无线传感器网络中拓扑控制概念

⑴ 无线传感器网络的关键技术有哪些

传感技术，包括光感、声感等。
无线网络技术，基于红外的、基于无线电磁波的等无线网络技术。
无线网络数据包在有线网络的传输技术，一般是需要进行二次封装的，才能将无线网络数据包在有线网络中进行传输。

⑵ ZigBee无线传感器网络拓扑结构有哪几种

ZigBee技术具有强大的组网能力，可以形成星型、树型和网状网，可以根据实际项目需要来选择合适的网络结构；星型和族树型网络适合点多多点、距离相对较近的应用。

ZigBee节点是可以组建Mesh网络的，设置一个ZigBee节点为网络协调器，其他每个ZigBee节点都可以当做路由节点来使用，也可以设置为终端节点但是就失去了路由功能。由于ZIGBEE一般都是用2。4G频段传输，其实际应用中传输距离及穿透性都很差，一般只能传输几十米到上百米。

(2)无线传感器网络中拓扑控制概念扩展阅读：

相较于传统式的网络和其他传感器相比，无线传感器网络有以下特点：

（1）组建方式自由。无线网络传感器的组建不受任何外界条件的限制，组建者无论在何时何地，都可以快速地组建起一个功能完善的无线网络传感器网络，组建成功之后的维护管理工作也完全在网络内部进行。

（2）网络拓扑结构的不确定性。从网络层次的方向来看，无线传感器的网络拓扑结构是变化不定的，例如构成网络拓扑结构的传感器节点可以随时增加或者减少，网络拓扑结构图可以随时被分开或者合并。

⑶ 无线传感器网络的内容简介

学习无线传感器网络，建议从几个方面入手：
1、找相关专业书籍来深入学习，如无线传感器网络简明教程，无线传感器网络基础知识等
2、找相关企业去请教交流，最好能够针对某个实例进行探究。比如深圳信立，从事无线传感器网络技术长达10年，在这方面应该拥有丰富的技术经验和成功的合作案例。
以上仅供参考，希望对你有用。

⑷ 什么叫拓扑控制技术在无线传感器网络中，拓扑控制设计的目标是什么

B
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⑸ 5、无线传感器网络的睡眠调度目的

一 无线传感器网络简介

短距离无线通信特点：通信距离短，覆盖距离一般为10~200m。无线发射器的发射功率较低，发射功率一般小于100mW。工作频率多为免付费、免申请的全球通用的工业、科学、医疗频段。
短距离无线通信技术的概念：指集信息采集、信息传输、信息处理于一体的综合型智能信息系统，并且其传输距离限制在一个较短的范围内。
低成本、低功耗和对等通信是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势。
常见的无线通信技术有IrDA技术、蓝牙技术、WIFI技术、RFID技术、UWB技术、Zigbee技术。
以数据传输为主要功能的无线网络技术称为无线数据网络。
ALOHA协议是一种使用无线广播技术的分组交换计算机网络协议，也是最早最基本的无线数据通信协议。
ALOHA协议分为纯ALOHA和时隙ALOHA两种。
ALOHA技术的特点：原理非常简单，特别便于无线设备实现。
无线局域网是在各工作站和设备之间，不再使用通信电缆，而采用无线的通信方式连接的局域网。
无线局域网的传输媒体主要有两种：无线电波和红外线。
根据调制的方式不同，无线电波方式可分为扩展频谱方式和窄带调制方式。
扩展频谱方式是指用来传输信息的射频带宽远大于信息本身带宽的一种通信方式，它虽然牺牲了频带带宽，却提高了通信系统的抗干扰能力和安全性。
窄带调制方式是指数据基带信号的频谱不做任何扩展即被直接搬移到射频发射出去，与扩展频谱方式相比，窄带调制方式占用频带少，频带利用率高，但是通信可靠性较差。
红外线方式最大的有限是不受无线电干扰，且红外线的使用不受国家无线电管理委员会限制，但是红外线对非透明物体的透过性较差，传输距离受限。
无线个域网是一种与无线广域网、无线城域网、无线局域网并列但覆盖范围较小的无线网络，是为了实现活动半径小、业务类型丰富、面向特定群体、无线无缝的连接而提出的新兴无线通信网络技术。
无线自组织网络是一个由几十到上百个节点组成的、采用无线通信方式的、动态组的多跳的移动性对等网络。其目的是通过动态路由和移动管理技术传输具有服务质量要求的多媒体信息流。
无线传感器网络的主要组成部分是集成有传感器、数据处理单元和通信模块的节点，各节点通过协议自组成一个分布式网络，再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。
传感器网络的特点：
大规模网络
自组织网络
多跳路由
动态性网络
以数据为中心的网络
兼容性应用的网络
传感器节点的限制
电源能量有限
通信能量有限
计算和存储能力有限
拓扑控制是无线传感器网络研究的核心技术之一。
传感器网络中的拓扑控制按照研究方向可分为：节点功率控制和层次型拓扑结构组织。
无线传感器网络最基本的安全机制：机密性、点到点的消息认证、完整性鉴别、新鲜性、认证广播和安全管理。
时间同步是需要协同工作的传感器网络系统的一个关键机制。
三个基本的时间同步机制：RBS、TINY/MINI-SYNC和TPSN。
RBS机制是基于接收者-接收者的时钟同步一个节点广播时钟参考分组，广播域内的两个节点分别采用本地时钟记录参考分组的到达时间，通过交换记录时间来实现它们之间的时钟同步。
TINY/MINI-SYNC是简单的轻量级的同步机制：假设节点的时钟漂移遵循线性变化，那么两个节点之间的时间偏移也是线性的，可通过减缓时标分组来估计两个节点之间最优匹配偏移量。

⑹ 无线传感器网络的特点及关键技术

无线传感器网络的特点及关键技术

无线传感器网络被普遍认为是二十一世纪最重要的技术之一，是目前计算机网络、无线通信和微电子技术等领域的研究热点。下面我为大家搜索整理了关于无线传感器网络的特点及关键技术，欢迎参考阅读！

一、无线传感器网络的特点

与其他类型的无线网络相比，传感器网络有着鲜明的特征。其主要特点可以归纳如下：

（一）传感器节点能量有限。当前传感器通常由内置的电池提供能量，由于体积受限，因而其携带的能量非常有限。如何使传感器节点有限的能量得到高效的利用，延长网络生存周期，这是传感器网络面临的首要挑战。

（二）通信能力有限。无线通信消耗的能量与通信距离的关系为E=kdn。其中，参数n的取值为2≤n≤4，n的取值与许多因素有关。但是不管n具体的取值，n的取值范围一旦确定，就表明，无线通信的能耗是随着距离的增加而更加急剧地增加的。因此，在满足网络连通性的要求下，应尽量采用多跳通信，减少单跳通信的距离。通常，传感器节点的通信范围在100m内。

（三）计算、存储和有限。一方面为了满足部署的要求，传感器节点往往体积小；另一方面出于成本控制的目的`，节点的价格低廉。这些因素限制了节点的硬件资源，从而影响到它的计算、存储和通信能力。

（四）节点数量多，密度高，覆盖面积广。为了能够全面准确的监测目标，往往会将成千上万的传感器节点部署在地理面积很大的区域内，而且节点密度会比较大，甚至在一些小范围内采用密集部署的方式。这样的部署方式，可以让网络获得全面的数据，提高信息的可靠性和准确性。

（五）自组织。传感器网络部署的区域往往没有基础设施，需要依靠传感器节点协同工作，以自组织的方式进行网络的配置和管理。

（六）拓扑结构动态变化。传感器网络的拓扑结构通常是动态变化的，例如部分节点故障或电量耗尽退出网络，有新的节点被部署并加入网络，为节约能量节点在工作和休眠状态间进行切换，周围环境的改变造成了无线通信链路的变化，以及传感器节点的移动等都会导致传感器网络拓扑结构发生变化。

（七）感知数据量巨大。传感器网络节点部署范围大、数量多，且网络中的每个传感器通常都产生较大的流式数据并具有实时性，因此网络中往往存在数量巨大的实时数据流。受传感器节点计算、存储和带宽等资源的限制，需要有效的分布式数据流管理、查询、分析和挖掘方法来对这些数据流进行处理。

（八）以数据为中心。对于传感器网络的用户而言，他们感兴趣的是获取关于特定监测目标的真实可靠的数据。在使用传感器网络时，用户直接使用其关注的事件作为任务提交给网络，而不是去访问具有某个或某些地址标识的节点。传感器网络中的查询、感知、传输都是以数据为中心展开的。

（九）传感器节点容易失效。由于传感器网络应用环境的特殊性以及能量等资源受限的原因，传感器节点失效（如电池能量耗尽等）的概率远大于传统无线网络节点。因此，需要研究如何提高数据的生存能力、增强网络的健壮性和容错性以保证部分传感器节点的损坏不会影响到全局任务的完成。此外，对于部署在事故和自然灾害易发区域的无线传感器网络，还需要进一步研究当事故和灾害导致大部分传感器节点失效时如何最大限度地将网络中的数据保存下来，以提供给灾害救援和事故原因分析等使用。

二、关键技术

无线传感器网络作为当今信息领域的研究热点，设计多学科交叉的研究领域，有非常多的关键技术有待研究和发现，下面列举若干。

（一）网络拓扑控制。通过拓扑控制自动生成良好的拓扑结构，能够提高路由协议和MAC协议的效率，可为数据融合、时间同步和目标定位等多方面奠定基础，有利于节省能量，延长网络生存周期。所以拓扑控制是无线传感器网络研究的核心技术之一。目前，拓扑控制主要研究的问题是在满足网络连通度的前提下，通过功率控制或骨干网节点的选择，剔除节点之间不必要的通信链路，生成一个高效的数据转发网络拓扑结构。

（二）介质访问控制（MAC）协议。在无线传感器网络中，MAC协议决定无线信道的使用方式，在传感器节点之间分配有限的无线通信资源，用来构建传感器网络系统的底层基础结构。MAC协议处于传感器网络协议的底层部分，对传感器网络的性能有较大影响，是保证无线传感器网络高效通信的关键网络协议之一。传感器网络的强大功能是由众多节点协作实现的。多点通信在局部范围需要MAC协议协调其间的无线信道分配，在整个网络范围内需要路由协议选择通信路径。

在设计MAC协议时，需要着重考虑以下几个方面：

（1）节省能量。传感器网络的节点一般是以干电池、纽扣电池等提供能量，能量有限。

（2）可扩展性。无线传感器网络的拓扑结构具有动态性。所以MAC协议也应具有可扩展性，以适应这种动态变化的拓扑结构。

（3）网络效率。网络效率包括网络的公平性、实时性、网络吞吐量以及带宽利用率等。

（三）路由协议。传感器网络路由协议的主要任务是在传感器节点和Sink节点之间建立路由以可靠地传递数据。由于传感器网络与具体应用之间存在较高的相关性，要设计一种通用的、能满足各种应用需求的路由协议是困难的，因而人们研究并提出了许多路由方案。

（四）定位技术。位置信息是传感器节点采集数据中不可或缺的一部分，没有位置信息的监测消息可能毫无意义。节点定位是确定传感器的每个节点的相对位置或绝对位置。节点定位分为集中定位方式和分布定位方式。定位机制也必须要满足自组织性，鲁棒性，能量高效和分布式计算等要求。

（五）数据融合。传感器网络为了有效的节省能量，可以在传感器节点收集数据的过程中，利用本地计算和存储能力将数据进行融合，取出冗余信息，从而达到节省能量的目的。

（六）安全技术。安全问题是无线传感器网络的重要问题。由于采用的是无线传输信道，网络存在偷听、恶意路由、消息篡改等安全问题。同时，网络的有限能量和有限处理、存储能力两个特点使安全问题的解决更加复杂化了。

⑺ 网络故障的诊断技术

网络故障的诊断技术

计算机网络的广泛应用为人们带来了诸多的便利，但随之而来的网络故障也带来了很多烦恼，有时甚至会带来巨大的经济损失。下面我为大家搜索整理了关于网络故障的诊断技术，欢迎参考阅读，希望对大家有所帮助!想了解更多相关信息请持续关注我们应届毕业生培训网!

随着现代科学技术的发展，设备的集成度越来越高，越来越复杂，承载信息的网络已经成为人们生活不可或缺的一部分。但网络运行中经常会发生一些硬件故障，这些故障的产生使日常工作不能正常进行，诊断并排除网络故障就成为网络管理的一项重要工作。要做到及时发现网络故障、准确定位故障并排除故障，必须要掌握大量专业知识并具备丰富的经验。

一、研究背景

在过去的几十年间，计算机网络的规模经历了爆炸式的增长。网络的应用已经深入到人们生活、工作的每一个角落，成为必不可少的基础设施。随着对网络依赖性的加强，人们对网络的可靠性也提出了更高的要求：①有稳定、高效、安全的网络环境：②当网络发生故障时，能够及时的检测出故障原因并修复。可以看出，网络故障诊断对保持网络的健康状态具有重要的意义.然而在当今网络环境下，网络故障诊断遇到了前所未有的困难，其主要表现在以下几个方面;

1.计算机网络无论从规模上，还是从网络复杂性和业务多样性上都有了巨大的发展。大规模网络的故障关系错综复杂，故障原因和故障现象之间的对应关系模糊，大大提高了故障诊断的难度;

2.网络设备的复杂性也提高了故障诊断的难度。网络设备的复杂性有两个含义：第一是新的网络设备不断推出，功能越来越多，越来越复杂;第二是设备提供商数量众多，产品规格和标准不统一;

二、网络体系结构

网络体系结构中涉及到了：协议、实体、接口

计算机网络中实现通信就必须依靠网络通过协议。在20世纪70年代，各大计算机生产商的产品都拥有自己的网络通信协议。但是不同的厂家生产的计算机系统就难以连接，为了实现不同厂商生产的计算机系统之间以及不同网络之间的数据通信，国际标准化组织ISO(开放系统互连参考模型)即OSI/RM也称为ISO/OSI，该系统称为开放系统。

物理层是OSI/RM的最低层，物理层包括：1.通信接口与传输媒体的物理特性;2.物理层的数据交换单元为二进制比特;3.比特的同步;4.线路的连接;5.物理拓扑结构;6.传输方法。

数据链路层是OSI/RM的第2层它包括：成帧、物理地址寻址、流量控制、差错控制、接口控制。

网络层是计算机通信子网的最高层，有：逻辑地址寻址、路由功能、流量控制、拥塞控制。

其它层次：传输层、会话层、表示层和应用层。

计算机也拥有TCP/IP的体系结构即传输控制协议/网际协议。TCP/IP包括TCP/IP的层次结构和协议集。

三、网络故障诊断原理

网络故障极为普遍，故障种类也十分繁杂。如果把网络故障的常见故障进行归类查找，无疑能够迅速而准确地查找故障根源，解决网络故障。一般可以分为物理类故障和逻辑类故障两大类。

物理故障，一般是指线路或设备出现物理类问题或说成硬件类问题。

1.线路故障

在日常网络维护中，线路故障的发生率是相当高的，约占发生故障的70%。线路故障通常包括线路损坏及线路受到严重电磁干扰。

2.端口故障

端口故障通常包括插头松动和端口本身的物理故障。

3.集线器或路由器故障

集线器或路由器故障在此是指物理损坏，无法工作，导致网络不通。

4.主机物理故障

网卡故障，笔者把其也归为主机物理故障，因为网卡多装在主机内，靠主机完成配置和通信，即可以看作网络终端。此类故障通常包括网卡松动，网卡物理故障，主机的网卡插槽故障和主机本身故障。

主机资源被盗，主机没有控制其上的finger，RPC，rlogin 等服务。攻击者可以通过这些进程的正常服务或漏洞攻击该主机，甚至得到管理员权限，进而对磁盘所有内容有任意复制和修改的权限。还需注意的是，不要轻易的`共享本机硬盘，因为这将导致恶意攻击者非法利用该主机的资源。

四、网络故障诊断的主要技术

无线器传感器网络在军事上的研究和应用最早可追溯到冷战时期，当时的美国建立了海底声纳监控系统用于监测前苏联核潜艇的相关信息，并在随后建立了雷达防空网络。

无线器传感器网络具有密集型、低成本、随机分布的特点，自组织性和容错能力使其不会因为某些节点因为在恶意攻击中的损坏而导致整个系统的崩溃，这一点是传统的传感器技术所无法比拟的，也正是这一点，使传感器网络非常适合应用于恶劣的战场环境中[6]，主要包括侦察敌情，监控兵力、装备，判断核攻击、生物化学攻击等，能在多种场合、多方面满足军事信息获取的实时性、准确性、全面性等需求。

在无线传感器网络中，依据一定的选举机制，选择某些节点作为骨干节点，周边节点归属于骨干节点管理，再由骨干节点负责构建一个连通的网络，这类算法将整个网络划分为相连的区域，称为分簇算法或成簇算法，骨干节点是簇头节点，普通节点是簇内节点。层次型的成簇算法通常采用周期性选择簇头节点的做法使网络中的节点能量消耗均衡。

无线传感器网络是一种特殊的无线自组网，它是由大量密集部署在监控区域的智能传感器节点构成的一种网络应用系统。其快速方便的部署特性和完备的监控能力使其被广泛应用于军事、工业过程控制、卫生保健和环境监测等领域。在无线传感器网络中，节点的能量十分有限且一般没有能量补充，因此如何高效使用能量来最大化网络生命周期便成了传感器网络所面临的首要挑战。

五、研究展望

无线传感器网络的拓扑控制研究是推动WSN进一步发展的核心，能源管理策略的最优化涉及到网络从物理层到高层甚至物理层以下CMOS电路的设计等。

网络拓扑作为上层协议运行的重要平台，良好性质的结构能提高路由协议和MAC协议的效率，有助于实验WSN的首要设计目标。

从全文的分析中可知，实质上拓扑控制的内部矛盾可以概括为需以尽可能小的能量耗费均衡地实现全局数据传输，并以此为基础考虑算法本身实现的代价、现实环境中流量不可预知性及网络所处环境的影响等多方面。

⑻ 物联网无线传感器网络具有哪些特点

主要特点

大规模

为了获取精确信息，在监测区域通常部署大量传感器节点，可能达到成千上万，甚至更多。传感器网络的大规模性包括两方面的含义：一方面是传感器节点分布在很大的地理区域内，如在原始大森林采用传感器网络进行森林防火和环境监测，需要部署大量的传感器节点；另一方面，传感器节点部署很密集，在面积较小的空间内，密集部署了大量的传感器节点。

传感器网络的大规模性具有如下优点：通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比；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；大量冗余节点的存在，使得系统具有很强的容错性能；大量节点能够增大覆盖的监测区域，减少洞穴或者盲区。

自组织

在传感器网络应用中，通常情况下传感器节点被放置在没有基础结构的地方，传感器节点的位置不能预先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，如通过飞机播撒大量传感器节点到面积广阔的原始森林中，或随意放置到人不可到达或危险的区域。这样就要求传感器节点具有自组织的能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统。

在传感器网络使用过程中，部分传感器节点由于能量耗尽或环境因素造成失效，也有一些节点为了弥补失效节点、增加监测精度而补充到网络中，这样在传感器网络中的节点个数就动态地增加或减少，从而使网络的拓扑结构随之动态地变化。传感器网络的自组织性要能够适应这种网络拓扑结构的动态变化。

动态性

传感器网络的拓扑结构可能因为下列因素而改变：①环境因素或电能耗尽造成的传感器节点故障或失效；②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；③传感器网络的传感器、感知对象和观察者这三要素都可能具有移动性；④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。

可靠性

WSN特别适合部署在恶劣环境或人类不宜到达的区域，节点可能工作在露天环境中，遭受日晒、风吹、雨淋，甚至遭到人或动物的破坏。传感器节点往往采用随机部署，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。

⑼ 什么是无线传感技术

早在上世纪70年代，就出现了将传统传感器采用点对点传输、连接传感控制器而构成传感网络雏形，我们把它归之为第一代传感器网络。随着相关学科的不断发展和进步，传感器网络同时还具有了获取多种信息信号的综合处理能力，并通过与传感控制的相联，组成了有信息综合和处理能力的传感器网络，这是第二代传感器网络。而从上世纪末开始，现场总线技术开始应用于传感器网络，人们用其组建智能化传感器网络，大量多功能传感器被运用，并使用无线技术连接，无线传感器网络逐渐形成。

无线传感器网络是新一代的传感器网络，具有非常上世纪70年代，其发展和应用，将会给人类的生活和生产的各个领域带来深远影响。

无线传感器网络可以看成是由数据获取网络、数据颁布网络和控制管理中心三部分组成的。其主要组成部分是集成有传感器、处理单元和通信模块的节点，各节点通过协议自组成一个分布式网络，再将采集来的数据通过优化后经无线电波传输给信息处理中心。

⑽ 无线传感器网络

无线传感器网络(wirelesssensornetwork，WSN)是综合了传感器技术、嵌入式计算机技术、分布式信息处理技术和无线通信技术，能够协作地实时监测、感知和采集网络分布区域内的各种环境或监测对象的信息，并对这些数据进行处理，获得详尽而准确的信息。传送到需要这些信息的用户。它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一个多跳的自组织的网络系统。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三要素。
无线传感器网络作为当今信息领域新的研究热点，涉及到许多学科交叉的研究领域，要解决的关键技术很多，比如：网络拓扑控制、网络协议、网络安全、时间同步、定位技术、数据融合、数据管理、无线通信技术等方面，同时还要考虑传感器的电源和节能等问题。
所谓部署问题，就是在一定的区域内，通过适当的策略布置传感器节点以满足某种特定的需求。优化节点数目和节点分布形式，高效利用有限的传感器网络资源，最大程度地降低网络能耗，均是节点部署时应注意的问题。
目前的研究主要集中在网络的覆盖问题、连通问题和能耗问题3个方面。
基于节点部署方式的覆盖：1)确定性覆盖2)自组织覆盖
基于网格的覆盖：1)方形网格2)菱形网格
被监测目标状态的覆盖：1)静态目标覆盖2)动态目标覆盖
连通问题可描述为在传感器节点能量有限，感知、通信和计算能力受限的情况下，采用一定的策略(通常设计有效的算法)在目标区域中部署传感器节点，使得网络中的各个活跃节点之间能够通过一跳或多跳方式进行通信。连通问题涉及到节点通信距离和通信范围的概念。连通问题分为两类：纯连通与路由连通。
覆盖中的节能对于覆盖问题，通常采用节点集轮换机制来调度节点的活跃／休眠时间。连通中的节能针对连通问题，也可采用节点集轮换机制与调整节点通信距离的方法。而文献中涉及最多的主要是从节约网络能量和平衡节点剩余能量的角度进行路由协议的研究。