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第一章无线传感器网络概述

1.无线传感器网络的基本概念

无线传感器网络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

网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理覆盖范围内感知对象的信息，并发送给观察者或者用户。

2.典型的无线传感器网络结构包括哪几部分？

传感节点、汇聚节点以及互联网或通信卫星和管理节点。

3.无线传感器网络的体系结构（协议栈）

描述无线传感器网络的协议栈，并简述各层的功能。

无线传感器网络的协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，与互联网协议的五层相对应。另外还包括

能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。

各层的功能：

物理层：负责数据传输的介质规范，如规定了传感器工作频率、工作温度、数据调制、信道编码、定时、同步等标准。研

究目标是设计低成本、低功耗和小体积，简单但健壮的传感器节点。

数据链路层：负责数据成帧、帧检测、介质访问和差错控制。

网络层：主要实现数据融合，负责路由生成和路由选择；主要功能包括分组路由、路由互联、阻塞控制。

传输层：负责数据流的传输控制。

应用层：获取数据并进行初步处理，包括一系列用于检测任务的应用层软件。

4.无线传感器网络的基本特点

传感器节点体积小，能量有限传感器节点计算和存储能力有限通信半径小，带宽低

传感器节点数量大且具有自适应性无中心和自组织网络动态性强以数据为中心

第二章物理层及信道介入技术

1.频率分配：1W以下

无线电波是目前WSN的主流传输方式。

对于无线传感器网络来说，频段的选择必须根据应用场合来选择。因为频率的选择直接决定无线传感器网络节点的无线尺

寸、电感的集成度以及节点功耗。ISM波段是首要的选择。

频率的选择是影响无线传感器网络性能、成本的重要参数。

3.MAC协议（信道接入控制）三大类：基于竞争的MAC协议、基于固定分配的MAC协议、基于按需分配的MAC协议。

基于竞争的MAC协议。即节点在需要发送数据时采用某种机制随机地使用无线信道，

基于固定分配的MAC协议。即节点发送数据的时刻和持续时间是按照协议规定的标准来执行，这样以来就避免了冲突，

基于按需分配的MAC协议。即根据节点在网络中所承担数据量的大小来决定其占用信道的时间。

4.IEEE802.11MAC协议（基于竞争）

IEEE802.11MAC协议有分布式协调（DCF）和点协调（PCF）两种控制方式。

适用范围：PCF通过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DCF

是通过物理载波帧听和虚拟载波侦听来确定无线信道的状态，其中物理载波帧听由物理层提供，而虚拟载波侦听由MAC层提供。

1.TDMA技术（时分复用）（基于固定分配）

时分复用机制就是为每个无线传感器节点分配独立的用于数据收发的时隙，而节点在其他空闲时隙内转入睡眠节能状态。

2.IEEE802.15.4标准

体系结构包括：物理层、介质访问层（MAC）、业务特定汇聚子层（SSCS）、逻辑链路控制字层(LLC)、高层。

物理层的功能:

1、激活和休眠无线电收发器。

2、当前信道能量监测:测量目标信道中接收信号的功率强度，检测结果是有效信号功率和噪声信号功率之和。

4、空闲信道评估:判断信道是否空闲

5、数据的发送与接收

MAC指介质访问控制子层。

MAC子层

1、MAC子层提供两种服务:MAC通用部分子层提供MAC层数据服务;MAC子层管理实体提供MAC层管理服务。2、业务

特定汇聚子层SSCS:为MAC层接入LLC子层提供聚合服务。LLC子层可以使用SSCS的服务接口访问IEEE802.15.4网络，

为应用层提供链路层服务。3、IEEE802.15.4对高层没有具体定义。

3.ZigBee网络结构

ZigBee支持3种静态和动态的自组织无线网络拓扑结构：星形、网状和混合型。

ZigBee网络中的设备有3中类型：网络协调器、全功能设备（FFD）、简化功能设备（RFD）。

第三章路由、覆盖与拓扑技术

Flooding：

1）基本思想：节点在收到信息后以