无线传感网大作业

无线传感器网络大作业题目：无线传感网络实现矿井环境检测物联网工程学院计算机科学与技术专业

学号

学生姓名

指导教师宋春霖副教授

二〇一六年五月

摘要：煤矿中的突发事故具有一定的随机性和不确定性。利用无线传感器网络采集矿井中的数据,再将这些数据通过无线网络传输到矿井上的环境监测中心,并把这些数据实时直观地显示出来;尤其是在被监测的瓦斯体积分数超标的时候,还可发出报警信号。采集到的数据会备份到数据库中,通过对这些数据进行科学的分析归纳,能为预测事故和危机的发生提供强有力的数据支持。

关键词：煤矿、突发事故、无线传感网

目录

1、具体应用 (4)

2、设计方面的挑战 (4)

2.1土壤状况与类型 (4)

2.2成本 (5)

2.3功耗问题 (5)

2.4恶劣环境 (5)

3、无线传感网的组成以及架构 (5)

传感器节点 (6)

4、通信架构 (7)

参考文献: (7)

1、具体应用

近些年来，我国的煤矿事故时常发生，一旦出现重大煤矿事故，不仅失去大量矿工人

员的生命，而且还给煤矿企业和国家带来一定的负面影响。我国现有的煤矿井下的检测系统还是传统的有线检测系统，这种检测系统存在着一系列的弊端，比如说，它只能在矿井扩宽的场域方便使用，而在那些工人作业的采煤区域还不能够完全地有效使用。

监控设备不能很好地发挥作用。传统的监控设备，监控范围有限，并且基本采用有线模式传输信号，在矿井中使用十分不便。而无线传感器网络存在监测区域内大量的廉价微型传感器节点，通过无线通信方式组成的一个多跳的自组织网络，其目的是采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并通过无线模块发送给观察者。是集数据的采集、融合、分析、传输于一体，具有展开快速、可靠稳定、可维护性好等特点，特别适用于环境恶劣、不方便人工监控和通过有线网络监控的场所。如果将其应用于煤矿中，配上上层监控软件，可以很好地实现对煤矿内重点区域实时监控、显示和预警，对煤矿的安全生产起着非常重要的作用。下面就提出一种基于无线传感网络的煤矿瓦斯预警系统的设计方法。

无线传感器网络由于自身的特殊特点，比如说方便，能够适应各种环境、检测精确度较高和安全可靠性高等特点，在当前的煤矿开采中非常实用，可以解决在环境复杂、恶劣的煤矿中对瓦斯浓度的监控和预警，不仅要实现煤矿采空区的监测和数据的传输,而且开发成本和运行成本也要低,适合于中、小煤矿采空区的温度监测,移植与功能扩展方便,更换与增加不同的传感器又可构建其他监测网络。

2、设计方面的挑战

2.1土壤状况与类型

在地下通信中网络部署与土壤类型密切相关，随着土壤类型的不同功率衰减的特性展现出很大差异，很大程度上引起了网络拓扑结构的设计。另外，天气、湿度、季节等因素对土壤状况的影响也是我们需要考虑的一个重点。

2.2成本

传感器在地下部署的越深则需要越多的挖掘成本，也就导致了设备部署成本的提高。考虑到成本问题，应该避免节点的深度部署，病最小化所需设备数目。但是有需要考虑规模问题，所以必须设计一个折中的方案。

2.3功耗问题

发送端与汇聚节点之间的距离与衰落成正比，需要将网络拓扑结构设计为短距离跳数多，而非长距离条数少的方式。另外，功耗问题也是运营成本的重要组成部分，一个低功耗的检测系统才符合各方面的利益。

2.4恶劣环境

地下环境需要考虑水、极端温度、昆虫以及挖掘设备对设备造成的破坏，并在设计中尽量采取措施避免这种破坏。

3、无线传感网的组成以及架构

整个系统分井上和井下两部分。井下部分主要是利用传感器对矿井内的温湿度和瓦斯体积分数信息采集,然后通过路由的方式经过各个节点传送到基站;井上部分主要负责接收从基站传输过来的数据,并进行处理、分析、动态曲线显示和写入数据库备份

无线传感器在矿井环境中的检测系统主要是由传感器服务网络、监测控制中心、数据采集与分析以及传送网络和终端服务设备等部分组成。

此无线传感器系统主要在于无线传感器网络以及监控中心，监控中心主要有生产服务调度室、监测计算机、服务器、以及远程pc服务器组成。无线传感器网络主要负责收集数据

和传输数据，监测计算机主要用来接收分析并处理井下传来的数据，服务器主要是用来存贮所有的数据及操作记录。

无线传感网架构：

传感器节点

传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块及电源模块4部分组

成,传感器模块负责监测区内信息的采集和数据转换;处理器模块负责控制整个传感器节点的操作,接收和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据;无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据;电源模块为传感器、处理器及无线模块提供运行所需的能量,并对其进行管理,以达到最大的使用效率。

传感器节点图：

4、通信架构

矿井监测系统由监测传感器、井下分站、信息传输系统和地面中心等部分组成。井下分站和地面中心站的连接部分即是信息传输系统。信息传输系统按结构可以分为放射状、环状和树状三种。在同等的监控容量的情况下，减少系统的分支，井下各分站就近接入由井上中心站下来的系统电缆。

在无线通信设计中井下现有光纤通信系统相当于树的主干，井下各分站由无线通信系统中的主节点代替，各个主节点接入多个无线传感器子节点，每个主节点与其接入的子节点构成一组。井巷监测无线通信系统是结合井下现有光纤通信系统和无线传感器网络提出的一种瓦斯监测系统。利用每一个传感器均具有的检测功能，同时又具有信号的接收、处理、判断、控制检测系统开关、发送以及根据信号对检测系统开关进行控制的特点。

基于上述设计，可将通信架构设计如下：

通信架构图：

参考文献:

[1] 李继林.煤矿安全监控系统的现状与发展趋势[J].煤炭技术,2008,(11):4-5.

[2] 张保华,李士宁,滕文星.基于无线传感器网络的温室测控系统研究设计[J].微电子学与计算机,2008,(5):550-552.

[3] 孙利民,李建中,陈渝,等.无线传感器网络[M].北京:清华大学出版社,2005.

[4] 吴呈瑜,孙运强.基于ZigBee技术的短距离无线数据传输系统[J].仪表技术与传感器,2008,(5):38-39.

[5] 雷煌.基于ZigBee技术的煤矿井下无线网络系统[J].煤炭工程,2008,(8):21-22.

[6] 郑万成,杨胜强,于宝海.煤与瓦斯突出事故预警系统的研究与应用[J].煤炭技术,2009,(1):7-9

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

华师网络学院作业答案-WEB程序设计名词解释

通用实体 答案:通用实体包含文档内容，即XML文本、其它文本或非文本数据。 伪类 答案:伪类是特殊的类，能自动地被支持CSS的浏览器所识别。 存储过程 答案:存储过程是由一系列SQL语句组成，常被设计用来完成一个特定的功能，便于共享及程序模块化。 Request 答案:ASP内置对象，它在一个HTTP请求过程中，获取由浏览器传送给服务器的消息。包括从HTML 表单、cookie 和客户端认证等。 外部实体 答案:外部实体是指包含在独立文件中的实体。 数组 答案:数组是若干个元素的有序集合，每个数组有一个名字作为其标识。 SQL 答案:SQL是一个被广泛采用、适用于关系数据库的数据库语言工业标准，他是一种数据库子语言，是一种控制与DBMS 交互的语言。 表单 答案:提供图形用户界面的基本元素，包括按钮、文本框、单选框、复选框等等，是HTML实现交互功能的主要接口，用户通过表单向服务器提交数据。 全局变量 答案:变量在过程外被声明，则它的作用域是整个脚本程序范围，可被所有过程引用，称之为全局变量。 局部变量 答案:变量在过程中被声明，则它的作用域仅局限于该过程，称之为局部变量。 事件 答案:事件是指计算机进行一定操作而得到的结果。 可析实体 答案:可析实体是一种由XML文本组成的实体。 统一资源定位器URL（Uniform Resource Locator） 答案:统一资源定位器URL（Uniform Resource Locator）是用来确定用户所需信息的确切位置。包括信息资源的名称及地址。 事件处理程序 答案:对事件进行处理的程序或函数称之为事件处理程序。 Application 答案:ASP内置对象，它用于存储和管理与该Web应用程序有关的信息，在一个ASP应用内让不同使用者共享信息。 域名服务系统（DNS）

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

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

华师2016网络教育远程学习方法作业及答案(100分)

计算机软件一般分为系统软件和应用软件两大类，不属于系统软件的是（）。 A.操作系统 B.数据库管理系统 C.客户管理系统 D.语言处理程序 您的答案：C 题目分数：5 此题得分：5.0 2．第6题 网络学生对学习全过程进行自主管理的意识是（）。 A.自励意识 B.自动意识 C.自治意识 D.自觉意识 您的答案：C 题目分数：5 此题得分：5.0 3．第7题 保持微型计算机正常运行必不可少的输入输出设备是（）。 A.键盘与鼠标 B.显示器与打印机 C.键盘和显示器 D.鼠标和扫描仪 您的答案：C 题目分数：5 此题得分：5.0 4．第12题 人们在网络中可以完全不受时间、地域和资格等的限制而自由地学习，这体现了网络学习的（）。

B.虚拟性 C.交互性 D.自主性 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 5．第14题 网络学生从外界获取评价并将此评价内化为良性刺激的意识是（）。 A.自评意识 B.自控意识 C.自励意识 D.自动意识 您的答案：C 题目分数：5 此题得分：5.0 6．第15题 进行网络学习，最理想的学习风格是（）。 A.抵抗型 B.顺从型 C.行为型 D.转化型 您的答案：D 题目分数：5 此题得分：5.0 7．第16题 断电后，会使存储的数据丢失的存储器是（）。 A.RAM B.硬盘 C.ROM D.软件

您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 8．第19题 网络学生要确立的正确学习观念是（）。 A.自律 B.他律 C.顺从 D.抵抗 您的答案：A 题目分数：5 此题得分：5.0 9．第3题 关于统考的说法，错误的有( ) A.从2005年开始，推行学生个人通过网络报名与缴费 B.提供网络报名缴费的网站是https://www.wendangku.net/doc/3e18873266.html,，缴费通过中国银联网上支付平台进行。 C.统考合格教育部发放合格证书。 D.统考成绩一般于考试结束50天后，在https://www.wendangku.net/doc/3e18873266.html,、网络学院及各学习中心查询。 您的答案：A,C,D 题目分数：5 此题得分：5.0 10．第8题 华南师范大学网络教育学院为https://www.wendangku.net/doc/3e18873266.html,平台开发了如下哪些手机客户端.( ) A.iPhone手机客户端 B.Symbian手机客户端 C.Android手机客户端 D.WindowsPhone手机客户端 您的答案：A,C,D 题目分数：5 此题得分：5.0 11．第17题

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

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

华师网络学院作业答案-数据结构(100分)

1．第1题 多维数组之所以有行优先顺序和列优先顺序两种存储方式是因为( )。 A.数组的元素处在行和列两个关系中 B.数组的元素必须从左到右顺序排列 C.数组的元素之间存在次序关系 D.数组是多维结构，内存是一维结构 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 2．第2题 3个结点可构成( )个不同形态的二叉树。 A.2 B.3 C.4 D.5 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 3．第3题 下列排序算法中，当初始数据有序时，花费时间反而最多的是( )。 A.起泡排序 B.希尔排序 C.堆排序 D.快速排序 您的答案：D 题目分数：2 此题得分：2.0 4．第4题 要将现实生活中的数据转化为计算机所能表示的形式，其转化过程依次为( )。 A.逻辑结构、存储结构、机外表示 B.存储结构、逻辑结构、机外表示

C.机外表示、逻辑结构、存储结构 D.机外表示、存储结构、逻辑结构 您的答案：C 题目分数：2 此题得分：2.0 5．第5题 下列有关线性表的叙述中，正确的是( )。 A.元素之间是线性关系 B.线性表中至少有一个元素 C.任一元素有且仅有一个直接前趋 D.任一元素有且仅有一个直接后继 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 6．第6题 若要在单链表中的结点*p之后插入一个结点*s，则应执行的语句是( )。 A.s-> next=p-> next; p-> next=s; B.p-> next=s; s-> next=p-> next; C.p-> next=s-> next; s-> next=p; D.s-> next=p; p-> next=s-> next; 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0 7．第7题 栈和队列都是( )。 A.限制存取位置的线性结构 B.顺序存储的线性结构 C.链式存储的线性结构 D.限制存取位置的非线性结构 您的答案：A 题目分数：2 此题得分：2.0

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。

无线传感网络的历史现状与发展趋势

无线传感网络的历史现状与发展趋势 摘要：无线传感器网络将传感器技术、通信技术、计算机技术结合在一起，具有信息采集、传输、处理的能力。传感器网络最初是由于军方的需要而发展期来的，随着传感器网络技术的逐步发展，它的应用也越来越广泛现在已从军事防御普及到社会的各个领域，本文主要介绍了无线传感网络的发展历史。研究现状以及未来的发展趋势。 关键词：无线传感网络；历史现状；发展趋势及前景 引言 科技发展的脚步越来越快，人类已经置身于信息时代。而作为信息获取最重要和最基本的技术——传感器技术，也得到了极大的发展。传感器信息获取技术已经从过去的单一化渐渐向集成化、微型化和网络化方向发展，并将会带来一场信息革命。 无线传感的发展历史 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器网络雏形，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，并通过与传感控制器的相联，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，具有非常广泛的应用前景，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。发达国家如美国，非常重视无线传感器网络的发展，美国的《技术评论》杂志在论述未来新兴十大技术时，更是将无线传感器网络列为第一项未来新兴技术，《商业周刊》预测的未来四大新技术中，无线传感器网络也列入其

华师网络学院作业答案计算机组成原理计算题

若某计算机的主频为800MHz，每个CPU周期平均包含4个主频周期，每个指令周期平均有3个CPU周期，问： （1）该机平均指令的执行速度为多少MIPS（百万条指令每秒）？ （2）若主频提高到1000MHz，每个CPU周期平均包含2个主频周期，采用流水线方式，每个指令周期平均为个CPU周期，则平均指令的执行速度又是多少MIPS？ 答案: 解：（1）因为机器主频为f＝800MHz，所以主频周期T＝1/(800×106) ＝(μs)， 每个CPU周期平均包含4个主频周期，所以CPU周期T CPU＝4 T＝4×(μs)＝(μs) 指令周期T 指令 ＝3 T CPU＝3×＝(μs) 则指令的执行速度V1＝1/ T指令＝1/ (μs) ＝(MIPS) （或800÷（4×3）= (MIPS) ） （2）1000÷（2×）= (MIPS) 设机器字长为8位（运算时为9位），已知二进制数X＝－101101，Y＝100110， 试用双符号位补码求X＋Y和X－Y的值，要求写出计算机中的运算步骤，并指 出是否有溢出。 答案: [X] 补=1 [Y] 补 =000100110 [-Y] 补 =0

[X] 补 1 + [Y] 补 000100110 1 （无溢出） [X] 补 =1 + [-Y] 补 =0 1 所以 [X+Y] 补 =1 X+Y=-000111 [X-Y] 补 =1 X-Y=-1010011 一个32位的微处理器，它有16位外部数据总线，总线的时钟频率是40MHz，假定一个总线事务的最短周期是4个时钟周期，问这个处理器的最大数据传输率是多少？如果将数据总线的宽度扩展为32位，那么处理器的最大数据传输率提高到多少？这种措施与加倍外部总线时钟频率的措施相比，哪种更好？ 一种单地址指令格式如下所示，其中I为间接特征，X为寻址模式，D为形式地址。I，X，D组成该指令的操作数有效地址E。设R1为变址寄存器，R2为基址寄存器，PC为程序计数器，请写出下表中各种寻址方式名称。 OP I X D 寻址方式 名称 I X有效地址E 立即寻址 0 00 E=D 相对寻址 0 01 E=（PC）+D 变址寻址 0 10 E=（R）+D 寄存寻址 0 11 E=（R）+D，D=0直接寻址 1 00 E=（D） 相对间接寻址 1 01 E=（（PC）+D）变址间接式 1 10 E=（（R）+D） 寄存器间接寻址 1 11 E=（（R）+D），D=0 (1)立即寻址 (2)相对寻址 (3)变址寻址 (4)寄存寻址 (5)直接寻址 (6)寄存器间接寻址

基于无线传感网络的空气质量监测系统设计

摘要 空气品质对人的影响至关重要,利用传感器检测空气质量是当今流行的一种方法,本文介绍了传感器在空气质量检测方面的原理应用及监控系统的网络设计。 本系统采用无线传感器网络来实现数据的采集与发送。无线传感器网络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，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。 本设计系统采用CC2430无线通信模块、温湿度传感器DHT90、空气质量传感器QS-01、电源模块构建无线传感器网络，通过RS－232串口和监控中心通信，使用软件开发平台IAR Embedded Workbench开发ZigBee协议栈，基于ZigBee的无线网络技术以低功耗、低成本、低复杂度等特点受到越来越多企业和个人的青睐。ZigBee技术特别适合于数据吞吐量小、网络建设投资少、网络安全要求较高、不便频繁更换电池或充电的场合。预计将在消费类电子设备、家庭智能化、工控、医用设备控制、农业自动化等领域获得广泛应用,利用ZigBee技术完成传感器节点和汇聚节点的应用程序，最终能够实现空气质量的监测。 关键字：无线传感器；cc2430；DTH90；zigbee技术；空气质量检测

ABSTRACT Air quality impact on people is very important, using sensors to detect air quality is now a popular method, this paper introduces the sensor in air quality testing principle, analyzes the advantages and disadvantages of gas sensor, and gas sensor development trend and prospects. The system uses wireless sensor networks to achieve data’s collection and transmission. Wireless sensor networks are composed of a large number of low-cost micro-sensor nodes which are deployed in the monitoring region, uses wireless communication means to form a multi-hop's self-organizing network, with the aim of perception, collection and processing of perceived target information in the network coverage region, and send them to observers. This system uses CC2430 wireless communication module ,temperature and humidity sensor DHT90, air quality sensor QS-01,power module to build wireless sensor networks, and uses RS－232 serial port to communicate with monitoring center .Use the software development platform IAR Embedded Workbench to develop ZigBee protocol stack.Based on the ZigBee wireless networking by low characteristics and so on power loss, low cost, low complexity receives more and more many enterprises and individual favor.The ZigBee technology suits specially in the data volume of goods handled small, the network construction invests few, the network security request is high, inconvenient replaces the battery or the charge situation frequently.The estimate in the expense class electronic installation, the family intellectualization, the labor will control, medical domains and so on device control, agricultural automation obtains the widespread application These can definitively achieve the purpose of air quality monitoring. Keywords:wireless sensor;CC2430;DTH90;ZigBee technology;air quality testing II

无线传感器网络覆盖技术

无线传感器网络覆盖技术 谭慧婷15040024 1.覆盖技术理论基础 覆盖问题是无线传感器网络配置首先要面对的基本问题，它反映了一个无线传感器网络某区域被检测和跟踪的状况。现有的研究结果，很多都是致力于解决传感器网络的部署和检测以及覆盖与连接的关系等方面的问题。 覆盖问题可以表述成不同的理论模型，甚至在平面几何里就能找到相应的解决方案。即使简单地只从数学上来考虑，在部署传感器节点的时候，我们必须知道怎样用相同的节点数覆盖尽可能大的区域。 为了对网络的覆盖问题先有一个初步的认识，这里我们提出一个几何问题-艺术馆问题来理解。 假设艺术馆的主人想在场馆内放置监视器来防止盗窃。假定相机可以有360度的视角而且可以极大速度旋转，相机可以监视任何位置，视线不受影响。 关于实现这个想法存在两个问题需要回答：首先就是到底需要多少台相机；其次，这些相机应当放置在哪些地方才能保证馆内每个点至少被一台相机监视到。

一个简单的办法就是将多边形分成不重叠的三角形，每个三角形里面放置一个相机。通过这个方法，我们可以得到最佳分布应该如下图，放置两个相机相机足以覆盖整个艺术馆。 相机1 我们可以知道无线传感器网络的覆盖问题在本职上和上面的几何问题是一致的：需要知道是否某个区域被充分覆盖以及完全处于监视之下。 但我们也必须认识到，几何研究的结果为理解传感器覆盖问题提供了一个理论背景，但这样的求解办法是无法直接应用到无线传感器网络。 因为： 1. 监视器可以看到无穷远的地方只要没有障碍物阻挡，但是 传感器节点存在最大感应范围； 2. 无线传感器网路没有类似监视器之间固定的基础设施，其 拓扑结构可能随时变化。 2.覆盖的感知模型 在讨论节点如何布置之前，需要先知道传感器节点的感知模型。目前主要是两种。

华师网络学院作业答案-数据结构判断题

消除递归不一定需要使用栈。 答案:正确 在开散列表中不会出现堆积现象。 答案:正确 在链栈上进行进栈操作时，不需判断栈满。 答案:正确 算法的正确性，一般不进行形式化的证明，而是用测试来验证。 答案:正确 顺序表不需存放指针，链表要存放指针，故链表的存储空间要求总是比顺序表大。 答案:错误 如果n个顶点的无向图有n条边，则图中肯定有回路。 答案:正确 图G的生成树T是G的子图。 答案:正确 数组的基本运算有读、写、插入、删除等。 答案:错误 不管树的深度和形态如何，也不可能构造出一棵有100个结点的哈夫曼树。 答案:正确 如果根结点的左子树和右子树高度差不超过1，则该二叉树是平衡二叉树。 答案:错误 排序的目的是为了方便以后的查找。 答案:正确 以中序方式遍历一个堆，则得到一个有序序列。 答案:正确 二叉树中可能所有结点的度都小于2。 答案:正确 顺序表可以按序号随机存取。 答案:正确 在二叉排序树中，即使删除一个结点后马上再插入该结点，该二叉排序树的形态也可能不同。答案:正确 队列在使用中必须设置两个指针，分别指向真正的队头和队尾的位置。 答案:错误 数据的逻辑结构和运算集组成问题的数学模型，与计算机无关。

对称矩阵压缩存储后仍然可以随机存取。 答案:正确 有向图中顶点i的出度等于邻接矩阵中第i行中1的个数；入度等于第i列中1的个数。 答案:错误 树和森林都可转化为二叉树，故对给定的二叉树，不能区分是由树还是森林转换来的。 答案:错误 循环队列中入队和出队的节点位置可出现在数组的任一端，已不满足“一端进另一端出”的要求，故实际上已不是队列了。 答案:错误 顺序查找法不仅可用于顺序表上的查找，也可用于链表上的查找。 答案:正确 有向图中边数等于邻接矩阵中1的个数；也等于邻接表中的边表结点数。 答案:正确 直接插入排序是稳定的，而Shell排序就是调用若干趟直接插入排序，故也是稳定的。 答案:错误 基数排序不需进行关键字间的比较，故执行时间比基于比较的排序方法要快。 答案:错误 由二叉树的先根和后根序列可以唯一确定该二叉树。 答案:错误 不论数据如何组织，分别在10000个结点和10个结点的查找表中进行查找，前者的平均查找长度肯定比后者大。 答案:错误 在线索二叉树上，求结点的(遍历)前趋和后继时可利用线索得到，即不必进行遍历了。 答案:错误 单链表中取第i个元素的时间与i成正比。 答案:正确 广义表不仅是线性表的推广，也是树的推广。 答案:正确 拓扑排序可以分析某工程能否顺利进行。 答案:正确 哈夫曼树中不存在度为1的结点。 答案:正确 在数据结构中，算法的空间耗费包括代码和数据两部分。