2020年江苏自考12573无线传感网技术考试大纲(三)

2020年江苏自考12573无线传感网技术考试大纲(三)

第六章 无线传感网络路由协议

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一、学习目的与要求

在无线传感网技术的研究和应用中，路由协议占有很重要的位置，因为它直接决定了整个网络运行效率的高低和执行性能的优劣。因此，本章在课程中占有重要地位，需要重点把握。路由协议的作用就是寻找一条或者多条满足一定条件的、从源节点到目的节点的路径，将数据分组沿着寻找的路径转发。因此路由协议的功能主要有两个方面：一方面是寻找满足条件的从源节点到目的节点的优化路径;另外一方面就是将数据分组沿着优化路径正确转发。考虑到无线传感网络中节点的电源续航能力、数据处理能力、数据存储能力以及通信带宽都极为有限，而且无线传感网络通常由大量密集的传感节点构成，决定了无线传感网络协议栈各层的设计都必须以能源有效性为首要的设计要素，包括路由协议。

通过本章学习，要求理解无线传感网络路由的基本设计原则，掌握常用的几种路由协议及其适用领域。

二、课程内容(考试内容)

6.1 路由设计原则

6.2 路由协议分类

6.3 以数据为中心的平面路由

6.3.1 Flooding路由

6.3.2 Gossiping路由

6.3.3 SPIN路由

6.4 基于查询的路由

6.4.1 DD路由

6.4.2 Rumor谣传路由

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 能量感知路由的改进

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、考核知识点与考核要求

领会：路由设计原则，路由协议分类;

简单应用：以数据为中心的平面路由，包括Flooding路由、Gossiping路由、SPIN路由;基于查询的路由，包括DD路由和Rumor谣传路由;基于能量感知的路由，包括EA路由和MPEA路由、能量感知路由的改进;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。以上各类路由的路由策略、基本原理、工作过程及优缺点。

四、本章关键问题

重点：本章的重点是各类路由协议的基本策略，工作原理及优缺点。重点之一是以数据为中心的路由，重点二是基于地理位置的路由，重点三是基于能量感知的路由，重点四是基于QoS的路由，重点五是基于分簇的路由中的Leach协议。

第七章 无线传感网络操作系统

一、学习目的与要求

随着无线传感网络的深入研究与发展，越来越多的应用需要无线传感网络操作系统支持。一方面在硬件上直接设计应用程序会使得面向无线传感网络的应用开发难度加大，应用开发时硬件无法直接像传统操作系统那样提供丰富的服务，而且软件的可重用性比较差，编程时无法继承已有的软件成果，降低了开发效率，延长了开发时间，增加了开发成本。另一方面将现有的嵌入式操作系统直接用于无线传感网络也不合适，因为其面向嵌入式领域更复杂的应用，功能也更复杂，很难在无线传感网特殊的硬件配置上高效运行。目前有很多适合无线传感网络的操作系统出现，有的才有单独的编程语言开发，有的直接用C语言开发。

通过本章学习，要求了解TinyOS、Contiki、MantisOS、SOS等几种典型无线传感网络操作系统的思想和用法，理解采用操作系统思想设计的Z-Stack协议栈的基本原理和工作流程，为无线传感网络的节点设计和部署打下基础。

二、课程内容(考试内容)

7.1 TinyOS操作系统

7.1.1 TinyOS的框架结构

7.1.2 TinyOS的硬件平台抽象

7.1.3 TinyOS的调度机制

7.1.4 nesC语言

7.2 Contiki操作系统

7.2.1 Contiki的功能特点

7.3 MantisOS操作系统

7.3.1 MantisOS的体系结构

7.3.2 MantisOS的设计举例

7.4 SOS操作系统

7.4.1 SOS的体系结构

7.4.2 SOS的功能特点

7.5 Z-Stack

7.5.1 Z-Stack的体系结构

三、考核知识点与考核要求

领会：TinyOS操作系统基础知识，TinyOS的框架结构，TinyOS的硬件平台抽象，TinyOS的调度机制;Contiki操作系统基础知识，Contiki的功能特点;MantisOS操作系统基础知识，MantisOS的体系结构;SOS操作系统基础知识，SOS的体系结构，SOS的功能特点;Z-Stack基础知识，Z-Stack的体系结构。

简单应用：nesC语言，MantisOS的设计举例。

四、本章关键问题

重点：掌握最典型的无线传感网络操作系统TinyOS，包括其框架结构、硬件抽象平台、调度机制。

第八章 无线传感网络安全策略

一、学习目的与要求

无线传感网络中的安全性是一个不可忽视的问题。在一些商业性以及军事应用的场合中，采集到的隐私数据、隐私数据的传输过程、节点的分布等都不能泄露给无关人员或未得到授权的用户。无线传感网络自身能量、带宽、处理和存储能力的限制，使得网络很容易受到各种安全威胁，给攻击者提供了一定的便利。

通过本章学习，要求了解无线传感网络的安全特性、攻击与威胁来源、密钥管理、认证管理、安全防护等。

二、课程内容(考试内容)

8.1 无线传感网络的安全要求

8.1.1 安全现状分类

8.1.2 安全需求

8.1.3 安全目标

8.2 攻击类型

8.3 安全威胁

8.4 安全策略

8.4.1 加密算法的选择

8.4.2 密钥管理

8.4.3 安全认证

三、考核知识点与考核要求

识记：无线传感网络的安全要求，包括安全现状分类、安全需求、安全目标。攻击类型

领会：安全威胁。

简单应用：安全策略，包括加密算法的选择原则、常见加密算法的基础知识，密钥管理方案、安全认证过程及方法。

四、本章关键问题

重点：无线传感网络的安全要求、攻击类型、安全威胁、安全认证过程及方法。

第九章 无线传感网络远程传输

一、学习目的与要求

无线传感网络工作时，需要通过传输网络将现场传感器采集的物理量信息传送到监控中心，监控中心与采集现场数据的传感器节点距离可能很远，需要各种远程传输技术支持。通过本章学习，要求了解在现有条件下，有哪些方法可以用于无线传感网络数据的远程传输，掌握不同传输方法的具体实现和各自的适用领域。

二、课程内容(考试内容)

9.1 网络传输

9.1.1 因特网传输

9.1.2 以太网传输

9.1.3 无线局域网传输

9.2 移动通信传输

9.2.1 移动通信技术

9.2.2 移动通信远程传输应用举例

9.3 微波传输

9.4 卫星传输

9.4.1 卫星通信简介

9.4.2 北斗卫星数据传输

9.5 光纤传输

9.5.1 光纤通信原理

9.5.2 光纤通信应用举例

三、考核知识点与考核要求

领会：以太网传输、移动通信技术、微波传输、卫星通信简介、光纤通信原理。

简单应用：各种远程传输应用及其案例，其结构、基本原理和工作过程，包括因特网传输、无线局域网传输、移动通信远程传输应用、北斗卫星数据传输、光纤通信应用。

四、本章关键问题

重点：以太网传输原理，移动通信技术，各种远程传输应用及其案例，结构、基本原理和工作过程。

第十章 无线传感网络应用设计

一、学习目的与要求

无线传感网络具有很强的应用相关性，在不同的应用要求下需要配套不同的网络模型、软件系统和硬件平台等。通过本章学习，要求掌握在组建和部署无线传感网络应用的过程中关于无线传感网络系统的硬件设计与软件开发的一些重要内容，包括功能单元、设计原则等。

二、课程内容(考试内容)

10.1 无线传感节点的设计原则

10.2 无线传感节点的功能模块

10.3 无线传感网络节点设计方案

三、考核知识点与考核要求

领会：无线传感节点的设计原则、无线传感节点的功能模块

简单应用：无线传感网络节点设计方案。

四、本章关键问题

重点：无线传感节点的设计原则、无线传感节点的功能模块。

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