無線感測器網路許毅課後習題

A. 無線感測器網路

無線感測器網路(wirelesssensornetwork，WSN)是綜合了感測器技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術和無線通信技術，能夠協作地實時監測、感知和採集網路分布區域內的各種環境或監測對象的信息，並對這些數據進行處理，獲得詳盡而准確的信息。傳送到需要這些信息的用戶。它是由部署在監測區域內大量的廉價微型感測器節點組成，通過無線通信方式形成一個多跳的自組織的網路系統。感測器、感知對象和觀察者構成了感測器網路的三要素。
無線感測器網路作為當今信息領域新的研究熱點，涉及到許多學科交叉的研究領域，要解決的關鍵技術很多，比如：網路拓撲控制、網路協議、網路安全、時間同步、定位技術、數據融合、數據管理、無線通信技術等方面，同時還要考慮感測器的電源和節能等問題。
所謂部署問題，就是在一定的區域內，通過適當的策略布置感測器節點以滿足某種特定的需求。優化節點數目和節點分布形式，高效利用有限的感測器網路資源，最大程度地降低網路能耗，均是節點部署時應注意的問題。
目前的研究主要集中在網路的覆蓋問題、連通問題和能耗問題3個方面。
基於節點部署方式的覆蓋：1)確定性覆蓋2)自組織覆蓋
基於網格的覆蓋：1)方形網格2)菱形網格
被監測目標狀態的覆蓋：1)靜態目標覆蓋2)動態目標覆蓋
連通問題可描述為在感測器節點能量有限，感知、通信和計算能力受限的情況下，採用一定的策略(通常設計有效的演算法)在目標區域中部署感測器節點，使得網路中的各個活躍節點之間能夠通過一跳或多跳方式進行通信。連通問題涉及到節點通信距離和通信范圍的概念。連通問題分為兩類：純連通與路由連通。
覆蓋中的節能對於覆蓋問題，通常採用節點集輪換機制來調度節點的活躍／休眠時間。連通中的節能針對連通問題，也可採用節點集輪換機制與調整節點通信距離的方法。而文獻中涉及最多的主要是從節約網路能量和平衡節點剩餘能量的角度進行路由協議的研究。

B. 無線感測器定義及其應用實例解析

無線感測器，看到這個代名詞，我想大多數人是一頭霧水，一臉表現出很茫然的樣子。這也並不奇怪，無線感測器，目前還只運用於一些大型檢測工作中，自然而然，能夠接觸到它的也就只是一些專業的工作人員了。比如它可以監測地震，然後將監測到的信息通過無線網路傳輸到檢測中心的無線網卡，直接送入到計算機里邊兒。既然我們對它有這么多的疑惑，那接下來我就將向大家介紹介紹什麼是無線感測器定義以及它的一些應用實例。

無線感測器的組成模塊封裝在一個外殼內，在工作時它將由電池或振動發電機提供電源，構成無線感測器網路節點，由隨機分布的集成有感測器、數據處理單元和通信模塊的微型節點，通過自組織的方式構成網路。它可以採集設備的數字信號通檔喚過無線感測器網路傳輸到監控中心的無線網關，直接送入計算機，進行分析處理。如果需要，無線感測器也可以實時傳輸採集的整個時間歷程信號。監控中心也可以通過網關把控制、參數設置等信息無線傳輸給節點。數據調理採集處理模塊把感測器輸出的微弱信號經過放大，濾波等調理電路後，送到模數轉換器，轉變為數字信號，送到主處理器進行數字信號處理，計算出感測器的有效值，位移值等。

橋梁健康檢測及監測

橋梁結構健康監測(SHM)是一種基於感測器的主動防禦型方法，可以彌補目前安全性能十分重要的結構中，把感測器網路安置到橋梁、建築和飛機中，利用感測器進行SHM是一種可靠且不昂貴的做法，可以在第一時間檢測到缺陷的形成。這種網路可以提早向維修人員報告在關鍵結構中出現的缺陷，從而避免災難性事故。

糧倉溫濕度監測

無線感測器網路技術在糧庫糧倉溫度濕度監測領域應用最為普遍，這是由於糧庫糧倉溫度濕度的測點多，分布廣，使用縱橫交錯的信號線會降低防火安全系數，應用無線感測器網路技術具有低功耗，低成本，布線簡單，安裝方便，易於組網，便於管理維護等特點。

混凝土澆灌溫度監測

在混凝土施工過程中，將數字溫度感測器裝入導熱良好的金屬套管內，可保證感測器對混凝土溫度變化作出迅速的反應。每個溫度監測金屬管接入一個無線溫度節點，整個現場的無線溫度節點通過無線網路傳輸到施工監控中心，不需要在施工現場布放長電纜，安裝布放方便，能夠有效解決溫度測量點因為施工人員損壞電纜造成的成活率較低的問題.

地震監測

通過使用由大量互連的微型感測器節點組成的感測器網路，可以對不同環境進行不間斷的高精度數據搜集。採用低功耗的無線通信模塊和無線通信協議可以使感測器網路的生命期延續很長時間。保證了感測器網路的實用性。

無線感測器網路相對於傳統的網路，其最明顯的特色可以用六個字來概括即：「自旅禪組織，自癒合」。這些特點使得無線感測器網路能夠適應復雜多變的環境，去監測人力難以到達的惡劣環境地區。BEETECH無線感測器網路節點體積小巧,不需現場拉線供電，非常方便在應急情況下進行靈活部署監測並預測地質災害的發生情況。

建築物振動檢測

建築物懸臂部分不會因為旁邊公路及地鐵交通所引發的振動而超過舒適度的要求;通過現場測量，收集數據以驗證由公路及地鐵交通所引發的振動與主樓懸臂振動之相互關系;同時，通過模態分析得到主樓結構在小振幅脈動振動工況下前幾階振動模態的阻尼比，為將來進行結構的小振幅動力分析提供關鍵數據。

以上這些看起來很「翻番復雜」的文字呢，就是對無線感測器定義以及它的一些應用實例的解析了，這些也都是我所能了解到的知識信息了，對於無線感測器還有很多與其相關的知識信息，但是在這里我也只能給大家提供這么多了。雖然在我們的日常生活中並不會親身接觸到無線拆蠢塵感測器，但是它卻一直在我們的身邊，給予我們幫助，為我們「保駕護航」。

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C. 無線感測器網路 畢業設計求助

基於農業環境無線感測器網路性能評估
[摘要]隨著無線感測器網路應用研究的不斷深入，通過實際感測器節點建立網路進行網路測試越來越受到人們的重視。綜合大量無線感測器網路性能研究的技術文獻和最新研究結果，提出對農業環境WSN網路性能參數。
[關鍵詞]無線感測器網路 性能測試 部署
一、引言
近年來隨著研究的深入與技術的成熟，以應用為背景，基於WSN的試驗越來越多地涌現出來，WSN正處於從研究到應用的過渡階段。對WSN網路性能的分析與評價是網路節點與部署的前提，對WSN網路性能進行分析，評價，獲得網路性能的總體情況，可以評估，鑒定和驗收一個現有網路；對一個新的待建設網路，其方案的論證也極大地依賴於如何分析和評價網路的性能。
原文鏈接：http://www.lunwenw.net/Html/tongxixue/144844137.html

基於TinyOS無線感測器網路的農業環境監測系統設計
摘要：針對傳統農業環境監測系統的局限性，設計了一種基於無線感測器網路的農業環境監測系統，給出了農業環境監測系統的體系結構，重點設計了使用MSP4300和CC2420晶元的感測器節點硬體結構和基於TinyOS操作系統構架的軟體流程，系統可以對目標監測區內的溫度、濕度、光照度等農業環境信息進行實時監測、可靠傳輸。解決了傳統農業環境監測中存在的問題，為無線感測器網路應用於農業環境監測做出探索性研究。
關鍵詞：無線感測器網路；TinyOS；精準農業；環境監測
准確實時的信息供給是精準農業的必須前提，精準農業的實現首先在於認識農田內農作物生長環境和生長情況的差異，而這必須依賴於各種先進的感測器，如大氣溫度、大氣濕度、風速、太陽輻射、作物生長情況、作物產量等各種類型感測器。如何將這些感測器採集的信息及時准確地收集，為農業專家提供決策並制定農田變數作業處方的主要數據源和參數，一直是一個難題。近年來，出現了許多採用無線公共網路和無線網路等無線通訊方式進行農、林、牧業的遠程監測的研究。這些無線通信技術的優勢是傳輸速度快、信息量大、可遠距離傳輸，但都存在功耗高、時延長、通信費用高等因素制約，使其很難廣泛地應用到農業環境監測中。
原文鏈接：http://www.lunwenw.net/Html/tongxixue/144720547.html

無線感測器網路在農作物環境信息監測中的應用
摘 要：感測器已經被廣泛的應用於工業、軍事等方面。由感測器節點構成的無線網路也已經成為現今研究的熱門問題。無線感測器網路在農業中尤其是在農作物信息檢測中的運用是將智能化、自動化應用於農業中的最好的手段之一，而選擇良好的協議標准也將會是解決問題的關鍵。
關鍵詞：協議；無線感測器網路；作物信息
1 引言
隨著網路的迅猛發展，對於網路的使用范圍越來越寬廣，而集感測器技術、微機電系統技術、無線通信技術、嵌入式計算機技術、分布式信息處理技術和無線通信技術於一體的無線感測器網路就成為當今研究的熱點。無線感測器網路是一個多學科交叉的綜合性科學研究領域，對於其網路所分布的區域內的各種環境和檢測對象的信息能夠進行實吋的監控、感知和採集，並且將這些信息先進行處理，然後通過無線方式傳輸給監控主機或者需要使用這些信息的用戶。正是因為這種廣泛的用途，使得無線感測器網路在眾多領域如農業、軍事、智能家居、森林保護等方面有著實際的用途和研究價值。
原文鏈接：http://www.lunwenw.net/Html/tongxixue/144546725.html

D. 簡述無線感測器網路的特點。

簡述無線感測器網路的特點如下：

感測器網路的特點有緊密性，敏感性，互通性 。

感測器網路特點

感測網路的節點間距離很短，一般採用多跳的無線通信方式進行通信。感測器網路可以在獨立的環境下運行，也可以通過網關連接到Internet，使用戶可以遠程訪問。

感測器網路綜合了感測器技術、嵌入式計算技術、現代網路及無線通信技術、分布式信息處理技術等，能夠通過各類集成化的微型感測器協作地實時監測、感知和採集各種環境或監測對象的信息。

通過嵌入式系統對信息進行處理，並通過隨機自組織無線通信網路以多跳中繼方式將所感知信息傳送到用戶終端。從而真正實現「無處不在的計算」理念。

E. 無線感測器網路協調目標跟蹤問題中的協調主要體現在哪些方面

無線感測器網路協調目標跟蹤問題中的協調主要體現在能量管理協調以及任務分配協調等方面。
1、能量管理協調：感測器節點的能量有限，需要對能量進行有效的管理。在目標跟蹤過程中，需要通過協調機制，對不同節點的能量消耗進行平衡，避免某些節點因為能量消耗過大而導致網路失效。
2、任務分配協調：在無線感測器網路中，每個節點都需要完成一定的任務，如採集數據、傳輸喊消數據等。在目標跟蹤過程中，需要對不同節點的任務進行分配，協調鄭談知節點之間的任務完成，從而保證整個網路的任務能夠高效完成侍譽。

F. 簡述無線感測器網路的路由過程的步驟是什麼

某一個設備發出路由請求命令幀，啟動路由發現過程;對應的接受設備收到該命令後，回復應答命令幀;對潛在的各條路徑開銷(跳轉次數、延遲時間)，進行評估比較;將評估確定之後的最佳路徑由記錄添加到此路徑上各個設備的路由表中。
根據查詢網路題庫試題：簡述無線感測器網路的路由過程的步驟是什麼。答案是
(1)某一個設備橋塌發出路由請求命令幀，啟動路由發現過程;
(2)對應的接受設備收到該命令後，回復應答命令幀;
(3)對潛在的各條路徑開銷(跳轉次數、延遲時間)，進行評估比較;
(4)將評估確定之後的最佳路徑由記錄添加到此路徑上各個設備的路由表中。
無線感測器網路(Wireless Sensor Networks， WSN)是一種分布式感測網帶喚絡，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的敏行圓感測器。WSN中的感測器通過無線方式通信，因此網路設置靈活，設備位置可以隨時更改，還可以跟互聯網進行有線或無線方式的連接。

G. 無線感測網路的問題

涉及的內容是挺多的，
1.硬體方面的（目前處除了軍用，或其他一些特定應用外，我們國家很多感測器晶元用的還都是國外的，沒有過硬的技術啊）。
2.無線感測器網路協議研究。根據感測器網路自身的特點，結合應用，量身打造更合適的通信協議。
3.軟體方面的。目前有系統級別的Tiny OS，編程語言nesC，針對特定應用編寫輕量級程序。
4.無線感測器數據管理層面。可以研究網路數據流挖掘之類的。

哪個最有前景？1最有發展空間，但難度大。3是基礎，最容易上手，想有突破很難。2和4，自己想吧。

以上都是個人粗淺見解，做個參考。

H. 5、簡要的說明無線感測器中的關鍵支撐技術,試舉出幾個應用關鍵技術的例子

作為一種新興的信息獲取和處理技術,無線感測器網路日益成為學術界及工業界關注的重點.鑒於感測器網路中節點移動的不可避免性和必要性,在考慮了無線感測器網路中移動節點的功能需求的基礎上,設計並實現了一種雙輪差分驅動,SMA模塊化電子系統結構的MDmoteZ移動節點.並且,針對室外應用環境的應用需求,設計並實現了一種四輪驅動的4WDmoteZ移動節點.同時,建立了一個基於無線感測器網路的網路覆蓋實例,從而為下面章節的節點部署與網路修復,以及定位與跟蹤等的研究提供了有效平台支撐.本文首先針對無線感測器網路中節點部署和網路修復問題展開討論,提出一種基於柵格簇劃分的優化覆蓋探測部署演算法,在每個柵格內移動節點通過Z形環境探測策略以完成柵格內的節點部署,同時,針對Dijstra最短路徑演算法進行改進,在更新最短路徑值與選擇最短路徑值最小的結點時,僅僅涉及結點的鄰居母親結點集合及標識集合中所有結點的鄰居母親結點集合與已標識集合的差集,因此減少了參與選擇計算的結點,進而提高了移動節點執行網路修復時的路徑規劃效率.在感測器網路中,位置信息對感測器網路的監測活動至關重要.提出了一種針對無線感測器網路的自適應定位演算法。

I. 計算機通信網協議部分的題

如果每個傳芹告感器，有自己悄睜的ip通過區域網連接到路由器，路由器通過啟首歲無線發送給可視化設備，通訊協議用tcp或者http都可以的，