無線傳感網(wǎng)技術(shù)

1、高綱1541江蘇省高等教育自學(xué)考試大綱12573無線傳感網(wǎng)技術(shù) 南京信息工程大學(xué)編江蘇省高等教育自學(xué)考試委員會(huì)辦公室 課程性質(zhì)與課程目標(biāo)一、課程性質(zhì)和特點(diǎn)無線傳感網(wǎng)技術(shù)課程是江蘇省高等教育自學(xué)考試物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)（本科段）的必修課，是為培養(yǎng)和檢驗(yàn)考生掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)基本知識(shí)和基本技能而設(shè)置的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程。本課程是物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的主干課程。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集傳感器技術(shù)、微電機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和無線通信技術(shù)于一體的綜合信息處理平臺(tái)，具有廣泛的應(yīng)用前景，是計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域最活躍的研究熱點(diǎn)之一。本課程內(nèi)容主要包含無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的物理層協(xié)議、MAC協(xié)議、路由協(xié)議、拓?fù)淇?/p>

2、制協(xié)議以及無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.15.4等通信協(xié)議，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位、目標(biāo)跟蹤和時(shí)間同步等幾大支撐技術(shù)，TinyOS實(shí)踐開發(fā)技術(shù)等。因此，它是一門理論聯(lián)系實(shí)際、工程性較強(qiáng)的課程。通過本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，著重掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議，了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位、目標(biāo)跟蹤和時(shí)間同步等幾大支撐技術(shù)，為在基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用中，深入利用關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。希望通過本課程的學(xué)習(xí)，加深對(duì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的理解，為進(jìn)一步研究和從事無線傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用開發(fā)和工程實(shí)踐工作提供良好的基礎(chǔ)和參考。二、課程目標(biāo)作為物聯(lián)網(wǎng)工程

3、專業(yè)的基礎(chǔ)課，要求學(xué)生了解當(dāng)今信息化社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)上，掌握傳感網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，了解傳感網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，為以后物聯(lián)網(wǎng)的工程實(shí)踐打下基礎(chǔ)。本課程的目的是使學(xué)生掌握物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的定義和基本原理及應(yīng)用，了解物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，了解物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和方法。課程設(shè)置的目標(biāo)是鼓勵(lì)考生：1掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，著重掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議；2掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位、時(shí)間同步和網(wǎng)絡(luò)安全等幾大支撐技術(shù)；3熟悉無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用，掌握NesC語言和TinyOS操作系統(tǒng)，掌握TinyOS平臺(tái)的實(shí)際操作。三、與相關(guān)課程的聯(lián)系與區(qū)別無線傳感網(wǎng)技術(shù)是江蘇省高等教育自學(xué)考試物聯(lián)網(wǎng)工程

4、專業(yè)（本科段）必修的專業(yè)課程，與物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)的許多其他課程有著密切的關(guān)系。數(shù)據(jù)通信與網(wǎng)絡(luò)、傳感器原理及應(yīng)用是本課程的基礎(chǔ)。四、課程的重點(diǎn)和難點(diǎn)本課程的重點(diǎn)是掌握無線傳感網(wǎng)技術(shù)的體系結(jié)構(gòu)以及通信協(xié)議，以及在工程應(yīng)用中采取的典型技術(shù)方法，難點(diǎn)是理解無線傳感網(wǎng)定位技術(shù)、時(shí)間同步和網(wǎng)絡(luò)安全的典型算法。 考核目標(biāo)本大綱在考核目標(biāo)中，按照識(shí)記、領(lǐng)會(huì)、簡(jiǎn)單應(yīng)用和綜合應(yīng)用四個(gè)層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。四個(gè)能力層次是遞升的關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上。各能力層次的含義是：識(shí)記（）：要求考生能夠識(shí)別和記憶本課程中有關(guān)傳感網(wǎng)的相關(guān)名詞、概念、知識(shí)的含義，并能夠根據(jù)考核的不同要求，進(jìn)行正確的表述和選擇。領(lǐng)

5、會(huì)（）：要求考生能夠領(lǐng)悟和理解本課程中有關(guān)傳感網(wǎng)的概念、理論和方法技巧的內(nèi)涵及外延，理解相關(guān)傳感網(wǎng)知識(shí)的區(qū)別和聯(lián)系，并能根據(jù)考核的不同要求對(duì)相關(guān)傳感網(wǎng)知識(shí)進(jìn)行論證，做出正確的解釋和說明。簡(jiǎn)單應(yīng)用（）：要求考生能夠根據(jù)已知的傳感網(wǎng)技術(shù)的一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，分析和解決有關(guān)的傳感網(wǎng)理論問題和實(shí)際問題，并得出正確的結(jié)論。綜合應(yīng)用（）：要求考生能夠根據(jù)已知的傳感網(wǎng)知識(shí)的多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，分析和解決有關(guān)的傳感網(wǎng)理論問題和實(shí)際問題，并得出解決問題的綜合方案。 課程內(nèi)容與考核要求第一章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了解短距離無線網(wǎng)絡(luò)概述，理解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程；掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征，掌握傳

6、感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)；熟悉無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。二、課程內(nèi)容1.1 短距離無線網(wǎng)絡(luò)概述1.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程1.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征1.4 傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)1.5 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 短距離無線網(wǎng)絡(luò)概述識(shí)記：短距離無線通信的特點(diǎn)；常用短距離無線通信技術(shù)基本概念。2. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程識(shí)記：ALOHA協(xié)議；PRNET系統(tǒng)；Amateur分組無線網(wǎng)絡(luò)。領(lǐng)會(huì)：無線局域網(wǎng)；無線個(gè)域網(wǎng)；無線自組織網(wǎng)絡(luò)。3. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征識(shí)記：傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)；傳感器節(jié)點(diǎn)的限制。4. 傳感器網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)識(shí)記：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂?；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；網(wǎng)絡(luò)安全；數(shù)據(jù)融合；數(shù)據(jù)管理；

7、無線通信技術(shù)；領(lǐng)會(huì)：時(shí)間同步；定位技術(shù)；嵌入式操作系統(tǒng)；應(yīng)用層技術(shù)。5. 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用識(shí)記：環(huán)境監(jiān)測(cè)；建筑物質(zhì)量監(jiān)控；其他方面的應(yīng)用。應(yīng)用：軍事應(yīng)用；智能家居；醫(yī)療護(hù)理。四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)首先，了解短距離無線網(wǎng)絡(luò)概述。其次，了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展歷程。再次，掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征和關(guān)鍵技術(shù)。最后，理解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用。本章難點(diǎn)在于領(lǐng)會(huì)傳感器網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)和節(jié)點(diǎn)的限制。第二章 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)概述，理解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)；掌握物理體系結(jié)構(gòu)，掌握軟件體系結(jié)構(gòu)；熟悉網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧和通信體系結(jié)構(gòu)。二、課程內(nèi)容2.1 體系結(jié)

8、構(gòu)概述2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 2.2.1 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)物理體系結(jié)構(gòu)2.2.2 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件體系結(jié)構(gòu)2.2.3 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議棧2.2.4 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信體系結(jié)構(gòu)三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 體系結(jié)構(gòu)概述識(shí)記：無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)描述；傳感節(jié)點(diǎn)能力；目標(biāo)類型。領(lǐng)會(huì)：多跳對(duì)等通信方式；傳感網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)；觀測(cè)節(jié)點(diǎn)身份。2. 物理體系結(jié)構(gòu)識(shí)記：無線傳感網(wǎng)系統(tǒng)架構(gòu)；匯聚節(jié)點(diǎn)；管理節(jié)點(diǎn)。領(lǐng)會(huì)：傳感器節(jié)點(diǎn)功能模塊。3. 軟件體系結(jié)構(gòu)識(shí)記：應(yīng)用系統(tǒng)架構(gòu)；軟件體系層次。領(lǐng)會(huì)：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中間件。4. 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧及通信體系結(jié)構(gòu)領(lǐng)會(huì)：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧層次及平臺(tái)。應(yīng)用：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各層次功能

9、。四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)是掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，難點(diǎn)在于理解無線傳感器網(wǎng)絡(luò)各層次功能。第三章 路由協(xié)議一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求掌握路由協(xié)議基本概念和分類，理解并掌握無線傳感器網(wǎng)絡(luò)典型路由協(xié)議，了解常見路由協(xié)議綜合性能。二、課程內(nèi)容3.1 概述3.2 路由協(xié)議分類3.3 典型路由協(xié)議分析3.3.1 平面路由協(xié)議3.3.2 層次路由協(xié)議3.3.3 協(xié)議綜合比較三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 路由協(xié)議概述識(shí)記：路由協(xié)議基本概念；路由協(xié)議固有特點(diǎn)。領(lǐng)會(huì)：路由協(xié)議新的問題和挑戰(zhàn)；路由協(xié)議設(shè)計(jì)要求。2. 路由協(xié)議分類識(shí)記：路由協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；路由協(xié)議類型。領(lǐng)會(huì)：平面路由協(xié)議；層次路由協(xié)議；基

10、于地址路由協(xié)議。3. 平面路由協(xié)議分析識(shí)記：Rumor協(xié)議；EAR協(xié)議；HREECN協(xié)議；SMECN協(xié)議；GEM協(xié)議。領(lǐng)會(huì)：Flooding/Gossiping協(xié)議；DD路由協(xié)議；SPIN路由協(xié)議；SAR路由協(xié)議。4. 層次路由協(xié)議分析識(shí)記：層次結(jié)構(gòu)基本概念；層級(jí)機(jī)制優(yōu)點(diǎn)；層級(jí)機(jī)制優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)；PEGASI協(xié)議；TEEN協(xié)議；SOP協(xié)議。領(lǐng)會(huì)：LEACH協(xié)議基本思想；GAF協(xié)議；GEAR協(xié)議；SPAN協(xié)議。應(yīng)用：LEACH協(xié)議簇頭選擇算法；改進(jìn)型LEACH算法過程；四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容在于掌握典型路由協(xié)議分類及主要思想，難點(diǎn)在于理解LEACH算法的過程和改進(jìn)LEACH的主要思想。第四

11、章 MAC協(xié)議一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了解MAC協(xié)議研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)，理解影響WSN的MAC協(xié)議因素；掌握MAC協(xié)議特點(diǎn)，掌握WSN的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)策略；熟悉典型的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議，了解MAC協(xié)議發(fā)展趨勢(shì)。二、課程內(nèi)容4.1 概述4.1.1 研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)4.1.2 影響WSN的MAC協(xié)議因素4.1.3 協(xié)議特點(diǎn)4.1.4 WSN的MAC協(xié)議設(shè)計(jì)策略4.2 WSN的MAC協(xié)議分類4.3 MAC協(xié)議分析比較4.3.1 MAC協(xié)議分析4.3.2 MAC協(xié)議的比較4.4 小結(jié)三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. MAC協(xié)議概述識(shí)記：研究現(xiàn)狀和趨勢(shì)；MAC協(xié)議分類。領(lǐng)會(huì)：影響WSN的MAC協(xié)

12、議因素；MAC協(xié)議特點(diǎn)。2. MAC協(xié)議分析比較識(shí)記：C-TDMA協(xié)議；SMACS/EAR協(xié)議；LPL協(xié)議；LMAC協(xié)議。領(lǐng)會(huì)：S-MAC協(xié)議；T-MAC協(xié)議；P-MAC協(xié)議；Z-MAC協(xié)議。應(yīng)用：典型MAC協(xié)議的特征比較；3. MAC協(xié)議研究策略和發(fā)展趨勢(shì)識(shí)記：節(jié)能研究策略；跨層優(yōu)化設(shè)計(jì)；應(yīng)用特點(diǎn)和業(yè)務(wù)模式；能量有效性和其他性能指標(biāo)的權(quán)衡；安全問題。四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容在于掌握典型MAC協(xié)議分類及主要思想，難點(diǎn)在于理解IEEE802.11協(xié)議基礎(chǔ)上的S-MAC協(xié)議，T-MAC協(xié)議TA時(shí)隙概念和P-MAC協(xié)議二進(jìn)制字符串功能。第五章 拓?fù)淇刂埔?、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了

13、解拓?fù)淇刂聘攀?，理解拓?fù)淇刂圃O(shè)計(jì)目標(biāo)與研究現(xiàn)狀；掌握典型拓?fù)淠Ｐ团c拓?fù)淇刂扑惴?，理解典型拓?fù)渌惴ㄖg的性能比較。二、課程內(nèi)容5.1 概述5.2 拓?fù)淇刂圃O(shè)計(jì)目標(biāo)與研究現(xiàn)狀5.2.1 拓?fù)淇刂频脑O(shè)計(jì)目標(biāo)5.2.2 拓?fù)淇刂频难芯楷F(xiàn)狀5.3 拓?fù)淠Ｐ团c拓?fù)淇刂扑惴?.3.1 拓?fù)淠Ｐ?.3.2 拓?fù)淇刂扑惴?.4 小結(jié)三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 拓?fù)淇刂聘攀鲎R(shí)記：拓?fù)淇刂频闹匾裕煌負(fù)淇刂频陌l(fā)展和研究方向；靜態(tài)、動(dòng)態(tài)節(jié)點(diǎn)概念；可控部署、不可控部署概念。2. 拓?fù)淇刂圃O(shè)計(jì)目標(biāo)與研究現(xiàn)狀領(lǐng)會(huì)：拓?fù)淇刂埔紤]的設(shè)計(jì)目標(biāo)和相關(guān)概念；功率控制型拓?fù)溲芯糠较?；睡眠調(diào)度型拓?fù)溲芯糠较颉?. 拓?fù)淠Ｐ妥R(shí)記：?jiǎn)挝?/p>

14、圓圖；準(zhǔn)規(guī)則單位圓圖。領(lǐng)會(huì)：Gabriel圖；相關(guān)鄰近圖；最小生成樹；SAR路由協(xié)議。4. 拓?fù)淇刂扑惴ㄗR(shí)記：概率分析法；計(jì)算幾何法；采用支配集的層次型網(wǎng)絡(luò)。領(lǐng)會(huì)：基于引導(dǎo)信號(hào)的功率控制；Ad hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)算法；CLUSTERPOW。應(yīng)用：采用簇結(jié)構(gòu)的層次性結(jié)構(gòu)算法；啟發(fā)類算法STEM/ASCENT；四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容在于掌握典型拓?fù)淇刂扑惴ǚ诸惣爸饕枷?，難點(diǎn)在于理解拓?fù)淠Ｐ秃蚅EACH類算法的設(shè)計(jì)過程和優(yōu)缺點(diǎn)。第六章 WSN定位技術(shù)一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了解WSN定位技術(shù)概述，理解定位基本概念和評(píng)價(jià)指標(biāo)；掌握典型測(cè)距方法，掌握常用的定位計(jì)算方法；理解典型WS

15、N定位系統(tǒng)和算法，了解定位算法設(shè)計(jì)的注意問題。二、課程內(nèi)容6.1 定位技術(shù)簡(jiǎn)介6.1.1 基本概念和評(píng)價(jià)指標(biāo)6.1.2 定位算法的分類6.2 測(cè)距方法6.2.1 接收信號(hào)強(qiáng)度指示法6.2.2 到達(dá)時(shí)間法6.2.3 到達(dá)時(shí)間差法6.2.4 到達(dá)角法6.3 常用的定位計(jì)算方法6.3.1 三邊定位與求解6.3.2 三角定位與求解6.3.3 極大似然估計(jì)法6.4 典型WSN定位系統(tǒng)和算法6.4.1 Active Badge定位系統(tǒng)6.4.2 Active Office6.4.3 Cricket定位系統(tǒng)6.4.4 APIT6.4.5 AHLos6.4.6 SPA相對(duì)定位6.4.7 APS6.5 定位算法

16、設(shè)計(jì)的注意問題6.5.1 典型定位系統(tǒng)和算法比較6.5.2 定位算法設(shè)計(jì)的注意問題6.6 小結(jié)三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 定位技術(shù)簡(jiǎn)介識(shí)記：WSN定位意義；WSN定位基本概念；WSN定位評(píng)價(jià)指標(biāo)。領(lǐng)會(huì)：WSN定位的基本術(shù)語；測(cè)距類與非測(cè)距類；基于錨節(jié)點(diǎn)和非基于錨節(jié)點(diǎn)；遞增式和并發(fā)式；集中式計(jì)算和分布式計(jì)算；絕對(duì)定位和相對(duì)定位。2. 測(cè)距方法識(shí)記：到達(dá)角法領(lǐng)會(huì)：接收信號(hào)強(qiáng)度指示法；到達(dá)時(shí)間法；到達(dá)時(shí)間差法。應(yīng)用：TOA與TDOA的比較。3. 常用的定位計(jì)算方法識(shí)記：三角定位與求解。領(lǐng)會(huì)：三邊定位法與求解；極大似然估計(jì)法。應(yīng)用：結(jié)合TOA/TDOA/RSSI，利用常用定位方法求解目標(biāo)坐標(biāo)。4.

17、典型WSN定位系統(tǒng)和算法識(shí)記：Active Badge定位系統(tǒng)；Active Office；SPA相對(duì)定位。領(lǐng)會(huì)：APIT近似三角形內(nèi)點(diǎn)測(cè)試法；DV-HOP定位算法；DV-distance定位算法。應(yīng)用：AHLos類多邊定位算法的應(yīng)用；DV-HOP定位算法應(yīng)用。5. 定位算法設(shè)計(jì)的注意問題領(lǐng)會(huì)：典型定位系統(tǒng)和算法比較。四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容在于掌握典型WSN定位的基本概念和算法分類，以及常用測(cè)距方法和典型定位系統(tǒng)和算法，難點(diǎn)在于掌握測(cè)距類TOA、TDOA和RSSI方法的過程和應(yīng)用。第七章 時(shí)間同步一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了解時(shí)間同步概述，理解消息傳遞過程分解；掌握典型時(shí)

18、間同步算法，理解典型時(shí)間同步算法的比較分析。二、課程內(nèi)容7.1 時(shí)間同步概述7.1.1 消息傳遞過程分解7.1.2 算法設(shè)計(jì)的影響因素7.1.3 算法的性能指標(biāo)7.2 時(shí)間同步算法7.2.1 經(jīng)典時(shí)間同步算法7.2.2 基于前同步思想的同步算法7.2.3 基于后同步思想的時(shí)間同步協(xié)議7.3 算法比較分析7.4 小結(jié)三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 時(shí)間同步概述識(shí)記：時(shí)間同步意義和作用；算法設(shè)計(jì)的影響因素。領(lǐng)會(huì)：消息傳遞過程分解；算法的性能指標(biāo)。2. 時(shí)間同步算法識(shí)記：Tiny-Sync算法；Mini-Sync算法；LTS算法；FTSP算法。領(lǐng)會(huì)：RBS算法；TPSN算法；DMTS算法；后同步思想。

19、應(yīng)用：TPSN、RBS和DMTS算法優(yōu)缺點(diǎn)與適用環(huán)境。3. 研究趨勢(shì)領(lǐng)會(huì)：WSN時(shí)間同步算法未來研究方向。4. 拓?fù)淇刂扑惴ㄗR(shí)記：概率分析法；計(jì)算幾何法；采用支配集的層次型網(wǎng)絡(luò)。領(lǐng)會(huì)：基于引導(dǎo)信號(hào)的功率控制；Ad hoc網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)算法；CLUSTERPOW。應(yīng)用：采用簇結(jié)構(gòu)的層次性結(jié)構(gòu)算法；啟發(fā)類算法STEM/ASCENT；四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容在于掌握典型拓?fù)淇刂扑惴ǚ诸惣爸饕枷?，難點(diǎn)在于理解拓?fù)淠Ｐ秃蚅EACH類算法的設(shè)計(jì)過程和優(yōu)缺點(diǎn)。第八章 安全技術(shù)（不作考核要求）第九章 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了解IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)概述，掌握IEEE 802

20、.15.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧，掌握ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)；理解ZigBee技術(shù)優(yōu)勢(shì)，理解ZigBee協(xié)議的消息格式及幀格式。二、課程內(nèi)容9.1 標(biāo)準(zhǔn)概述與網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介9.1.1 IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)概述9.1.2 IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介9.2 IEEE 802.15.4協(xié)議9.2.1 工業(yè)無線通信協(xié)議9.2.2 IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧9.3 ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)9.3.1 ZigBee是什么9.3.2 ZigBee標(biāo)準(zhǔn)概要9.3.3 ZigBee技術(shù)優(yōu)勢(shì)9.3.4 ZigBee協(xié)議棧9.3.5 ZigBee協(xié)議的消息格式及幀格式9.3.6 ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?.4小結(jié)三

21、、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. 標(biāo)準(zhǔn)概述與網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)介識(shí)記：IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)概述；IEEE 802.15.4拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；IEEE 802.15.4拓?fù)湫纬蛇^程。2. IEEE 802.15.4協(xié)議識(shí)記：IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)；IEEE802.15.1標(biāo)準(zhǔn)；IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)。領(lǐng)會(huì)：IEEE802.15.4a中采用的關(guān)鍵技術(shù)；IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧。3. ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)識(shí)記：ZigBee標(biāo)準(zhǔn)概要：ZigBee技術(shù)優(yōu)勢(shì)；ZigBee消息格式及幀格式。領(lǐng)會(huì)：ZigBee協(xié)議棧；ZigBee網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。?yīng)用：ZigBee與其他無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的比較四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重

22、點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容在于掌握IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)和ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，難點(diǎn)在于理解IEEE 802.15.4網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧的物理層、MAC子層。第十章 ZigBee硬件平臺(tái)一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了解CC2430/CC2431芯片主要特點(diǎn)和功能結(jié)構(gòu)，理解無線CC2430之8051的CPU，理解CC2410/CC2431主要外部設(shè)備；掌握IEEE 802.15.4調(diào)制方式；了解CC2430/CC2431所涉及的無線通信技術(shù)，熟悉CC2431無線定位引擎介紹。二、課程內(nèi)容10.1 ZigBee無線SoC片上系統(tǒng)CC2430/CC2431概述10.2 CC2430/CC2431芯片主要特點(diǎn)

23、10.3 CC2430/CC2431芯片功能結(jié)構(gòu)10.4 SoC無線CC2430之8051的CPU介紹10.4.1 簡(jiǎn)介10.4.2 存儲(chǔ)器10.4.3 特殊功能寄存器10.5 CC2410/CC2431主要外部設(shè)備10.5.1 I/O端口10.5.2 DMA控制器10.6 無線模塊10.6.1 IEEE 802.15.4調(diào)制方式10.6.2 接收模式10.6.3 發(fā)送測(cè)試模式10.7 CC2430/CC2431所涉及的無線通信技術(shù)10.7.1 清除信道評(píng)估CCA10.7.2 無線直接頻譜技術(shù)DSSS10.7.3 載波偵聽多點(diǎn)接入/避免沖撞CSMA/CA三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. CC243

24、0/CC2431概述識(shí)記：芯片發(fā)展過程；芯片主要特點(diǎn)；芯片功能結(jié)構(gòu)。2. CC2430/CC2431芯片計(jì)算模塊識(shí)記：CC2430芯片CPU概要；CC2430芯片存儲(chǔ)器；CC2430/CC2431芯片I/O端口；CC2430/CC2431芯片DMA。領(lǐng)會(huì)：CC2430芯片特殊功能寄存器。3. CC2430/CC2431芯片無線模塊識(shí)記：無線模塊主要參數(shù)；接收模塊；發(fā)送測(cè)試模塊；清除信道評(píng) CCA。領(lǐng)會(huì)：IEEE802.15.4調(diào)制方式；無線直接頻譜技術(shù)DSSS；載波偵聽多點(diǎn)接入/避免沖撞CSMA/CA。應(yīng)用：CSMA/CA算法過程及應(yīng)用。四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容在于掌握CC2430/

25、CC2431芯片計(jì)算模塊和無線模塊，難點(diǎn)在于理解CC2430芯片特殊功能寄存器和CSMA/CA算法。第十一章 CC2430開發(fā)環(huán)境IAR（不作考核要求）第十二章 開發(fā)實(shí)踐環(huán)境監(jiān)測(cè)（不作考核要求）第十三章 開發(fā)技術(shù)JENNIC（不作考核要求）第十四章 軟件平臺(tái)（不作考核要求）第十五章 基于ZigBee協(xié)議棧進(jìn)行開發(fā)（不作考核要求）第十六章 NesC語言一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了解nesC語言概述、組成、基本特點(diǎn)、編譯技術(shù)和程序開發(fā)平臺(tái)，理解接口、組件、模塊和配件的基本概念，掌握nesC語言程序結(jié)構(gòu)；掌握常用nesC示例代碼。二、課程內(nèi)容16.1 nesC語言簡(jiǎn)介16.1.1 nesC

26、語言概述16.1.2 nesC語言組成16.1.3 nesC語言基本特點(diǎn)16.1.4 nesC編譯技術(shù)16.1.5 nesC程序開發(fā)平臺(tái)16.2 語法與術(shù)語16.2.1變化16.2.2語法16.2.3術(shù)語16.3 接口16.4 組件16.4.1 組件概述16.4.2 組件語法與說明16.4.3 模塊及其組成16.4.4 配件及其組成16.4.5 屬性聲明16.5模塊16.5.1 說明16.5.2 調(diào)用命令和事件信號(hào)16.5.3 任務(wù)16.5.4 原子陳述16.6結(jié)構(gòu)16.6.1 包含組件16.6.2 配線16.6.3 隱含連接16.6.4 配線語義16.8應(yīng)用程序16.7.1 裝載C文件X16

27、.7.2 裝載組件K16.7.3 載入接口類型I 三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. nesC語言簡(jiǎn)介識(shí)記：nesC語言概述；nesC語言組成；nesC語言基本特點(diǎn)；nesC編譯技術(shù)；nesC程序開發(fā)平臺(tái)。2. nesC語法及結(jié)構(gòu)件識(shí)記：nesC關(guān)鍵字；nesC術(shù)語。領(lǐng)會(huì)：接口的概念和功能；組件語法與說明；模塊的概念和功能；配件的概念和功能。應(yīng)用：nesC函數(shù)調(diào)用與任務(wù)推送的應(yīng)用。3. nesC程序結(jié)構(gòu)識(shí)記：包含組件；配線規(guī)則；隱含連接；配線語義。領(lǐng)會(huì)：TinyOS應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)。四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容在于掌握nesC語法及結(jié)構(gòu)件，難點(diǎn)在于理解nesC程序結(jié)構(gòu)中的配線規(guī)則、配線語義等。第十

28、七章 TinyOS操作系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的與要求通過本章學(xué)習(xí)，要求了解TinyOS簡(jiǎn)介，了解TinyOS框架結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)，理解TinyOS組件基本概念；了解TinyOS的系統(tǒng)模型；掌握TinyOS通信模型；理解TinyOS事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制、調(diào)度策略，TinyOS任務(wù)調(diào)度機(jī)制；掌握TinyOS應(yīng)用示例Blink、數(shù)據(jù)收集應(yīng)用程序。二、課程內(nèi)容17.1 TinyOS 簡(jiǎn)介17.2 TinyOS 框架結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)17.2.1 總體結(jié)構(gòu)17.2.2 基于組件的程序模型17.2.3 組件化分層架構(gòu)17.2.4 操作系統(tǒng)特點(diǎn)概述17.3 TinyOS組件 17.3.1 組件說明與實(shí)現(xiàn)17.3.2 并發(fā)模型17.3.3

29、 TinyOS組件模型17.3.4 應(yīng)用示例組件組合與無線通信17.4 TinyOS的系統(tǒng)模型17.4.1 TinyOS的系統(tǒng)模型17.4.2 TinyOS IDE設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)機(jī)制17.5 TinyOS通信模型17.5.1 主動(dòng)消息概述17.5.2 基于主動(dòng)消息的通信模型17.5.3 主動(dòng)消息的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)17.5.4 主動(dòng)通信的緩存管理機(jī)制17.5.5 主動(dòng)消息的顯式確認(rèn)消息機(jī)制17.6 TinyOS事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制、調(diào)度策略17.6.1 事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制17.6.2 調(diào)度策略17.6.3 TinyOS并發(fā)模型與執(zhí)行模塊17.6.4 用事件驅(qū)動(dòng)方式從傳感器讀取數(shù)據(jù)17.7 TinyOS任務(wù)調(diào)度機(jī)制17.

30、7.1 調(diào)度機(jī)制概述17.7.2 中斷處理17.7.3 任務(wù)隊(duì)列17.7.4 調(diào)度策略與能量管理機(jī)制17.7.5 TinyOS調(diào)度模型的特點(diǎn)17.7.6 TinyOS的調(diào)度機(jī)制不足17.7.7 示例用于處理應(yīng)用數(shù)據(jù)的任務(wù)17.10 TinyOS應(yīng)用示例17.10.1 應(yīng)用程序示例： Blink17.10.2 應(yīng)用程序示例： 數(shù)據(jù)收集應(yīng)用程序三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求1. TinyOS基礎(chǔ)識(shí)記：TinyOS定義；TinyOS發(fā)展過程；TinyOS特點(diǎn)；TinyOS框架結(jié)構(gòu)。領(lǐng)會(huì)：TinyOS中輕量級(jí)線程實(shí)現(xiàn)；主動(dòng)消息機(jī)制；硬件抽象層；并發(fā)模型；TinyOS組件類型。應(yīng)用：組件組合與無線通信2. T

31、inyOS模型識(shí)記：TinyOS的系統(tǒng)模型；主動(dòng)消息的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)；主動(dòng)通信的緩存管理機(jī)制；主動(dòng)消息的顯式確認(rèn)消息機(jī)制。領(lǐng)會(huì)：基于Active Message的TinyOS通信類型。3. TinyOS策略識(shí)記：事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制；調(diào)度策略；并發(fā)模型與執(zhí)行模塊；TinyOS任務(wù)調(diào)度概述；中斷處理；任務(wù)隊(duì)列。領(lǐng)會(huì)：調(diào)度模型的特點(diǎn)；調(diào)度機(jī)制不足。應(yīng)用：用事件驅(qū)動(dòng)方式從傳感器讀取數(shù)據(jù)。4. TinyOS應(yīng)用示例領(lǐng)會(huì)： Blink配置；Blink模塊；編譯Blink應(yīng)用程序；SenseLightToLog程序。應(yīng)用：Blink程序代碼修改與調(diào)試。四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容在于掌握TinyOS基礎(chǔ)介紹、T

32、inyOS模型和TinyOS策略，難點(diǎn)在于理解TinyOS應(yīng)用示例。第十八章 TinyOS示例（不作考核要求） 關(guān)于大綱的說明與考核實(shí)施要求一、自學(xué)考試大綱的目的和作用課程自學(xué)考試大綱是根據(jù)專業(yè)自學(xué)考試計(jì)劃的要求，結(jié)合自學(xué)考試的特點(diǎn)而確定。其目的是對(duì)個(gè)人自學(xué)、社會(huì)助學(xué)和課程考試命題進(jìn)行指導(dǎo)和規(guī)定。課程自學(xué)考試大綱明確了課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容以及深廣度，規(guī)定了課程自學(xué)考試的范圍和標(biāo)準(zhǔn)。因此，它是編寫自學(xué)考試教材和輔導(dǎo)書的依據(jù)，是社會(huì)助學(xué)組織進(jìn)行自學(xué)輔導(dǎo)的依據(jù)，是自學(xué)者學(xué)習(xí)教材、掌握課程內(nèi)容知識(shí)范圍和程度的依據(jù)，也是進(jìn)行自學(xué)考試命題的依據(jù)。二、課程自學(xué)考試大綱與教材的關(guān)系課程自學(xué)考試大綱是進(jìn)行學(xué)習(xí)和考核的

33、依據(jù)，教材是學(xué)習(xí)掌握課程知識(shí)的基本內(nèi)容與范圍，教材的內(nèi)容是大綱所規(guī)定的課程知識(shí)和內(nèi)容的擴(kuò)展與發(fā)揮。本大綱與教材所體現(xiàn)的課程內(nèi)容完全一致；大綱里面的課程內(nèi)容和考核知識(shí)點(diǎn)，在教材里都可以找到。三、關(guān)于自學(xué)教材本課程使用教材為：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)用教程，余成波主編，清華大學(xué)出版社，第一版，2012年4月。四、關(guān)于自學(xué)要求和自學(xué)方法的指導(dǎo)本大綱的課程基本要求是依據(jù)專業(yè)考試計(jì)劃和專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)而確定的。課程基本要求還明確了課程的基本內(nèi)容，以及對(duì)基本內(nèi)容掌握的程度。基本要求中的知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成了課程內(nèi)容的主體部分。因此，課程基本內(nèi)容掌握程度、課程考核知識(shí)點(diǎn)是高等教育自學(xué)考試考核的主要內(nèi)容。本課程共6學(xué)分（包括實(shí)驗(yàn)內(nèi)

34、容的學(xué)分）。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)工程專業(yè)（本科段）的要求，以及本課程的特點(diǎn)，考生在進(jìn)行自學(xué)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：1.在學(xué)習(xí)本課程前，應(yīng)仔細(xì)閱讀課程大綱的第一部分，了解課程的性質(zhì)、地位和任務(wù)，熟知課程的基本要求以及與本課程有關(guān)的課程的聯(lián)系，以便使以后的學(xué)習(xí)能緊緊圍繞課程的基本要求。2.在閱讀某一章教材內(nèi)容前，考生應(yīng)先認(rèn)真閱讀大綱中關(guān)于該章的考核知識(shí)點(diǎn)、自學(xué)要求和考核要求，注意對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的能力層次要求，以便在閱讀教材時(shí)做到心中有數(shù)，有的放矢。3.閱讀教材時(shí)，考生應(yīng)根據(jù)大綱要求，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)基本概念必須深刻理解，基本原理必須牢固掌握，在閱讀中遇到個(gè)別細(xì)節(jié)問題不清楚，在不影響繼

35、續(xù)學(xué)習(xí)的前提下，可暫時(shí)擱置。4.學(xué)完教材的每一章內(nèi)容后，考生應(yīng)針對(duì)考試大綱列出的關(guān)鍵問題認(rèn)真復(fù)習(xí)，以便進(jìn)一步理解、消化和鞏固所學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)分析問題、解決問題的能力。五、應(yīng)考指導(dǎo)1如何學(xué)習(xí)。很好的計(jì)劃和組織是你學(xué)習(xí)成功的法寶。如果考生正在接受培訓(xùn)學(xué)習(xí)，一定要跟緊課程并完成作業(yè)。為了在考試中做出滿意的回答，考生必須對(duì)所學(xué)課程內(nèi)容有很好的理解，如使用“行動(dòng)計(jì)劃表”來監(jiān)控你的學(xué)習(xí)進(jìn)展?？忌喿x課本時(shí)可以做讀書筆記，可以用彩筆來標(biāo)注需要重點(diǎn)注意的內(nèi)容，如紅色代表重點(diǎn)、綠色代表需要深入研究的領(lǐng)域、黃色代表可以運(yùn)用在工作之中。此外，還可以在空白處記錄相關(guān)網(wǎng)站與文章。2如何考試。卷面整潔非常重要。書寫工整，段

36、落與間距合理，卷面賞心悅目有助于教師評(píng)分，教師只能為他能看懂的內(nèi)容打分?；卮鹚岢龅膯栴}。要回答所問的問題，而不是回答你自己樂意回答的問題！避免超過問題的范圍。3如何處理緊張情緒。正確處理對(duì)失敗的懼怕，要正面思考。如果可能，請(qǐng)教已經(jīng)通過該科目考試的人，問他們一些問題。做深呼吸放松，這有助于使頭腦清醒，緩解緊張情緒?？荚嚽昂侠砩攀?，保持旺盛精力，保持冷靜。4如何克服心理障礙。這是一個(gè)普遍問題！如果你在考試中出現(xiàn)這種情況，試試下列方法：使用“線索”紙條。進(jìn)入考場(chǎng)之前，將記憶“線索”記在紙條上，但你不能將紙條帶進(jìn)考場(chǎng)，因此當(dāng)你閱讀考卷時(shí)，一旦有了思路就快速記下。按自己的步調(diào)進(jìn)行答卷。為每個(gè)考題或部分

37、合理分配時(shí)間，并按此時(shí)間安排進(jìn)行。六、對(duì)社會(huì)助學(xué)的要求1.社會(huì)助學(xué)者應(yīng)根據(jù)本大綱規(guī)定的考試內(nèi)容和考核目標(biāo)，認(rèn)真鉆研指定教材，明確本課程的特點(diǎn)和學(xué)習(xí)要求，對(duì)考生進(jìn)行切實(shí)有效的輔導(dǎo)，避免考生在自學(xué)時(shí)可能出現(xiàn)的各種偏向，把握社會(huì)助學(xué)的正確方向。2.社會(huì)助學(xué)者應(yīng)對(duì)考生進(jìn)行學(xué)習(xí)方法的指導(dǎo)，向考生提倡“認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主動(dòng)提出問題，依靠自己學(xué)懂”的學(xué)習(xí)方法。3.社會(huì)助學(xué)者應(yīng)注意對(duì)考生自學(xué)能力的培養(yǎng)，使考生逐步學(xué)會(huì)獨(dú)立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中善于提出問題、分析問題、做出判斷和解決問題。對(duì)考生提出的問題，社會(huì)助學(xué)者應(yīng)以啟發(fā)引導(dǎo)為主。4.社會(huì)助學(xué)者應(yīng)努力引導(dǎo)考生將識(shí)記、領(lǐng)會(huì)、簡(jiǎn)單應(yīng)用和綜合應(yīng)用聯(lián)系起來，將基本知識(shí)轉(zhuǎn)化為識(shí)記工作能力，全面培養(yǎng)和提升考生的綜合素質(zhì)。5.社會(huì)助學(xué)者應(yīng)指導(dǎo)考生正確處理重點(diǎn)和一般的關(guān)系，幫助考生掌握全部考試內(nèi)容和考核知識(shí)點(diǎn)，切勿孤立地抓重點(diǎn)，將考生引向猜題和押題。七、對(duì)考核內(nèi)容的說明本課程要求考生學(xué)習(xí)