第一章
- 简述无线传感器网络的概念及与传统无线网络的区别。
无线传感器网络的概念：
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的一个多跳的自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被监测对象的信息，并发送给观察者。
与传统无线网络的区别：
- 目的不同：传统无线网络主要用于提供高速的数据通信和连接服务；而无线传感器网络更侧重于数据的采集和监测。
- 节点特点：传感器网络节点通常体积小、能量有限且计算能力较弱；传统无线网络节点功能相对强大。
- 数据处理：无线传感器网络中数据通常是简单的、大量重复的感知数据；传统网络数据类型更丰富。
- 网络拓扑：传感器网络拓扑结构动态变化频繁；传统网络相对稳定。
- 应用场景：前者多用于环境监测、工业控制等特定领域；后者广泛应用于通信、互联网接入等。
2.无线传感器网络的一般结构和特点有哪些？
无线传感器网络的一般结构：
- 传感器节点：负责采集数据、进行简单的数据处理和通信。
- 汇聚节点：也叫网关节点，用于连接传感器网络与外部网络，将传感器节点的数据汇总并传输。
- 无线传感器网络系统通常包括传感器节点（sensor node）、汇聚/网关节点（sink node）和管理节点，如图所示。
- 在传感器网络中，节点任意散落在被监测区域内。节点以自组织形式构成网络，通过多个连接或中继方式将监测数据传到汇聚节点。
无线传感器网络的特点：
- 大规模：为了对较大区域进行有效监测，通常包含大量的传感器节点。
- 自组织：节点能够自动形成网络，无需人工干预。
- 动态性：网络拓扑结构会随节点失效、新节点加入等因素而动态变化。
- 可靠性：在一些恶劣环境下也能正常工作。
- 以数据为中心：重点在于数据的采集和传输，而非节点的标识。
- 资源受限：节点的计算能力、存储能力和能量有限。
- 应用相关性强：不同应用场景需求差异大。
3.无线传感器网络常用的关键技术有哪些？简述各自的特点和局限性
无线传感器网络常用的关键技术包括：
路由技术：
- 特点：要适应网络拓扑的动态变化，保证数据的可靠传输。
- 局限性：可能存在路由开销较大、对能量消耗考虑不充分等问题。
时间同步技术：
- 特点：确保各个节点时间的一致性，对一些协同工作很重要。
- 局限性：同步精度可能受到多种因素影响，如环境干扰等。
定位技术：
- 特点：确定节点的位置信息。
- 局限性：在复杂环境下定位精度可能不高，且可能受到信号干扰等影响。
数据融合技术：
- 特点：对采集的数据进行融合处理，减少数据传输量。
- 局限性：融合算法可能存在误差，可能丢失一些细节信息。
能量管理技术：
- 特点：合理分配和管理节点能量，延长网络寿命。
- 局限性：实际应用中能量的获取和利用效率可能受限。
安全技术：
- 特点：保障网络和数据的安全。
- 局限性：安全机制的实施可能增加计算和通信开销。
4.无线传感器网络常用的仿真平台是什么，起什么作用？
无线传感器网络常用的仿真平台有：
NS2（Network Simulator version 2）：
- 作用：可以对网络协议进行详细的模拟和分析，帮助研究人员评估不同协议和算法在无线传感器网络中的性能表现，如吞吐量、延迟、丢包率等。
OMNeT++：
- 作用：支持多种网络类型的仿真，能够构建复杂的无线传感器网络模型，用于验证新的设计和想法，了解网络行为和性能。
TOSSIM：
- 作用：专门针对 TinyOS 开发的仿真平台，能很好地模拟基于 TinyOS 的无线传感器网络，便于对特定硬件和软件架构下的网络进行研究
这些仿真平台的作用主要包括：
- 降低成本：避免了实际搭建大规模网络所需的高昂硬件成本和时间投入。
- 快速验证：可以快速测试各种协议和算法，观察其效果和性能。
- 可重复性：实验结果可重复，便于对比和分析不同方案。
- 复杂场景模拟：能够模拟各种复杂的网络环境和应用场景，帮助发现潜在问题。
- 早期设计评估：在实际部署之前对网络设计进行评估和优化。
第二章
- 简述无线传感器网络中的拓扑控制的基本概念？
无线传感器网络中的拓扑控制的基本概念如下：
拓扑控制是指通过一定的策略和机制，对无线传感器网络中的节点连接关系进行调整和优化，以形成一个满足特定</