无线传感器网络

由分层的网络通信协议、网络管理平台和应用支撑平台三部分组成

网络通信协议

• 应用层：应用服务等
• 传输层：数据流的传输控制
• 网络层：路由发现和维护：
• 数据链路层：数据成帧、帧检测 介质访问，错误控制
• 物理层：信号调制、数据收发
• IEEE 802.15.4协议：MAC对于低速无线个域网，层和物理层采用的网络通信协议低能耗、低成本、低速传输作为关键目标

网络管理平台

• 传感器节点本身的管理和用户对传感器网络的管理

应用支撑平台

• 基于监控任务的应用层软件为用户提供支持

• 传感器网络由基站和大量节点组成

• 从图中可以看出，传感器节点之间也可以通信

• Mesh网络是无线网格网络（multi-hop）网络，是由ad hoc随着网络的发展，

Ad Hoc Network：无线自组网

• 相似之处：自组织
• 不同点:移动性、目的性、成本

E = k × d n E=k×d^n E=k×dn

• E：无线通信的能量消耗
• d：通信距离
• k：系数
• n：满足关系2<n<4.通常n取3，即假设通信能耗与距离的三次方成正比
  • 当传感器节点部署靠近地面时，障碍物多，干扰大，n的取值就大
  • 天线质量对信号发射质量也有很大的影响

• 自组织性： 自动配置管理，形成无线网络系统；
• 以数据为中心：关注数据；
• 应用相关性： 不同的应用对传感器网络有不同的要求；
• 动态性： 环境、能量、损坏、新节点等；
• 网络规模大： 大规模部署；
• 可靠性： 节点本身的安全、网络安全等

• 特定的被测量信息(物理、化学、生物等)按一定规律转换成可用信号（电信号、光信号等）的器件或装置

• 电X：能量控制、有源传感器
• X电:能量转换型，无源传感器

我会说5-6个，可以结合实际解释

[外链图片存储失败，源站可能有防盗链机制，建议保存图片直接上传(img-2N168oJF-1656038801309)(https://s2.loli.net/2022/06/20/MY2BtoVIFQS9XK1.png)]

• 响应特指：输出值真实再现变化着的输入量的能力反映

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-osUjJ8Gp-1656038801312)(https://s2.loli.net/2022/06/20/Oy7Ixneb5rQWGVp.png)]

传感器节点的通信传输介质：无线电波(电磁波)、红外线和光波(微波)

主要解决：信道共享冲突

• 主要的冲突避免机制
• 应答与预留机制

• ACK、CTS控制
• 无竞争消息帧
• 数据帧、管理帧

要会看图解释

要会看图解释

• 低占空比的工作方式：周期性侦听/睡眠，控制节点尽可能处于睡眠状态来降低节点能耗

看图解释

看图理解

要会看图解释

• 网络时间协议，英文名称：Network Time Protocol（NTP）是用来使计算机时间同步化的一种协议。

同步过程

要会看图解释

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-6Ihf3VOK-1656038801333)(https://s2.loli.net/2022/06/20/QRlGTsYec36xvub.png)]

看图解释

• LoS：(Line of Sight，视线关系)，节点间无障碍物，可实现直接通信
• NLoS：(No Line of Sight，非视线关系)，节点间存在障碍物，影响了直接的无线通信
• 常用的测距技术：RSSI、TOA、TDOA、AOA

会计算RSSI，看课本

• RSSI：Received Signal Strength Indication，接收信号强度指示

TDoA测距过程，要会看图识别

• 串联、并联、混联

• 密钥管理和交换
• 数据帧和路由信息的加解密
• 安全编码

• SNEP和μTESLA提供的安全服务

• 安全中MAC全称
• 强新鲜性的实现

• MAC：Message Authentication Code，消息认证码

• 基本思想
• 节点认证广播过程：看图解释

• 基于组件的体系结构
• 事件驱动机制
• 轻量级线程技术和先进先出的任务队列调度
• 主动消息通信

• 物理层和MAC子层协议

• 数据服务
• 管理实体服务

从物理层-应用层

• 星型、簇型、网状