第一章 无线传感器网络简述
1．主要内容
（1）无线传感器网络课程介绍
（2）感知与无线传感器
（3）无线传感器网络介绍
（4）无线传感器网络的挑战与机遇
（5）无线传感器网络的发展与应用
无线传感器网络 = 无线传感器 + 网络 = 无线 + 传感器 + 网络
无线：通信
传感器：感知
网络：范围扩大、相互协同
无线网络分为
-
有基础设施网（3G,4G,WIFI等）
需要固定基站
使用无线网卡的无线局域网 -
无基础设施网（无线传感器网络等）
节点是分布式的，没有专门的固定基站
1）无线自组网（采用无线方式通信）
2）无线传感器网络
【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。
【与现有无线网络的区别】
- 现有无线网络
提供高服务质量和高效宽带利用 - 无线传感网络
首要目标是能源的高效实用。以数据为中心的无线传感网络，延长网络生命周期是首要目标。
【OSI参考模型】
7）应用层
6）表示层
5）会话层
4）传输层
3）网络层
2）数据链路层
1）物理层
【传感器网络的节点组成】
- 传感模块
- 计算模块
- 通信模块
- 存贮模块
【传感器节点的限制】
- 电源能量有限
- 通信能力有限
- 计算和存贮能力有限
【传感器网络的特点】
- 规模大
- 自组织性
- 动态性
- 可靠性
- 应用相关联性
- 以数据为中心
第二章 物理层
1．主要内容
（1）信号源编码
（2）信道编码
（3）信号调制
（4）信道容量
（5）无线传输环境
【区分几个关键名词】
【信息】通信系统传递的消息
【数据】传递信息的实体，而信息是数据的内容或解释，分为模拟数据和数字数据。
【信号】数据的电磁或电流或光波编码，分为模拟信号与数字信号
【信道】表示向某一方向传输信息的媒介，分为模拟信道和数字信道。有单工、半双工、全双工几种模式。
【模拟数据】
- 在数学形式上表现为连续函数的数据
【数字数据】
- 在计算机存储器中以0和1形式存储的数据是数字数据（计算机信息的主要存储方式）
【模拟信号】信号电平连续变化
【数字信号】一系列离散的电脉冲
【基带信号】将数字信号1或0直接用两种不同的电压表示，然后送到信道上传输。
【调制信号】将基带信号进行调制，然后送到信道中传输。
（1）信号源编码
（2）信道编码
（3）信号调制
（4）信道容量
（5）无线传输环境
第三章 MAC协议
1．主要内容
（1）无竞争介质接入和有竞争介质接入
（2）无线介质接入协议
（3）无线传感器网络中的介质接入
（4）无竞争介质接入协议
（5）有竞争介质接入协议
2．基本要求
（1）掌握无竞争介质接入和有竞争介质接入方式特点
（2）掌握载波检测多点接入协议
（3）了解IEEE802.11协议
（4）掌握无线传感器网络中的介质接入协议特征
（5）掌握无竞争介质接入协议和有竞争介质接入协议的设计要点
3．重点、难点
重点：线传感器网络中的介质接入协议特征，载波检测多点接入协议。
难点：理解无线介质的共享特性引起的无竞争介质接入和有竞争介质接入两种协议的特点与区别。
无线传感器网络MAC协议
- 传感器网络的强大功能由众多节点协作实现。
多点通信在在整个网络范围内需要路由协议选择通信路径
局部范围需要MAC协议协调期间的无线信道分配。
- MAC协议决定了无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，用来构建网络系统的底层基础结构。
数据链路层按功能划分为两个子层：LLC 和 MAC
- 功能分解的目的
将功能中与硬件相关的部分和与硬件无关的部分分开，降低实现的复杂度；
局域网特点：共享信道（如总线、令牌环），需要解决介质访问控制（MAC）问题。 - 分层可以使帧的传输独立于介质和MAC方法；
LLC：与介质、拓扑无关；
MAC：与介质、拓扑相关。
MAC子层
- 负责对物理媒体的使用进行控制
- 主要功能
- 将上层叫下来的数据封装成帧进行发送（接收时进行相反的过程，将帧拆解）
- 实现和维护MAC协议（控制使用网络媒体的时间和方法、处理帧的控制信息）
位差错的检测 - 寻址（MAC地址）
LLC子层
- 面向数据帧的传输控制层
- 主要功能
- 流量控制
- 建立和释放数据链路层的逻辑连接
- 提供与高层的接口
- 差错控制
- 分片与重组
- 顺序传输，给帧加上序号
LAN MAC机制-CSMA/CD
带有冲突检测的载波侦听多路访问
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection
CSMA/CD的工作流程：
- 先听后发，边听边发；（How）
- 一旦冲突，立即停发；（When）
- 等待时机，然后再发；
ps-- 听：即监听，检测之意。（How）
第四章 路由技术
1．主要内容
（1）泛洪(Flooding)路由协议与Gossiping路由协议
（2）主动式路由协议
（3）按需路由协议
2．基本要求
（1）掌握路由协议中常用的指标参数
（2）掌握DSDV路由协议
（3）掌握AODV路由协议
3．重点、难点
重点：(Flooding)路由协议， DSDV路由协议，AODV路由协议。
难点：理解DSDV路由协议与AODV路由协议中的路由算法。
第五章 拓扑控制
1．主要内容
（1）功率控制
（2）层次型拓扑结构控制
（3）启发机制
2．基本要求
（1）理解拓扑控制的意义和设计思路
（2）掌握功率控制的各类算法
（3）掌握层次型拓扑结构控制的各类算法
（4）掌握启发机制的各类算法
3．重点、难点
重点：基于节点度的算法，基于邻近图的算法，LEACH算法，GAF算法等。
难点：理解拓扑控制的意义，各类拓扑控制算法的优缺点和设计思路。
第六章 定位技术
1．主要内容
（1）测距技术
（2）基于测距的定位方法
（3）不依靠测距的定位方法
（4）事件驱动的定位方法
2．基本要求
（1）掌握基本的测距方法
（2）理解基于测距的定位技术的基本思想
（3）了解不依靠测距的定位方法和事件驱动的定位方法
3．重点、难点
重点：测距和定位。
难点：理解如何在无线传感器网络中设计高效的定位方案。
第七章 时间同步技术
1．主要内容
（1）时钟和同步问题
（2）无线传感器网络中的时间同步设计
（3）时间同步协议
2．基本要求
（1）掌握基本的时间同步方法
（2）理解无线传感器网络中时间同步设计的难点与方法
（3）理解时间同步协议
3．重点、难点
重点：无线传感器网络中的时间同步设计。
难点：理解无线传感器网络的分布式控制以及自组织组网特性实现网络时间同步造成的挑战。
第八章 数据管理
1．主要内容
（1）无线传感器网络中数据管理的架构
（2）无线传感器网络中的数据模型与查询语言
（3）无线传感器网络中的数据存储与索引技术
2．基本要求
（1）掌握传感器网络中数据管理的架构
（2）理解与掌握无线传感器网络中的数据模型与查询语言
（3）理解与掌握无线传感器网络中的数据存储与索引技术
3．重点、难点
重点：数据模型与查询语言，数据存储与索引技术。
难点：如何在无线传感器网络中进行高效的数据存储与索引。
第九章 数据融合
1．主要内容
（1）数据融合的作用
（2）数据融合的分类
（3）应用层中的数据融合
（4）网络层中的数据融合
2．基本要求
（1）掌握数据融合对于传感器网络的意义
（2）掌握数据融合的分类
（3）掌握应用层进行数据融合的方法
（4）掌握网络层中进行数据融合的方法
3．重点、难点
重点：教学重点是应用层和网络层中数据融合技术。
难点：如何将无线传感器网络中的数据融合技术与无线传感器网络的节能联系起来。
网友评论