无线传感器网络

Concept of Wireless Sensor Networks(无线传感器网络的概念)

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。

Characteristics of Wireless Sensor Networks(无线传感器网络的特点)

随机部署和合作能力(老师写的)

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

Applications of Sensor networks(无线传感器网络的应用领域)

1.军事应用

2.环境应用

3.健康应用

4.环形传感器

5.家庭和其他商业应用程序

Factors influencing sensor network design(影响传感器网络设计的因素)

1.容错性

2.可扩展性

3.硬件约束

4.传感器网络拓扑

5.环境

6.传输介质

7.功耗

Components of Sensor Node(传感器节点组件)

Communication architecture of sensor networks(传感器网络通信系统结构)

应用层

传输层

网络层

数据链路层

物理层

What does the wireless MAC protocol do(无线MAC协议是做什么的)

无线网络主要通过光和无线电波传输。每个人都通过共享的无线物理链接连接所有用户。根据排队理论，多用户接入多种方式，即多址通信，但避免多用户碰撞很重要，否则会产生干扰。理想的多址通信是通过信道服务将所有队列排列为总队列。排队需要一个协议，即无线通信MAC（Medium Access Control）协议。

Power consumption in WSN’s(无线传感器网络的功耗)

睡眠 接收 传输 闲置

802.11协议

channel Busy:频道忙碌

Backoff Count Equals Zero:退出计数等于0

next transmission may begin :下一次传输可能会开始

Why IEEE 802.11 de?nes a SIFS shorter than a DIFS ?(为什么IEEE 802.11定义的SIFS比DIFS短？)

对于ACK、CTS、轮询，SIFS（短帧间隔）具有最高优先级(轮流监测） 同步数据服务，DIFS(分布式帧间隔)具有最低优先级的响应。SIF小于DIF可以防止ACK重要控制数据包被杀。

Suppose a device uses an 802.11 MAC protocol to reserve the communication channel before transmitting. Suppose the device does sensing the channel and assumes the channel to be idle and wants to transmit 1000Bytes of data. Assume the transmission rate is 11 Mbps. Calculate the time required to transmit the frame and receive the Ack as function of SIFS and DIFS. Ignore the propagation delay and assume no bit error rate. The transmission time = No. of bits/Transmission rate. Both a control frame and a frame without data is 32Bytes. 假设一个设备使用802.11 MAC协议在传输前保留通信通道。假设设设备检测到信道，假设信道是空的，并希望传输1000字节的数据。假设传输速率为11 Mbps。根据SIFS和DIFS计算发送帧和接收Ack所需时间。忽略传输延迟，假设无误码率。传输时间=比特数/传输速率。控制帧和无数据帧都是32字节。)

传输控制帧的时间 = (8*32)bits/11Mbps=23μsec

传输包括报头数据帧的时间 =(8*1000 8*32) bits/11Mbps=751μsec

发送帧和接收ACK的总时间 = DIFS RTS SIFS CTS SIFS 数据框 SIFS ACK

=DIFS 3SIFS (3*23) μsec 751μsec

=DIFS 3SIFS 820μsec

Concept of routing(路由概念)

路由协议负责通过网络将数据分组从源结点转发到目的结点，包括两个功能：1。在源结点和目的结点之间找到优化路径2。正确转发沿优化路径的数据分组

Routing characteristics(路由特征)

1.能量优化

2.基本目标拓扑信息

3.以数据为中心

4.应用相关

Characteristics and methods of planar routing protocols in Wireless Sensor Networks(无线传感器网络中平面路由协议的特点和方式)

1.平面网络结构的所有节点均为对等结构，功能特性完全一致.

2.拓扑结构简单，易于维护.

3.由于没有中心管理节点，故其组网算法比较复杂.

Characteristics and methods of hierarchical routing protocols in Wireless Sensor Networks(无线传感器网络中层次路由协议的特点以及方式)

​ 1.网络分为上层和下层两个部分：上层为中心骨干节点互连形成的子网拓扑，下层为一般传感器节点互连形成的子网拓扑。

​ 2.通常网络可能存在一个或多个骨干节点，具有汇聚功能的骨干节点和一般传感器节点之间采用的是分级网络结构。 ​ 3.所有骨干节点为对等结构，骨干节点和一般传感器节点有不同的功能特性，也就是说每个骨干节点均包含相同的功能协议，而一般传感器节点可能没有路由、管理及汇聚处理等功能。

Why locate(为什么要定位)

1.报告具有地理意义的数据. 2.路由等服务依赖于位置信息；地理路由协议；基于上下文的路由协议、位置感知服务

What does an anchor mean(锚点是什么含义)

锚点：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。

Distance estimation method(距离估计方法)

1.AOA(ANGLE OF ARRIVAL)

2.TOA(TIME OF ARRIVAL)

3.TDOA(TIME DIFFERENT OF ARRIVAL)

4.RSSI(THE RECEIVED SIGNAL STRENGTH INDICATOR )

RSSI ranging principle(RSSI测距原理)

RSSI测距的原理如下：接收机通过测量射频信号的能量来确定与发送机的距离。将无线信号的发射功率和接收功率之间的关系表述为下式所示，其中PR是无线信号的接收功率，PT是无线信号的发射功率，r是收发单元之间的距离，n传播因子，传播因子的数值大小取决于无线信号传播的环境。

why need for time Synchronization(为什么要进行时间同步)

1.链接到物理世界

2.传感器网络关键基础业务

3.对其他基本服务的有效运作至关重要

4.有几种协议需要时间同步

time Synchronization Basic Mechanism(时间同步的基本机制)

Pair-wise synchronization:成对同步

TPSN(简单了解)

就是一层一层的往外传递

Why data fusion(为什么要进行数据融合)

1.数据融合节点从多个节点收集结果。 2.它根据决策标准将结果与自己的结果进行融合(标准) 3.将融合数据发送到另一个节点/基站。 优势： 减少交通负荷。 节省传感器的能量。

Cluster Based Data Fusion(基于簇头的工作模式)

节点把信息报给簇头,然后簇头负责统一的融合,然后簇头再把这个信息进行上报.(老师口述)

DCTC basic idea（DCTC基本思想）

Basic idea of tracking(跟踪的基本思想)

当目标第一次出现时，构建初始护航树

root从目标周围的节点收集数据，并处理数据

当目标移动时，树的成员身份将更改

必要时可重新配置树的结构