无线传感网络大作业
考试形式：□专题研究报告□论文√大作业□综合考试学生姓名：
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序号分项类别得分序号分项类别得分序号分项类别得分1题目一11题目一21题目二一2题目二12题目二22题目二二3题目三13题目三23题目二三4题目四14题目四24题目二四5题目五15题目五25题目二五6题目六16题目六26题目二六7题目七17题目七27题目二七8题目八18题目八28题目二八9题目九19题目九29题目二九10题目20题目二总分评阅人：
时间：1、分析WSN和Ad hoc网络特征的相同之处和不同点。

答：相同点：基本不需要人的干预，大部分工作是以自组织的方式完成的，二者都是自组织网络，网络自动配置，动态拓扑结构，需要考虑网络的安全性。

二者的研究都是追求低功耗的自组织网络设计。

不同点：Ad hoc网络可以用于没有无线基础设施存在或出于费用和安全方面的考虑不方便设置无线基础设施的场合，而传感器很多时候被布置在近地环境中，地波吸收现象不能被忽视，并且高密度布置的传感器网络中的多用户接口也造成了很高的误比特率。

作为移动通信的两种基本组网模式之一，Ad hoc 网络中的传输模型是典型的多对多式，而传感器网中的传输
模型更偏向于分层次模型（多对一传输）。

一般来说，无线传感器网络的节点比典型的移动终端或手持设备有更多的资源受限要求，但对于计算的要求则是可有可无的，当需要执行计算任务时，如果通信成本比计算成本低，计算任务就被送到中心节点去执行。

Ad hoc网络拓扑结构动态变化，而WSN网络拓扑结构是静态的。

2、WSN和传统无线宽带网络在设计中，各自的首要设计目标是什么？答：WSN的首要设计目标是能源的高效利用。

通常传感器节点都由能量有限的电池提供能量,且在实际应用中由于传感器节点数量多,分布广,部署环境复杂,因而在大多数部署环境中通过更换电池或充电的方式来补充能量是不可行的。

能量有限是WSN 发展的一个瓶颈。

因此,如何合理有效地使用现有能量最大化WSN 的生命周期便成了首要的设计目标。

其中生命周期是指从网络开始正常运行到第一个节点由于能量耗尽所经历的时间。

无线宽带网络的首要设计目标传统宽带无线网络的首要设计目标是提供高服务质量和高效带宽利用，其次才考虑节约能源。

3、无线传感器网络的特点？
答：无线传感器网络有以下一些特点：（1）计算和存储能力有限。

传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求它价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。

为了完成各种任务，传感器节点需要利用有限的计算和存储资源完成监测数据的采集和转换、数据的管理和处理、应答汇聚节点的任务请求和节点控制等多种工作。

（2）动态性强。

传
感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变，环境因素或电能耗尽造成的传感器节点出现故障或失效；环境条件变化可能造成无线通信链路带宽变化，甚至时断时通；传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三个要素都可能具有移动性；新节点的加入。

这就要求传感器网络系统要能够适应这种变化，具有动态的系统可重构性。

（3）网络规模大、密度高。

为了获取尽可能精确、完整的信息，无线传感器网络通常密集部署在大片的监测区域内，传感器节点数量可能达到成千上万，甚至更多。

大规模网络通过分布式处理大量的采集信息能够提高监测的精确度，降低对单个节点传感器的精度要求；通过大量冗余节点的协同工作，使得系统具有很强的容错性并且增大了覆盖的监测区域，减少盲区。

（4）可靠性。

传感器网络特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，传感器节点可能工作在露天环境中，遭受太阳的暴晒或风吹雨淋，甚至遭到无关人员或动物的破坏。

传感器节点往往采取随机部署，如通过飞机撒播或发射炮弹到指定区域进行部署。

这些都要求传感器节点非常坚固，不易损坏，适应各种恶劣环境条件。

由于监测区域环境的限制以及传感器节点数目巨大，不可能人工“照顾”每个传感器节点，网络的维护分困难甚至不可维护。

传感器网络的通信保密性和安全性也分重要，要防止监测数据被盗取和获取伪造的监测信息。

因此，传感器网络的软硬件必须具有鲁棒性和容错性。

（5）应用相关。

不同的应用背景对传感器网络的要求不同，其硬件平台、软件系统和网络协议
必然会有很大差别。

只有让系统更贴近应用，才能做出最高效的目标系统。

针对每一个具体应用来研究传感器网络技术，这是传感器网络设计不同于传统网络的显著特征。

（6）以数据为中心。

在传感器网络中人们只关心某个区域某个观测指标的值，而不会去关心具体某个节点的观测数据，以数据为中心的特点要求传感器网络能够脱离传统网络的寻址过程，快速有效的组织起各个节点的信息并融合提取出有用信息直接传送给用户。

例如，在应用于目标跟踪的传感器网络中，跟踪目标可能出现在任何地方，对目标感兴趣的用户只关心目标出现的位置和时间，并不关心哪个节点检测到目标。

事实上，在目标移动的过程中，必然是由不同的节点提供目标的位置信息。

4、802、
15、4协议的特点，包括主要的针对的应用场合、解决传输误码的方法，说明和ZIGBEE、6LoWPAN的层次关系。

答：802、
15、4协议的特点：（1）802、
15、4是一个低数据率的WPAN(LR-AN)标准，它具有复杂度低、成本极少、功耗很小的特点，能在低成本设备之间进行低数据率的传输。

（2）IEEE802、
15、4定义了两个物理层标准，分别是2、4GHz物理层和
868/915MHz物理层。

两个物理层都基于直接序列扩频(DSSS)，使用相同的物理层数据包格式，区别在于工作频率、调制技术、扩频码片长度和传输速率。

（3）IEEE802、
15、4支持多种网络拓扑结构。

最简单的一种是星型网，只有一个网络协调器，连接多个从设备。

为了降低系统成本，
IEEE802、
15、4定义了两种物理设备—GPS时间系统。

这就需要地面站监测每颗卫星的时间，求出钟差，然后由地面注入站发给卫星，卫星再由导航。