无线传感器网络笔记分享

第一章

1、 无线传感网络体系结构包括哪些部分，功能分别是什么？

答：无线传感网络体系结构分为三层：感知层、网络层、应用层。

功能：    

感知层：完成数据采集、处理和汇聚等功能，同时完成传感节点、路由节点和传感器网络网关的通信和控制管理功能。

网络层：网络层完成感知数据到应用服务系统的传输，不需要你对感知数据处理

应用层：利用感知数据为用户提供服务。

2.简单叙述WSN和Ad-hoc网络、传统无线宽带网络相比的差异,以及WSN的特点。
AD-hoc是一种由移动节点组成的临时、多跳、对等的自治系统，可以认为WSN是AD-hoc网络的一种典型应用。

差异：

1、WSN节点数量更为庞大，分布更为密集；

2、WSN节点更容易失效，网络拓扑变化频繁；

3、WSN主要使用广播通信机制，而Ad hoc网络是基于点对点的通信；

4、WSN节点的动力能源、运算能力、存储器大小均受局限；

5、WSN不必拥有全球统一标识符；

6、WSN以数据为中心。

特点：1、以数据为中心

     2、资源受限

     3、部署方式

4、动态性余维护

     5、多跳路由

6、应用相关性

3.无线传感器网络节点由哪些模块组成?
答：无线传感器网络中主要包含两类节点：

传感器节点：具有感知和通信功能的节点，在传感器网络中负责监控目标区域并获取数据，以及完成与其他传感器节点的通信，能够对数据进行简单的处理。

Sink节点：又称为基站节点，负责汇总由传感器节点发送过来的数据，并作进一步数据融合以及其他操作，最终把处理好的数据上传至互联网。

4.无线传感网、物联网、互联网、移动网络之间的关系?(用包含图表示)

第二章

PPDU报文数据有哪几个部分组成？每部分的作用是什么？

同步包头、数据层包头、物理层包头、物理层净荷

PPDU是OSI中表示层数据包的格式。在PPDU数据包结构中,最左边的字段优先发送和接收。

FPDMI报文数据由用于数据流同步同步头（ SH R，含有帧长度信息的物理层报头（FY R以及承载有 WAOM 数据的净荷组成。前同步码用来为后续数据的的收发提供片或数据的同步；帧定界符用装标识同步域的结山！ 束及报文数据的开始；帧的长度域用 7 位定义物理层净荷的字节数，物理层数掘域长度根据情况可变，承 载了物理层报文数据，包含有 MAG层数据帧。

IEEE 802.15.4 的物理层协议数据单元由如下字段构成。 ①SHR 同步码：由前同步码和帧定界符组成，收发机根据前同步码引入的消息，可获 得码同步和符号同步的信息。SHR 前同步码由 32 比特二进制数组成。允许接收设备锁定在 比特流上，并且与该比特流保持同步。帧定界符由一个字节组成，用来说明前同步码的结束 和数据包数据的开始。帧定界符为一个给定十六进制值 OXE7。 ② PHR 物理层包头：包含帧长度的信息。由一个字节的低 7 位表示，其值就是物理帧 负载的长度，因此物理帧负载的长度不会超过 127 字节。 ③物理层负载：长度变化的净荷，携带 MAC层的帧信息。 在 PPDU 数据包结构中，最左边的字段(Field)优先发送和接收。在多个字节的字段中， 优先发送最低有效字节，每一个字节中优先发送最低有效位（LSB）。同样，在物理层与相 邻层之间数据字段的传送也遵循这一规则。

IEEE802.15.4MAC层的主要功能包括哪方面？

（1）协调器产生并发送信标帧，普通设备根据协调器信标帧与协调器同步

（2）支持PAN网络的关联和取消关联的操作

（3）支持无线信道通信安全

（4）使用CSMA-CA机制访问信道

（5）支持时隙保障机制

（6）支持不同设备的MAC层间的可靠传输

IEEE802.15.4网络支持几种拓扑结构？(P20)

IEEE 802.15.4网络支持星型拓扑和对等拓扑。

简单描述 IEEE 802.15.4协议栈结构及每层的功能。（P21）

在IEEE 802 系列标准中，OSI参考模型的数据链路层进一步划分为MAC和LLC两个子层。SSCS为IEEE 802.15.4的MAC层接入IEEE 802.2标准中定义的LLC子层提供聚和服务。

MAC子层使用物理层提供的服务实现设备之间的数据帧传输

LLC子层在MAC子层的基础上，在设备间提供面向连接和非面向连接的服务。（LLC子层可以使用SSCS的服务接口访问IEEE 802.15.4网络，为上层协议（如应用层）提供链路层服务。LLC子层的主要功能：保障传输可靠性，控制数据包的分段和重组等）

在信标使能网络中，设备发送数据到协调器需要怎样建立连接？    （P32）

在信标使能下，设备发送数据到协调器。首先侦听网络中的信标帧，如果接收到了信标帧，就同步到由这个信标帧开始的超帧上，然后应用时槽CSMA-CA机制选择一个合适的时机，把数据帧发送给协调器。协调器成功接收到数据以后，回送一个确认帧表示成功收到该数据帧。

第三章

现有A、B两个节点，节点B与A进行同步。当B的本地时间到达10点00分00秒的时刻，想A发出了同步请求报文。A在自己的本地时间10点00分00秒收到了B的请求报文，A收到的请求报文经过20秒的处理时间后向B返回的同步答应报文。B收到同步答应报文的本地时刻是10点01分10秒，计算节点A和B之间的真实时差。

第四章

ZigBee的安全性比较高，其加密技术采用哪种加密算法？ （P110）

ZigBee加密技术采用了AES-128（Advanced Encryption Standard-128）的对称密码加密方式。（AES-128指128位AES加密算法）

ZigBee技术的网络拓扑结构主要有哪几种？（P115）

星型网络拓扑

树形网络拓扑

Mesh网络拓扑（网状拓扑）

ZigBee中每个协调点最多可连接多少节点，一个ZigBee网络最多可容纳多少？（P110）

ZigBee中每个协调点最多可连接254个节点,一个ZigBee网络最多可容纳65000个节点。

（这是课本上的答案）

ZigBee中每个协调点最多可连接255个节点,一个ZigBee网络最多可容纳65535个节点。

（这是百度上的答案）

简要回答ZigBee技术有哪些特点？（P110）

低功耗②低成本③低速率④近距离⑤短时延⑥高安全⑦免执照频段