12573 无线传感网技术文档格式.docx

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四、课程的重点和难点

本课程的重点是掌握无线传感网技术的体系结构以及通信协议，以及在工程应用中采取的典型技术方法，难点是理解无线传感网定位技术、时间同步和网络安全的典型算法。

Ⅱ考核目标

本大纲在考核目标中，按照识记、领会、简单应用和综合应用四个层次规定其应达到的能力层次要求。

四个能力层次是递升的关系，后者必须建立在前者的基础上。

各能力层次的含义是：

识记（Ⅰ）：

要求考生能够识别和记忆本课程中有关传感网的相关名词、概念、知识的含义，并能够根据考核的不同要求，进行正确的表述和选择。

领会（Ⅱ）：

要求考生能够领悟和理解本课程中有关传感网的概念、理论和方法技巧的内涵及外延，理解相关传感网知识的区别和联系，并能根据考核的不同要求对相关传感网知识进行论证，做出正确的解释和说明。

简单应用（Ⅲ）：

要求考生能够根据已知的传感网技术的一个知识点，分析和解决有关的传感网理论问题和实际问题，并得出正确的结论。

综合应用（Ⅳ）：

要求考生能够根据已知的传感网知识的多个知识点，分析和解决有关的传感网理论问题和实际问题，并得出解决问题的综合方案。

Ⅲ课程内容与考核要求

第一章无线传感器网络简介

一、学习目的与要求

通过本章学习，要求了解短距离无线网络概述，理解无线传感器网络发展历程；

掌握无线传感器网络的特征，掌握传感器网络的关键技术；

熟悉无线传感器网络的应用。

二、课程内容

1.1短距离无线网络概述

1.2无线传感器网络发展历程

1.3无线传感器网络的特征

1.4传感器网络的关键技术

1.5无线传感器网络的应用

三、考核知识点与考核要求

1.短距离无线网络概述

识记：

短距离无线通信的特点；

常用短距离无线通信技术基本概念。

2.无线传感器网络发展历程

ALOHA协议；

PRNET系统；

Amateur分组无线网络。

领会：

无线局域网；

无线个域网；

无线自组织网络。

3.无线传感器网络的特征

传感器网络的特点；

传感器节点的限制。

4.传感器网络的关键技术

网络拓扑控制；

网络协议；

网络安全；

数据融合；

数据管理；

无线通信技术；

时间同步；

定位技术；

嵌入式操作系统；

应用层技术。

5.无线传感器网络的应用

环境监测；

建筑物质量监控；

其他方面的应用。

应用：

军事应用；

智能家居；

医疗护理。

四、本章重点、难点

首先，了解短距离无线网络概述。

其次，了解无线传感器网络发展历程。

再次，掌握无线传感器网络的特征和关键技术。

最后，理解无线传感器网络的应用。

本章难点在于领会传感器网络的特点和节点的限制。

第二章无线传感器网络体系结构

通过本章学习，要求了解无线传感器网络体系结构概述，理解无线传感器网络体系结构；

掌握物理体系结构，掌握软件体系结构；

熟悉网络的协议栈和通信体系结构。

2.1体系结构概述

2.2无线传感器网络体系结构

2.2.1无线传感器网络物理体系结构

2.2.2无线传感器网络软件体系结构

2.2.3无线传感器网络的协议栈

2.2.4无线传感器网络通信体系结构

1.体系结构概述

无线传感网系统描述；

传感节点能力；

目标类型。

多跳对等通信方式；

传感网体系结构；

观测节点身份。

2.物理体系结构

无线传感网系统架构；

汇聚节点；

管理节点。

传感器节点功能模块。

3.软件体系结构

应用系统架构；

软件体系层次。

无线传感器网络中间件。

4.网络协议栈及通信体系结构

无线传感器网络协议栈层次及平台。

无线传感器网络各层次功能。

本章重点是掌握无线传感器网络体系结构，难点在于理解无线传感器网络各层次功能。

第三章路由协议

通过本章学习，要求掌握路由协议基本概念和分类，理解并掌握无线传感器网络典型路由协议，了解常见路由协议综合性能。

3.1概述

3.2路由协议分类

3.3典型路由协议分析

3.3.1平面路由协议

3.3.2层次路由协议

3.3.3协议综合比较

1.路由协议概述

路由协议基本概念；

路由协议固有特点。

路由协议新的问题和挑战；

路由协议设计要求。

2.路由协议分类

路由协议标准；

路由协议类型。

平面路由协议；

层次路由协议；

基于地址路由协议。

3.平面路由协议分析

Rumor协议；

EAR协议；

HREECN协议；

SMECN协议；

GEM协议。

Flooding/Gossiping协议；

DD路由协议；

SPIN路由协议；

SAR路由协议。

4.层次路由协议分析

层次结构基本概念；

层级机制优点；

层级机制优点缺点；

PEGASI协议；

TEEN协议；

SOP协议。

LEACH协议基本思想；

GAF协议；

GEAR协议；

SPAN协议。

LEACH协议簇头选择算法；

改进型LEACH算法过程；

本章重点学习内容在于掌握典型路由协议分类及主要思想，难点在于理解LEACH算法的过程和改进LEACH的主要思想。

第四章MAC协议

通过本章学习，要求了解MAC协议研究现状和趋势，理解影响WSN的MAC协议因素；

掌握MAC协议特点，掌握WSN的MAC协议设计策略；

熟悉典型的无线传感器网络MAC协议，了解MAC协议发展趋势。

4.1概述

4.1.1研究现状和趋势

4.1.2影响WSN的MAC协议因素

4.1.3协议特点

4.1.4WSN的MAC协议设计策略

4.2WSN的MAC协议分类

4.3MAC协议分析比较

4.3.1MAC协议分析

4.3.2MAC协议的比较

4.4小结

1.MAC协议概述

研究现状和趋势；

MAC协议分类。

影响WSN的MAC协议因素；

MAC协议特点。

2.MAC协议分析比较

C-TDMA协议；

SMACS/EAR协议；

LPL协议；

LMAC协议。

S-MAC协议；

T-MAC协议；

P-MAC协议；

Z-MAC协议。

典型MAC协议的特征比较；

3.MAC协议研究策略和发展趋势

节能研究策略；

跨层优化设计；

应用特点和业务模式；

能量有效性和其他性能指标的权衡；

安全问题。

本章重点学习内容在于掌握典型MAC协议分类及主要思想，难点在于理解IEEE802.11协议基础上的S-MAC协议，T-MAC协议TA时隙概念和P-MAC协议二进制字符串功能。

第五章拓扑控制

通过本章学习，要求了解拓扑控制概述，理解拓扑控制设计目标与研究现状；

掌握典型拓扑模型与拓扑控制算法，理解典型拓扑算法之间的性能比较。

5.1概述

5.2拓扑控制设计目标与研究现状

5.2.1拓扑控制的设计目标

5.2.2拓扑控制的研究现状

5.3拓扑模型与拓扑控制算法

5.3.1拓扑模型

5.3.2拓扑控制算法

5.4小结

1.拓扑控制概述

拓扑控制的重要性；

拓扑控制的发展和研究方向；

静态、动态节点概念；

可控部署、不可控部署概念。

2.拓扑控制设计目标与研究现状

拓扑控制要考虑的设计目标和相关概念；

功率控制型拓扑研究方向；

睡眠调度型拓扑研究方向。

3.拓扑模型

单位圆图；

准规则单位圆图。

Gabriel图；