无线传感网的技术概述

周三, 6 十二月 2017 - 09:42

1.        无线传感网定义：

WSN（wireless sensor networks）是无线传感器网络是由大量的具有感知能力的传感器节点，通过自组织方式构成的无线网络。综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络、无线通信技术和分布式信息处理技术。

是由一组无线传感器节点以Ad hoc（自组织）方式组成的无线网络，其中包括普通节点和汇聚节点，目的是协作地感知、收集、处理传感网所覆盖的地理区域中感知对象的信息，并传递给观察者。

2.        传感网的三要素：

传感器、感知对象、观察者

3.        无线传感网体系结构 
  
试题：画出WSN网络结构图，说明各子系统的功能实体的主要作用（10分)

答：体系结构图如图，其中包括三大部分：传感网络部分，汇集结点，管理节点；

传感网主要完成环境信息的检测和控制，汇集结点完成传感网的数据和管理中心的互联，主要完成数据融合，协议转换等，管理节点实现传感网的管理和控制命令操作。

4.        传感器网络节点的组成：

WSN节点是一个微型化的嵌入式系统，它构成无线传感网的基础层支持平台。节点通过自组织方式，感知、收集、处理区域信息，并通过多跳方式将整个区域信息传送给基站或汇聚节点。由感知单元、处理单元、无线通信单元、能源供给单元四部分组成。

试题：画出WSN网络节点结构图，说明各子模块的功能和作用

节点结构图如图，其中包括三大部分：感知模块，数据处理模块，无线通信模块；感知模块完成环境数据的采集，包括传感器和AD转换器；数据处理完成节点的各种控制和数据的融合处理等，有微处理器和存储器组成；通信模块实现节点间的无线通信功能。由网络层、MAC层和无线收发组成。（5分）

5.        什么是WSN协议栈

协议栈将功率意识和路由意识组合在一起，将数据和网络协议组合在一起，在无线传输媒介上进行能量的高效传输，支持各个传感器节点相互协作。协议栈由应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层、功率管理平面、移动管理平面、任务管理平面组成。

6.        传感器节点的限制因素：

电源能量有限、计算处理能力有限、通信能力有限

7.        无线传感网的特点？ 
①  传感网规模大，密度高 
②  传感器节点的能量、计算能力和存储容量有限 
③  无线传感网的拓扑结构易变化，具有自组织能力 
④  网络的自动管理和高度的协作性 
⑤  传感节点具有数据融合能力 
⑥  以数据为中心的网络 
⑦  安全性问题严重

8.        简述WSN与ad hoc网络的异同点 
（1）相同点都是通过自组织的方式进行通信 
（2）不同点： 
（a）节点规模：

<ul>
<li>移动自组网：节点数量通常在几十或上百</li>
<li>传感器网络：节点数目往往高出好几个数量级</li>
</ul>

（b）      节点密度：

<ul>
<li>移动自组网：小</li>
<li> 传感器网络：大（冗余部署的结果）</li>
</ul>

（c）      拓扑变化的原因：

<ul>
<li>移动自组网：节点运动</li>
<li>传感器网络：节点休眠调度、环境干扰或节点故障引起</li>
</ul>

（d）      节点处理能力：

<ul>
<li>移动自组网：较强</li>
<li>传感器网络：十分有限</li>
</ul>

（e）      通信方式

<ul>
<li>移动自组网：点对点通信</li>
<li>传感器网络：广播通信</li>
</ul>

（f）       WSN以数据为中心

9.        无线传感网的关键技术及应用？

①网络拓扑控制

②网络协议

③网络安全

④时间同步

⑤定位技术

⑥数据融合

⑦数据管理

⑧无线通信技术

⑨嵌入式操作系统

⑩应用层技术。

应用：军事、环境监测、工业、智能医疗、智能家居、建筑物和大型设备安全状态的监控、应急救援

10.     无线传感网发展的三阶段？

①  传统的传感器系统

②传感网节点集成化

③多跳自组网

11.     名词解释

节点：WSN节点是一个微型化的嵌入式系统，它构成无线传感网的基础层支持平台。节点通过自组织方式，感知、收集、处理区域信息，并通过多跳方式将整个区域信息传送给基站或汇聚节点。由感知单元、处理单元、无线通信单元、能源供给单元四部分组成。

汇聚节点：接收节点群发出的信息的节点

簇头：分布式的无线传感网多为分簇形式，将传感器节点分为多个簇，每个簇存在一个簇头节点，负责簇内节点的管理和数据融合。

文章来源：http://blog.csdn.net/zm1_1zm/article/details/53402505