无线传感网络大作业--基于ZigBee技术的室内环境监控系统.

基于ZigBee技术的室内环境监控系统目录

1 研究背景与意义 (1

2 研究内容 (1

3 ZigBee技术综述 (2

3.1 ZigBee特点 (2

3.2 ZigBee协议栈 (3

3.3 节点类型 (6

3.4 拓扑结构 (6

3.5 地址类型及ZigBee寻址 (7

4 室内环境监测系统设计 (8

4.1 系统架构 (8

4.2 硬件设计 (9

4.3 软件设计 (10

4.4 系统功能定义 (11

5 室内环境监控系统的特点 (12

6 总结 (13

7 参考文献 (13

基于ZigBee技术的室内环境监控系统

1 研究背景与意义

随着人类进入信息时代,计算机技术、通信技术及网络技术都得到了迅猛的发展与提高,人们对居住环境也提出了更高的要求,希望自己能居住在一个生活现代化、居住环境安全化和舒适化的生活空间。与此同时,生活节奏的不断加快,实时掌握大量信息和进行高效工作的需求日益凸显,但是繁重的家务和繁琐的家电操作占用人们大量的时间,这时就需要有一个方便快捷的智能化家居管理平台协助人们处理家居事务,将人们从家务和家电操作中解放出来。在这种需求的驱动下,智能家居的概念也就应运而生。人们希望通过这种技术将家庭中各种与信息相关的通讯设备、家用电器和家庭安防等装置连接到一个家庭智能化系统上进行集中或异地监视、控制和管理,保持这些家庭设施与住宅环境的和谐与协调一致,从而满足用户对居住环境的需求。智能家居系统的结构如图1所示:

图1 智能家居系统结构图

由图1可知,室内环境监控系统是智能家居系统中其必不可少的一部分,是实现智能家居系统功能的重要组成部分与基本条件,是给用户提供一个安全、舒适、便

捷的生活环境的重要手段。一个好的室内环境监控系统对于构建智能家居系统和提高用户的生活环境质量具有重要的意义。

2 研究内容

本文以基于ZigBee技术的室内环境监控系统为研究背景,利用ZigBee技术作为支撑平台,将温湿度传感器、光照传感器、雨滴传感器、火灾传感器及人体感应传感

器等传感器节点采集到的数据信息通过ZigBee 网络汇聚到网络中的网关节点,该网关节点再通过Wifi模块将处理后的数据传送给Android上位机软件,然后用户通过与上位机软件进行交互,通过显示的数据信息反馈控制诸如空调、电灯等电器,可营造一个安全、舒适、温馨的室内氛围。根据以上介绍,本文的研究内容主要包括以下几部分:

1.ZigBee协议介绍。详细介绍了ZigBee 协议中各层的功能及参考模型推荐。

2.ZigBee技术应用。本文通过这些传感器的协同感知打造一个更加人性化的室内环境,实现了温湿度传感器、光照传感器、雨滴传感器、火灾传感器及人体感应传感器等传感器的集成应用。例如通过温湿度传感器采集的数据反馈控制空调的工作参数,通过光照传感器采集的室内外光照信息,控制窗帘的闭合程度及灯光亮度的PWM调节等等。

3.本室内环境监控系统的整体架构、功能及各模块结构介绍。

4.本室内环境监控系统的硬件与软件设计。

3 ZigBee技术综述

3.1 ZigBee特点

ZigBee是一种短距离、低功耗的无线网络技术,主要由ZigBee联盟制定,其底层是采用IEEE 802.15.4 标准规范的MAC与PHY层。ZigBee 是一个标准,它为低

数据速率、窄带无线网络定义了一系列通信协议。ZigBee可工作在2.4GHz、

868MHz和915 MHz这3个频段上,分别具有最高250kbit/s、20kbit/s和40kbit/s的传输速率,它的传输距离在10-75m的范围内,但可以继续增加。作为一种无线通信

技术,ZigBee具有如下特点:

1.低功耗。由于ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算,ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间,这是其它无线设备望尘莫及的。

2.开发成本低。由于网络协议简单,开发时间成本较低,而且ZigBee 协议免除专利费。同时,各大半导体公司也设计出了适合ZigBee 技术规范的价格低廉的芯片,低成本对于ZigBee也是一个关键的因素。

3.时延短。通信时延和从休眠状态激活的时延都非常短,典型的搜索设备时延30ms,休眠激活的时延是15ms, 活动设备信道接入的时延为15ms。因此ZigBee 技术适用于对时延要求苛刻的无线控制应用。

4.网络容量大。一个星型结构的Zigbee网络最多可以容纳254个从设备和一个主设备,一个区域内可以同时存在最多100个ZigBee网络, 而且网络组成灵活。

5.可靠。采取了碰撞避免策略,同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙,避开了发送数据的竞争和冲突。MAC层采用了完全确认的数据传输模式,每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。如果传输过程中出现问题可以进行重发。

6.安全。ZigBee提供了基于循环冗余校验的数据包完整性检查功能,支持鉴权和认证,采用了AES-128的加密算法,各个应用可以灵活确定其安全属性。

3.2 ZigBee协议栈

ZigBee协议的体系结构如图2所示:

ZigBee协议体系结构

图2 ZigBee协议体系结构

ZigBee 协议栈建立在IEEE802.15.4 的PHY 层和MAC子层规范之上,它实现了网络层和应用层。在应用层内提供了应用支持子层和ZigBee设备对象,应用框架中则加入了用户自定义的应用对象ZigBee的体系结构由称为层的各模块组成。每一层为其上层提供特定的服务:即由数据服务实体提供数据传输服务;管理实体提供所有的其他管理服务。每个服务实体通过相应的服务接入点为其上层提供一个

接口,每个服务接入点通过服务原语来完成所对应的功能。

下面介绍一下各分层及其参考模型。

物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口,提供物理层服务和物理层管理服务。

图3 物理层参考模型

MAC层负责处理所有的物理无线信道访问,并产生网络信号、同步信号;支持PAN连接和分离,提供两个对等MAC实体之间可靠的链路。

图4 介质控制子层参考模型

网络层是ZigBee协议栈的核心部分。网络层主要实现节点加入或离开网络、接收或抛弃其他节点、路由查找及传送数据等功能。

图5 网络层参考模型

ZigBee应用层框架包括应用支持层、ZigBee设备对象和制造商所定义的应用对象。

应用支持层的功能包括:维持绑定表、在绑定的设备之间传送消息。

ZigBee设备对象的功能包括:定义设备在网络中的角色,发起和响应绑定请求,在网络设备之间建立安全机制。ZigBee设备对象还负责发现网络中的设备,并且决定向他们提供何种应用服务。

ZigBee应用层除了提供一些必要函数以及为网络层提供合适的服务接口外,一个重要的功能是应用者可在这层定义自己的应用对象。

应用程序框架:运行在ZigBee协议栈上的应用程序实际上就是厂商自定义的应用对象。

图6 应用层参考模型

3.3 节点类型

一般一个ZigBee 网络由一个协调器以及多个路由器和多个终端设备组成,如图7所示。

协调器路由器端节点

图7 ZigBee网络示意图

1.协调器

协调器负责启动整个网络。它也是网络的第一个设备。协调器选择一个通道和一个网络ID(也称之为PAN ID,随后启动整个网络。协调器也可以用来协助建立网络中安全层和应用层的绑定。协调器的角色主要涉及网络的启动和配置。一旦这些都完成后,协调器的工作就像一个路由器。

2.路由器

路由器的功能主要是允许其他设备加入网络,多跳路由和协助它自己的由电池供电的子终端设备的通讯。通常,路由器希望是一直处于活动状态,因此它必须使用主电源供电。但是当使用树型结构网络模式时,允许路由间隔一定的周期操作一次,这样就可以使用电池给其供电。

3.终端设备

终端设备没有特定的维持网络结构的责任,它可以睡眠或者唤醒,因此它可以是一个电池供电设备。通常,终端设备对存储空间的需要比较小。

3.4 拓扑结构

ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支持3种拓扑结构,包括星型结构、网状结构和簇树型结构,如图8所示。

协调器路由器端节点星型网络网状网络树状网络

图8 拓扑结构

星型网络星型网络由一个PAN 协调器和多个终端设备组成,只存在PAN 协调器与终端的通讯,终端设备间的通讯都需通过PAN 协调器的转发。

网状网络网状网络是树状网络基础上实现的,与树状网络不同的是,它允许网络中所有具有路由功能的节点直接互连,由路由器中的路由表实现消息的网状路由。该拓扑的优点是减少了消息延时,增强了可靠性,缺点是需要更多的存储空间开销。

树状网络树状网络由一个协调器和一个或多个星状结构连接而成,设备除了能与自己的父节点或子节点进行点对点直接通讯外,其他只能通过树状路由完成消息传输。

3.5 地址类型及ZigBee寻址

ZigBee设备有两种类型的地址。一种是64位IEEE地址,即MAC地址,另一种是16位网络地址。64位地址是全球唯一的地址,设备将在它的生命周期中一直拥有它。它通常由制造商或者被安装时设置。这些地址由IEEE来维护和分配。16位网

络地址是当设备加入网络后分配的。它在网络中是唯一的,用来在网络中鉴别设备和发送或接收数据。下面是寻址方式介绍:

1.单点传送

单点传送是标准寻址模式,它将数据包发送给一个已经知道网络地址的网络设备。

2.间接传送

当应用程序不知道数据包的目标设备在哪里的时候,使用该模式。

3.广播传送

当应用程序需要将数据包发送给网络的每一个设备时,使用该模式。

4.组寻址

当应用程序需要将数据包发送给网络上的一组设备时,使用该模式。

4 室内环境监测系统设计

4.1 系统架构

根据室内环境与ZigBee技术的特点,本文设计的基于ZigBee技术的室内环境

监控系统主要由多种传感器节点、路由器节点、网关节点与上位机软件组成。其中,网关节点与传感器节点分别充当ZigBee网络中的协调器节点与端节点的角色,上位机软件通过Wifi与网关进行通讯,可以实时了解室内环境的相关参数及进行手动调节。本文设计的室内环境监控系统的结构图如图9所示:

图9监控系统结构图

由上图可知,在本系统中,传感器节点主要负责数据的采集与发送;路由器节点主要负责网络的管理与数据的转发,当检测范围较大时,可通过增加路由器节点扩大网络的覆盖范围;网关节点主要负责网络的建立、节点的管理、数据的处理以及和上位机软件进行通讯。整个ZigBee网络采用树型拓扑结构,传感器节点是整个网络的叶子节点,路由器节点是传感器节点的父节点,而网关节点又是路由器节点的父节点。当监测区域较大时,可以通过增加路由器节点来保证网络的连通性与鲁棒性。上位机软件是整个室内监控系统的中枢,实现对室内环境的集中控制与管理。

4.2 硬件设计

本系统的硬件主要由网关节点、路由器节点以及各种传感器节点构成,实现对数据的采集、处理和无线信号的收发。

1.网关节点

网关节点在ZigBee网络中充当协调器节点的角色,主要负责ZigBee网络的建立,节点的管理等任务。在本系统中,它还要对接收的数据进行处理,以及通过Wifi 与上位机软件进行通信。本系统的网关节点采用嵌入式ARM 网关Coetex-A8,其具有体积小、低功耗、低成本、高性能的特点,其硬件结构如图10所示:

图10 网关节点硬件结构图

其中,网关节点的射频天线模块用来接收和发送电磁波信号,LCD显示模块用来显示网络状况、显示接收到的数据与指令信息,同时可配合按键模块进行菜单界面的显示,无线通信模块用来与上位机软件进行通信。

2.路由器节点

路由器节点的主要功能是实现数据的收发。该节点在使用时,可以自由放置,主要靠电池给其供电。它主要由电源模块、时钟模块、CC2530、射频天线模块和LED显示模块组成,其硬件结构如图11所示:

图11 路由器节点硬件结构图

其中，路由器节点的射频天线模块用来接收和发送电磁波信号，LED 显示模块用来表示节点的工作状态。 3.传感器节点传感器节点在 ZigBee 网络中充当端节点的角色，主要功能是完成数据的采集与发送。其硬件主要由电源模块、时钟模块、电源管理模块、CC2530、射频天线模块、LED 显示模块、信号调理模块、传感器模块组成，其结构图如图 12 所示：时钟电源 CC2530 射频天线模块 LED显示模块电源管理模块信号调理模块数据采集部分传感器模块图 12 传感器节点硬件结构图其中，传感器节点的射频天线模块用来接收和发送电磁波信号，LD 显示模块用来表示节点的工作状态，电源管理模块为传感器模块和信号调理模块提供工作电压，为了降低节点的功耗，在不采集数据时，通过对工作电压开关的控制保证数据采集部分的功耗为零。数据采集部分由传感器模块和信号调理模块组成，信号调理模块主要包括 A/D 转换、放大、滤波等，实现对物理信号的采集、信号的转化、处理，提高信号的精确度。 4.3 软件设计上位机软件主要用来提供与用户交互的界面，主要包括室内环境参数的显示及控制界面，其结构图如图 13 所示： 10

图 13 上位机软件结构图 4.4 系统功能定义基于 ZigBee 技术的室内环境监控系统的功能及各模块的介绍如下: 1．上位机软件：实时的显示室内环境参数，并且用户可通过上位机软件与网关节点进行通信实现对环境参数的调节与控制，如，显示室内外光照的对比度信息，调节灯光亮度。 2．网关节点：负责组建 ZigBee 网络，发送与接收数据信息与控制命令，同时实现与上位机软件的通信。 3．路由器节点：实现数据包的路由与转发，扩大网络覆盖范围。 4．传感器节点：实现对环境信息的采集，并通过 ZigBee 网络发送环境数据到网关节点。该节点既可以在用户的指令下采集数据，也可以在指定的周期内自动采集环境数据。为了实现对室内环境信息得全面监测与控制，给用户提供一个良好的生活环境，本文设计的环境监控系统主要涉及以下参数： 1．温湿度温湿度是人体对周围环境最敏感的要素之一。温湿度传感器节点在用户的设置下自动采集室内外的温湿度信息，并将采集到的信息发送到网关节点。网关节点首先对接收的数据进行处理，然后通过

Wifi 传送到上位机软件上。用户通过对比采集的室内外温湿度信息及空调设备此时的工作参数，然后根据平时的生活习惯通过上位机软件调节空调的工作参数，实现对室内温湿度的控制。在房间内可以均匀地放置多个温湿度传感器节点，窗户外也放置一个或多个温湿度传感器节点，通过多点采集温湿度信息，提高采集的温湿度数据的精度。 2．亮度室内的光照控制分为自然光控制与照明光控制两种。在白天，分布在室内与窗户外的光照传感器节点，可以采集室内外的光照强度信息，并将采集到的数据传到网关节点，网关节点进行处理后再传送给上位机软件，用户根据显示的光照对比度等信息可通过上位机软件发送命令来调节窗帘的闭合程度，以提供一个良好的自然 11

光环境。在晚上，室内的光照传感器感应光照强弱，并将信息反馈给上位机软件，用户通过上位机软件可实现对灯光的 PWM 调节，保证房间内有合适的照明光线。 3．雨滴窗户外的雨滴传感器节点在下雨时可以采集雨滴信息，并将数据传送给网关节点，网关节点进行处理后再传给上位机软件，用户根据此信息可自动控制窗户的开闭。 4．火灾火灾情况监测也是室内环境监控系统必不可少的一部分。布置在室内的火灾传感器节点将实时监测室内的火宅信息情况。一旦监测到火灾信息，就发送报警信息到上位机软件，通知启动蜂鸣器报警，用户根据此信息可通过上位机软件控制室内的洒水灭火系统进行工作。 5．灯的开闭在灯的控制电路上加上人体感应传感器，在感应到有人时灯自动打开，在没人时灯自动关闭，通过人体感应传感器实现灯的自动开闭，避免了手工操作的麻烦。 5 室内环境监控系统的特点室内环境监控系统为用户提供全面、可靠的环境信息，进而提供一个安逸舒适的环境。为了实现室内环境监控的全面性、精确性与方便性，本室内环境监控系统具有如下特点: 1．多对象监控为了提供全面的室内环境信息，本室内环境监控系统对多个室内环境因素进行监测，如:温湿度、光线强度、火灾信息等。 2．多点监控由于室内环境中的被测对象在时间和空间上具有分布不均匀性，同一对象在不同时间和不同地点具有不同的属性值。为了实现监控的全面性和精度性，本系统对同一对象进行多点监控。 3．系统灵活、鲁棒性强本监控系统具有良好的灵活性与鲁棒性，能很方便地增加或减少监控对象或者监控点，当某个节点发生故障时也不会影响整个系统的工作。 4．节点功耗低本系统通过对工

作电压开关的控制，当传感器节点不工作时，能保证数据采集部分的功耗为零。5．监控系统简单易操作本监控系统的用户操作界面友好，用户可以直观、方便、轻松地实现对环境的 12

监控操作。 6 总结本文以 ZigBee 技术作为理论支撑平台，采用基于模块化的思想，以 Coetex-A8 作为嵌入式 ARM 网关节点，以 CC2530 芯片作为路由器节点与传感器节点的核心，设计并完成了整个室内环境监控系，主要工作及总结如下： 1．首先对智能家居领域做了介绍，并对其发展现状与趋势做了分析。根据目前市场对智能家居室内环境监控的需求，选择 ZigBee 无线网络技术作为智能家居环境监控系统的解决方案； 2．以 ZigBee 无线网络技术作为理论支撑平台，对其协议架构和各层主要功能做了说明与介绍； 3．根据智能家居环境监控系统的需求以及对 ZigBee 无线网络技术的了解，设计了本系统 de 整体架构，并对系统的软硬件平台作了说明； 4．根据本系统的需求以及 ZigBee 技术的应用现状，本文选择了 CC2530 作为系统的微处理器与射频收发芯片，然后以此芯片为核心给出了路由器节点与传感器节点的模块构成，根据监控对象的不同，选择了适合的传感器； 5．本文设计了基于 Android 平台的上位机软件，并给出了上位机软件的模块结构图，通过上位机软件与网关节点之间的信息传输，可以直观地了解室内环境的各参数信息及对诸如空调、电灯等的反馈控制。 7 参考文献 [1]许毅.无线传感器网络原理及方法[M].清华大学出版社 2012 [2]周游，方滨，王普.基于 ZigBee 技术的智能家居无线网络系统[J].自动化与仪器仪表，2005(9:37-40 [3]童晓渝，房秉毅，张云勇.物联网智能家居发展分析[J].移动通信，2010，9:16-20 [4]张亮.基于ZigBee 技术的智能家居环境监测系统[D].武汉：武汉科技大学，2009 [5]杨雷.基于ZigBee 的智能家居监测控制系统的设计[D].北京：北京交通大学， 2012 [6]俞张辉.基于 ZigBee 的智能家居控制系统研究[D].上海：上海师范大学，2012 13

软硬件的作业

无限传感器网络 摘要: 随着半导体技术、微系统技术、通信技术、计算机技术的飞速发展，20世纪90年代末在美国发端了现代意义的无线传感器网络技术。其后，该技术相继被一些重要机构预测为将改变世界的重要新技术，相关研究工作在世界各主要发达国家轰轰烈烈地开展起来。无线传感器网络在广泛应用之前必须解决好网络安全问题。本文简要介绍了无线传感器网络的特点、应用领域和未来的研究方向。探讨了存在的问题和今后发展的方向。 关键字： 无线传感器网络特点应用领域无线传感器网络技术安全路由协议 正文： 无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。与传统网络相比，无线传感器网络具有一些明显的特征：无中心、自组织、多跳路由、分布密集、动态拓扑的网络、网络的点数量众多、热点使用有限的电池能量。目前WSN的应用越来越广泛，不仅在智能家居、环境监测和医疗监护等领域已得到了应用，还涉及国防军事、国家安全等敏感领域。但是由于无线传感

器网络的硬件资源十分有限，必须做到微型化、低功耗、低成本，导致它的数据处理能力、程序空间和内存空间比一般计算机弱得多，通讯能力有限使得安全问题的解决成为一个巨大的挑战。因此．无线传感器网络的安全问题已成为目前研究的热点和难点。 无线传感网络是当前在际上备受关注的、涉及多学科高度交 叉、知识高度集成的前沿热点研究领域。它综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等，能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息，这些信息通过无线方式被发送，并以自组多跳的网络方式传送到用户终端，从而实现物理世界、计算世界以及类社会三元世界的连通。WSN以最少的成本和最大的灵活性，连接任何有通信需求的终端设备，采集数据，发送指令。若把WSN各个传感器或执行单元设备视为“豆子”，将一把“豆子”(可能100粒，甚至上千粒)任意抛撒开，经过有限的“种植时间”，就可从某一粒“豆子”那里得到其他任何“豆子”的信息。作为无线自组双向通信网络，传感网络能以最大的灵活性自动完成不规则分布的各种传感器与控制节点的组网，同时具有一定的移动能力和动态调整能力。 WSN的发展历程 无线传感器网络是新兴的下一代传感器网络。最早的代表性论述出现在1999年，题为“传感器走向无线时代”。随后在美国的移动计算和网络国际会议上，提出了无线传感器网络是下一个世纪面临的发展机遇。2003年，美国《技术评论》杂志论述未来新兴十大技术

无线环境监测系统设计

唐山师范学院本科毕业论文 题目无线环境监测系统的设计 学生 22222 指导教师姜丽飞讲师 年级 2008级 专业电子信息科学与技术 系别物理系 唐山师范学院物理系 2012年5月

郑重声明 本人的毕业论文（设计）是在指导教师姜丽飞的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。 毕业论文（设计）作者（签名）： 年月日

目录 标题 (1) 中文摘要 (1) 1 引言 (1) 2 系统硬件设计 (1) 2.1 设计目标 (1) 2.2 方案选择 (1) 2.3 系统结构 (2) 2.4 电路设计 (3) 3 系统软件设计 (6) 3.1 通信协议 (6) 3.2 系统软件 (7) 4 系统性能测试方法及测试结果 (7) 4.1 温度测量 (7) 4.2 光照测试...................................... (7) 4.3 主机与各从机通信距离及响应时间测试 (8) 5 结束语........................................... . (8) 参考文献................................. . (9) 致谢....................................... ...... .. (10) 附录.................................................................................................... (11) 外文页........................................... .. (12)

基于无线传感网络的环境监测系统

基于无线传感网络的环境监测系统 摘要：随着经济和科技的发展，农业种植也有了长足的发展，从之前的小面积 种植演变为了如今的大规模，为了提高生产效率，减少劳动力，必须引进先进的 技术配合人工劳作进行种植。传统的环境监测系统布线成本高，抗干扰性差，增 加新监测点时必须改变物理线路，工序复杂，维护难度大。 关键词：无线传感网络；Zig Bee；环境监测； 为满足环境温度监测系统远距离，低成本，部署灵活等要求，设计并实现了 一种树型结构的无线传感网络，通过无线传感网络采集环境温度数据并上传监控 主机，实现远距离检测和监控．介绍了节点硬件设计，然后根据环境温度监测的 应用需求进行软件设计，采用休眠机制以降低节点的功耗，将系统进行实地部署 与测试．表明：该系统具有较高的实用性和可靠性。 1 相关工作 研究目的是利用ZigBee技术结合WSN设计安全高效的、个性化的环境监测 系统。许多本领域学者已经利用WSN设计了一些环境监测系统，代表性的成果有：雷旭等利用无线传感器网络设计了隧道环境信息监测系统。系统以STM32微控制器为核心设计了低功耗网络节点与网络汇聚节点设计了B/S模式访问的监控 中心软件；梅海彬等提出了一种基于Arduino开放平台与XBee Pro增强通信距离 的无线传感器网络，对近海环境进行了实时监测；陈克涛等设计了以CC2530为 核心处理器的无线传感器网络农业环境监测网关节点；提出一种基于无线传感器 网络和3G/4G的远程环境监测系统；研究了WSN接入In?ternet的方法；Arch Rock Corp等研究了IPV6WSN；另外，针对农田土壤参数（诸如温湿度等）的精 确采集系统设计上，很多学者研究了土壤WSN精确化应用系统与实现的关键技术。诸如此类，这些都是典型的WSN环境监测系统与关键技术研究的文献成果。概括这些目前WSN环境监测领域文献共性特点，大多是针对农业、海洋等某一 领域设计的应用系统，缺乏共性通用的系统平台设计思想；另外由于缺乏目前云 计算、最先进的新技术植入，缺乏先进与人性化设计理念。针对这些弱点，进行 了研究改进。实践证明本文设计的系统，用户随时随地都可以了解监测场所的环 境信息，如：温度、湿度、可燃有毒气体及其浓度、火灾、光线明暗程度等数据。此外，系统利用数据融合技术实时闭环环境信息的预警决策，能根据信息特点实 现对环境的智能化管理，如环境安全指数超标会做出决策并采取一些措施。 2 无线传感器网络和Zig Bee技术 无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）是由大量价格较低的传感器节点以自组织的方式构成的无线网络系统[。将这些传感器节点部署在目标区域内，节点通过无线通信的方式自发形成多跳的无线网络，监测区域内的各种环境 信息通过传感器的感知、采集和处理后经由无线网络传送给监控中心或终端用户，协作完成指定的任务。ZigBee是一种便宜的、低功率的近距离无线组网通信技术。适用于通信数据量不大、数据传输速率相对较低，分布范围较小，一般应用于无 线传感器网络、家庭自动化、农业自动化、遥测遥控和医疗护理等方面。ZigBee 的主要特点是低速率、低功率、低成本、自配置和灵活的拓扑结构，抗干扰能力强。ZigBee技术与现有的控制网络标准无缝链接，具有很强的兼容性。 3 硬件设计

无线传感器网络技术试题

无线传感器网络技术试 题 Company Document number：WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

一、填空题 1. 传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet网络，WLan网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE协议

17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、（）、计算模块、存储模块和电源模块。A A．传感模块模块 C网络模块 D实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成（）。A A．球状 B网络 C直线 D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是（）D A. B. C. D. 4.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层，通常它的网络层支持三种拓扑结构，下列哪种不是。D A．星型结构、B网状结构C簇树型结构D树形结构 5.下面不是传感器网络的支撑技术的技术。B A．定位技术B节能管理C时间同步D数据融合 6.下面不是无线传感器网络的路由协议具有的特点D A．能量优先 B.基于局部拓扑信息 C.以数据为中心 D预算相关 7.下面不是限制传感器网络有的条件C A电源能量有限 B通信能力受限 C环境受限 D计算和存储能力受限

基于WIFI的无线远程视频监控系统设计

【摘要】伴随着科学技术的快速发展，大家对于安全的要求也是越来越高，由于视频监控含有实时记录与拍摄的功能，在很多的工程领域具有广泛的应用。本文针对于传统的监控设备具有的问题，特设计出利用无线与互联网络的远程视频监控系统，其具有的特点为灵巧方便、成本低廉、功耗非常的小等优势，具有非常好的应用与市场推广价值。 【关键词】视频监控；应用价值；pc机；嵌入式系统 1.引言 现阶段电子信息技术发展极为迅速，人民的生活水平也在飞速的提高，视频所特有的方便、直观以及其丰富的内容等更是受到更多的人的喜爱，当前严格控制视频的应用也在安防监控、军事、远程视频会议、工业、远程医疗、商业以及金融行业等方面得到广泛应用。在一开始，视频监控所选择的是借助模拟信号传输，之后其便通过以pc卡式数字信号传输为基础的一种嵌入式系统来进行视频监控，以监控系统的第三代嵌入式系统为基础的视频监控是自所有年龄的人来的，其凭借其成本低、灵活性强以及不被限制的传输距离的优势，而受到人们的追捧，以极快的速度占领了市场，采集监控现场图像是其主要的目的，而且其可以对照片进行收集，并进行长时间保存，用来进行之后的查询以及检索环节。 2.系统设计 2.1需求分析 以嵌入式视频监控系统为依据，要求对食品厂生产车间进行安排，我们发现在所有地方的视频进行采集以及传输系统的车间，需要能够随时移动放置的系统，系统在耐久性以及安全性的要求之下，其需要进行标准的封闭盒包装的选择，并将预留摄像头来进行天线接口，在盒子中进行其他电路板以及电源的莫风。以项目的具体需要为依据，来进行以下功能要求的获得： 首先就是视频捕捉功能，第二就是无线数据传输功能，第三就是处理以及恢复图像的功能。 2.2总体方案设计 系统总体设计如图2.1所示： 图2.1系统总体设计框图 3.硬件结构设计 3.1设计方案 本文选用的为基于三星s3c6410核心板作为基础的嵌入式系统开发，在不改变核心板的条件下面对于底板进行整理与设计，添加一些外围的通用接口与两个usb借口。核心板与底

无线传感网络简明教程作业题

无线传感器网络简明教程 作业题第一章 2. 什么事无线传感器网络 答：传感器网络的标准定义是这样的：传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地 理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。它的英文是Wireless Sensor Network,简 称WSN 5.传感器网络的终端探测节点由哪些部分组成这些组成模块的功能分别是什么 答：由传感模块、计算模块、通信模块、存储模块、电源模块和嵌入式软件系统组成。 这里传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存贮 模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。 另外，电源模块负责节点供电，节点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 8. 传感器网络的体系结构包括哪些部分各部分的功能分别是什么 答：无线传感器网络体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层和能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。这些管理平台使得传感器节点能够按照能 源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。 第二章 2. 传感器由哪些部分组成各部分的功能是什么 答：传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。敏感元件是传感器中能感受或响应被测量的部分。转换元件是将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或 测量的信号（一般指电信号）部分。基本转换电路可以对获得的微弱电信号进行放大、运 算调制等。另外，基本转换电路工作时必须有辅助电源。 7. 传感器的一般特性包括哪些指标 答：传感器的一般特性包括：灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨率（力）、迟滞。 8. 什么是传感器的灵敏度 答：传感器的灵敏度指传感器达到稳定工作状态时，输出变化量与引起变化的输入变化量之比，即K=输出变化量/输入变化量=△ Y/ △ X=dy/dx 9. 什么是传感器的线性度 答：线性度是指传感器的实际输入-输出曲线（校准曲线）与拟合直线之间的吻合（偏离）程度。选定拟合直线的过程，就是传感器的线性化过程。实际曲线与它的两个端尖连 线（称为理论直线）之间的偏差称为传感器的非线性误差。取其中最大值与输出满度值之 比作为评价线性度（或非线性误差）的指标。 式中e L为线性度（非线性误差），^L max为校准曲线与拟合直线间的最大差值，y fs为满量程输

无线传感器网络面临的安全隐患及安全定位机制

无线传感器网络面临的安全隐患及安全定位机制 随着通信技术的发展，安全问题显得越来越重要。在现实生活中，有线网络已经深入到千家万户：互联网、有线电视网络、有线电话网络等与人们生活的联系越来越紧密，已经成为必不可少的一部分，有线网络的安全问题已经能够得到有效的解决。在日常生活中，人们可以放心的使用这些网络，利用它来更好的生活和学习。然而随着无线通信技术的不断发展，无线网络在日常生活中已占据重要的地位，如无线LAN技术、3G技术、4G技术等，同时也有许多新兴的无线网络技术如无线传感器网络，Ad-hoc等有待进一步发展。随着人们对无线通信的依赖越来越强烈，无线通信的安全问题也面临着重要的考验。本章首先介绍普通网络安全定位研究方法，随后介绍无线传感器网络存在的安全隐患以及常见的网络攻击模型，分析比较这些攻击模型对定位的影响，最后介绍已有的一些安全定位算法，为后续章节的相关研究工作打下基础。 3.1 安全定位研究方法 不同的定位算法会面临着不同的安全方面的问题，安全定位的研究方法可以采用图3-1所示的流程来进行。 图3-1安全定位方法研究流程图

Figure 3-1 Flowchart of security positioning research method 在研究中首先要找出针对不同定位算法的攻击模型，分析这些攻击对定位精度所造成的影响，然后从两方面入手来解决这个安全问题或隐患：一方面改进定位算法使得该定位算法不易受到来自外界的攻击，另一方面可以设计进行攻击检测判断及剔除掉受到攻击的节点的安全定位算法或者把已有的安全算法进行改进使之能够应用于无线传感器网络定位，还可以从理论上建立安全定位算法的数学模型，分析各种参数对系统性能的影响，最后根据这个数学模型对算法进行仿真，并把仿真结果作为反馈信息，对安全定位算法进一步优化和改进，直到达到最优为止。 3.2 安全隐患 由于无线传感器网络随机部署、网络拓扑易变、自组织成网络和无线链路等特点，使其面临着更为严峻的安全隐患。在传感器网络不同的定位算法中具有不同的定位思想，所面临的安全问题也不尽相同。攻击者会利用定位技术的弱点设计不同的攻击手段，因此了解各定位系统自身存在的安全隐患和常见的攻击模型对安全定位至关重要。 影响无线传感器网络定位的原因大致可以分为两类：其一，节点失效（如节点被破坏、电量耗尽）、环境毁坏（通信干扰）等引起的定位误差；其二，恶意攻击[30]，攻击者主要是通过内部攻击和外部攻击两种方式来增大无线传感器网络的定位误差或使节点定位失效。 采用不同的定位算法，系统存在不同的安全隐患。按照定位算法的分类将安全隐患大致分为：基于测距的定位的安全隐患和基于无需测距定位的安全隐患。 3.2.1 基于测距定位的安全隐患 基于测距的定位技术需要测量未知节点和参考节点之间的距离或方位信息。攻击者主要针对定位系统位置关系的测量阶段和距离估计阶段进行攻击。在测距阶段，攻击者通过改变测距所需要的参数或者产生干扰和欺骗以增大误差，达到攻击的目的。 基于测距定位的攻击手段主要有以下几种：（1）通过移动、隔离信标节点来

湿地公园无线监控系统方案

湿地公园无线监控系统方案 需求分析 湿地公园的建设是推动区域社会经济可持续发展的"催化剂"，也是湿地保护和保育理论的实践成果目前在国内外，尚未有人给湿地国际公园确切的定义按照一般文献资料上的理解，湿地国际公园应该保持该区域的独特的自然生态系统并趋近于自然景观状态，维持系统内部不同动植物种的生态平衡和种群协调发展，并在尽量不破坏湿地自然栖息地的基础上建设不同类型的辅助设施，将生态保护、生态旅游和生态环境教育的功能有机结合起来，实现自然资源的合理开发和生态环境的改善，最终体现人与自然和谐共处的境界。 现在的湿地公园加强了人文景观和与之相匹配的旅游设施，各地尽力开发本地资源。现在的湿地公园已经成了人们旅游，休闲的好去处。 湿地公园划分为保护重点区、保护控制区和保护缓冲区，公园周边重要地段划定为保护缓冲区。? 保护重点区内不得建设任何生产经营性设施。? 保护控制区内不得建设污染环境、破坏资源和景观的生产经营性设施。规划允许建设的项目，其污染物排放不得超过国家和地方规定的污染物排放标准；已经建成的项目，其污染物排放超过国家和地方规定的污染物排放标准的，应当限期治理；造成损害的，必须采取补救措施。? 保护缓冲区内建设的项目不得损害湿地公园的环境质量；已建成并造成损害的，应当限期治理。湿地公园内不得设立开发区、度假区，不得出让土地，严禁出租转让湿地资源；严禁举办与湿地公园保护方向不一致的各种活动。湿地公园缓冲区内禁止改变地貌和破坏环境、景观的活动。禁止新建居民点或者其他永久性建筑物、构筑物。? 湿地公园内及周边区域严格实行污染物排放总量控制制度和排污许可证制度。禁止任意存储固体废弃物，对农用薄膜和渔网等不可降解的废弃物，使用者应当采取回收利用等措施。湖湿地内航行的船舶，应当配置符合国家规定的防污设备，不得排放含油污水、生活污水及固体垃圾；驶经湿地公园外围区域的，排放污水应当符合船舶污染物排放标准。游览性船舶以电瓶船、手划船为主，并在规定的线路行驶，制定合理的环境容量，控制船舶承载力和船舶数量。 为了更好的保护国家湿地公园里面的生态平衡和不杯破坏，我们用无线视频监控来实现对湿地公园的保护，发现有及时阻止。 运营方案 无线监控设备安装 湿地公园包含了多样湿地的环境，自然聚集了种类繁多的动植物资源，野生和人工栽培 的植物、野生鸟类、鱼类等。保护频繁灭绝的植物、鸟类。 无线监控系统安装 为了保护盖湿地公园的自然环境以及游客的人生及财产安全，该湿地公园管理者决定要 安装一套安防监控系统。根据当地的实际环境，由于监控范围较广、传输距离较远，采用传 统的有线视频监控系统并不是实际，因此决定采用无线视频监控系统。 无线监控系统基础结构图 无线视频监控拓扑图 1系统组成 湿地公园视频监控系统由硬件系统和软件系统组成。 硬件系统主要由前端无线视频监控系统和监控中心建设组成。 软件系统由视频监控平台软件系统 2前端视频监控系统 前端视频监控系统由视频图像采集设备、无线局域网传输设备、防雷和接地基础建设等 组成。

基于无线传感网络的大型结构健康监测系统_尚盈

文章编号:1004-9037(2009)02-0254-05 基于无线传感网络的大型结构健康监测系统 尚　盈　袁慎芳　吴　键　丁建伟　李耀曾 (南京航空航天大学智能材料与结构航空科技重点实验室,南京,210016) 摘要:针对大型碳纤维复合材料机翼盒段壁板结构,实现了基于无线传感网络的多点应变结构健康监测系统,采用自组织竞争神经网络成功判别了集中载荷模拟的损伤位置。本系统由传感采集子系统、无线传感网络子系统和终端监控子系统三部分组成。为了降低系统网络功耗及成本,提高系统的稳定性和可靠性,改善传感网络的实时性和同步性,设计了可直接配接无线传感网络节点的低功耗多通道应变传感器信号调理电路和基于无线传感网络的层次路由协议,开发了多通道应变数据采集、网络簇头转发和中继节点接收等主要软件模块。实验证明,相比于传统有线的监测方法和数据采集系统,基于无线传感网络的结构健康监测系统具有负重轻、成本低、易维护和搭建移动方便等优点。 关键词:无线传感网络;结构健康监测;层次路由协议;自组织竞争网络中图分类号:T P2;T P9 文献标识码:A 　基金项目:国家“八六三”高技术研究发展计划(2007AA 032117)资助项目;国家自然科学基金(60772072,50420120133)资助项目;航空基金(20060952)资助项目。　收稿日期:2007-09-05;修订日期:2008-04-17 Large -Scale Structural Health Monitoring System Based on Wireless Sensor Networks S hang Ying ,Yuan Shenf ang ,Wu J ian ,Ding J ianw ei ,L i Yaoz eng (T he A ero nautic Key La bo rat or y o f Smart M ater ial and Str uct ur e,N anjing U niv ersit y o f Aer onautics and A str onautics,N anjing,210016,China) Abstract :Aimed at the large-scale structure and anisotropy nature o f the carbon fiber compos-ite material w ing box ,a large-scale structural health m onitoring system based on w ireless sen-sor netw orks is presented .A kind of artificial neural netw ork is designed to distinguish the damag e locatio n simulated by the co ncentrated load .The sy stem co nsists o f the sensor data ac-quisition,the w ireless sensor netw or ks,and the terminal monitoring sub-sy stem s.To im pro ve the performance o f the system ,the signal conditio ning circuit and the hierarchical routing pro -to col are designed based o n w ireless sensor netw orks ,the prog rams of data acquisition and Sink node are ex ploited.Experimental result pro ves that the system has advantag es of flexibili-ty o f deplo yment,low maintenance and deploym ent costs . Key words :w ir eless senso r netw or ks ;str uctural health monitoring ;hierarchical routing ;self -org anizing com petitive netw o rk 引 言 结构健康监测技术是采用智能材料结构的新概念,利用集成在结构中的先进传感/驱动元件网络,在线实时地获取与结构健康状况相关的信息(如应力、应变、温度、振动模态、波传播特性等),结 合先进的信号信息处理方法和材料结构力学建模 方法,提取特征参数,识别结构的状态,包括损伤,并对结构的不安全因素在其早期就加以控制,以消除安全隐患或控制安全隐患的进一步发展,从而实现结构健康自诊断、自修复、保证结构的安全和降低维修费用[1]。 无线传感网络节点具有局部信号处理的功能, 第24卷第2期2009年3月数据采集与处理Jour nal of D ata A cquisition &P ro cessing Vo l.24N o.2M a r.2009

无线传感器网络技术试题

1. 传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9. IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看，汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法：_休眠（技术）机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络，在无线传感器网络，Internet 网络，WLan 网络，拨号网络中，无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中，MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 802.15协议 17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点，但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突，目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA

井盖无线远程监控系统

电力井盖远程监控系统标题：井盖远程监控系统方案

一、项目背景 目前市场上有各种式样的防盗井盖，但都大同异，都是从井盖的材料以及防盗设计方面来着手解决井盖被盗现象的。井盖丢失后不能及时的确定被盗位置和及时修补，容易造成安全遗患。 本解决方案结合目前的有线、无线网络高科技手段，并结合利用GSM网络优势能实时对盗窃井盖行为进行报警，并且可以根据内置ID和3DGIS地图及时的上报被盗井盖所处位置，并对被盗井盖施行跟踪。该解决方案弥补了当前防范井盖被盗问题的技术缺陷，使井盖防盗问题在技防方面实现了突破，可以及时的对被盗井盖实施修补，从而快速地解决安全遗患。 二、解决方案 井盖监控系统由井盖监控监测分机和GSM无线接收系统主机及监控中心三大部分组成。 井盖监测分机由无线监控子盖及电子锁两部分组成，采用本方案可以解决人孔井盖管理方面的现存问题。 2.1无线井盖监控 本技术方案分三部分，嵌入井盖中的传感器及无线通信模块及GSM无线接收系统主机和监控中心。 （1）倾角传感器装于井盖中，平时处于常开状态，系统电源断开，无耗电。当井盖被搬动并产生一定倾角时，倾角开关触发电源模块工作，并保持自锁，以确保系统正常工作。嵌入式节点内部有唯一的ID号，按不同区域、道路和所属单位进行编号，井盖被盗后可根据ID号迅速地找到被盗井盖位置和所属单位，以便及时填补。 （2）电源模块采用大容量锂电池，接通后，通过无线通信模块向GSM无线接收系统主机发送报警信息，并由GSM无线接收系统主机通过GSM网络向监控中心发送报警信息。 （3）GSM无线接收系统主机

技术参数 ·可接收最大直径1公里方园内的井盖监控分机信号，并发送系统信号到监控中心。最大可接收128台分机。（可以带干接点接收发射，干接点代替前端主机。）·内置西门子TC35工业级GSM模块（自动双频） ·无线传输：433MC ·接收灵敏度：≤0.1uv ·直流备电：12V/1.3AH ·尺寸：250×170×130 ·报警方式：GSM中文短信方式 ·调制方式：数字调频 ·电网电压：380V±10% ·外观：铝压铸、全密封 ·工作环境：温度－30℃～＋50℃湿度≤85% （4）监控中心接收GSM监控信号并显示电子地图。 （5）成本与性能 由于该系统采用价格低廉的倾角传感器和无线通信模块，因此，安装于井盖

18春北理工《无线传感器网络》在线作业

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 北理工《无线传感器网络》在线作业 一、单选题： 1.（单选题）与WLAN相比，无线广域网WWAN的主要优势在于（）。 (满分 A支持快速移动性 B传输速率更高 C支持L2漫游 D支持更多无线终端类型 正确:A 2.（单选题）节点的生命周期主要由（）决定。 (满分 A能量消耗 B环境因素 C访问频率 D传输速率 正确:A 3.（单选题）（）是传感器节点其设计的主要考虑目标之一。 (满分 A节能 B廉价 C集成 D安全 正确:A 4.（单选题）传感器一般由（）、转换原件和基本转换电路组成。 (满分 A敏感原件 B红外原件 C单片机 DARM模块 正确: 5.（单选题）传感器节点通信模块的工作模式有（）、接收和空闲。 (满分 A发送 B启动 C认证 D互联 正确: 6.（单选题）一个基本服务集BSS中可以有（）个接入点AP。 (满分:) A0或1 B1 C2 D任意多个 正确: 7.（单选题）网络连接度是所有节点的邻居数目的（），它反映了传感器配置的密集程度。(满分:) A平均值 B最大值 C最小值

------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ D极小值 正确: 8.（单选题）蓝牙耳机是（）的一个典型应用。 (满分:) AWPAN BWLAN CWWAN DMANET 正确: 9.（单选题）将“信息社会技术”作为优先发展领域之一。其中多处涉及对WSN的研究，启动了EYES等研究计划的组织是（）。 (满分:) A日本总务省 B韩国信息通信部 C美国国防部 D欧盟 正确: 10.（单选题）无线传感网络集成开发平台MeshIDE是面向（）中间件所开发的辅助中间件平台软件。 (满分:) AImpala BDsware CDFuse DDisWare 正确: 二、多选题： 11.（多选题）普适计算中间件的特点包括（） (满分:) A扩展性 B支持服务发现 C动态性 D可协调性 正确: 12.（多选题）以下关于无线广域网WWAN的描述中，正确的是（）。 (满分:) AWWAN可实现全球覆盖 BWWAN支持无缝漫游 CWWAN工作在ISM频段 DWWAN标准为IEEE802.20 正确: 13.（多选题）以下关于无线局域网硬件设备特征的描述中，（）是正确的。 (满分:) A无线网卡是无线局域网中最基本的硬件 B无线接入点AP的基本功能是集合无线或者有线终端，其作用类似于有线局域网中的集线器和交换机 C无线接入点可以增加更多功能，不需要无线网桥、无线路由器和无线网关 D无线路由器和无线网关是具有路由功能的AP，一般情况下它具有NAT功能正确: 14.（多选题）MANET常采用多跳技术，相比单跳技术，多跳具有的优势包括（） (满

无线传感器网络安全技术综述

无线传感器网络安全技术综述 摘要：本文总结了无线传感器网络面临的安全问题，并从安全协议、安全算法、密钥管理、认证技术、入侵检测等方面分析了近年来无线传感器网络所用的安全技术。最后分析总结了无线传感器网络未来安全技术研究应该注意的地方。 关键词：安全问题协议算法认证技术入侵检测 1 引言 无线传感器网络在近些年来发展迅速，被认为是新一代的传感器网络，由于其体积小，成本低，功耗低，具有自组织网络，现已经广泛应用于军事、环境监测、交通管制、森林防火、目标定位、医疗保健、工业控制等场景[1]。 大多无线传感器网络节点被部署在无人值守或地方区域，传感器网络受到的安全威胁就变得更为突出，且由于传感器节点体积小，其储存开销、能量开销、通信开销都受到限制，所以传统无线网络的安全机制并不能完全的应用于无线传感器网络中。缺乏有效的安全机制已经成为传感器网络应用的主要障碍. 近些年来，随着无线传感器网络的发展，其安全技术也有了很大的进步。虽然传感器网络安全技术研究与传统网络有着很大的区别，但他们的出发点有相同的敌方，均需要解决信息机密性、完整性、消息认证、信息新鲜性、入侵检测等问题[2]，无线传感器网络的安全协议跟传统网络的安全协议有着其独特性也有其同性。国内外研究人员针对无线传感器网络安全协议、算法、密钥管理、认证技术、体系结构等方面都进行了大量的研究，取得了很多成果。本文将对这些已有的研究成果进行总结分析。 2 无线传感器网络安全概述 无线传感器网路安全要求是基于在传感器节点和网络本身条件限制而言的，如而节点的电池能量、睡眠模式、内存大小、传输半径、时间同步等。部署的环境也是网络安全问题的一个重要因素。 2.1网络受到的威胁和攻击 攻击是一种非法获取服务、信息，改变信息完整性，机密性的行为。无线传感

无线环境监测模拟装置(完整版)

目录 摘要...................................................................... 错误！未定义书签。Abstract .................................................................... 错误！未定义书签。1方案设计.. (1) 1.1理论分析 (2) 1.2设计方案论证与选择 (2) 1.2.1探测点和控制终端处理器的选择 (2) 1.2.2无线收发芯片的选择 (2) 1.2.3温度传感的选择 (3) 1.2.4光电传感的选择 (3) 1.2.5 显示器件的选择 (3) 1.3整体系统设计框图 (4) 2各模块的硬件设计与核心电路 (5) 2.1自制无线收发电路 (5) 2.1.1无线发射电路 (5) 2.1.2 无线接收电路 (5) 2.2传感模块 (7) 3 DS18B20无线收发模块程序流程图 (8) 参考文献： (10) 附录1 完整电路图 (11) 附录2实物图照片 (12) 附录3 软件程序源代码 (14)

2009年全国大学生电子设计竞赛试题 无线环境监测装置 摘要：本系统是由单片机AT89C52作为主控芯片，选用DS18B20作为 环境的温度采集芯片，以及用光电传感器对周围环境的光照进行探测。把DS18B20采集回的当前环境下的温度数据和光电传感器采集回来的光照情况的数据传送给探测点的AT89C52,进行相关的数据处理。然后把信息通过无线发射模块传送给控制终端的无线接收模块。在控制终端把接收回来的数据经过主控芯片AT89C52进行处理。然后传送给LCD12864，对探测点的温度和光照情况进行实时显示。经过测试，自制的无线收发模块，其无线传输载波频率为27MHZ 完全符合要求，探测时延在2s以内，天线与探测点的距离在50厘米以上，有比较好的数据传输功能。温度数据经过编码后通过无线传输的精度控制在1摄氏度以内。整个系统基本上达到了设计要求。 关键字：单片机AT89C51,无线发射，无线接收，DS18B20，LCD12864。 Abstact:This system uses the AT89C52 microcontroller as the master chip, chosing DS18B20 as the environmental temperature collecting chips and using the photoelectric sensors to detect the ambient light. The temperature data from DS18B20 and the data from the optical sensors, about the current environment, are transmitted to the AT89C52.Then the associated data is processed. And the processed data is transmited to the control terminal of the wireless receiver module through the wireless transmitter module.In the control terminal, the received data is processed by the master chip AT89C52 and then send it to LCD12864. Lastly the detection point temperature and light conditions in is real-time displayed.Test proves that the self-produce wireless transceiver module is accurate, the wireless carrier frequency of 27MHZ fully comply with the requirement and the detect delay is 2 s or less. The distance between the antenna and the detection point is 50 cm or more.This proves that transmission capability is fine. The precision of temperature data encoded through wireless transmission is 1 degrees. All prove that the system meets the design requirements fully. Keywords: SCM AT89C51, wireless transmitters, wireless receivers, DS18B20, LCD12864.

基于无线传感网络的技术分析及实际应用案例集锦

基于无线传感网络的技术分析及实际应用案例集锦 无线传感器网络就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。无线传感器网络所具有的众多类型的传感器，可探测包括地震、电磁、温度、湿度、噪声、光强度、压力、土壤成分、移动物体的大小、速度和方向等周边环境中多种多样的现象。本文为您分析关于无线传感网络的一些技术问题，并介绍了几例基于无线传感网络的实际应用案例。 面向无线传感网络的构件化开发方法 基于构件化的软件开发方法是一种可以提供软件复用性的开发方法。构件是用于进行软件开发、复用和软件组装的基本单元。在面向构件的技术里，一个应用软件不是通过大量的代码来描述，而是通过数量有限的构件来描述，构件化的嵌入式软件是由一组软件构件构成的，这些构件的一个或者几个组合成一个完整的应用；而且新的应用也可以使用已有构件，从而提高软件复用性。 无线传感网络时间同步研究进展与分析 保持节点之间时间上的同步在无线传感器网络中非常重要，它是保证数据可靠传输的前提。典型时间同步算法，主要可以分为以下几类：基于发送者—接收者的双向同步算法，典型算法如TPSN算法；基于发送者—接收者的单向时间同步算法，典型算法如FTSP算法、DMTS算法；基于接收者—接收者的同步算法，典型算法有RBS算法。 无线传感网中一种基于即时信息的TDMA方案 根据无线传感网在网络性能方面的要求，针对现有无线传感网协议在节点能耗和时延方面的不足，提出了一种IM-TDMA方案，根据节点流量的变化，动态地调节帧长，提高信道利用率；同时采用计数器管理及续传优先的调度方式，简化了调度复杂度，降低了节点能耗。仿真结果表明：IM-TDMA方案能有效地节约能耗。降低时延，可运用于实际无线传感网的MAC协议方案中。 两种异构CSMA／CA机制OSTS／BSTS无线传感网络公平性、实时性分析比较 本文根据火场监控应用的实际需要，针对传输火场环境下的温度及湿度这两个非均匀变量数据包到sink节点的无线传感器网络，提出两种实时性、公平性较高的无线传感器网络竞争CSMMCA机制OS TS／BSTS，分析非饱和无线传感器异构网络的实时性、公平性特征 并比较这两种机制的优缺点，以此提出参数优化方案并提高系统监控性能。 基于OMAP的无线传感网节点处理器的设计与实现 本文主要分析在设计较高处理及存储能力传感节点时，如何满足传感网节点低功耗和高处理能力间的平衡关系，并介绍基于OMAP处理器的节点处理器部分的实现方案。