高綱1837

江蘇省高等教育自學(xué)考試大綱

12573 無線傳感網(wǎng)技術(shù)

南京信息工程大學(xué)編（2020年）

江蘇省高等教育自學(xué)考試委員會辦公室

Ⅰ 課程性質(zhì)與課程目標(biāo)

一、課程性質(zhì)和特點

本課程是針對物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)開設(shè)的專業(yè)必修課，#是為從事科學(xué)研究、理論研究、工程實踐提供基本知識儲備和基本訓(xùn)練的基礎(chǔ)理論性課程。無線傳感器網(wǎng)是近年來發(fā)展最為活躍的技術(shù)之一，它與通信技術(shù)和計算機技術(shù)共同構(gòu)成新一代信息技術(shù)的三大支柱，被認(rèn)為是對21世紀(jì)會產(chǎn)生巨大影響力的技術(shù)之一。無線傳感網(wǎng)技術(shù)也是涉及多學(xué)科高度交叉的、知識高度集成的前沿?zé)狳c研究領(lǐng)域。課程具有典型的跨學(xué)科特點，涉及網(wǎng)絡(luò)、通信、電子、自動化、計算機等不同領(lǐng)域的相關(guān)技術(shù)，包括納米與微電子技術(shù)、新型微型傳感器技術(shù)、微機電系統(tǒng)MEMS技術(shù)、片上系統(tǒng)SoC技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)MI技術(shù)、微功耗嵌入式技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理等。#通過對無線傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等內(nèi)容的介紹，課程旨在闡述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本原理。

課程的主要任務(wù)是讓學(xué)生加深對無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的理解,為未來從事有關(guān)無線傳感網(wǎng)絡(luò)及物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用開發(fā)打下基礎(chǔ)。本課程的另一個任務(wù)是#一方面培養(yǎng)學(xué)生對本學(xué)科理論研究的興趣，讓學(xué)生能夠?qū)跓o線傳感網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)有進(jìn)一步的理解，并獲得更多實踐的體會。最后，本課程的學(xué)習(xí)目的還包括加深物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的學(xué)生對本專業(yè)基本理論的理解及#科學(xué)解決本專業(yè)相關(guān)問題的能力。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本組成、關(guān)鍵技術(shù)、體系結(jié)構(gòu)、應(yīng)用領(lǐng)域、發(fā)展趨勢、研究熱點等相關(guān)知識，掌握無線傳感網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淇刂啤⒏采w控制、路由協(xié)議、節(jié)點定義、操作系統(tǒng)、安全策略、遠(yuǎn)程傳輸?shù)确矫娴募夹g(shù)，學(xué)會利用特定的操作系統(tǒng)進(jìn)行無線傳感網(wǎng)絡(luò)的科學(xué)研究和在特定的協(xié)議棧上進(jìn)行基于ZigBee芯片的各種無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)。

二、課程目標(biāo)

本課程主要培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握傳感網(wǎng)基本原理和思想、發(fā)展歷程、發(fā)展趨勢、核心內(nèi)容、典型應(yīng)用和應(yīng)用熱點。同時，培養(yǎng)學(xué)生基本的工程、科研思路、綜合運用理論知識的能力與實踐動手的能力，培養(yǎng)學(xué)生對無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的進(jìn)一步學(xué)習(xí)、研究的興趣，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)、研究、工作作風(fēng)，為今后的再學(xué)習(xí)、研究或工作打下良好的基礎(chǔ)。作為物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的專業(yè)主干課，本課程要求學(xué)生掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用。針對當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)工程應(yīng)用的需要，以物聯(lián)網(wǎng)感知層為主要學(xué)習(xí)內(nèi)容，領(lǐng)會無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各個研究領(lǐng)域的技術(shù)和應(yīng)用。掌握基本概念和理論，熟悉無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展與應(yīng)用，領(lǐng)會無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的主要特點與關(guān)鍵技術(shù)；掌握ZigBee、6LoWPAN、藍(lán)牙、WiFi等短距離無線通信技術(shù)

與標(biāo)準(zhǔn)，領(lǐng)會無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)、覆蓋技術(shù)、節(jié)點定位技術(shù)，掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的重要路由協(xié)議，熟悉無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全策略，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)；領(lǐng)會無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計原則及設(shè)計方案。通過以下內(nèi)容的學(xué)習(xí)，使學(xué)生既能夠掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念和工作原理等基礎(chǔ)知識，又能夠了解前沿技術(shù)和熱點研究內(nèi)容。具體目標(biāo)主要包括：

（1）熟悉無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)；

（2）掌握ZigBee、6LoWPAN、藍(lán)牙、WiFi等短距離無線通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)；

（3）掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的物理層協(xié)議、MAC協(xié)議以及無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.15.4等通信協(xié)議；

（4）了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點定位技術(shù)；

（5）領(lǐng)會無線傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂萍夹g(shù)、覆蓋技術(shù)；

（6）熟練掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的重要路由協(xié)議；

（7）掌握典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)；

（8）了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)安全策略；

（9）熟悉無線傳感器網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)；

（10）領(lǐng)會無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計原則及設(shè)計方案。

三、與相關(guān)課程的聯(lián)系與區(qū)別

《無線傳感器網(wǎng)技術(shù)》是江蘇省高等教育自學(xué)考試物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)（本科段）必修的專業(yè)課程，與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的許多其他課程有著密切的關(guān)系?！段锫?lián)網(wǎng)工程導(dǎo)論》、《數(shù)據(jù)通信基礎(chǔ)》、《傳感器技術(shù)與應(yīng)用》、《寬帶IP網(wǎng)絡(luò)》、《物聯(lián)網(wǎng)信息安全技術(shù)》等課程是本課程的基礎(chǔ)。

四、課程的重點和難點

本課程內(nèi)容較多，專業(yè)知識繁復(fù)，各種理論技術(shù)之間的所屬關(guān)系不容易把握，因此需要首先理清課程章節(jié)內(nèi)容之間的關(guān)系。從總體看，課程分為以下六大部分，第一部分是課程概述，第二部分是體系結(jié)構(gòu)，第三部分是物理層和鏈路層協(xié)議，第四部分是尋址、同步和定位協(xié)議，第五部分是網(wǎng)絡(luò)層和路由協(xié)議，第六部分是無線傳感網(wǎng)的構(gòu)建和應(yīng)用實現(xiàn)。

本課程的重點之一是短距離無線通信技術(shù)，包括ZigBee，6LoWPAN、藍(lán)牙、WiFi、RFID等短距離無線通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)。

本課程的重點之二是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的物理層協(xié)議、MAC協(xié)議以及無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.15.4等通信協(xié)議，包括拓?fù)淇刂?、覆蓋控制、節(jié)點定位等，涉及到基本結(jié)構(gòu)、原

理、模型、算法等。

本課程的重點之三是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的重要路由協(xié)議。包括無線傳感網(wǎng)路由設(shè)計的原則、路由協(xié)議分類，以數(shù)據(jù)為中心的平面路由，基于查詢的路由、基于能量感知的路由、基于地理位置的路由、基于分簇的路由、基于QoS的路由，熟悉不同分類路由策略的思路和優(yōu)缺點，應(yīng)用情況等。

本課程的重點之四是典型無線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，包括TinyOS操作系統(tǒng)，SOS操作系統(tǒng)和Z-Stack架構(gòu)。尤其是TinyOS操作系統(tǒng)需要重點掌握，對Z-Stack和TinyOS之間的關(guān)系和應(yīng)用情況要有清晰的認(rèn)識。

本課程的難點是物理層、MAC層和網(wǎng)絡(luò)層關(guān)鍵技術(shù)，包括無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂?、覆蓋控制、節(jié)點定位和路由協(xié)議。對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及典型的拓?fù)淇刂撇呗?，?jié)點部署方式和覆蓋分類，典型的覆蓋控制算法，無線傳感網(wǎng)定位原理、定位方法分類、技術(shù)指標(biāo)及典型的定位方法，無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議中，以數(shù)據(jù)為中心的平面路由，基于能量感知的路由，基于地理位置的路由，基于分簇的路由都是課程難點，對其基本思路和工作過程要重點把握。

Ⅱ 考核目標(biāo)

本大綱在考核目標(biāo)中，按照識記、領(lǐng)會、簡單應(yīng)用和綜合應(yīng)用四個層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。四個能力層次是遞進(jìn)關(guān)系，各能力層次的含義是：

識記（Ⅰ）：要求考生能夠識別和記憶本課程中有關(guān)無線傳感網(wǎng)技術(shù)的相關(guān)名詞、概念、知識的含義，并能夠根據(jù)考核的不同要求，進(jìn)行正確的表述和選擇。

領(lǐng)會（Ⅱ）：要求考生能夠領(lǐng)悟和理解本課程中有關(guān)無線傳感網(wǎng)的概念、理論和方法技巧的內(nèi)涵及外延，能夠鑒別關(guān)于概念和特性的似是而非的說法，理解無線傳感網(wǎng)相關(guān)知識的區(qū)別和聯(lián)系，能根據(jù)考核的不同要求對無線傳感網(wǎng)技術(shù)相關(guān)知識進(jìn)行論證，做出正確的解釋和說明。此外；并能根據(jù)考核的不同要求分析各種不同領(lǐng)域或背景下所使用的感知傳輸和處理技術(shù)。

簡單應(yīng)用（Ⅲ）：要求考生能夠根據(jù)已知的無線傳感網(wǎng)的一個應(yīng)用需求或應(yīng)用背景，提出可以采用的感知、傳輸、處理技術(shù)，比如短距離無線通信技術(shù)、遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)、定位技術(shù)、拓?fù)淇刂萍夹g(shù)、網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制技術(shù)、路由技術(shù)、安全策略等。能夠分析和解決有關(guān)無線傳感網(wǎng)技術(shù)理論問題和實際問題，并得出正確的結(jié)論。

綜合應(yīng)用（Ⅳ）：要求考生能夠根據(jù)已知的無線傳感網(wǎng)技術(shù)多個知識點，分析和解決有關(guān)的無線傳感網(wǎng)理論問題和實際問題，并得出解決問題的綜合方案。對無線傳感網(wǎng)的相關(guān)應(yīng)用具有一定的分析和設(shè)計能力，在相關(guān)產(chǎn)品的組成結(jié)構(gòu)、功能特點及數(shù)據(jù)感知、傳輸、處理技術(shù)方面具有一些基本的見解。

Ⅲ 課程內(nèi)容與考核要求

第一章 緒論

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章學(xué)習(xí)，要求了解無線網(wǎng)絡(luò)以及無線傳感網(wǎng)絡(luò)的基本知識，理解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展脈絡(luò)及其與其他交叉學(xué)科的關(guān)系，掌握無線傳感網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域，了解無線傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)的區(qū)別和聯(lián)系，理解無線傳感網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用及其原理。

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

1.1無線傳感網(wǎng)絡(luò)概述

1.1.1無線網(wǎng)絡(luò)及其分類

1.1.2基本概念

1.1.3節(jié)點類型

1.1.4感知節(jié)點功能單元

1.1.5 體系結(jié)構(gòu)

1.2無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用

1.2.1發(fā)展歷程與方向

1.2.2典型應(yīng)用舉例

1.3無線傳感網(wǎng)絡(luò)的主要特點與關(guān)鍵技術(shù)

1.3.1主要特點

1.3.2關(guān)鍵技術(shù)

1.4無線傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)

1.4.1物聯(lián)網(wǎng)概述

1.4.2無線傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)

三、考核知識點與考核要求

識記：無線傳感網(wǎng)絡(luò)概述，包括無線網(wǎng)絡(luò)及其分類、基本概念、節(jié)點類型、感知節(jié)點功

能單元，體系結(jié)構(gòu)；物聯(lián)網(wǎng)概述，無線傳感網(wǎng)與物聯(lián)網(wǎng)。

領(lǐng)會：無線傳感網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，包括發(fā)展歷程與方向；無線傳感網(wǎng)絡(luò)的主要特點與關(guān)鍵技術(shù)。

簡單應(yīng)用：無線傳感網(wǎng)絡(luò)的典型應(yīng)用。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：無線傳感網(wǎng)的基本概念；無線傳感網(wǎng)各個組成部分及其原理；無線傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)；無線傳感網(wǎng)的典型應(yīng)用舉例，要求能夠?qū)@些應(yīng)用案例進(jìn)行分析，掌握其構(gòu)成，工作原理和工作過程。

第二章 短距離無線通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章學(xué)習(xí)，要求了解當(dāng)前比較流行的各種短距離無線通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)，掌握這些技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)和實現(xiàn)方法，了解和掌握不同短距離無線通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)各自的適用領(lǐng)域以及發(fā)展趨勢等方面的內(nèi)容。

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

2.1 ZigBee

2.1.1 ZigBee的性能特點

2.1.2 ZigBee的體系結(jié)構(gòu)

2.1.3 ZigBee的工作過程

2.2 6LoWPAN

2.2.1 6LoWPAN的基本特點

2.2.2 6LoWPAN的體系結(jié)構(gòu)

2.2.3 6LoWPAN的主要功能

2.2.4 6LoWPAN的幀格式

2.3 藍(lán)牙

2.3.1 藍(lán)牙的性能特點

2.3.2 藍(lán)牙的體系結(jié)構(gòu)

2.3.3 藍(lán)牙的功能單元

2.3.4 藍(lán)牙的通信過程

2.4 Wi-Fi

2.4.1 Wi-Fi的性能特點

2.4.2 Wi-Fi的主要技術(shù)

2.4.3 Wi-Fi的功能單元

2.4.4 Wi-Fi的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

2.5 其他短距離無線通信技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)

2.5.1 ISA100.11a

2.5.2 WirelessHART

2.5.3 WIA-PA

2.5.4 Z-Wave

2.5.5 RFID

2.5.6 NFC

2.5.7 UWB

三、考核知識點與考核要求

識記：各類短距離無線通信技術(shù)的基本知識，性能特點和體系結(jié)構(gòu)，包括ZigBee、6LoWPAN、藍(lán)牙、Wi-Fi、ISA100.11a、WirelessHART、WIA-PA、Z-Wave、RFID、NFC、UWB

領(lǐng)會：ZigBee的工作過程，6LoWPAN的主要功能和幀格式，藍(lán)牙的功能單元和通信過程，Wi-Fi的功能單元和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，RFID的工作原理、組成單元和未來發(fā)展趨勢，其他短距離無線通信技術(shù)。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：各類短距離無線通信技術(shù)的基本知識，性能特點和體系結(jié)構(gòu)，ZigBee的工作過程，藍(lán)牙的功能單元和通信過程，Wi-Fi的功能單元和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，RFID的工作原理。

第三章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂?/p>

一、學(xué)習(xí)目的與要求

通過本章學(xué)習(xí)，要求了解無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂频娜蝿?wù)和目標(biāo)，了解無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式，掌握各種拓?fù)淇刂品椒ā?/p>

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

3.1 拓?fù)淇刂频闹饕蝿?wù)和目標(biāo)

3.2 無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式

3.2.1 平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.2.2 層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.2.3 混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.2.4 Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

3.3 基于能量均衡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

3.3.1 基于統(tǒng)一功率分配的控制方法

3.3.2 基于節(jié)點度數(shù)的控制方法

3.3.3 基于鄰近圖的拓?fù)淇刂?/p>

3.4 基于分簇的拓?fù)淇刂?/p>

3.4.1 LEACH算法

3.4.2 HEED算法

3.4.3 TopDisc算法

3.4.4 GAF算法

3.4.5 ASCENT算法

三、考核知識點與考核要求

識記：無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式，包括平面網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、層次網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、混合網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、Mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

領(lǐng)會：拓?fù)淇刂频闹饕蝿?wù)和目標(biāo)；基于能量均衡的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括基于統(tǒng)一功率分配的控制方法、基于節(jié)點度數(shù)的控制方法、基于鄰近圖的拓?fù)淇刂啤⒒卩徑鼒D的拓?fù)淇刂?；基于分簇的拓?fù)淇刂疲↙EACH算法、HEED算法、TopDisc算法、GAF算法、ASCENT算法。各類算法的基本原理以及主要的工作流程。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：四種無線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)形式，基于分簇的拓?fù)淇刂品椒ㄖ械腖EACH算法。

第四章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制

一、學(xué)習(xí)目的與要求

覆蓋控制技術(shù)是關(guān)乎無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測效能的另外一個支撐性和基礎(chǔ)性的技術(shù)。無線傳感網(wǎng)絡(luò)要想對指定區(qū)域進(jìn)行全面的監(jiān)測，必須研究覆蓋控制。首先要使網(wǎng)絡(luò)中的感知節(jié)點對被監(jiān)測區(qū)域進(jìn)行有效覆蓋，不要形成覆蓋盲區(qū)或死區(qū)，造成部分區(qū)域的監(jiān)測無法進(jìn)行。另外一個方面要研究了解被監(jiān)測區(qū)域及目標(biāo)的分布情況，對傳感器節(jié)點的部署進(jìn)行規(guī)劃，保證網(wǎng)絡(luò)對被監(jiān)測區(qū)域的全覆蓋或者滿足要求概率的覆蓋，無線傳感網(wǎng)絡(luò)中融入高效的覆蓋控制后，不但可以在更大范圍內(nèi)更精確地對目標(biāo)進(jìn)行探測、跟蹤，還可以顯著節(jié)約網(wǎng)絡(luò)的能量消耗，延長網(wǎng)絡(luò)的生存時間。

通過本章學(xué)習(xí)，要求掌握無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制的概念、評價指標(biāo)、節(jié)點部署方式和感

知模型等知識，了解主要的覆蓋控制類型，進(jìn)而掌握幾種典型的覆蓋控制算法及其實現(xiàn)。

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

4.1 覆蓋控制的主要內(nèi)容

4.2 覆蓋控制的概念和指標(biāo)

4.2.1 基本概念

4.2.2 算法的評價指標(biāo)

4.3 節(jié)點部署方式和感知模型

4.3.1 節(jié)點部署方式

4.4 覆蓋分類

4.5 典型的覆蓋控制算法

4.5.1 基于網(wǎng)格的覆蓋控制

4.5.2 基于圓周的覆蓋控制

4.5.3 基于連通傳感器的覆蓋控制

4.5.4 基于輪換活躍/休眠的覆蓋控制

三、考核知識點與考核要求

識記：覆蓋控制的概念和算法的評價指標(biāo)。

領(lǐng)會：覆蓋控制的主要內(nèi)容，節(jié)點部署方式，覆蓋分類。

簡單應(yīng)用：典型的覆蓋控制算法，包括基于網(wǎng)格的覆蓋控制、基于圓周的覆蓋控制、基于連通傳感器的覆蓋控制、基于輪換活躍/休眠的覆蓋控制。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：覆蓋控制的概念和算法的評價指標(biāo)，覆蓋控制的主要內(nèi)容，節(jié)點部署方式。

第五章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位

一、學(xué)習(xí)目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點感知工作的基礎(chǔ)是能夠?qū)ζ溥M(jìn)行定位。無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點定位主要是指對位置信息未知的移動節(jié)點或者靜止節(jié)點進(jìn)行一個相對位置或者絕對位置的標(biāo)定與獲知，基本方法是根據(jù)少數(shù)已知位置的節(jié)點，按照某種算法計算出自身位置信息的過程。確定節(jié)點的位置在無線傳感網(wǎng)絡(luò)中有兩層含義，一層是確定自己在系統(tǒng)中的位置信息，另外一層就是確定目標(biāo)在系統(tǒng)中的位置信息。根據(jù)這兩層含義，本章的節(jié)點定位分為兩種，一種是節(jié)點自身定位，一種是目標(biāo)定位。通過本章學(xué)習(xí)，要求掌握無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中節(jié)點定位的基本概念和原理，掌握當(dāng)前節(jié)點定位的幾種常用實現(xiàn)方法。

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

5.1 概述

5.2 定位原理與基本術(shù)語

5.3 方法分類

5.4 技術(shù)指標(biāo)

5.5 基于測距的定位方法

5.5.1 測距階段

5.5.2 定位階段

5.6 與距離無關(guān)的定位方法

5.6.1 質(zhì)心定位

5.6.2 DV-Hop定位

5.6.3 Amorphous定位

5.6.4 APIT定位

5.6.5 凸規(guī)劃定位

5.6.5 MAP定位

三、考核知識點與考核要求

識記：定位原理與基本術(shù)語，節(jié)點定位計算指標(biāo)。

領(lǐng)會：無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點定位的概念，特性，定位方法分類。

簡單應(yīng)用：基于測距的定位方法，包括測距階段、定位階段；與距離無關(guān)的定位方法，包括質(zhì)心定位、DV-Hop定位、Amorphous定位、APIT定位、凸規(guī)劃定位、MAP定位。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：定位原理與基本術(shù)語，節(jié)點定位計算指標(biāo)。

第六章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議

一、學(xué)習(xí)目的與要求

在無線傳感網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用中，路由協(xié)議占有很重要的位置，因為它直接決定了整個網(wǎng)絡(luò)運行效率的高低和執(zhí)行性能的優(yōu)劣。因此，本章在課程中占有重要地位，需要重點把握。路由協(xié)議的作用就是尋找一條或者多條滿足一定條件的、從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑，將數(shù)據(jù)分組沿著尋找的路徑轉(zhuǎn)發(fā)。因此路由協(xié)議的功能主要有兩個方面：一方面是尋找滿足條件的從源節(jié)點到目的節(jié)點的優(yōu)化路徑；另外一方面就是將數(shù)據(jù)分組沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)。考慮到無線傳感網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的電源續(xù)航能力、數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)存儲能力以及通信帶

寬都極為有限，而且無線傳感網(wǎng)絡(luò)通常由大量密集的傳感節(jié)點構(gòu)成，決定了無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧各層的設(shè)計都必須以能源有效性為首要的設(shè)計要素，包括路由協(xié)議。

通過本章學(xué)習(xí)，要求理解無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由的基本設(shè)計原則，掌握常用的幾種路由協(xié)議及其適用領(lǐng)域。

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

6.1 路由設(shè)計原則

6.2 路由協(xié)議分類

6.3 以數(shù)據(jù)為中心的平面路由

6.3.1 Flooding路由

6.3.2 Gossiping路由

6.3.3 SPIN路由

6.4 基于查詢的路由

6.4.1 DD路由

6.4.2 Rumor謠傳路由

6.5 基于能量感知的路由

6.5.1 EA路由

6.5.2 MPEA路由

6.5.3 能量感知路由的改進(jìn)

6.6 基于地理位置的路由

6.6.1 GPSR路由

6.6.2 GAF路由

6.6.3 GEAR路由

6.6.4 GEM路由

6.7 基于分簇的路由

6.7.1 LEACH路由

6.7.2 TEEN路由

6.7.3 PEGASIS路由

6.7.4 TTDD路由

6.8 基于QoS路由

6.8.1 SAR路由

6.8.2 SPEED路由

三、考核知識點與考核要求

領(lǐng)會：路由設(shè)計原則，路由協(xié)議分類；

簡單應(yīng)用：以數(shù)據(jù)為中心的平面路由，包括Flooding路由、Gossiping路由、SPIN路由；基于查詢的路由，包括DD路由和Rumor謠傳路由；基于能量感知的路由，包括EA路由和MPEA路由、能量感知路由的改進(jìn)；基于地理位置的路由，包括GPSR路由、GAF路由、GEAR路由、GEM路由；基于分簇的路由，包括LEACH路由、TEEN路由、 PEGASIS路由、TTDD路由；基于QoS路由，包括SAR路由、SPEED路由。以上各類路由的路由策略、基本原理、工作過程及優(yōu)缺點。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：本章的重點是各類路由協(xié)議的基本策略，工作原理及優(yōu)缺點。重點之一是以數(shù)據(jù)為中心的路由，重點二是基于地理位置的路由，重點三是基于能量感知的路由，重點四是基于QoS的路由，重點五是基于分簇的路由中的Leach協(xié)議。

第七章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)的深入研究與發(fā)展，越來越多的應(yīng)用需要無線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)支持。一方面在硬件上直接設(shè)計應(yīng)用程序會使得面向無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用開發(fā)難度加大，應(yīng)用開發(fā)時硬件無法直接像傳統(tǒng)操作系統(tǒng)那樣提供豐富的服務(wù)，而且軟件的可重用性比較差，編程時無法繼承已有的軟件成果，降低了開發(fā)效率，延長了開發(fā)時間，增加了開發(fā)成本。另一方面將現(xiàn)有的嵌入式操作系統(tǒng)直接用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)也不合適，因為其面向嵌入式領(lǐng)域更復(fù)雜的應(yīng)用，功能也更復(fù)雜，很難在無線傳感網(wǎng)特殊的硬件配置上高效運行。目前有很多適合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)出現(xiàn)，有的才有單獨的編程語言開發(fā)，有的直接用C語言開發(fā)。

通過本章學(xué)習(xí)，要求了解TinyOS、Contiki、MantisOS、SOS等幾種典型無線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的思想和用法，理解采用操作系統(tǒng)思想設(shè)計的Z-Stack協(xié)議棧的基本原理和工作流程，為無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點設(shè)計和部署打下基礎(chǔ)。

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

7.1 TinyOS操作系統(tǒng)

7.1.1 TinyOS的框架結(jié)構(gòu)

7.1.2 TinyOS的硬件平臺抽象

7.1.3 TinyOS的調(diào)度機制

7.1.4 nesC語言

7.2 Contiki操作系統(tǒng)

7.2.1 Contiki的功能特點

7.3 MantisOS操作系統(tǒng)

7.3.1 MantisOS的體系結(jié)構(gòu)

7.3.2 MantisOS的設(shè)計舉例

7.4 SOS操作系統(tǒng)

7.4.1 SOS的體系結(jié)構(gòu)

7.4.2 SOS的功能特點

7.5 Z-Stack

7.5.1 Z-Stack的體系結(jié)構(gòu)

三、考核知識點與考核要求

領(lǐng)會：TinyOS操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，TinyOS的框架結(jié)構(gòu)，TinyOS的硬件平臺抽象，TinyOS的調(diào)度機制；Contiki操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，Contiki的功能特點；MantisOS操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，MantisOS的體系結(jié)構(gòu)；SOS操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，SOS的體系結(jié)構(gòu)，SOS的功能特點；Z-Stack基礎(chǔ)知識，Z-Stack的體系結(jié)構(gòu)。

簡單應(yīng)用：nesC語言，MantisOS的設(shè)計舉例。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：掌握最典型的無線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)TinyOS，包括其框架結(jié)構(gòu)、硬件抽象平臺、調(diào)度機制。

第八章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)安全策略

一、學(xué)習(xí)目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的安全性是一個不可忽視的問題。在一些商業(yè)性以及軍事應(yīng)用的場合中，采集到的隱私數(shù)據(jù)、隱私數(shù)據(jù)的傳輸過程、節(jié)點的分布等都不能泄露給無關(guān)人員或未得到授權(quán)的用戶。無線傳感網(wǎng)絡(luò)自身能量、帶寬、處理和存儲能力的限制，使得網(wǎng)絡(luò)很容易受到各種安全威脅，給攻擊者提供了一定的便利。

通過本章學(xué)習(xí)，要求了解無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全特性、攻擊與威脅來源、密鑰管理、認(rèn)證管理、安全防護(hù)等。

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

8.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全要求

8.1.1 安全現(xiàn)狀分類

8.1.2 安全需求

8.1.3 安全目標(biāo)

8.2 攻擊類型

8.3 安全威脅

8.4 安全策略

8.4.1 加密算法的選擇

8.4.2 密鑰管理

8.4.3 安全認(rèn)證

三、考核知識點與考核要求

識記：無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全要求，包括安全現(xiàn)狀分類、安全需求、安全目標(biāo)。攻擊類型

領(lǐng)會：安全威脅。

簡單應(yīng)用：安全策略，包括加密算法的選擇原則、常見加密算法的基礎(chǔ)知識，密鑰管理方案、安全認(rèn)證過程及方法。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全要求、攻擊類型、安全威脅、安全認(rèn)證過程及方法。

第九章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸

一、學(xué)習(xí)目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)工作時，需要通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場傳感器采集的物理量信息傳送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心與采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點距離可能很遠(yuǎn)，需要各種遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)支持。通過本章學(xué)習(xí)，要求了解在現(xiàn)有條件下，有哪些方法可以用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸，掌握不同傳輸方法的具體實現(xiàn)和各自的適用領(lǐng)域。

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

9.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸

9.1.1 因特網(wǎng)傳輸

9.1.2 以太網(wǎng)傳輸

9.1.3 無線局域網(wǎng)傳輸

9.2 移動通信傳輸

9.2.1 移動通信技術(shù)

9.2.2 移動通信遠(yuǎn)程傳輸應(yīng)用舉例

9.3 微波傳輸

9.4 衛(wèi)星傳輸

9.4.1 衛(wèi)星通信簡介

9.4.2 北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸

9.5 光纖傳輸

9.5.1 光纖通信原理

9.5.2 光纖通信應(yīng)用舉例

三、考核知識點與考核要求

領(lǐng)會：以太網(wǎng)傳輸、移動通信技術(shù)、微波傳輸、衛(wèi)星通信簡介、光纖通信原理。

簡單應(yīng)用：各種遠(yuǎn)程傳輸應(yīng)用及其案例，其結(jié)構(gòu)、基本原理和工作過程，包括因特網(wǎng)傳輸、無線局域網(wǎng)傳輸、移動通信遠(yuǎn)程傳輸應(yīng)用、北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、光纖通信應(yīng)用。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：以太網(wǎng)傳輸原理，移動通信技術(shù)，各種遠(yuǎn)程傳輸應(yīng)用及其案例，結(jié)構(gòu)、基本原理和工作過程。

第十章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用設(shè)計

一、學(xué)習(xí)目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有很強的應(yīng)用相關(guān)性，在不同的應(yīng)用要求下需要配套不同的網(wǎng)絡(luò)模型、軟件系統(tǒng)和硬件平臺等。通過本章學(xué)習(xí)，要求掌握在組建和部署無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的過程中關(guān)于無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件設(shè)計與軟件開發(fā)的一些重要內(nèi)容，包括功能單元、設(shè)計原則等。

二、課程內(nèi)容（考試內(nèi)容）

10.1 無線傳感節(jié)點的設(shè)計原則

10.2 無線傳感節(jié)點的功能模塊

10.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計方案

三、考核知識點與考核要求

領(lǐng)會：無線傳感節(jié)點的設(shè)計原則、無線傳感節(jié)點的功能模塊

簡單應(yīng)用：無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計方案。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：無線傳感節(jié)點的設(shè)計原則、無線傳感節(jié)點的功能模塊。

Ⅳ 關(guān)于大綱的說明與考核實施要求

一、自學(xué)考試大綱的目的和作用

課程自學(xué)考試大綱是根據(jù)專業(yè)自學(xué)考試計劃的要求，結(jié)合自學(xué)考試的特點而確定。其目的是對個人自學(xué)、社會助學(xué)和課程考試命題進(jìn)行指導(dǎo)和規(guī)定。

課程自學(xué)考試大綱明確了課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容以及深廣度，規(guī)定了課程自學(xué)考試的范圍和標(biāo)準(zhǔn)。因此，它是編寫自學(xué)考試教材和輔導(dǎo)書的依據(jù)，是社會助學(xué)組織進(jìn)行自學(xué)輔導(dǎo)的依據(jù)，是自學(xué)者學(xué)習(xí)教材、掌握課程內(nèi)容知識范圍和程度的依據(jù)，也是進(jìn)行自學(xué)考試命題的依據(jù)。

二、課程自學(xué)考試大綱與教材的關(guān)系

課程自學(xué)考試大綱是進(jìn)行學(xué)習(xí)和考核的依據(jù)，教材是學(xué)習(xí)掌握課程知識的基本內(nèi)容與范圍，教材的內(nèi)容是大綱所規(guī)定的課程知識和內(nèi)容的擴展與發(fā)揮。

本大綱與教材所體現(xiàn)的課程內(nèi)容完全一致；大綱里面的課程內(nèi)容和考核知識點在教材里都可以找到。

三、關(guān)于自學(xué)教材

本課程使用教材為：《無線傳感網(wǎng)絡(luò)》，楊博雄主編，人民郵電出版社，2015年。

四、關(guān)于自學(xué)要求和自學(xué)方法的指導(dǎo)

本大綱的課程基本要求是依據(jù)專業(yè)考試計劃和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而確定的。課程基本要求還明確了課程的基本內(nèi)容，以及對基本內(nèi)容掌握的程度?；疽笾械闹R點構(gòu)成了課程內(nèi)容的主體部分。因此，課程基本內(nèi)容掌握程度、課程考核知識點是高等教育自學(xué)考試考核的主要內(nèi)容。

本課程共4學(xué)分

根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)（本科段）的要求，以及本課程的特點，考生在進(jìn)行自學(xué)時應(yīng)注意以下幾點：

1．在學(xué)習(xí)本課程前，應(yīng)仔細(xì)閱讀課程大綱的第一部分，了解課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)，熟知課程的基本要求以及與本課程有關(guān)的課程的聯(lián)系，以便以后的學(xué)習(xí)能緊緊圍繞課程的基本要求。

2．在閱讀某一章教材內(nèi)容前，考生應(yīng)先認(rèn)真閱讀大綱中關(guān)于該章的考核知識點、自學(xué)要求和考核要求，注意對各知識點的能力層次要求，以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)，有的放矢。

3．閱讀教材時，考生應(yīng)根據(jù)大綱要求，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每個知識點，對基本概念必須深刻理解，基本原理必須牢固掌握。在閱讀中遇到個別細(xì)節(jié)問題不清楚，在不影響繼續(xù)學(xué)習(xí)的前提下，可暫時擱置。

4．學(xué)完教材的每一章內(nèi)容后，考生應(yīng)針對考試大綱列出的關(guān)鍵問題認(rèn)真復(fù)習(xí)，以便進(jìn)一步理解、消化和鞏固所學(xué)知識，增強分析問題、解決問題的能力。

五、應(yīng)考指導(dǎo)

1．如何學(xué)習(xí)

很好的計劃和組織是你學(xué)習(xí)成功的法寶。如果考生正在接受培訓(xùn)學(xué)習(xí)，一定要跟緊課程并完成作業(yè)。為了在考試中做出滿意的回答，考生必須對所學(xué)課程內(nèi)容有很好的理解，如使用“行動計劃表”來監(jiān)控你的學(xué)習(xí)進(jìn)展?？忌喿x課本時可以做讀書筆記，可以用彩筆來標(biāo)注需要重點注意的內(nèi)容，如紅色代表重點、綠色代表需要深入研究的領(lǐng)域、黃色代表可以運用在工作之中。此外，還可以在空白處記錄相關(guān)網(wǎng)站與文章。

2．如何考試

卷面整潔非常重要。書寫工整，段落與間距合理，卷面賞心悅目有助于教師評分，教師只能為他能看懂的內(nèi)容打分?；卮鹚岢龅膯栴}要回答所問的問題，而不是回答你自己樂意回答的問題！避免超過問題的范圍。

3．如何處理緊張情緒

正確處理對失敗的懼怕，要正面思考。如果可能，請教已經(jīng)通過該科目考試的人，問他們一些問題。做深呼吸放松，這有助于使頭腦清醒，緩解緊張情緒。考試前合理膳食，保持旺盛精力，保持冷靜。

4．如何克服心理障礙

這是一個普遍存在的問題！如果你在考試中出現(xiàn)這種情況，可以試試下列方法：使用“線索”紙條。進(jìn)入考場之前，將記憶“線索”記在紙條上。但你不能將紙條帶進(jìn)考場，因此當(dāng)你閱讀考卷時，一旦有了思路就快速記下。按自己的步調(diào)進(jìn)行答卷。為每個考題或部分合理分配時間，并按此時間安排進(jìn)行。要做到心理障礙的排除，還可以試著在考試的時候一邊瀏覽試題一邊回顧書本大綱，梳理出一個題目分布的框架，這樣你就會對答題有進(jìn)一步的把握。

六、對社會助學(xué)的要求

1．社會助學(xué)者應(yīng)根據(jù)本大綱規(guī)定的考試內(nèi)容和考核目標(biāo)，認(rèn)真鉆研指定教材，明確本課程的特點和學(xué)習(xí)要求，對考生進(jìn)行切實有效的輔導(dǎo)，避免考生在自學(xué)時可能出現(xiàn)的各種偏向，把握社會助學(xué)的正確方向。

2．社會助學(xué)者應(yīng)對考生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，向考生提倡“認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動提出問題，依靠自己學(xué)懂”的學(xué)習(xí)方法。

3．社會助學(xué)者應(yīng)注意對考生自學(xué)能力的培養(yǎng)，使考生逐步學(xué)會獨立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中善于提出問題、分析問題、做出判斷和解決問題。對考生提出的問題，社會助學(xué)者應(yīng)以啟發(fā)引導(dǎo)為主。

4．社會助學(xué)者應(yīng)努力引導(dǎo)考生將識記、領(lǐng)會、簡單應(yīng)用和綜合應(yīng)用聯(lián)系起來，將基本知識轉(zhuǎn)化為識記工作能力，全面培養(yǎng)和提升考生的綜合素質(zhì)。

5．社會助學(xué)者應(yīng)指導(dǎo)考生正確處理重點和一般的關(guān)系，幫助考生掌握全部考試內(nèi)容和考核知識點，切勿孤立地抓重點，將考生引向猜題和押題。

七、對考核內(nèi)容的說明

本課程要求考生學(xué)習(xí)和掌握的知識點內(nèi)容都作為考核的內(nèi)容。課程中各章的內(nèi)容均由若干知識點組成，在自學(xué)考試中成為考核知識點。因此，課程自學(xué)考試大綱中所規(guī)定的考試內(nèi)容是以分解為考核知識點的方式給出的。由于各知識點在課程中的地位、作用以及知識自身的特點不同，自學(xué)考試將對各知識點分別按四個認(rèn)知（或叫能力）層次確定其考核要求。

八、關(guān)于考試命題的若干規(guī)定

1．本課程采用閉卷考試的方法，考試時間的長度為150分鐘。對本課程考試過程中除攜帶必要的答題用的簽字筆和橡皮外，嚴(yán)禁攜帶其他與考試無關(guān)的工具。

2．本大綱各章所規(guī)定的基本要求、知識點及知識點下的知識細(xì)目，都屬于考核的內(nèi)容?？荚嚸}既要覆蓋到章，又要避免面面俱到。要注意突出課程的重點、章節(jié)重點，加大重點內(nèi)容的覆蓋度。

3、命題不應(yīng)有超出大綱中考核知識點范圍的題，考核目標(biāo)不得高于大綱中所規(guī)定的相應(yīng)的最高能力層次要求。命題應(yīng)著重考核考生對基本概念、基本知識和基本理論是否了解或掌握，對基本方法是否會用或熟練。不應(yīng)出與基本要求不符的偏題或怪題。

4、本課程在試卷中對不同能力層次要求的分?jǐn)?shù)比例大致為：識記占20%，領(lǐng)會占30%，簡單應(yīng)用占20%，綜合應(yīng)用占30%。

5、要合理安排試題的難易程度，試題的難度可分為：易、較易、較難和難四個等級。每份試卷中不同難度試題的分?jǐn)?shù)比例一般為2:3:3:2。

必須注意，試題的難易程度與能力層次有一定的聯(lián)系，但二者不是等同的概念，在各個能力層次中都存在著不同難度的試題。

6、課程考試命題的主要題型一般有單項選擇題、判斷改錯題、名詞解釋題、簡答題、論述題和案例分析題。

在命題工作中必須按照本課程大綱中所規(guī)定的題型命制，考試試卷使用的題型可以略少，但不能超出本課程對題型的規(guī)定。

附錄 題型舉例

一、單項選擇題（四個備選答案只有一個正確，將其選出，并填入題內(nèi)括號中）

1、每個超幀的起始為網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器發(fā)出的（A）

A．信標(biāo)幀B． 控制幀 C．命令幀 D．請求幀

2、拓?fù)淇刂蒲芯績?nèi)容包括能量分配、拓?fù)渖珊停ˋ）

A．節(jié)點調(diào)度 B．路由選擇 C．定位 D．能量優(yōu)化

二、判斷改錯題 1、超幀將通信時間劃分為活躍和不活躍兩個部分。（√）

2、公鑰密碼體制也稱對稱密碼體制。（×） “對稱”改為“非對稱” 三、名詞解釋 1、k-連通

答：如果至少要去掉k個節(jié)點才能使網(wǎng)絡(luò)不連通，就稱其為k-連通。

2、TOA

答：接收信號傳播時間，Time of Arrival，信號在兩個不同節(jié)點之間傳播所需的時間。

四、簡答題

1、簡述拓?fù)淇刂频幕静呗浴?/p>

答：拓?fù)淇刂频幕静呗跃褪窃诒ＷC一定的網(wǎng)絡(luò)連通度和覆蓋度的前提下以延長網(wǎng)絡(luò)生命周期為主要目標(biāo)，兼顧通信干擾、網(wǎng)絡(luò)延遲、負(fù)載均衡、簡單性、可靠性可擴展性等其他性能，從而形成優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

2、簡述主要的能量感知路由策略。

答：(1) 最大剩余節(jié)點能量路由。

(2) 最小能耗路由。

(3) 最少跳數(shù)路由。

(4) 最小剩余節(jié)點能量路由。

五、論述題

1、詳述無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制的主要內(nèi)容。

答：(1) 確定傳感器節(jié)點布置方法。在多數(shù)環(huán)境應(yīng)用中采用確定型傳感器節(jié)點部署，在

一些惡劣環(huán)境中，則采用隨機性傳感器節(jié)點部署。

(2) 處理好傳感器節(jié)點和通信范圍的關(guān)系。無線傳感網(wǎng)絡(luò)中傳感器節(jié)點的感知范圍和通信范圍可能相同,也可能不同。傳感器節(jié)點的無線通信模塊的發(fā)射功率強，通信范圍就大。應(yīng)根據(jù)傳感器節(jié)點的感知范圍和通信范圍情況選用合適的覆蓋方法。當(dāng)覆蓋方法確定后,適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)通信范圍和感知半徑來合理、經(jīng)濟地使用資源。

(3) 必須同時保證覆蓋和連通的質(zhì)量。無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制技術(shù)除了需要擴大網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍外，還需要確保網(wǎng)絡(luò)覆蓋的能效性和網(wǎng)絡(luò)通信連通的有效性。

(4) 無線傳感網(wǎng)絡(luò)覆蓋控制技術(shù)應(yīng)用的目標(biāo)通常是最大化網(wǎng)絡(luò)工作壽命或最小化節(jié)點數(shù)量。

(5) 根據(jù)應(yīng)用的環(huán)境和各種情況，合理經(jīng)濟地選用恰當(dāng)?shù)母采w控制算法。

2、詳述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議體系結(jié)構(gòu)中每層主要負(fù)責(zé)的功能。

答：(1) 物理層：主要為系統(tǒng)提供簡單穩(wěn)定的信號調(diào)制解調(diào)和無線收發(fā)。

(2) 數(shù)據(jù)鏈路層：主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)成幀、幀檢測、媒體訪問和差錯控制，協(xié)調(diào)無線媒介的訪問，盡量減少相鄰節(jié)點廣播時的沖突。

(3) 網(wǎng)絡(luò)層：主要負(fù)責(zé)路由生成與路由選擇和路由管理。

(4) 傳輸層：主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的傳輸控制以及與因特網(wǎng)的連接，是保證通信服務(wù)質(zhì)量的重要部分。

(5) 應(yīng)用層：包括一系列基于監(jiān)測任務(wù)的應(yīng)用層軟件，為不同的應(yīng)用提供相對統(tǒng)一的高層接口。

六、案例分析題

1、下圖1所示為北斗衛(wèi)星系統(tǒng)傳輸水情信息的水情自動測報系統(tǒng)。試分析其技術(shù)原理和應(yīng)用特點。

圖1 利用北斗衛(wèi)星進(jìn)行水位監(jiān)測的無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸

答：系統(tǒng)的測站由傳感器(包括雨量傳感器、水位傳感器等）、遙測終端、北斗衛(wèi)星終端、電源等組成，由遙測終端作為核心,完成水情信息的采集、存儲并控制北斗衛(wèi)星終端完成信息的發(fā)送和指令的接收。北斗衛(wèi)星測站終端是在其后端設(shè)備的控制指令下發(fā)送數(shù)據(jù)報告的，它在收到后端設(shè)備的發(fā)送數(shù)據(jù)報告指令后，直接向衛(wèi)星發(fā)送信息，其信道編碼與調(diào)制方式為碼分多址(CDMA)方式，利用冗余編碼方法使得入站數(shù)量達(dá)到200站/秒，按照水利水文信息傳輸整點報的需求，以10分鐘收集全部站點數(shù)據(jù)計算，此類用戶理論上可容納12萬測站用戶，所以其信道容量極大。