物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應(yīng)用復(fù)習(xí)知識點(diǎn)

#/2229無線Mesh網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)思想任何設(shè)備節(jié)點(diǎn)都可以作為接入點(diǎn)(AP)和路由器;每個節(jié)點(diǎn)都可以接收和發(fā)送數(shù)據(jù)；每個節(jié)點(diǎn)都可以和對等節(jié)點(diǎn)直接通信，不再需要基站轉(zhuǎn)發(fā);和Internet網(wǎng)絡(luò)一樣當(dāng)一條傳送線路中斷時，可以選擇另一條線路進(jìn)行連接。無線MESH網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生蜂窩移動系統(tǒng)在應(yīng)用上的局限性;AdHoc網(wǎng)絡(luò)使用場合;WLAN在技術(shù)上的缺陷。無線mesh網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)⑴客戶Mesh網(wǎng)絡(luò)(2)骨干Mesh網(wǎng)絡(luò)(3)混合Mesh網(wǎng)絡(luò)無線MESH網(wǎng)絡(luò)與蜂窩通信技術(shù)的比較可靠性:無線MESH網(wǎng)絡(luò)采用多跳網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是多點(diǎn)對多點(diǎn)的通信，蜂窩通信是點(diǎn)到多點(diǎn)的通信，當(dāng)一條傳輸線路中斷時，無線MESH網(wǎng)絡(luò)可以尋找代替線路,而蜂窩通信技術(shù)則不能，所以其可靠性更好。⑵成本:WMN中，大大節(jié)省了骨干網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)成本，而且接入點(diǎn)、WMN路由器等基礎(chǔ)設(shè)施，要比基站便宜的多，而且維護(hù)方便。⑶控制方式:WMN是分布式的控制，蜂窩通信是集中式⑷傳輸速率大大提高33無線MESH網(wǎng)絡(luò)與Adhoc網(wǎng)絡(luò)的比較(1)WMN注重的是“無線”，而Adhoc網(wǎng)絡(luò)更強(qiáng)調(diào)的是“移動”。⑵WMN多為靜態(tài)或弱移動的拓?fù)?，而Adhoc網(wǎng)絡(luò)多為隨意移動(包括高速移動)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洧荳MN節(jié)點(diǎn)的主要業(yè)務(wù)是來往于因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)的業(yè)務(wù)，Adhoc網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的主要業(yè)務(wù)是任意一對節(jié)點(diǎn)之間的業(yè)務(wù)流。⑷WMN主要是因特網(wǎng)或?qū)拵Ф嗝襟w通信業(yè)務(wù)的接入，Adhoc網(wǎng)絡(luò)主要應(yīng)用在軍事上或其他專業(yè)通信，還未進(jìn)行大規(guī)模的商用。34無線MESH網(wǎng)絡(luò)與其他通信網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別蜂寫網(wǎng)鵡Adhoc網(wǎng)絡(luò)WLANWMN拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)點(diǎn)到多點(diǎn)動態(tài)拓?fù)潼c(diǎn)對多點(diǎn)務(wù)點(diǎn)到夢點(diǎn)〔網(wǎng)狀〉覆蓋范圍迪過小區(qū)方式可覆蓋廣大地區(qū)一般在局域范國內(nèi)小范圍通常局限幾H米可完現(xiàn)城域覆蓋容納用戶數(shù)非常多較少較少控制方式集中控制分布式控制分布成控制井布式控制設(shè)計(jì)目的用戶接入及用戶間通用戶接人用戶接入用戶間通信信為主為主為主35無線MESH網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)與現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)兼容;結(jié)構(gòu)靈活，組網(wǎng)方便;可靠性高;低成本;高寬帶;非視距傳輸36無線MESH網(wǎng)絡(luò)不足互操作性;通信延遲;安全移動通信網(wǎng)早期移動通信系統(tǒng)：采用大區(qū)制特點(diǎn)：高架天線、大功率發(fā)射機(jī);增大覆蓋面積缺點(diǎn):傳輸損耗隨著距離的增加而增加，而且與地形環(huán)境密切相關(guān)，因而終端與基站之間的通信距離是有限的，服務(wù)X圍受到限制。可容納的用戶數(shù)是有限制的，無法滿足大容量的要求。移動通信網(wǎng)區(qū)群的含義相鄰的使用不同頻道所有小區(qū),這些小區(qū)共同使用了系統(tǒng)提供的所有頻率資源什么是衛(wèi)星通信是指利用人造地球衛(wèi)星作為中繼轉(zhuǎn)發(fā)無線電波,再兩個或多個地球站之間進(jìn)行的通信電力載波是什么電力線載波(PowerLineCarrier),簡稱PLC,是指利用電力線作為信息傳輸媒介進(jìn)行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式PLC是電力系統(tǒng)特有的通信方式，用于電力系統(tǒng)的調(diào)度通信、保護(hù)、生產(chǎn)指揮、行政業(yè)務(wù)通信及各種信息傳輸13條形碼定義：將寬度不等的多個黑條和空白，按照一定的編碼規(guī)則排序，用以表達(dá)一組信息的圖形標(biāo)示符。按碼制分：UPC罵，EAN碼，交叉25碼，39碼，庫德巴碼，128碼，93,49按維數(shù)：一維二維優(yōu)點(diǎn)：可靠性強(qiáng)，效率高，成本低，易于制作，構(gòu)造簡單，靈活使用，采集信息量大結(jié)構(gòu)：靜區(qū)起始字符數(shù)據(jù)字符終止字符靜區(qū)二維條碼特點(diǎn);1.信息容量更大。2.準(zhǔn)確性更高。3.編碼X圍廣可以表示圖像數(shù)據(jù)。4.糾錯能力強(qiáng)。5.某防偽性好。6.全方位讀取。7.可用多種閱讀設(shè)備閱讀，無需另接數(shù)據(jù)庫分類：堆疊式/行排式二維碼矩陣式二維碼—-Vr.第三章1自動識別是指通過韭人工手段獲取被識別對象所包含的標(biāo)識信息或特征信息，并且不使用鍵盤即可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)實(shí)時輸入計(jì)算機(jī)或其他微處理器控制設(shè)備的技術(shù)。特點(diǎn)：準(zhǔn)確性，高效性，兼容性根據(jù)識別對象的特征、識別原理和方式可以分為數(shù)據(jù)采集技術(shù)（定義識別）和特征提取技術(shù)（模式識別）兩大類數(shù)據(jù)采集技術(shù)：光，磁，電存儲器特征提取技術(shù)：靜態(tài)特征，動態(tài)特征，屬性特征工作原理：自動識別系統(tǒng)是一個以信息處理為主的技術(shù)系統(tǒng)，也是一個傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)綜合應(yīng)用的系統(tǒng)，其輸入端是被識別信息，輸出端是已識別信息。完整的自動識別計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)包括自動識別系統(tǒng)，應(yīng)用程序接口或者中間件和應(yīng)用系統(tǒng)軟件。2生物特征識別技術(shù)是基于某人的生理特征或行為特征用自動化的方法予以辨識或認(rèn)證的技術(shù)。比較：傳統(tǒng)身份鑒定技術(shù)是指基于特定持有物和基于特定知識進(jìn)行身份鑒定的一種技術(shù)。缺點(diǎn)是：特定持有物易丟失、被盜和遺忘。特定知識則存在記憶上的問題。密碼太復(fù)雜，容易遺忘；密碼簡單，則容易被破譯和猜測。生物識別技術(shù)特點(diǎn)：隨身性，安全性，唯一性，穩(wěn)定性，廣泛性，方便性，可采集性，可接受性生物識別的主要過程：原始數(shù)據(jù)獲取，特征提取，比較和匹配3常用的生物識別技術(shù)：指紋識別虹膜識別視網(wǎng)膜識別簽名識別面部識別聲音識別4指紋識別固有特性：確定性，惟一性?？煞诸愋韵到y(tǒng)構(gòu)成：讀取指紋圖像、提取特征、保存數(shù)據(jù)和比對基本過程：通過指紋讀取設(shè)備讀取到人體指紋的圖像;要對原始圖像進(jìn)行預(yù)處理，使之更清晰;提取指紋特征，建立指紋的數(shù)字表示特征數(shù)據(jù);驗(yàn)證端采集指紋，提取特征;與數(shù)據(jù)庫指紋匹配，計(jì)算相似度，給出匹配結(jié)果。采集設(shè)備：光學(xué)硅晶體傳感器超聲波其他類型優(yōu)點(diǎn)：a?指紋是人體獨(dú)一無二的特征b?可采集的指紋多，最多可達(dá)10個，而且每個指紋都是獨(dú)一無二的c?掃描指紋的速度快，使用非常方便。d?指紋與釆集頭直接接觸，讀取特征方法可靠e?指紋釆集頭體積小，價格低廉。缺點(diǎn)：a?某些人或某些群體的指紋特征很少，故而很難成像b?過去因?yàn)榉缸镉涗浿惺褂弥讣y，有些人害怕將指紋記錄在案c?實(shí)際上現(xiàn)在的指紋鑒別技術(shù)都可以不存儲任何含有指紋圖像的數(shù)據(jù)，而只是存儲從指紋中得到的加密的指紋特征數(shù)據(jù)d?每一次使用指紋時，都會在指紋釆集頭上留下用戶的指紋印痕，而這些指紋痕跡存在被用來復(fù)制指紋的可能性。5膜識別技術(shù)步驟：圖像獲取像預(yù)處理特征提取特征匹配優(yōu)點(diǎn)：唯一性，穩(wěn)定性，可釆集性，非侵犯性缺點(diǎn)：a?仍未進(jìn)行唯一性的認(rèn)證b?很難將圖象獲取設(shè)備小型化c?攝像頭價格昂貴d?鏡頭可能使圖象畸變而使可靠性降低e?黑眼睛極難讀取f?需要一個較好的光源6視網(wǎng)膜識別優(yōu)點(diǎn);（1）精確度高，錯誤接受率低于百萬分之一。（2）生物識別樣本穩(wěn)定不磨損，不老化，不受疾病影響。（3）難以偽造，是一個最難欺騙的系統(tǒng)（4）使用者不需要和設(shè)備直接接觸缺點(diǎn)：未進(jìn)行過任何的測試，當(dāng)前的視網(wǎng)膜識別系統(tǒng)只是用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理進(jìn)行小規(guī)模的試驗(yàn)而沒有進(jìn)行過現(xiàn)實(shí)世界的唯一性認(rèn)證試驗(yàn)；光照射眼球的背面可能會影響使用者健康，這需要進(jìn)一步研究；消費(fèi)者而言，視網(wǎng)膜技術(shù)沒有吸引力；難進(jìn)一步降低成本。7面部識別四步：建立人臉的面像檔案，取當(dāng)前的人體面像，當(dāng)前的面紋編碼與檔案庫存比對，確定面像身份或提出身份選擇優(yōu)點(diǎn)：易于使用，非常適合隱蔽進(jìn)行面像釆集；可直觀比對，以核查某人身份。缺點(diǎn)：面部的位置和周圍的光環(huán)境可能影響系統(tǒng)的精確性，釆集圖象的設(shè)備昂貴8磁條技術(shù)：優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)可讀寫，數(shù)據(jù)存儲量大，便于使用，成本低廉。缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)存儲時間長短受磁性粒子極性的耐久性限制以及存儲數(shù)據(jù)的安全性較低。IC卡分為接觸式和非接觸式應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)成要素：IC卡，IC卡接口設(shè)備PC網(wǎng)絡(luò)與計(jì)算機(jī)特點(diǎn)：存儲容量大，體積小，重量小，抗干擾能力強(qiáng)，便于攜帶，易于使用，安全性高傳感器定義：傳感器是一種能把特定的信息（物理、化學(xué)、生物）按一定規(guī)律變換成某種可用信號輸出的器件和裝置。功能：物理世界的“感覺器官”；從狹義角度來看，傳感器是一種將測量信號轉(zhuǎn)換成電信號的變換器；廣義角度來看，傳感器是指在電子檢測控制設(shè)備輸入部分中起檢測信號作用的器件組成：敏感元件：直接感受被測非電量并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關(guān)系的其它量的元件。傳感元件：又稱變換器。能將敏感元件感受到的非電量直接轉(zhuǎn)換成電量的器件11按信號變化的特征分為物性型傳感器和結(jié)構(gòu)型傳感器按用途，分為力傳感器、加速度傳感器、位移傳感器、溫度傳感器、流量傳感器按基本效應(yīng)分，可以有物理/化學(xué)、生物等傳感器按工作的物理基礎(chǔ)，分為電氣式傳感器、光學(xué)式傳感器、機(jī)械式傳感器按能量關(guān)系，分為有源傳感器和無源傳感器按測量方式，分為接觸式傳感器和非接觸式傳感器按輸出信號的形式，分為模擬式傳感器和數(shù)字式傳感器12靜態(tài)特性參數(shù)測量X圍和量程量程=XMAX-XMIN靈敏度指傳感器或檢測系統(tǒng)在穩(wěn)態(tài)下輸出量變化和引起此變化的輸入量變化的比值。它是輸入和輸出特性曲線的斜率線性度指傳感器的輸出與輸入之間數(shù)量關(guān)系的線性程度端基線性度:傳感器實(shí)際平均輸出特性曲線對端基直線的最大偏差端點(diǎn)平移擬合：在端點(diǎn)連線擬合基礎(chǔ)上使直線平移，移動距離為原先的一半獨(dú)立線性度重復(fù)度遲滯分辨力與閾值漂移精確度

最小二乘線性度y=kx+bA=y=kx+bA=y-(kx+b)iiinExy-ExEyk=iiirnEx2一(Ex)2ii/?y=0.68x+0.25A=0.238A=-0.3512A=-0.1637(Ex2Ey-ExExy)b=iiiii-nEx2-(Ex)2iik=0.68b=0.25A=-0.11A=-0.126A=-0.194456Y=+"'maxX100%=±=+7%Ly5FS例1:測再菜檢測裝足的爼楠入輸出樂搖如下:XO.S2L53^33.7tt.75TL1L62-63-24.05.0試用最小二乘裁擬合疔線?戒其線性貞和靈敢度新型傳感器：氣敏，溫濕，光柵數(shù)字，光電式，智能1.EPC（產(chǎn)品電子編碼）定義旨在為每一件單品建立全球的、開放的標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)全球X圍內(nèi)對單件產(chǎn)品的跟蹤與追溯，從而有效提高供應(yīng)鏈管理水平、降低物流成本。EPC的載體是RFID電子標(biāo)簽,并借助互聯(lián)網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。EPC是一個完整的、復(fù)雜的、綜合的系統(tǒng)2EPC編碼特點(diǎn)科學(xué)性兼容性全面性合理性無歧視性■EPC系統(tǒng)構(gòu)成EPC系統(tǒng)由全球產(chǎn)品電子代碼體系、射頻識別系統(tǒng)及信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)三部分構(gòu)成，如表所示.系統(tǒng)構(gòu)成名稱注釋全球產(chǎn)品電子代碼編碼體系EPE編碼標(biāo)曲識別1=1標(biāo)的特足代碼射頻識別系統(tǒng)RFID電子標(biāo)簽電子標(biāo)簽貼在物品之匕與之——對應(yīng)RFID讀寫器信息網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)Savant（中間件）為EPC^統(tǒng)提供信息支撐對彖名稱解析服務(wù)ONSEFC信息服務(wù)4目前的EPC系統(tǒng)中應(yīng)用的編碼類型主要有三種：64位、96位和256位.EPC編碼由版本號、產(chǎn)品域名管理、產(chǎn)品分類部分和序列號四個字段組成5EPC/RFID與條碼技術(shù)條形碼：條形碼是應(yīng)用了不同寬度的黑白條碼反射光來編碼，具體成本低廉，使用方便，缺點(diǎn)是編碼容量不足RFID:RFID標(biāo)簽是存儲了具體的EPC標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品編碼信息的產(chǎn)品標(biāo)簽，它會因不同應(yīng)用場合的具體要求而表現(xiàn)出不同的封裝形式，如紐扣類、IC卡類以及條形碼形式等等EPC:EPC是編碼標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了對具體不同商品產(chǎn)品唯一的編碼格式，完成RFID產(chǎn)品信息編碼EPC/RFID與條形碼相比，優(yōu)點(diǎn)1唯一標(biāo)識；2讀取方便；3長壽耐用；4動態(tài)更改；5可擴(kuò)展性6.某性強(qiáng)EPC識別流程1EPC編碼讀寫器讀出商品中的EPC編碼信息2由EPC產(chǎn)品管理中間件，傳輸?shù)絀nternet中3經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)傳到ONS服務(wù)器，找到該EPC對應(yīng)的IP地址，由IP地址找到PML服務(wù)器，從產(chǎn)品信息的數(shù)據(jù)庫中，獲取相關(guān)實(shí)物信息并作相應(yīng)處理9?物聯(lián)網(wǎng)與EPC/RFID技術(shù)應(yīng)用展望(1)零售業(yè)2物流業(yè)；3制造業(yè)；4有效防偽；5軍事領(lǐng)域1MEMS(產(chǎn)品電子編碼)定義：微機(jī)電系統(tǒng)MEMS從廣義上講，MEMS是指集微型傳感器、微型執(zhí)行器以及信號處理和控制電路，甚至接口電路、通信和電源于一體的微型機(jī)電系統(tǒng)。特點(diǎn)：(1)、微型化特點(diǎn)(2)多樣化特點(diǎn)(3)穩(wěn)定性特點(diǎn)(4)集成化特點(diǎn)(5)批量化特點(diǎn)。(6)廣義化特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：MEMS器件和系統(tǒng)具有體積小、重量輕、功耗小、成本低、可靠性高、性能優(yōu)異、功能強(qiáng)大、可以批量生產(chǎn)。信息系統(tǒng)分為以下幾種：MIS管理信息系統(tǒng).DSS決策支持系統(tǒng).只能決策支持系統(tǒng).空間信息系統(tǒng).2GIS地理信息系統(tǒng)的組成：系統(tǒng)硬件.系統(tǒng)軟件.空間數(shù)據(jù)庫.用戶.GIS的操作對象是地理實(shí)體或空間數(shù)據(jù)。地理空間數(shù)據(jù)：信息的特征：客觀性;適用性;可傳輸性共享性;空間分布性;數(shù)據(jù)量大信息載體的多樣性功能：1.數(shù)據(jù)采集與編輯2.數(shù)據(jù)存儲與管理3.數(shù)據(jù)處理和變換4.空間分析和統(tǒng)計(jì)5.產(chǎn)品制作與顯示6.二次開發(fā)和編程⑷點(diǎn)線面的實(shí)例：1.GIS用于全球環(huán)境變化動態(tài)監(jiān)測2.GIS用于自然資源調(diào)查與管理3.GIS用于城市、區(qū)域規(guī)劃和地籍管理4.GIS用于預(yù)測和輔助決策GIS空間數(shù)據(jù)分為以下幾種類型:1按數(shù)據(jù)來源分類1.地圖數(shù)據(jù)2.影像數(shù)據(jù);3.地形數(shù)據(jù)4.屬性數(shù)據(jù)5.元數(shù)據(jù)：數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)；2按數(shù)據(jù)所表達(dá)的地理實(shí)體幾何形狀分類1.點(diǎn)數(shù)據(jù)；2.線數(shù)據(jù)；3.面數(shù)據(jù)地理實(shí)體的特征：屬性特征.空間特征.時間特征.(9)矢量數(shù)據(jù).矢量結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：屬性隱含，定位明顯點(diǎn)實(shí)體：記錄點(diǎn)坐標(biāo)和屬性代碼線實(shí)體：記錄兩個或一系列采樣面實(shí)體：記錄邊界上一系列采樣點(diǎn)的坐標(biāo)，由于多邊形封閉，邊界為閉合環(huán)，加面域?qū)傩源a。北斗系統(tǒng)和GPS的比較項(xiàng)目GPS二號空間組咸24顆衛(wèi)星分布&個軌道占顆靜止和30顆O靜止地面組主控站.曲測站、注人站主徑站，監(jiān)測站、注入站宦拉精度民用1咪”軍用5-B米民用10米「軍用5-6米測速精度0」米聲0.2W?授時精度30納秒5咆秒用戶矚GPS接收機(jī)與GPS*GLONASS.GALILEO等兼容功能宦位、導(dǎo)航、測速、授時定位、導(dǎo)航、測速、授時、短報文通信覆蓋范圍全球(2012)-^(2020)服務(wù)時段全天候“無線傳感器網(wǎng)絡(luò)”術(shù)語的標(biāo)準(zhǔn)定義無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(WSN)是大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)，目的是協(xié)作地采集、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息，并報告給用戶。傳感器網(wǎng)絡(luò)基本工作過程傳感器節(jié)點(diǎn)的處理器模塊完成計(jì)算與控制功能，射頻模塊完成無線通信傳輸功能，傳感器探測模塊完成數(shù)據(jù)采集功能，通常由電池供電，封裝成完整的低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)只需要具有處理器模塊和射頻模塊，通過無線方式接收探測終端發(fā)送來的數(shù)據(jù)信息，再傳輸給有線網(wǎng)絡(luò)的PC機(jī)或服務(wù)器。各種類型的低功耗網(wǎng)絡(luò)終端節(jié)點(diǎn)可以構(gòu)成星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，或者混合型的ZigBee拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有的路由節(jié)點(diǎn)還可以采用電源供電方式。當(dāng)通信環(huán)境發(fā)生變化導(dǎo)致兩個節(jié)點(diǎn)失效時，先前借助它們傳輸數(shù)據(jù)的其他節(jié)點(diǎn)將自動重新選擇路由，保證在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時能夠?qū)崿F(xiàn)自動愈合。3?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)與Adhoc網(wǎng)絡(luò)的比較不同點(diǎn)：1)網(wǎng)絡(luò)功能：WSN是以獲取感知信息為主要目的信息采集網(wǎng)絡(luò)。AD-hoc是解決人與人，設(shè)備與設(shè)備之間信息傳輸結(jié)點(diǎn)能力：WSN小型化，低成本，低功耗，處理能力低，通信速率與通信距離有限。AD-hoc處理與存儲能力，通信能力，可靠性相對強(qiáng)大。網(wǎng)絡(luò)形態(tài)：WSN大規(guī)模，密度高。AD-hoc是小型網(wǎng)絡(luò)，密度高后沖突增大。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：WSN是一到多，多到一(結(jié)點(diǎn)到用戶，結(jié)點(diǎn)間一般不存在通信)。AD-hoc是任意的點(diǎn)到點(diǎn)5）業(yè)務(wù)特征：WSN由用戶發(fā)起查詢或節(jié)點(diǎn)檢測到異?；蛑芷趫蟾妫瑯I(yè)務(wù)量低。AD-hoc是傳輸語音，數(shù)據(jù)，視頻等業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)量高。6）關(guān)注問題：WSN以數(shù)據(jù)為中心，電池供電，能量有限，所以限制其網(wǎng)絡(luò)協(xié)議算法設(shè)計(jì)強(qiáng)點(diǎn)簡單高效。AD-hoc以通信為目的，與能量無關(guān)，以網(wǎng)絡(luò)容量，Qos,業(yè)務(wù)傳輸?shù)挠行詾橹?。相同點(diǎn)：不依托任何網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的情況下開展工作：都可以依靠節(jié)點(diǎn)之間的自組織行為對信道資源的使用以及在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋭討B(tài)變化的情況下實(shí)現(xiàn)多跳路由轉(zhuǎn)發(fā)等功能。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征1）能量受限2）可擴(kuò)展性3）健壯性4）環(huán)境適應(yīng)性5）實(shí)時性傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)傳感器模塊：傳感器，AD/DC轉(zhuǎn)換器。監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。計(jì)算與存貯模塊：應(yīng)用程序，內(nèi)存，處理器?？刂普麄€傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲和處理本身采集的數(shù)據(jù)和其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)。無線通信模塊：網(wǎng)絡(luò)層，MAC層，物理層。與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無線通信，交換控制信息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)。能量供應(yīng)模塊：微型電池。為傳感器節(jié)點(diǎn)提供能量。傳感器節(jié)點(diǎn)的限制條件電源能量有限通信能力受限計(jì)算和存儲能力受限傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)平面結(jié)構(gòu)：（等式結(jié)構(gòu)）網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷由多條路徑共同承擔(dān)但可擴(kuò)充性差。分層結(jié)構(gòu)：具有很好的擴(kuò)充性，但能量消耗巨大。傳感器網(wǎng)絡(luò)由數(shù)據(jù)獲取子網(wǎng)、數(shù)據(jù)分布子網(wǎng)和控制管理中心三部分組成。主要組成部分是集成了傳感器、數(shù)據(jù)處理單元和通信模塊的節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)通過協(xié)議自組織成一個分布式網(wǎng)絡(luò)，將采集的數(shù)據(jù)優(yōu)化后經(jīng)無線電波傳輸給信息處理中心。傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的體系由分層的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò)管理平臺和應(yīng)用支撐平臺三個部分。結(jié)點(diǎn)封裝示例：1密封型封裝罩2錐形罩傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)1）無線通信技術(shù)2）低功耗設(shè)計(jì)問題3）嵌入式操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)4）多條自組織的網(wǎng)絡(luò)路由5）數(shù)據(jù)融合方法6）如何保護(hù)某數(shù)據(jù)和防御網(wǎng)絡(luò)攻擊組網(wǎng)特點(diǎn)：自組織性、以數(shù)據(jù)為中心、應(yīng)用相關(guān)性、動態(tài)性、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模大和需要高的可靠性等。傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)數(shù)量大傳感器節(jié)點(diǎn)有一定的故障率傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的限制傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變化快以數(shù)據(jù)為中心14.物理層特點(diǎn)靈活的信道寬度前向糾錯自適應(yīng)天線系統(tǒng)AAS:可改善通信距離，提高系統(tǒng)容量動態(tài)頻率選擇DFS:可幫助減小干擾空時編碼STC：通過空間分集提高在衰落環(huán)境下的性能15.IEEE802?16實(shí)現(xiàn)了OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層的大部分功能，從上到下包括：會聚子層，公共部分子層，加密子層（安全子層）16.802.16系列標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議棧按照兩層體系結(jié)構(gòu)組織，主要對網(wǎng)絡(luò)的低層，即MAC層和物理層進(jìn)行了規(guī)X。主要包括：1）MAC層，物理層，毫米波頻率X圍2）點(diǎn)對多點(diǎn)（PMP）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)3）網(wǎng)格網(wǎng)（Mesh）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)4）用戶站（SS）和基站（BS）1.應(yīng)用層的基礎(chǔ)性技術(shù)：時間同步機(jī)制、定位技術(shù)、數(shù)據(jù)融合、能量管理和安全機(jī)制等。傳感器網(wǎng)絡(luò)時間同步機(jī)制的意義和作用1）傳感器節(jié)點(diǎn)需要彼此協(xié)作，去完成復(fù)雜的監(jiān)測和感知任務(wù)。例如數(shù)據(jù)融合。2），傳感器網(wǎng)絡(luò)的一些節(jié)能方案是利用時間同步來實(shí)現(xiàn)的。如休眠/喚醒機(jī)制，同步機(jī)制為本地時鐘提供相同的時鐘基準(zhǔn)。時間同步協(xié)議的特點(diǎn)結(jié)點(diǎn)造價低，體積小，不安裝同步器件結(jié)點(diǎn)無人值守，有限能量，偵聽通信會消耗能量，運(yùn)行同步協(xié)議需考慮消耗的能量。現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的時間同步機(jī)制關(guān)注于最小化同步誤差來達(dá)到最大的同步精度方面，很少考慮計(jì)算和通信的開銷及能量消耗。TPSN協(xié)議的操作過程前提條件：假設(shè)每個傳感器結(jié)點(diǎn)都有唯一的標(biāo)識號ID；結(jié)點(diǎn)間的無線通信鏈路是雙向的，通過雙向的消息交換實(shí)現(xiàn)結(jié)點(diǎn)間的時間同步；將整個網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有結(jié)點(diǎn)按照層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行管理，負(fù)責(zé)生成和維護(hù)層次結(jié)構(gòu)。第一個階段生成層次結(jié)構(gòu)，第二個階段實(shí)現(xiàn)所有樹節(jié)點(diǎn)的時間同步。什么是TPSN同步協(xié)議：采用層次結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的時間同步；所有結(jié)點(diǎn)按照層次結(jié)構(gòu)進(jìn)行邏輯分級，表示結(jié)點(diǎn)到根結(jié)點(diǎn)的距離；通過基于發(fā)送者—接收者的結(jié)點(diǎn)對方式，每個結(jié)點(diǎn)與上一級的一個結(jié)點(diǎn)進(jìn)行同步，從而最終所有結(jié)點(diǎn)都與根結(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)時間同步。傳感器網(wǎng)絡(luò)的定位方法分類：根據(jù)是否依靠測量距離，分為基于測距的定位和不需要測距的定位；根據(jù)部署的場合不同，分為室內(nèi)定位和室外定位；根據(jù)信息收集的方式，網(wǎng)絡(luò)收集傳感器數(shù)據(jù)稱為被動定位，節(jié)點(diǎn)主動發(fā)出信息，用于定位稱為主動定位。定位的含義：指自組織的網(wǎng)絡(luò)通過特定方法提供節(jié)點(diǎn)的位置信息。能量管理的意義：隨著通信距離的增加，能耗急劇增加，通常為了降低能耗，應(yīng)盡量減小單跳通信距離。多個短距離跳的數(shù)據(jù)傳輸比一個長跳的傳輸能耗會低些。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中要減少單跳通信距離，盡量使用多跳短距離的無線通信方式。傳感器節(jié)點(diǎn)通常由四個部分組成：處理器單元、無線傳輸單元、傳感器單元和電源管理單元。傳感器單元能耗與應(yīng)用特征相關(guān)，采樣周期越短、采樣精度越高，能耗越大。由于傳感器單元的能耗要比處理器單元和無線傳輸單元的能耗低得多，可以忽略，通常只討論處理器單元和無線傳輸單元的能耗問題。傳感器網(wǎng)絡(luò)的電源節(jié)能方法1）休眠機(jī)制2）數(shù)據(jù)融合數(shù)據(jù)融合的定義：1）數(shù)據(jù)融合是多信源，多層次的處理過程，每個層次代表信息的不同抽象程度。2）數(shù)據(jù)融合過程包括數(shù)據(jù)的檢測，關(guān)聯(lián)，估計(jì)與合并3）數(shù)據(jù)融合的輸出包括低層次上的狀態(tài)身份估計(jì)和高層次上的總戰(zhàn)術(shù)態(tài)勢的評估數(shù)據(jù)融合的作用：提高信息的準(zhǔn)確性和全面性降低信息的不確定性提高系統(tǒng)的可靠性增加系統(tǒng)的實(shí)時性29、定向擴(kuò)散路由協(xié)議是一種基于查詢的路由機(jī)制。擴(kuò)散節(jié)點(diǎn)通過興趣信息發(fā)出查詢?nèi)蝿?wù)，釆用洪泛方式傳播興趣信息到整個區(qū)域或部分區(qū)域內(nèi)的所有傳感器節(jié)點(diǎn)。興趣信息用來表示查詢的任務(wù)，表達(dá)了網(wǎng)絡(luò)用戶對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)感興趣的具體內(nèi)容，例如監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度和光照等數(shù)據(jù)。在興趣信息的傳播過程中，協(xié)議將逐跳地在每個傳感器節(jié)點(diǎn)上建立反向的從數(shù)據(jù)源到匯聚節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳輸梯度，傳感器探測節(jié)點(diǎn)將釆集到的數(shù)據(jù)沿著梯度方向傳送給匯聚節(jié)點(diǎn)。1、通信與組網(wǎng)技術(shù)通信處于傳感器網(wǎng)絡(luò)的最底層，包括物理層及MAC層；主要解決實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的點(diǎn)到點(diǎn)或則點(diǎn)到多點(diǎn)的傳輸問題，為上層組網(wǎng)提供通信服務(wù)；同時滿足傳感器網(wǎng)絡(luò)大規(guī)模、低成本、低功耗及魯棒性等要求組網(wǎng)技術(shù)以底層通信技術(shù)為基礎(chǔ)，建立一個可靠且具有嚴(yán)格功耗預(yù)算的通信網(wǎng)絡(luò)，向提供服務(wù)支持；網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)，傳輸層負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆?wù)質(zhì)量保障；在資源消耗與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)性能之間平衡。2、物理層的定義答：物理層為建立、維護(hù)和釋放數(shù)據(jù)鏈路實(shí)體之間的二進(jìn)制比特傳輸?shù)奈锢磉B接，提供機(jī)械的、電氣的、功能的和規(guī)程性的特性。3、物理層的主要功能如下：答：①為數(shù)據(jù)終端設(shè)備提供傳送數(shù)據(jù)的通路。傳輸數(shù)據(jù)，物理層要形成適合傳輸需要的實(shí)體，為數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)，保證數(shù)據(jù)能在物理層正確通過，并提供足夠的帶寬，以減少信道的擁塞。（數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞侥軡M足點(diǎn)到點(diǎn)、一點(diǎn)到多點(diǎn)、串行或并行、半雙工或全雙工、同步或異步傳輸?shù)男枰┢渌芾砉ぷ?，如信道狀態(tài)評估、能量檢測等4、物理方式：點(diǎn)對點(diǎn)，多點(diǎn)連接或廣播連接傳輸介質(zhì)種類：架空明線、平衡電纜、同軸電纜、光纖、雙絞線和無線信道等5、物理接口的四個特性：機(jī)械特性，電氣特性，功能特性，規(guī)程特性6、物理層的主要技術(shù)包括：介質(zhì)（電磁波和聲波）的選擇、頻段的選擇、調(diào)制技術(shù)和擴(kuò)頻技術(shù)。7、無線電波：全方向傳播信號，它能向任意方向發(fā)送無線信號，所以發(fā)射方和接收方的裝置在位置上不必要求很精確的對準(zhǔn)。8、基帶信號：通常信號源的編碼信息（即信源）含有直流分量和頻率較低的頻率分量。（通常將帶通信號稱為已調(diào)信號，而基帶信號稱為調(diào)制信號。）9、調(diào)制技術(shù)：通過改變高頻載波的幅度、相位或頻率，使其隨著基帶信號幅度的變化而變化。解調(diào)：是將基帶信號從載波中提取出來以便預(yù)定的接收者（信宿）處理和理解的過程。10、根據(jù)調(diào)制基帶信號的類型，可以將調(diào)制分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制（主流的調(diào)制技術(shù)）。11、調(diào)制：幅移鍵控（ASK）、頻移鍵控（FSK）和相移鍵控（PSK）。（頻率和相位主流）原理如下：頻率：用二進(jìn)制數(shù)字序列的數(shù)字基帶信號去控制連續(xù)高頻載波的幅度（1有載波輸出，0無）相位：用二進(jìn)制數(shù)字基帶信號控制高頻載波的相位，載波相位的選取。（絕對相位PSK相對相位DPSK）12、擴(kuò)頻技術(shù)：是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴(kuò)展是通過一個獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實(shí)現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)。擴(kuò)頻技術(shù)的三個意思：1、信號的頻譜被展寬了2、采用擴(kuò)頻碼序列調(diào)制的方式來展寬信號頻譜3、在接受端用相關(guān)解調(diào)（或相干解調(diào)）來解擴(kuò)13、香農(nóng)公式：C=Wlog2（l+S/N）；式中：W是信道帶寬（赫茲），S是信號功率（瓦），N是噪聲功率（瓦）。結(jié)論：在給定的傳輸速率C不變的條件下，頻帶寬度W和信噪比S/N是可以互換的。即可通過增加頻帶寬度的方法，在較低的信噪比情況下，傳輸信息。14、擴(kuò)展頻譜換取信噪比要求的降低，正是擴(kuò)頻通信的重要特點(diǎn)，并由此為擴(kuò)頻通信的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。14擴(kuò)頻技術(shù)按照工作方式:直接序列擴(kuò)頻（DSSS）；跳頻（FHSS）；跳時（THSS）；寬帶線性調(diào)頻擴(kuò)頻（chirp-SS,簡稱切普擴(kuò)頻）。15、擴(kuò)頻通信與一般無線通信系統(tǒng)相比，主要是在發(fā)射端增加了擴(kuò)頻調(diào)制，而在接收端增加了擴(kuò)頻解調(diào)。16、擴(kuò)頻技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)包括：易于重復(fù)使用頻率，提高了無線頻譜利用率;抗干擾性強(qiáng)，誤碼率低;隱蔽性好，對各種窄帶通信系統(tǒng)的干擾很