?2020年江蘇自考12573無線傳感網(wǎng)技術(shù)考試大綱(三)

2020年江蘇自考12573無線傳感網(wǎng)技術(shù)考試大綱(三)

第六章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議

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一、學習目的與要求

在無線傳感網(wǎng)技術(shù)的研究和應用中，路由協(xié)議占有很重要的位置，因為它直接決定了整個網(wǎng)絡(luò)運行效率的高低和執(zhí)行性能的優(yōu)劣。因此，本章在課程中占有重要地位，需要重點把握。路由協(xié)議的作用就是尋找一條或者多條滿足一定條件的、從源節(jié)點到目的節(jié)點的路徑，將數(shù)據(jù)分組沿著尋找的路徑轉(zhuǎn)發(fā)。因此路由協(xié)議的功能主要有兩個方面：一方面是尋找滿足條件的從源節(jié)點到目的節(jié)點的優(yōu)化路徑;另外一方面就是將數(shù)據(jù)分組沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)。考慮到無線傳感網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的電源續(xù)航能力、數(shù)據(jù)處理能力、數(shù)據(jù)存儲能力以及通信帶寬都極為有限，而且無線傳感網(wǎng)絡(luò)通常由大量密集的傳感節(jié)點構(gòu)成，決定了無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧各層的設(shè)計都必須以能源有效性為首要的設(shè)計要素，包括路由協(xié)議。

通過本章學習，要求理解無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由的基本設(shè)計原則，掌握常用的幾種路由協(xié)議及其適用領(lǐng)域。

二、課程內(nèi)容(考試內(nèi)容)

6.1 路由設(shè)計原則

6.2 路由協(xié)議分類

6.3 以數(shù)據(jù)為中心的平面路由

6.3.1 Flooding路由

6.3.2 Gossiping路由

6.3.3 SPIN路由

6.4 基于查詢的路由

6.4.1 DD路由

6.4.2 Rumor謠傳路由

6.5 基于能量感知的路由

6.5.1 EA路由

6.5.2 MPEA路由

6.5.3 能量感知路由的改進

6.6 基于地理位置的路由

6.6.1 GPSR路由

6.6.2 GAF路由

6.6.3 GEAR路由

6.6.4 GEM路由

6.7 基于分簇的路由

6.7.1 LEACH路由

6.7.2 TEEN路由

6.7.3 PEGASIS路由

6.7.4 TTDD路由

6.8 基于QoS路由

6.8.1 SAR路由

6.8.2 SPEED路由

三、考核知識點與考核要求

領(lǐng)會：路由設(shè)計原則，路由協(xié)議分類;

簡單應用：以數(shù)據(jù)為中心的平面路由，包括Flooding路由、Gossiping路由、SPIN路由;基于查詢的路由，包括DD路由和Rumor謠傳路由;基于能量感知的路由，包括EA路由和MPEA路由、能量感知路由的改進;基于地理位置的路由，包括GPSR路由、GAF路由、GEAR路由、GEM路由;基于分簇的路由，包括LEACH路由、TEEN路由、 PEGASIS路由、TTDD路由;基于QoS路由，包括SAR路由、SPEED路由。以上各類路由的路由策略、基本原理、工作過程及優(yōu)缺點。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：本章的重點是各類路由協(xié)議的基本策略，工作原理及優(yōu)缺點。重點之一是以數(shù)據(jù)為中心的路由，重點二是基于地理位置的路由，重點三是基于能量感知的路由，重點四是基于QoS的路由，重點五是基于分簇的路由中的Leach協(xié)議。

第七章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

一、學習目的與要求

隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)的深入研究與發(fā)展，越來越多的應用需要無線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)支持。一方面在硬件上直接設(shè)計應用程序會使得面向無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應用開發(fā)難度加大，應用開發(fā)時硬件無法直接像傳統(tǒng)操作系統(tǒng)那樣提供豐富的服務，而且軟件的可重用性比較差，編程時無法繼承已有的軟件成果，降低了開發(fā)效率，延長了開發(fā)時間，增加了開發(fā)成本。另一方面將現(xiàn)有的嵌入式操作系統(tǒng)直接用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)也不合適，因為其面向嵌入式領(lǐng)域更復雜的應用，功能也更復雜，很難在無線傳感網(wǎng)特殊的硬件配置上高效運行。目前有很多適合無線傳感網(wǎng)絡(luò)的操作系統(tǒng)出現(xiàn)，有的才有單獨的編程語言開發(fā)，有的直接用C語言開發(fā)。

通過本章學習，要求了解TinyOS、Contiki、MantisOS、SOS等幾種典型無線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的思想和用法，理解采用操作系統(tǒng)思想設(shè)計的Z-Stack協(xié)議棧的基本原理和工作流程，為無線傳感網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點設(shè)計和部署打下基礎(chǔ)。

二、課程內(nèi)容(考試內(nèi)容)

7.1 TinyOS操作系統(tǒng)

7.1.1 TinyOS的框架結(jié)構(gòu)

7.1.2 TinyOS的硬件平臺抽象

7.1.3 TinyOS的調(diào)度機制

7.1.4 nesC語言

7.2 Contiki操作系統(tǒng)

7.2.1 Contiki的功能特點

7.3 MantisOS操作系統(tǒng)

7.3.1 MantisOS的體系結(jié)構(gòu)

7.3.2 MantisOS的設(shè)計舉例

7.4 SOS操作系統(tǒng)

7.4.1 SOS的體系結(jié)構(gòu)

7.4.2 SOS的功能特點

7.5 Z-Stack

7.5.1 Z-Stack的體系結(jié)構(gòu)

三、考核知識點與考核要求

領(lǐng)會：TinyOS操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，TinyOS的框架結(jié)構(gòu)，TinyOS的硬件平臺抽象，TinyOS的調(diào)度機制;Contiki操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，Contiki的功能特點;MantisOS操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，MantisOS的體系結(jié)構(gòu);SOS操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，SOS的體系結(jié)構(gòu)，SOS的功能特點;Z-Stack基礎(chǔ)知識，Z-Stack的體系結(jié)構(gòu)。

簡單應用：nesC語言，MantisOS的設(shè)計舉例。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：掌握最典型的無線傳感網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)TinyOS，包括其框架結(jié)構(gòu)、硬件抽象平臺、調(diào)度機制。

第八章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)安全策略

一、學習目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的安全性是一個不可忽視的問題。在一些商業(yè)性以及軍事應用的場合中，采集到的隱私數(shù)據(jù)、隱私數(shù)據(jù)的傳輸過程、節(jié)點的分布等都不能泄露給無關(guān)人員或未得到授權(quán)的用戶。無線傳感網(wǎng)絡(luò)自身能量、帶寬、處理和存儲能力的限制，使得網(wǎng)絡(luò)很容易受到各種安全威脅，給攻擊者提供了一定的便利。

通過本章學習，要求了解無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全特性、攻擊與威脅來源、密鑰管理、認證管理、安全防護等。

二、課程內(nèi)容(考試內(nèi)容)

8.1 無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全要求

8.1.1 安全現(xiàn)狀分類

8.1.2 安全需求

8.1.3 安全目標

8.2 攻擊類型

8.3 安全威脅

8.4 安全策略

8.4.1 加密算法的選擇

8.4.2 密鑰管理

8.4.3 安全認證

三、考核知識點與考核要求

識記：無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全要求，包括安全現(xiàn)狀分類、安全需求、安全目標。攻擊類型

領(lǐng)會：安全威脅。

簡單應用：安全策略，包括加密算法的選擇原則、常見加密算法的基礎(chǔ)知識，密鑰管理方案、安全認證過程及方法。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：無線傳感網(wǎng)絡(luò)的安全要求、攻擊類型、安全威脅、安全認證過程及方法。

第九章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)遠程傳輸

一、學習目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)工作時，需要通過傳輸網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)場傳感器采集的物理量信息傳送到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心與采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)的傳感器節(jié)點距離可能很遠，需要各種遠程傳輸技術(shù)支持。通過本章學習，要求了解在現(xiàn)有條件下，有哪些方法可以用于無線傳感網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的遠程傳輸，掌握不同傳輸方法的具體實現(xiàn)和各自的適用領(lǐng)域。

二、課程內(nèi)容(考試內(nèi)容)

9.1 網(wǎng)絡(luò)傳輸

9.1.1 因特網(wǎng)傳輸

9.1.2 以太網(wǎng)傳輸

9.1.3 無線局域網(wǎng)傳輸

9.2 移動通信傳輸

9.2.1 移動通信技術(shù)

9.2.2 移動通信遠程傳輸應用舉例

9.3 微波傳輸

9.4 衛(wèi)星傳輸

9.4.1 衛(wèi)星通信簡介

9.4.2 北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸

9.5 光纖傳輸

9.5.1 光纖通信原理

9.5.2 光纖通信應用舉例

三、考核知識點與考核要求

領(lǐng)會：以太網(wǎng)傳輸、移動通信技術(shù)、微波傳輸、衛(wèi)星通信簡介、光纖通信原理。

簡單應用：各種遠程傳輸應用及其案例，其結(jié)構(gòu)、基本原理和工作過程，包括因特網(wǎng)傳輸、無線局域網(wǎng)傳輸、移動通信遠程傳輸應用、北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、光纖通信應用。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：以太網(wǎng)傳輸原理，移動通信技術(shù)，各種遠程傳輸應用及其案例，結(jié)構(gòu)、基本原理和工作過程。

第十章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)應用設(shè)計

一、學習目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有很強的應用相關(guān)性，在不同的應用要求下需要配套不同的網(wǎng)絡(luò)模型、軟件系統(tǒng)和硬件平臺等。通過本章學習，要求掌握在組建和部署無線傳感網(wǎng)絡(luò)應用的過程中關(guān)于無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的硬件設(shè)計與軟件開發(fā)的一些重要內(nèi)容，包括功能單元、設(shè)計原則等。

二、課程內(nèi)容(考試內(nèi)容)

10.1 無線傳感節(jié)點的設(shè)計原則

10.2 無線傳感節(jié)點的功能模塊

10.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計方案

三、考核知識點與考核要求

領(lǐng)會：無線傳感節(jié)點的設(shè)計原則、無線傳感節(jié)點的功能模塊

簡單應用：無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點設(shè)計方案。

四、本章關(guān)鍵問題

重點：無線傳感節(jié)點的設(shè)計原則、無線傳感節(jié)點的功能模塊。

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