?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(xué)習(xí)目的與要求

在無線傳感網(wǎng)技術(shù)的研究和應(yīng)用中，路由協(xié)議占有很重要的位置，因?yàn)樗苯記Q定了整個(gè)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)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(diǎn)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(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)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(gè)方面：一方面是尋找滿足條件的從源節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)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)?？紤]到無線傳感網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)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(diǎn)構(gòu)成，決定了無線傳感網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧各層的設(shè)計(jì)都必須以能源有效性為首要的設(shè)計(jì)要素，包括路由協(xié)議。

通過本章學(xué)習(xí)，要求理解無線傳感網(wǎng)絡(luò)路由的基本設(shè)計(jì)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(jì)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(jìn)

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(diǎn)與考核要求

領(lǐng)會：路由設(shè)計(jì)原則，路由協(xié)議分類;

簡單應(yīng)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(jìn);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(diǎn)。

四、本章關(guān)鍵問題

重點(diǎn)：本章的重點(diǎn)是各類路由協(xié)議的基本策略，工作原理及優(yōu)缺點(diǎn)。重點(diǎn)之一是以數(shù)據(jù)為中心的路由，重點(diǎn)二是基于地理位置的路由，重點(diǎn)三是基于能量感知的路由，重點(diǎn)四是基于QoS的路由，重點(diǎn)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(xué)習(xí)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(yīng)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(jì)應(yīng)用程序會使得面向無線傳感網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用開發(fā)難度加大，應(yīng)用開發(fā)時(shí)硬件無法直接像傳統(tǒng)操作系統(tǒng)那樣提供豐富的服務(wù)，而且軟件的可重用性比較差，編程時(shí)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(shí)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?yàn)槠涿嫦蚯度胧筋I(lǐng)域更復(fù)雜的應(yīng)用，功能也更復(fù)雜，很難在無線傳感網(wǎng)特殊的硬件配置上高效運(yùn)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(dú)的編程語言開發(fā)，有的直接用C語言開發(fā)。

通過本章學(xué)習(xí)，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(jì)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(diǎn)設(shè)計(jì)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(jī)制

7.1.4 nesC語言

7.2 Contiki操作系統(tǒng)

7.2.1 Contiki的功能特點(diǎn)

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(jì)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(diǎn)

7.5 Z-Stack

7.5.1 Z-Stack的體系結(jié)構(gòu)

三、考核知識點(diǎn)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(jī)制;Contiki操作系統(tǒng)基礎(chǔ)知識，Contiki的功能特點(diǎn);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(diǎn);Z-Stack基礎(chǔ)知識，Z-Stack的體系結(jié)構(gòu)。

簡單應(yīng)用：nesC語言，MantisOS的設(shè)計(jì)舉例。

四、本章關(guān)鍵問題

重點(diǎn)：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(jī)制。

第八章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)安全策略

一、學(xué)習(xí)目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的安全性是一個(gè)不可忽視的問題。在一些商業(yè)性以及軍事應(yīng)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(diǎn)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(xué)習(xí)，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(rèn)證管理、安全防護(hù)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(biāo)

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(rèn)證

三、考核知識點(diǎn)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(biāo)。攻擊類型

領(lǐng)會：安全威脅。

簡單應(yīng)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(rèn)證過程及方法。

四、本章關(guān)鍵問題

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

第九章 無線傳感網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸

一、學(xué)習(xí)目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)工作時(shí)，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(diǎn)距離可能很遠(yuǎn)，需要各種遠(yuǎn)程傳輸技術(shù)支持。通過本章學(xué)習(xí)，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(yuǎn)程傳輸，掌握不同傳輸方法的具體實(shí)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(yuǎn)程傳輸應(yīng)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(yīng)用舉例

三、考核知識點(diǎn)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(yīng)用：各種遠(yuǎn)程傳輸應(yīng)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(yuǎn)程傳輸應(yīng)用、北斗衛(wèi)星數(shù)據(jù)傳輸、光纖通信應(yīng)用。

四、本章關(guān)鍵問題

重點(diǎn)：以太網(wǎng)傳輸原理，移動通信技術(shù)，各種遠(yuǎn)程傳輸應(yīng)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(yīng)用設(shè)計(jì)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

無線傳感網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的應(yīng)用相關(guān)性，在不同的應(yīng)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(xué)習(xí)，要求掌握在組建和部署無線傳感網(wǎng)絡(luò)應(yīng)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(jì)與軟件開發(fā)的一些重要內(nèi)容，包括功能單元、設(shè)計(jì)原則等。

二、課程內(nèi)容(考試內(nèi)容)

10.1 無線傳感節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則

10.2 無線傳感節(jié)點(diǎn)的功能模塊

10.3 無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案

三、考核知識點(diǎn)與考核要求

領(lǐng)會：無線傳感節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則、無線傳感節(jié)點(diǎn)的功能模塊

簡單應(yīng)用：無線傳感網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案。

四、本章關(guān)鍵問題

重點(diǎn)：無線傳感節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)原則、無線傳感節(jié)點(diǎn)的功能模塊。

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