完成探测数 据的传输? 无线通信技术是第一项关键技术!
2020/2/13
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四、传感器网络的关键技术
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3.2.2 IEEE 802.11 MAC协议
IEEE 802.11 MAC协议分为分布式协调功能(DCF)和点协 调功能(PCF)两种访问控制方式,其中DCF方式是IEEE 802.11协议的基本访问控制方式。
PCF 通过访问接入点来协调节点的数据收发,通过设置好 的一定间隔时间查询当前哪些节点有数据发送的请求。
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。
无线传感器网络知识点总结回顾
《无线传感器网络》课程知识点总结回顾(以下内容为本门课程的知识点总结,复习请对照教材)第一章1、无线传感器网络的英文全称p22、无线电波传播方式:地波、天波、空间波p33、广义信道分类及模型p44、最常见的短距离无线通信技术:蓝牙、WIFI、Zigbee。
从单点传输距离、传输速率、网络节点数等方面比较三种技术p55、无线传感器网络定义p66、传感器与WSN关系。
P77、监测区域内节点类型:终端节点、路由节点、协调器。
各类节点的功能和任务。
P108、节点结构:5个部分,各部分能量消耗情况,图1-5、图1-6。
p119、WSN协议栈,图1-8。
p1310、WSN特点p1711、现阶段WSN的标准操作系统平台是TinyOS。
P1912、Zigbee技术是WSN的实现形式,WSN物理层和MAC层协议为IEEE802.15.4。
p2213、WSN应用举例本章小结和课后习题。
第二章1、WSN节点采用ISM(工业、科学、医疗)频段,要求发射功率在1W以下。
P282、多径传播。
P303、超宽带是未来短距离通信最具潜力的技术,UWB定义。
P354、物理层帧结构由同步头、物理帧头和PHY负载组成P385、IEEE 802.15.4标准的物理层功能p386、WSN物理层非理想特性p41本章小结和课后习题第三章1、IEEE 802.15.4标准的MAC层功能。
P492、PAN网络的建立过程。
P493、MAC帧由三部分组成。
P504、MAC帧的4种特定格式。
P525、MAC协议分配信道的方式:竞争型、分配型、混合型。
P546、具有代表性的竞争型MAC协议有:SMAC、TMAC、PMAC。
P547、SMAC协议采用的关键技术。
P548、TMAC协议的早睡问题及解决方法。
P58、599、具有代表性的分配型MAC协议有:SMACS、TRAMA、DMAC。
P6010、SMACS协议是结合TDMA和FDMA的固定信道分配机制,主要用于建立静止节点间的无线链路。
无线传感器知识点总结sansan
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。
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 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。
CH13新型传感器含答案传感器与检测技术第2版习题及解答
第13章新型传感器一、单项选择题1、模糊传感器的“智能”之处在于:它可以模拟人类感知的全过程,核心在于知识性,知识的最大特点在于其()。
A. 信息化B. 模糊性C. 智能性D. 系统性2、网络传感器特别适于()A、集中检测B、远程分布测量和监控C、局部监测D、无人监测3、网络传感器的核心是()A、构成网络B、分布式测量C、使传感器实现网络通信协议D、多节点4、下列关于智能传感器的功能描述错误的是()。
A. 自检功能B. 自校功能C. 自补偿功能D. 自动抗干扰功能5、下列关于智能传感器与传统传感器功能对比错误的是()。
A. 具有信号调理功能B. 具有自诊断、自校准功能C. 具有自适应、自调整功能D. 具有记忆、存储功能二、多项选择题1、模糊传感器的基本功能包括()A、学习功能B、推理联想功能C、感知功能D、通信功能2.下列对传感器集成化的含义描述正确的是()。
A. 将多个功能完全相同的敏感单元集成在同一个芯片上;B. 将多个体积相近,外形相似的元器件集成在一个区域;C. 对多个结构相同、功能相近的敏感单元进行集成;D. 对不同类型的传感器进行集成。
三、填空题1、新型传感器是相对于而言,随着技术的发展和时间的推移,于近年新出现的一类传感器。
2、智能传感器较传统传感器最大的变化就是将和相结合。
3、所谓的智能式传感器就是一种带有的,兼有信息检测、信号处理、信息记忆、的传感器。
4、模糊传感器是在传统数据检测的基础上,经过,以模拟人类自然语言符号描述的形式输出测量结果的一类智能传感器。
5、完整的MEMS是由、、、通讯接口和电源等部件组成的一体化的微型器件系统。
6、MEMS器件制造中的四种主流技术是:、、和。
7、网络传感器就是能与连接或通过使其与微处理器、计算机或仪器系统连接的传感器。
8、网络传感器主要是由、及组成。
9、目前,主要有基于的网络传感器和基于的网络传感器两大类。
10、智能传感器较传统传感器最大的变化就是将和相结合。
无线传感器网络期末复习题
无线传感器网络期末复习题《无线传感器网络原理与应用》复习题一、填空题:1.无线传感器网络的三个基本要素是:、和。
2.无线传感器网络实现了、和的三种功能。
3.无线传感器网络包括四类基本实体对象:目标、观测节点、和。
4.根据无线传感器网络系统架构,无线传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor node)、和。
5.无线传感器节点通常包含四个模块,他们是:数据采集模块、、无线通信模块和。
6.无线传感器网络的协议栈包括物理层、、、传输层和,还包括能量管理、移动管理和任务管理等平台。
7.无线传感器网络的MAC层和物理层协议采用的是国际电气电子工程师协会(IEEE)制定的协议。
8.无线通信物理层的主要技术包括、、调制技术和。
9.在无线通信系统中,有三种影响信号传播的基本机制:、绕射和。
10.无线传感器节点处于、接收状态、侦听状态和时单位时间内消耗的能量是依次减少的。
11.无线传感器网络MAC协议根据信道的分配方式可分为、和混合式三种。
12.根据无线传感器网络不同的应用可以将其路由协议分为五类,你知道的有:、、。
(任意给出3种)。
13. IEEE 802.15.4标准将无线传感器网络的数据链路层分为两个子层,即和。
14. Zigbee的最低两层即物理层和MAC层使用标准,而网络层和应用层由 Zigbee联盟制定。
15. Zigbee协议中定义了三种设备,它们是:、和Zigbee终端设备。
16.Zigbee支持三种拓扑结构的网络,它们是:、和。
17.无线传感器网络的时间同步方法有很多,按照网络应用的深度可以划分三种:、和。
18.无线传感器网络的时间同步方法有很多,按照时间同步的参考时间可以划分为和。
19.无线传感器网络的时间同步方法有很多,根据需要时间同步的不同应用需求以及同步对象的范围不同可以划分为和。
20.无线传感器网络定位技术大致可以划分为三类:、和。
21.无线传感器网络典型的非测距定位算法有、 APIT算法、以及等。
(最新整理)无线传感器复习题
(完整)无线传感器复习题编辑整理:尊敬的读者朋友们:这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望((完整)无线传感器复习题)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
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第一章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5.三种主要的标准化:ZigBEE标准、WirelessHART标准、6LowPAN标准第二章无线传感器网络主要在以下6个应用领域得到了迅速发展1。
军事应用2。
环境应用 3.医疗应用4。
家庭应用 5.工业应用6。
智慧城市第三章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。
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复习题型:共计38~39题,计算题较少,原理题很多(1)选择题15’(2)填空题10’(3)名词解释3’x5(4)作图题10’x1(5)问答题20’x1(根据原理应用自主进行选择作答)第1章1.P3图1、1无线网络的分类2.无线传感器的定义P3无线传感器网络(WSN)就是大量的静止或移动的传感器以自组织与多跳的方式构成的无线网络,目的就是协作地采集、处理与传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,并报告给用户。
无线传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户;无线传感器网络的基本功能:协作式的感知、采集、处理与发布感知信息。
3.P4图1、2 现代信息技术与无线传感器网络之间的关系无线传感器网络三个功能:数据采集、处理与传输;对应的现代信息科技的三大基础技术:传感器技术、计算机技术与通信技术; 对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”与“神经”。
4.P5P6★图1、3无线传感器网络的宏观架构传感器网络网关原理就是什么?无线传感器通常包括传感器节点(sensor node),汇聚节点(sinknode)与管理节点(managernode)。
汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。
传感器节点见后2要点介绍。
Sink node:网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。
网关汇聚节点只需要具有处理器模块与射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息,再传输给有线网络的PC或服务器。
汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力与通信能力,它既可以就是一个具有足够能量供给与更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点,也可以就是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。
汇聚节点连接传感器网络与外部网络。
通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信,把收集到的数据信息转发到外部网络上,同时发布管理节点提交的任务。
5.传感器网络节点的组成P5图1、4传感器网络节点的功能模块组成传感器网络节点由哪些模块组成?---作图、简答传感器模块负责探测目标的物理特征与现象,计算机模块负责处理数据与系统管理,存储模块负责存放程序与数据,通信模块负责网络管理信息与探测数据两种信息的发布与接受,电源模块负责节点供电,节点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。
6.传感器网络的协议分层P51.5传感器网络的协议分层每一层的作用就是什么?---作图、简单能量分配管理在各个层中,能量就是怎么考虑的?传感器网络以数据应用为中心物理层负责载波频率的产生、信号调制、解调;数据链路层负责媒体接入与差错控制;网络层负责路由发现与维护;传输层负责数据流的传输控制;应用层负责任务调度、数据分发等具体业务。
能量分配就是尽可能延长网络的可用时间,移动管理主要对节点移动进行检测与注册,应用优化就是根据应用需求优化调度任务。
传感器节点的处理能力、存储能力相对较弱,通信距离也有限,如果访问通信距离之外的节点,必须使用多跳路由。
7.传感器网络节点的结构(具体例子)P6传感器节点就是什么?CPU选用嵌入式?哪些就是嵌入式?哪些不就是嵌入式?传感器节点就是采用自组织方式进行组网以及利用无线通信技术进行数据转发的,节点都具有数据采集与数据融合转发双重功能。
传感器节点就是无线传感器网络的基本功能单元。
传感器节点基本组成模块有:传感器模块、计算与存储模块、通信模块以及电源模块。
具体地说处理器模块就是传感器节点的核心,负责整个节点的设备控制、任务分配与调度、数据整合与传输等。
嵌入式系统就是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。
通常,嵌入式Web技术嵌入式Web技术嵌入式系统就是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。
事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都就是由单个程序实现整个控制逻辑。
8.节点的体系组成P7图1、7无线传感器网络节点的体系组成每一层处理哪些事?传感器节点为了节约能量进入休眠。
无线传感器网络节点的体系有分层的网络通信协议、网络管理平台与应用支撑平台三部分组成。
(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、传输层与应用层组成。
图1、8传感器网络通信协议的分层结构(2)网络管理平台主要就是对传感器节点自身的管理与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与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,通过应用服务接口与网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。
包括:时间同步、定位、应用服务接口、网络管理接口。
9.传感器网络的结构P9根据节点数目的多少,传感器网络的结构可以分为平面结构与分级结构。
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。
10.传感器节点的限制条件P12 P13(1)电源能量有限传感器节点消耗能量的模块包括传感器模块、处理器模块与无线通信模块。
随着集成电路工艺的进步,处理器与传感器模块的功耗变得很低,绝大部分能量主要消耗在无线通信模块上。
从图1、13中可知传感器节点的绝大部分能量消耗在无线通信模块。
传感器节点传输信息时要比执行计算时更消耗电能,传输l比特信息100m距离需要的能量大约相当于执行3000条计算指令所消耗的能量。
1、13 传感器节点的能量消耗情况(2)通信能力受限通常无线通信的能量消耗与通信距离的关系符合如下规律:其中参数n满足关系2<n<4。
n的取值与很多因素有关,例如传感器节点部署贴近地面时,障碍物多、干扰大,n的取值就大;天线质量对信号发射质量的影响也很大。
通常取n为3,即假定通信能耗与距离的三次方成正比。
随着通信距离的增加,能耗会急剧增加。
在满足通信连通性的前提下应尽量减少单跳的通信距离。
一般而言,传感器节点的无线通信半径在100m以内比较合适。
(3)计算与存储能力受限传感器节点就是一种微型嵌入式设备,要求它价格低、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。
为了完成各种任务,传感器节点需要完成监测数据的采集与转换、数据的管理与处理、应答汇聚节点的任务请求与节点控制等多种工作。
如何利用有限的计算与存储资源完成诸多协同任务成为传感器网络设计所需要考虑的问题。
11.组网特点P14 P15无线传感器网络以数据为中心无线传感器网络除了具有Ad Hoc网络的移动性、断接性、电源能力局限性等共同特征以外,在组网方面具有一些鲜明的自身特点。
它的主要特点包括自组织性、以数据为中心、应用相关性、动态性、网络规模大与需要高的可靠性等。
12.P242003年美国《技术评论》杂志评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术,传感器网络被列为第一。
P25 思考题2.4★、5、6、7. 8、9. 10、第2章微型传感器的基本知识本章不会出现答题,可能会出现简答题1.传感器的定义P26一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、光信号等)的器件或装置,我们把它称为传感器。
2.传感器的组成P27图2、1传感器的组成结构传感器一般由敏感元件、转换元件与基本转换电路组成。
敏感元件就是传感器中能感受或响应被测量的部分。
转换元件就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。
随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,传感器的基本转换电路可安装在传感器壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上,构成集成传感器。
3.传感器的采集接口P27图2、3 传感器采集接口的框图传感器接口技术就是非常实用与重要的技术。
各种物理量用传感器将其变成电信号,经由诸如放大、滤波、干扰抑制、多路转换等信号检测与预处理电路,将模拟量的电压或电流送A/D转换,变成数字量,供计算机或者微处理器处理。
4.传感器的一般特性传感器的正确选用就是保证不失真测量的首要环节,因而在选用传感器之前,掌握传感器的基本特性就是必要的。
(1)★灵敏度传感器的灵敏度高,意味着传感器能感应微弱的变化量,即被测量有一微小变化时,传感器就会有较大的输出。
但就是,在选择传感器时要注意合理性,因为一般来讲,传感器的灵敏度越高,测量范围往往越窄,稳定性会越差。
传感器的灵敏度指传感器达到稳定工作状态时,输出变化量与引起变化的输入变化量之比,即K=输出变化量/输入变化量=△Y/△X=dy/dx线性传感器的校准曲线的斜率就就是静态灵敏度;对于非线性传感器的灵敏度,它的数值就是最小二乘法求出的拟合直线的斜率。
(2)★响应特性传感器的动态性能就是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。
它就是传感器的输出值能真实再现变化着的输入量的能力反映,即传感器的输出信号与输入信号随时间的变化曲线希望一致或相近。
传感器的响应特性良好,意味着传感器在所测的频率范围内满足不失真测量的条件。
另外,实际传感器的响应过程总有一定的延迟,但希望延迟的时间越小越好。
(3)线性范围任何传感器都有一定的线性范围,在线性范围内它的输出与输入成比例关系。
线性范围越宽,则表明传感器的工作量程越大。
传感器工作在线性范围内,就是保证测量精确度的基本条件。
例如,机械式传感器中的弹性元件,它的材料弹性极限就是决定测力量程的基本因素。
当超过弹性极限时,传感器就将产生非线性误差。
任何传感器很难保证做到绝对的线性,在某些情况下,在许可限度内,也可以在近似线性区域内使用。
(4)稳定度稳定性表示传感器经过长期使用之后,输出特性不发生变化的性能。
影响传感器稳定性的因素就是时间与环境。
为了保证稳定性,在选定传感器之前,应对使用环境进行调查,以选择合适类型的传感器。
例如电阻应变式传感器,湿度会影响到它的绝缘性,温度会影响零漂;光电传感器的感光表面有尘埃或水汽时,会改变感光性能,带来测量误差。
(5)★重复性重复性就是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特征曲线的不一致性,在数值上用各测量值正反行程标准偏差最大值的两倍或三倍于满量程的百分比来表示。
(6)★漂移由于传感器内部因素或外界干扰的情况下,传感器的输出变化称为漂移。
当输入状态为零时的漂移称为零点漂移。
传感器无输入(或某一输入值不变)时,每隔一段时间进行读数,其输出偏离零值(或原指示值)。
在其它因素不变的情况下,输出随着时间的变化产生的漂移称为时间漂移。
随着温度变化产生的漂移称为温度漂移,它表示当温度变化时,传感器输出值的偏离程度。