2025年物联网技术与应用备考核心知识点梳理与强化训练

第一章

1物联网定义

物联网是指物体的信息通过智能感应装置，通过传播网络，抵达指定的信息处理中心，最终

实现物与物、人与物之间的自动化的信息交互与处理的智能网络。

2物联网三大特性

⑴全面感知;运用射频识别、二维码、传感器等感知、捕捉、测量技术随时随地对物体进仃

信息采集和获取（2）可靠传送:通过将物体接入信息网络，依托多种通信网络，随时随地进行

可靠的信息交互和共享⑶智能处理：运用多种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行

分析并处理，实现智能化的决策和控制

4面向物联网的传感技术

（1）低耗自组、异构互连、泛在协同的无线传感网络。（2）智能化传感器网络节点研究。

（3）传感器网络组织构造及底层协议研究。（4）对传感器网络自身的检测与控制。

（5）传感器网络的安全问题。（6）先进测试技术及网络化测控。

5物联网中的智能技术

智能技术是为了有效地到达某种预期的目的，运用知识所采用的多种措施和手段。

⑴人工智能理论研究（2）机器学习⑶智能控制技术与系统⑷智能信号处理

8什么是IPv6

IPv6是"InternetProtocolVersion6”的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF设计的

用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议。

9IPv6与物联网的关系

物联网的发展与IPv6紧密联络,由于每个物联网链接的对象都需要IP地址作为识别码

，而目前IPv4的地址已经不够用IPv6拥有巨大的地址空间，他的地址空间完全可以满足结点

标识的需要

第二章

1物联网层次构造模型

⑴信息感知层：实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模

块将物理实体连接到网络层和应用层。

⑵物联接入层:重要任务是将信息感知层采集到的信息，通过多种网络技术进行汇总，将大

范围内的信息整合到一块，以供处理。

⑶网络传播层:基本功能是运用互联网、移动通信网、传感器网络及其融合技术等，将感知

到的信息无障碍、高可靠性、高安全性地进行传播（远距离传播）。

⑷技术支撑层:重要任务是开展物联网基础信息运行与管理，是网络基础设施与架构的主体。

（5）应用接口层:物联网和顾客（包括人、组织和其他系统）的接口，重要完毕服务发现和服务展

现的工作。

5物联网网关是什么是•种跨信息感知层和网络传播层的设备

6物联网的应用？

监控型（物流监控、污染监控）查询型（智能检索、远程抄表）

控制型（智能交通、智能家居、路灯控制）扫描型（手机钱包、高速公路不停车收费）

8物联网体系的特点:实时性次范用，自动化,全天候

9RFID的缺陷（1）、RFID读写器不能实时感应环境的变换；（2）、覆盖范围受限。

长处⑴扫描识别性能强⑵数据的记忆体容量有不停扩大趋势⑶抗污染能力和耐久性比很

好（4）可反复使用（5）体积小型化、形状多样化（6）.安全性

10基于传感器的物联网

从传感器技术出发，可在传感网络的基础上建立基于传感技术的物联网.由传感器，通信网络

和信息处理系统为主构成的传感网技术具有实时数据采集，监督控制和信息共享与存储管理

等功能.

11物联网与泛在网的关系

泛在网使之无所不在的网络，相对于物联网技术的目前可实现性来说，泛在网属于未来信息网

络技术发展的理想状态和长期愿景.对于物联网，传感网,广电网，互联网,电信网等网络互相融

合形成的网络，成为泛在网

12传感器网络与RFID的关系

RFID和传感器具有不一样的技术特点，传感器可以检测感应到多种信息，但缺乏对物品的标识

能力，而RFID技术恰恰具有强大的标识物品能力，不过RFID读写器不能实时感应目前环境的

变化,并且受到距离的影响，而传感器网络较长的有效距离将拓展RFID技术的应用范围.传感

器,传感器网络和RFID技术都是物联网技术的重要构成部分

13物联网四大支柱业务群:RFID,传感网,M2M,两化融合

14物联网四大支撑网络

短距离无线通信(ZigBee,蓝牙,RFID),长距离无线通唁(GPRS,3G,4G)短距离有线通信

(ModBus,DeviceNet),长距离有线通信(计算机网,广电网，电信网)

15物联网与传感器网络的关系

不一样点：(1)、传感网更强调感知能力，而不重视对物为的标识和指示。物联网则强调

人感知物，强调标识物的手段，除传感器外，尚有射频识别、二维码、一维码等。

(2)、物联网的概念相对比传感器人某些(3)、在人为参与度方面也有不一样，物联网是规模

化的信息整合，一般还需要人的参与和积极搜索。传感网几乎无需人工干预。

相似点：目的都是突破人与人通信的模式建立物与物、物与人之间的通信。

16短距离无线通信同长距离无线通信的区别

(1)、短距离无线通信的重要特点为通信距离短，覆盖距离一般在几十米到200米以内；覆

盖的范围响应也比较小。(2)＞无线发射器的发射功率较低，发射功率一般不不小于100mV

(3)、自由地连接多种个人便携式电子设备、计算机外部设备和多种家用电气设备，实现信

息共享和多业务的无线传播.(4)、不用申请无线频道。区别于无线广播等长距离无线传播。

(5)、高频操作，工作频段一般以GHZ为单位。

17无线局域网的特点

⑴机动性高，移动性强⑵安装过程简朴而迅速,(3)可与有线网络紧密结合

⑷安全保密功能让数据传播更具保障⑸组网灵活，即插即用，不必变化既有网络构架

⑹处理有线网络布设困难时的传播问题⑺可以把网络应用延伸到室外

18短距离无线通信，有线无线的比较

有线接入无线接入

属固定投资，不可搬移可移动性强,提供富有个性的服务

施工需考虑地形获得政府同意频谱资源开放使用

施工周期长不利于抢占市场施工简便周期短，易于网络迅速接入

成本回收周期长低成本易扩展

性能非常可靠性能可靠

适合长期大规模客户适合非长期零碎顾客

19RFID技术的定义

RFID技术是一种非接触式的自动以别技术，它运用射频信号通过空间耦合（交变磁场或电磁

场）实现无接触信息传递并通过所传递的信息到达识别目的，识别工作无需人工干预，可工

作于多种恶劣环境。RFID技术可识别高速运动物体并可同步识别多种标签，操作快捷以便。

20RFID的构成：标签阅读器天线

21RFID的工作原理

标签进入磁场后，假如接受到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量

发送出存储在芯片中的产品信息（即PassiveTag,无源标签或被动标签），或者积极发送某一

频率的信号（即ActiveTag,有源标签或积极标签），阅读器读取信息并解码后，送至中央信息

系统进行有关数据处理

22RFID的耦合方式

以RFID卡片阅读器及电子标签之间的通讯及能量感应方式来看大体上可以提成，感应耦合

（InductiveCoupling）及后向散射耦合（BackscatterCoupling］两种,一般低频的RFID大都采用第

一种式,而较高频大多采用第二种方式

23传感网、物联网与泛在网络的关系

网络层

物联网泛在网络

多网络、多技术

一个或儿个网络

异构协同智能：

初期：传输基础网络

跨技术、跨网络、

后期：融合，协同

跨行业、跨应用

传感器网+近距离无线通信

传感戕网+近距岗无线通信

RFID.二维码

RFID、二维码末端网/终端

近距离中高

近距离中高速通信j

内因移动通信模块各种

内置移动通信模块各种终端

通信终端：手机、上网K等

物-物

物-物

人-物通信对象

人-物

人-人

24有线局域网和无线局域网的定义

⑴有线局域网：采用老式线缆，互换机或集线器及计算机等终端设备构成覆盖局部地区的网

络,顾客通过该网络完毕信息交互功能(2)无线局域网：是以射频无线电波通信技术构建的局

域网,虽不采用线缆，但也能提供老式有线局域网的所有功能

25Adhoc网络是什么

需要一种不依赖于固定基础设施，并且可以迅速和灵活配置的移动通信网络技术，AdHoc

网络就是为了满足这种特殊应用需求而产生的

26Adhoc网络构成

⑴由一组带有无线通信收发装置的移动终点构成

⑵网络中每个移动终端自由移动

⑶网络中所有移动终端地位相等

⑷可以在任何时候，任何地点迅速构建

⑸不需要既有信息基础网络设施的支持

⑹是一种多跳，临时，无中心网络

27Adhoc网络缺陷

安全性差，网络的可扩展性不强,存在单向的无线信道，生存时间短

28什么是无线Mesh网络

无线Mesh网络是通过无线链路把固定的和移动的节点连接起来，构成一种多跳的移动自组

织网络。在这种网络中，节点由Mesh路由和Mesh客户端两种节点构成。每个节点都具有

路由据和中继微的功能，可认为网络的其他节点存储转发数据包。

29无线Mesh网络设计思想

任何设备节点都可以作为接入点(AP)和路由流海个节点都可以接受和发送数据；

每个节点都可以和对等节点直接通信，不再需要基站转发;和Internet网络同样当

一条传送线路中断时，可以选择另一条线路进行连接。

30无线MESH网络的产生

蜂窝移动系统在应用上的局限性;AdHoc网络使用场所;WLAN在技术上的缺陷。

31无线mesh网络构造

⑴客户Mesh网络⑵骨干Mesh网络(3)混合Mesh网络

32无线MESH网络与蜂窝通信技术的比较

⑴可靠性:无线MESH网络采用多跳网络构造，是多点对多点的通信，蜂窝通信

是点到多点的通信，当一条传播线路中断时，无线MESH网络可以寻找替代线路,

而蜂窝通信技术则不能，因此其可靠性更好。

⑵成本:WMN中，大大节省了骨干网络的建设成本，并且接入点、WMN路由器

等基础设施，要比基站廉价的多，并且维护以便。

⑶控制方式:WMN是分布式的控制，蜂窝通信是集中式⑷传播速率大大提高

33无线MESH网络与Adhoc网络的比较

⑴WMN重视的是“无线”，而Adhoc网络更强调的是“移动”。

⑵WMN多为静态或弱移动的拓扑，而Adhoc网络多为随意移动(包括高速移动)

的网络拓扑

⑶WMN节点的重要业务是来往于因特网网关的业务，Adhoc网络节点的重要业

务是任意一对节点之间的业务流。

(4JWMN重要是因特网或宽带多媒体通信业务的接入，Adhoc网络重要应用在军

事上或其他专业通信，尚未进行大规模的商用。

34无线MESH网络与其他通信网络的区别

Adhoc网

蜂窝网络WLANVVMN

络

多点到多

拓扑结构点到多点动态拓扑点对多点

点(网状)

通过小区方小范围通

一般在局可实现城

覆盖范围式可覆盖广常局限儿

域范围内域覆盖

大地区百米

容纳用户数非常多较少较少多

分布式控分布式控分布式控

控制方式集中控制

制制制

用尸接入及用户间通用尸接入用户接入

设计目的

用户间通信信为主为主为主

35无线MESH网络长处

与既有的网络兼容;构造灵活，组网以便;可靠性高;低成本;高宽带;非视距传播

36无线MESH网络局限性互操作性;通信延迟;安全

37移动通信网初期移动通信系统：采用大区制

特点：高架天线、大功率发射机;增大覆盖面积

缺陷:传播损耗伴随距离的增长而增长，并且与地形环境亲密有关，因而终端与

基站之间的通信距离是有限的，服务范围受到限制。可容纳的顾客数是有限制的,

无法满足大容量的规定。

38移动通信网区群的含义

相邻的使用不一样频道所有小区，这些小区共同使用了系统提供的所有频率资源

39什么是卫星通信

是指运用人造地球卫星作为中继转发无线电波，再两个或多种地球站之间进行的

通信

40电力载波是什么

电力线载波(PowerLineCarrier),简称PLC,是指运用电力线作为信息传播媒介进行

语音或数据传播的一种特殊通信方式

PLC是电力系统特有的通信方式，用于电力系统的调度通信、保护、生产指挥、

行政业务通信及多种信息传播

13条形码定义：将宽度不等的多种黑条和空白，按照一定的编码规则排序，用以体现一组

信息的图形标示符。

按码制分：UPC骂，EAN码，交叉25码，39码，库德巴码，128码，93,49

按维数：一维二维

长处：可靠性强，效率高，成本低，易于制作，构造简而，灵活使用，采集信息量大

构造：静区起始字符数据字符终止字符静区

二维条码特点；1.信息容量更大。2.精确性更高。3.编码范围广可以表达图像数据。

4.纠错能力强。5.保密防伪性好。6.全方位读取。7.可用多种阅读设备阅读，无需另接数据

库

分类：堆叠式/行排式二维码矩阵式二维码

第三章

1自动识别是指通过非人工手段获取被识别对象所包括的标识信息或特性信息,并且不使用

键盘即可实现数据实时输入计算机或其他微处理器控制设备的技术。

特点：精确性，高效性，兼容性

根据识别对象的特性、识别原理和方式可以分为数据采集技术（定义识别）和特性提取技术

（模式识别）两大类

数据采集技术：光，磁，电存储器特性提取技术：静态特性，动态特性，属性特性

工作原理：自动识别系统是一种以信息处理为主的技术系统，也是一种传感器技术、计算

机技术、通信技术综合应用的系统，其输入端是被识别信息,输出端是已识别信息。

完整的自动识别计算机管理系统包括自动识别系统，应用程序接口或者中间件和应用系统

软件。

2生物特性识别技术是基于某人的生理特性或行为特性用自动化的措施予以辨识或认证的

技术。

比较：老式身份鉴定技术是指基于特定持有物和基于特定知识进行身份鉴定的一种技术。

缺陷是：特定持有物易丢失、被盗和遗忘。特定知识则存在记忆上的问题。密码太复杂，

轻易遗忘；密码简朴，则轻易被破译和猜测。

生物识别技术特点：随身性，安全性，唯一性，稳定性，广泛性，以便性，可采集性，可

接受性

生物识别的重要过程：原始数据获取，特性提取，比较和匹配

3常用的生物识别技术：指纹识别虹膜识别视网膜识别签名识别面部识别声音识别

4指纹识别固有特性：确定性，惟一性。可分类性

系统构成：读取指纹图像、提取特性、保留数据和比对

基本过程：通过指纹读取设备读取到人体指纹的图像；要对原始图像进行预处理，使之更清

晰；提取指纹特性，建立指纹的数字表达特性数据；验证端采集指纹，提取特性；与数据库

指纹匹配，计算相似度，给出匹配成果。

采集设备：光学硅晶体传感器超声波其他类型

长处：a.指纹是人体独一无二的特性b.可采集的指纹多，最多可达10个，并且每个指纹都

是独一无二的c.扫描指纹的速度快，使用非常以便。d.指纹与采集头直接接触，读取特性

措施可靠e.指纹采集头体积小，价格低廉。

缺陷：a.某些人或某些群体的指纹特性很少，故而很难成像b.过去由于犯罪记录中使用指

纹，有人胆怯将指纹记录在案c.实际上目前的指纹鉴别技术都可以不存储任何具有指纹图

像的数据，而只是存储从指纹中得到的加密的指纹特性数据d.每一次使用指纹时，都会在

指纹采集头上留下顾客的指纹印痕，而这些指纹痕迹存在被用来复制指纹的也许性。

5膜识别技术环节：图像获取像预处理特性提取特性匹配

长处：唯一性，稳定性，可采集性，非侵犯性

缺陷：a.仍未进行唯一性的认证b.很难将图象获取设备小型化c.摄像头价格昂贵d.镜头也

许使图象畸变而使可靠性减少e.黑眼睛很难读取f.需要一种很好的光源

6视网膜识别长处；（1）精确度高，错误接受率低于百万分之一。（2）生物识别样本稳定,

不磨损，不老化，不受疾病影响。（3）难以伪造，是一种最难欺骗的系统（4）使用者

不需要和设备直接接触

缺陷：未进行过任何的测试，目前的视网膜识别系统只是用记录学原理进行小规模的试验,

而没有进行过现实世界的唯一性认证试验；光照射眼球的背面也许会影响使用者健康，这

需要深入研究；消费者而言，视网膜技术没有吸引力；难深入减少成本。

7面部识别四步：建立人脸的面像档案，取目前的人体面像，目前的面纹编码与档案库存

比对，确定面像身份或提出身份选择

长处：易于使用，非常适合隐蔽进行面像采集；可直观比对，以核查某人身份。

缺陷：面部的位置和周围的光环境也许影响系统的精确性，采集图象的设备昂贵

8磁条技术：长处：数据可读写，数据存储量大，便于使用，成本低廉。缺陷：数据存储时

间长短受磁性粒子极性的耐久性限制以及存储数据的安全性较低。

91c卡分为接触式和非接触式

应用系统构成要素：IC卡，IC卡接口设备PC网络与计算机

特点：存储容量大，体积小，重量小，抗干扰能力强，便于携带，易于使用，安全性高

10传感器定义：传感器是一种能把特定的信息（物理、化学、生物）按一定规律变换成某种可

用信号输出的器件和装置。

功能：物理世界的“感觉器官”；从狭义角度来看，传感器是一种将测量信号转换成电信

号的变换器；广义角度来看，传感器是指在电子检测控制设备输入部分中起检测信号作用

的器件

构成：敏感元件：直接感受被测非电量并按一定规律转换成与被测量有确定关系的其他量

的元件。传感元件：又称变换器。能将敏感元件感受到的非电量直接转换成电量的器件

11按信号变化的特性分为物性型传感器和构造型传感器

按用途，分为力传感器、加速度传感器、位移传感器、温度传感器、流量传感器

按基本效应分，可以有物理/化学、生物等传感器

按工作的物理基础，分为电气式传感器、光学式传感器、机械式传感器

按能量关系,分为有源传感器和无源传感器

按测量方式，分为接触式传感器和非接触式传感器

按输出信号的形式，分为模拟式传感器和数字式传感器

12静态特性参数

测量范围和量程量程=XMAX-XMIN

敏捷度指传感器或检测系统在稳态下输出量变化和引起此变化的输入量变化的比值.它是

输入和输出特性曲线的斜率

线性度指传感器的输出与输入之间数量关系的线性程度

端基线性度：传感器实际平均输出特性曲线对端基直线的最大偏差

端点平移拟合：在端点连线拟合基础上使直线平移，移动距离为原先的二分之一

独立线性度反复度迟滞辨别力与阈值漂移精确度

最小二乘线性度

例1:测得某检测装况的一组输入输出数据如下:

试川最小二乘法拟合汽线，求共线性度和灵敏度

y=kx+b△/=,,一(3+b)/.y=0.68.r+0.25

A,=0.238A,=-0.35A,=-0.16

〃。丁_(5>.)2

A4=-0.11A$=-0.126A«=-0.194

(E.r/Zy,-Z.v,E.^y-)

,nro,八/,=±^'^xl00%=±—=±7%

“Xxj—(LT,yk=0.68b=0.25八%5

新型传感器：气敏，温湿，光栅数字，光电式，智能

1.EPC（产品电子编码）定义

意在为每一件单品建立全球的、开放的标识原则，实现全球范围内对单件产品的跟踪

与追溯，从而有效提高供应链管理水平、减少物流成本。EPC的载体是RFID电子标签,

并借助互联网来实现信息的传递。EPC是一种完整的、复杂的、综合的系统

2EPC编码特点

科学性兼容性全面性合理性无歧视性

■EPC系统构成

EPC系统由全球产品电子代码体系、射频识别系统及信息

网络系统三部分构成，如表所示.

系统构成名称注W

全球产品电子代EPC编码标准识别目标的特定代码

码编码体系

射频识别系统RFID电子标签电子标签贴在物品之

RFID读写器上，与之——对应

信息网络系统Savant（中间件）为EPC系统提供信息

支撑

对象名称解析服务0NS

EPC信息服务

4目前的EPC系统中应用的编码类型重要有三种：64位、96位和256位.EPC编码由版本号、

产品域名管理、产品分类部分和序列号四个字段构成

5EPC/RFID与条码技术

条形码：条形码是应用了不一样宽度的黑白条码反射光来编码，详细成本低廉，使用以

便，缺陷是编码容量局限性

RFID:RFID标签是存储了详细的EPC原则的产品编码信息的产品标签，它会因不一样应

用场所的详细规定而体现出不一样的封装形式，如纽扣类、IC卡类以及条形码形式等等

EPC:EPC是编码原则，规定了对详细不一样商品产品唯一的编码格式，完毕RFID产品信

息编码

7EPC/RFID与条形码相比，长处

1唯一标识；2读取以便；3长寿耐用；4动态更改；5可扩展性6.保密性强

8EPC识别流程

1EPC编码读写器读出商品中的EPC编码信息

2由EPC产品管理中间件，传播到Internet中

3通过网络传到ONS服务器，找到该EPC对应的IP地址，由IP地址找到PML服务器,

从产品信息的数据库中，获取有关实物信息并作对应处理

9.物联网与EPC/RFID技术应用展望

(1)零售业2物流业；3制造业；4有效防伪；5军事领域

1MEMS(产品电子编码)

定义：微机电系统M三MS从广义上讲，MEMS是指集微型传感器、微型执行器

以及信号处理和控制电路，甚至接口电路、通信和电源于一体的微型机电系统。

特点:⑴、微型化特点(2)多样化特点⑶稳定性特点⑷集成化特点⑸批量化特点。

(6)广义化特点

长处：MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗小、成本低、可靠性高、

性能优秀、功能强大、可以批量生产。

信息系统分为如下几种：MIS管理信息系统.DSS决策支持系统.只能决策支持系

统.空间信息系统.

2GIS

(1)地理信息系统的构成：系统硬件.系统软件.空间数据库.顾客.

GIS的操作对象是地理实体或空间数据。

地理空间数据：

(2)信息的特性：客观生合用性;可传播性共享性;空间分布性;数据量大信息载体

的多样性

(3)功能：1.数据采集与编辑2.数据存储与管埋3.数据处埋和变换4.空间分析和

记录5.产品制作与显示6.二次开发和编程

(4)点线面的实例：1.GIS用于全球环境变化动态监测2.GIS用于自然资源调查与

管理3.GIS用于都市、区域规划和地籍管理4.GIS用于预测和辅助决策

GIS空间数据分为如下几种类型：

1按数据来源分类1.地图数据2.影像数据;3.地形数据4.属性数据5.元数据:数据

的数据；

2按数据所体现的地理实体几何形状分类

1.点数据；2.线数据；3.面数据

地理实体的特性：属性特性.空间特性时间特性.

⑼矢量数据,矢量构造的特点：属性隐含，定位改显

点实体：记录点坐标和属性代码

线实体：记录两个或一系列采样

面实体：记录边界上一系列采样点的坐标，由于多边形封闭，边界为闭合环，加

面域属性代码。

北斗系统和GPS的比较

项目GPS:ia二号

空间组成24颗卫星分布6个轨道5颗静止和30颗非静止

地面组成主控站、监测站、注入站主控站、监测站、注入站

定位精度民用10米，军用5-6米民用10米，军用5-6米

测速精度0.190.2米/秒

授时精度30纳秒50纳秒

用户设备GPS接收机与GPS、GLONASS.GALILEO等兼容

功能定位、导航、测速、授时定位、导航、测速'授时、短报文通信

覆盖范围全球亚太(2012)-全球(2020)

服务时段全天候

1.“无线传感器网络”术语的原则定义

无线传感器网络（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，目的是协作地采集、处理和传播网络覆盖地区内感知对象的监

测信息，并汇报给顾客。

2.传感器网络基本工作过程

1）传感器节点的处理器模块完毕计算与控制功能，射频模块完毕无线通信传播

功能，传感器探测模块完毕数据采集功能，一般由电池供电，封装成完整的低

功耗无线传感器网络。

⑵网关节点只需要具有处理器模块和射频模块，通过无线方式接受探测终端发

送来的数据信息，再传播给有线网络的PC机或服务器。

⑶多种类型的低功耗网络终端节点可以构成星形拓扑构造，或者混合型的

ZigBee拓扑构造，有的路由节点还可以采用电源供电方式。

⑷当通信环境发生变化导致两个节点失效时，先前借助它们传播数据的其他节

点将自动重新选择路由，保证在网络出现故障时可以实现自动愈合。

3.无线传感器网络与Adhoc网络的比较

不一样点：1）网络功能：WSN是以获取感知信息为重要目的信息采集网络。

AD-hoc是处理人与人，设备与设备之间信息传播

2）结点能力：WSN小型化，低成本，低功耗，处理能力低，通信速率与通信距

离有限。AD-hoc处理与存储能力，通信能力，可靠性相对强大。

3）网络形态：WSN大规模，密度高。AD・hoc是小型网络，密度高后冲突增大。

4）拓扑构造：WSN是一到多，多到一（结点到顾客，结点间一般不存在通信）。

AD-hoc是任意的点到点

5）业务特性：WSN由顾客发起查询或节点检测到异常或周期汇报，业务量低。

AD-hoc是传播语音，数据，视频等业务，业务量高。

6）关注问题：WSN以数据为中心，电池供电，能量有限，因此限制其网络协议

算法设计强点简朴高效。AD-hoc以通信为目的，与能量无关，以网络容量，Qos,

业务传播的有效性为主。

相似点：不依托任何网络基础设施的状况下开展工作：都可以依托节点之间的

自组织行为对信道资源的使用以及在网络拓扑动态变化的状况下实现多跳路由

转发等功能。

4.无线传感器网络的特性

1）能量受限2）可扩展性3）强健性4）环境适应性5）实时性

5.传感器网络节点的构造

传感器模块：传感器，AD/DC转换器。监测区域内信息的采集和数据转换。

计算与存贮模块：应用程序，内存，处理器。控制整个传感器节点的操作，存

储和处理自身采集的数据和其他节点发来的数据。

无线通信模块：网络层，MAC层，物理层。与其他传感器节点进行无线通信，

互换控制信息和收发采集数据。

能量供应模块：微型电池。为传感器节点提供能量。

6.传感器节点的限制条件

电源能量有限通信能力受限计算和存储能力受限

7.传感器网络的构造

平面构造：（等式构造）网络负荷由多条途径共同承担但可扩充性差。

分层构造：具有很好的扩充性，但能量消耗巨大。

8.传感器网络由数据获取子网、数据分布子网和控制管理中心三部分构成。重要

构成部分是集成了传感器、数据处理单元和通信模块的节点，节点通过协议自

组织成一种分布式网络，将采集的数据优化后经无线电波传播给信息处理中心。

9.传感器网络节点的体系

由分层的网络通信协议、网络管理平台和应用支撑平台三个部分。

10.结点封装示例：1密封型封装罩2锥形罩

11.传感器网络的关键技术

1）无线通信技术2）低功耗设计问题3）嵌入式操作系统设计4）多条自组织的

网络路由5）数据融合措施6）怎样保护机密数据和防御网络袭击

12.组网特点：自组织性、以数据为中心、应用有关性、动态性、网络规模大和

需要高的可靠性等。

13.传感器网络的特点

传感器网络的节点数量大传感器节点有一定的故障率传感器网络节点的限制

传感器网络的拓扑构造变化快以数据为中心

14.物理层特点

灵活的信道宽度前向纠错

自适应天线系统AAS：可改善通信距离，提高系统容量

动态频率选择DFS：可协助减小干扰

空时编码STC：通过空间分集提高在衰落环境下的性能

15.IEEE802.16实现了OSI模型中的数据链路层的大部分功能，从上到下包括：会

聚子层，公共部分子层，加密子层（安全子层）

16.802.16系列原则协议栈按照两层体系构造组织，重要对网络的低层，即MAC

层和物理层进行了规范。

重要包括：1）MAC层，物理层，毫米波频率范围

2）点对多点（PMP）拓扑构造

3）网格网（Mesh）拓扑构造

4）顾客站（SS）和基站（BS）

L应用层的基础性技术：时间同步机制、定位技术、数据融合、能量管理和安全

机制等。

3.传感器网络时间同步机制的意义和作用

1）传感器节点需要彼此协作，去完毕复杂的监测和感知任务。例如数据融合。

2）,传感器网络的某些节能方案是运用时间同步来实现的。如休眠/唤醒机制,

同步机制为当地时钟提供相似的时钟基准。

4.时间同步协议的特点

1)结点造价低，体积小，不安装同步器件

2)结点无人值守，有限能量，侦听通信会消耗能量，运行同步协议需考虑消耗

的能量。

3)既有网络的时间同步机制关注于最小化同步误差来到达最大的同步精度方

面，很少考虑计算和通信的开销及能量消耗。

5.TPSN协议的操作过程

前提条件：

假设每个传感器结点均有唯一的标识号2；结点间的无线通信链路是双向的，

通过双向的消息互换实现结点间的时间同步；将整个网络内所有结点按照层次

构造进行管理，负责生成和维护层次构造。

第一种阶段生成层次构造，第二个阶段实现所有树节点的时间同步。

6.什么是TPSN同步协议：

1)采用层次构造，实现网络结点的时间同步；

2)所有结点按照层次构造进行逻辑分级，表达结点到根结点的距离；

3)通过基于发送者一接受者的结点对方式，每个结点与上一级的一种结点进行

同步，从而最终所有结点都与根结点实现时间同步。

7.传感器网络的定位措施分类：

(1)根据与否依托测量距离，分为基于测距的定位和不需要测距的定位；

(2)根据布署的场所不一样，分为室内定位和室外定位；

(3)根据信息搜集的方式，网络搜集传感器数据称为被动定位，节点积极发出

信息，用于定位称为积极定位。

8.定位的含义：指自组织的网络通过特定措施提供节点的位置信息。

9.能量管理的意义：

伴随通信距离的增长，能耗急剧增长，一般为了减少能耗，应尽量减小单跳通

信距离。

多种短距离跳的数据传播比一种长跳的传播能耗会低些。在传感器网络中要减

少单跳通信距离，尽量使用多跳短距离的无线通信方式。

传感器节点一般由四个部分构成：处理器单元、无线传播单元、传感器单元

和电源管理单元。传感器单元能耗与应用特性有关，采样周期越短、采样精度

越高，能耗越大。

由于传感器单元的能耗要比处理器单元和无线传播单元的能耗低得多，可以

忽视，一般只讨论处理器单元和无线传播单元的能耗问题。

10.传感器网络的电源节能措施

1）休眠机制2）数据融合

11.数据融合的定义：

1）数据融合是多信源，多层次的处理过程，每个层次代表信息的不一样抽象程

度。

2）数据融合过程包括数据的检测，关联，估计与合并

3）数据融合的输出包括低层次上的状态身份估计和高层次上的总战术态势的

评估

12.数据融合的作用：

提高信息的精确性和全面性减少信息的不确定性提高系统的可靠性增长系

统的实时性

29、定向扩散路由协议是一种基于查询的路由机制。

扩散节点通过爱好信息发出查询任务，采用洪泛方式传播爱好信息到整个区域或部分

区域内的所有传感器节点。爱好信息用来表达查询的任务，体现了网络顾客对监测区域内

感爱好的详细内容，例如监测区域内的温度、湿度和光照等数据。

在爱好信息的传播过程中，协议将逐跳地在每个传感器节点上建立反向的从数据源到

汇聚节点的数据传播梯度，传感器探测节点将采集到的数据沿着梯度方向传送给汇聚节点.

1、通信与组网技术

通信处在传感器网络的最底层，包括物理层及MAC层；

重要处理实现数据的点到点或则点到多点的传播问题，为上层组网提供通信服务；

同步满足传感器网络大规模、低成本、低功耗及鲁棒性等规定

组网技术以底层通信技术为基础，建立一种可靠且具有严格功耗预算的通信网络，向

提供服务支持；

网络层负责数据的路由转发，传播层负责实现数据传播的服务质量保障；

在资源消耗与网络服务性能之间平衡。

2、物理层的定义

答：物理层为建立、维护和释放数据链路实体之间的二进制比特传播的物理连接，提供机

械的、电气的、功能的和规程性的特性。

3、物理层的重要功能如下：

答：①为数据终端设备提供传送数据的通路。

②传播数据，物理层要形成适合传播需要的实体，为数据传播服务，保证数据能在物

理层对的通过，并提供足够的带宽，以减少信道的拥塞。（数据传播的方式能满足

点

到点、一点到多点、串行或并行、半双工或全双工、同步或异步传播的需要）

③其他管理工作，如信道状态评估、能量检测等

4、物理链接方式：点对点，多点连接或广播连接

传播介质种类：架空明线、平衡电缆、同轴电缆、光纤、双绞线和无线信道等

5、物理接口的四个特性：机械特性，电气特性，功能特性，规程特性

6、物理层的重要技术包括：介质（电磁波和声波）的选择、频段的选择、调制技术和扩频

技术。

7、无线电波：全方向传播信号，它能向任意方向发送无线信号，因此发射方和接受方的装

置在位置上不必规定很精确的对准。

8、基带信号：一般信号源的编码信息（即信源）具有直流分量和频率较低的频率分量。

（一般将带通信号称为已调信号，而基带信号称为调制信号。）

9、调制技术：通过变化高频载波的幅度、相位或频率，使其伴随基带信号幅度的变化而变

化。解调：是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接受者（信宿）处理和理解的过程。

10、根据调制基带信号的类型，可以将调制分为模拟调制和数字调制（主流的调制技术）。

11、调制：幅移键控（ASK）、频移键控（FSK）和相移键控（PSK）。（频率和相位主流）原理如卜:

频率：用二进制数字序列的数字基带信号去控制持续高频载波的幅度（1有裁波输出，。无）

相位：用二进制数字基带信号控制高频载波的相位，载波相位的选用。（绝对相位PSK相对

相位DPSK）

12、扩频技术：是一种信息传播方式，其信号所占有的频带宽度远不小于所