无线传感器网络
无线传感器网络实验报告
一、实验背景随着物联网技术的飞速发展，无线传感器网络（Wireless Sensor Networks，WSN）作为一种重要的信息获取和传输手段，在军事、环境监测、智能交通、智能家居等领域得到了广泛应用。
为了深入了解无线传感器网络的工作原理和关键技术，我们进行了本次实验。
二、实验目的1. 熟悉无线传感器网络的基本概念和组成；2. 掌握无线传感器网络的通信协议和拓扑结构；3. 熟悉无线传感器网络的编程与调试方法；4. 通过实验，提高动手能力和实践能力。
三、实验内容1. 无线传感器网络概述无线传感器网络由传感器节点、汇聚节点和终端节点组成。
传感器节点负责感知环境信息，汇聚节点负责收集和转发数据，终端节点负责处理和显示数据。
传感器节点通常由微控制器、传感器、无线通信模块和电源模块组成。
2. 无线传感器网络通信协议无线传感器网络的通信协议主要包括物理层、数据链路层和网络层。
物理层负责无线信号的传输，数据链路层负责数据的可靠传输，网络层负责数据路由和传输。
3. 无线传感器网络拓扑结构无线传感器网络的拓扑结构主要有星形、树形、网状和混合形等。
星形拓扑结构简单，但易受中心节点故障影响；树形拓扑结构具有较高的路由效率，但节点间距离较长；网状拓扑结构具有较高的可靠性和路由效率，但节点间距离较远。
4. 无线传感器网络编程与调试本实验采用ZigBee模块作为无线通信模块，利用IAR Embedded WorkBench开发环境进行编程。
实验内容如下：（1）编写传感器节点程序，实现数据的采集和发送；（2）编写汇聚节点程序，实现数据的收集、处理和转发；（3）编写终端节点程序，实现数据的接收和显示。
5. 实验步骤（1）搭建实验平台，包括传感器节点、汇聚节点和终端节点；（2）编写传感器节点程序，实现数据的采集和发送；（3）编写汇聚节点程序，实现数据的收集、处理和转发；（4）编写终端节点程序，实现数据的接收和显示；（5）调试程序，确保各节点间通信正常；（6）观察实验结果，分析实验现象。
无线传感器网络名词解释
无线传感器网络名词解释1、无线自组织网络：是一种不同于传统无线通信网络的技术传统的无线蜂窝通信网络，需要固定的网络设备如基地站的支持，进行数据的转发和用户服务控制。
而无线自组织网络不需要固定设备支持，各节点即用户终端自行组网，通信时由其他用户节点进行数据的转发。
这种网络形式突破了传统无线蜂窝网络的地理局限性，能够更加快速、便捷、高效地部署，适合于一些紧急场合的通信需要，如战场的单兵通信系统。
2、无线传感器网络WSN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3、基带信号：信源（信息源，也称发送端）发出的没有经过调制（进行频谱搬移和变换）的原始电信号，其特点是频率较低，信号频谱从零频附近开始，具有低通形式。
根据原始电信号的特征，基带信号可分为数字基带信号和模拟基带信号（相应地，信源也分为数字信源和模拟信源。
）其由信源决定。
4、模拟调制：调制在通信系统中的作用至关重要。
广义的调制分为基带调制和带通调制（也称载波调制）。
在无线通信中和其他大多数场合，调制一般均指载波调制。
调制信号是指来自信源的消息信号（基带信号），这些信号可以是模拟的，也可以是数字的。
调制方式有很多。
根据调制信号是模拟信号还是数字信号，载波是连续波（通常是正弦波）还是脉冲序列，相应的调制方式有模拟连续波调制（简称模拟调制）、数字连续波调制（简称数字调制）、模拟脉冲调制和数字脉冲调制等。
5、数字调制：数字调制是现代通信的重要方法，它与模拟调制相比有许多优点。
数字调制具有更好的抗干扰性能，更强的抗信道损耗，以及更好的安全性；数字传输系统中可以使用差错控制技术，支持复杂信号条件和处理技术，如信源编码、加密技术以及均衡等。
在数字调制中，调制信号可以表示为符号或脉冲的时间序列，其中每个符号可以有m种有限状态，而每个符号又可采用n比特来表示。
无线传感器网络的基本原理与应用介绍
无线传感器网络的基本原理与应用介绍无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是一种由大量分布式无线传感器节点组成的网络系统，用于收集、处理和传输环境中的信息。
它是物联网的关键组成部分，具有广泛的应用前景。
本文将介绍无线传感器网络的基本原理和一些典型的应用场景。
一、无线传感器网络的基本原理无线传感器网络由大量的无线传感器节点组成，每个节点都具有感知、通信和计算能力。
这些节点可以感知环境中的各种参数，如温度、湿度、光照强度等，并将这些信息通过无线通信传输给其他节点或基站。
无线传感器网络的基本原理包括以下几个方面：1. 节点通信：无线传感器节点之间通过无线信号进行通信，可以采用无线电波、红外线等不同的通信方式。
节点之间可以进行直接通信，也可以通过中继节点进行中转。
2. 路由协议：无线传感器网络中的节点通常是分布在广阔的区域内，节点之间的通信需要经过多跳传输。
为了有效地传输数据，需要设计合适的路由协议，使数据能够通过最优的路径传输到目的节点。
3. 能量管理：无线传感器节点通常由电池供电，能源是限制无线传感器网络寿命的重要因素。
因此，节点需要采取一系列的能量管理策略，如休眠、功率控制等，以延长网络的寿命。
二、无线传感器网络的应用场景无线传感器网络具有广泛的应用场景，下面介绍几个典型的应用场景。
1. 环境监测：无线传感器网络可以用于环境监测，如空气质量监测、水质监测等。
通过部署大量的传感器节点，可以实时监测环境中的各种参数，并及时采取相应的措施。
2. 物流管理：无线传感器网络可以用于物流管理，如货物追踪、温湿度监测等。
通过在货物上部署传感器节点，可以实时监测货物的位置和状态，提高物流的效率和安全性。
3. 农业监测：无线传感器网络可以用于农业监测，如土壤湿度监测、气象监测等。
通过在农田中部署传感器节点，可以实时监测农作物的生长环境，为农民提供科学的种植指导。
4. 健康监护：无线传感器网络可以用于健康监护，如老人健康监测、病人生命体征监测等。
无线传感网络
无线传感网络无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络。
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的网络系统。
WSN中的传感器节点通过无线方式通信，网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。
且在科技水平大幅度提高的基础上传感器节点的成本和能耗也逐渐降低，使得WSN在很多领域得到应用。
最早现代意义上的传感器是1879年德国科学家霍尔在研究金属的导电机制时制作的磁场传感器。
经过100多年的发展，传感器的功能不再单一，可以采集温度、湿度、位置、光强、压力、生化等标量数据。
1996年，美国军方资助加州大学洛杉矶分校（UCLA）等单位开展低功耗无线传感器网络（Low-power Wireless Integrated Microsensors，LWIM）的研究。
LWIM III型无线传感器节点将传感器、控制电路与电源电路集成为一体。
两年之后，UCLA与Rockwell合作，开发了Rockwell WINS（Wireless Integrated Network Sensor）无线传感器节点。
该节点使用32位微处理器Strong ARM、1MB的内存与4MB的闪存，数据传输速率是100kbps，工作时的功耗为200mw，睡眠时的功耗是0.8mw。
与此同时，加州大学伯克利分校（UCB）也开展了“Smart Dust”（智能尘埃）项目的研究。
“智能尘埃”意指传感器节点的体积非常小，如尘埃一般。
该项目研究的目标是通过MEMS技术，实现传感、计算与通信能力的集成，用智能传感器技术增强微型机器人的环境感知与智慧处理能力。
其研究任务是开发一系列低功耗、自组织、可重构的无线传感器节点。
1998年研制的WeC智能传感器节点使用的是8位、主频为4MHz的AT90LS8535微处理器芯片，内存是512B，闪存为8kB，数据传输速率为10kbps，工作时的功耗为15mw，睡眠时的功耗是45μw。
无线传感网络综述
1、无线传感网络简介无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Network）是一种由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区中观察者感兴趣的感知对象的各种信息（如光强、温度、湿度、噪音和有害气体浓度等物理现象），并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去，通过无线网络最终发送给观察者。
2、无线传感网络的特点1）硬件资源有限：节点由于受价格、体积和功耗的限制，其计算能力、程序空间和内存空间比普通的计算机功能要弱很多。
这一点决定了在节点操作系统设计中，协议层次不能太复杂。
2）传感节点数目多、易失效：根据应用的不同，传感器节点的数量可能达到几百万个，甚至更多。
此外，传感器网络工作在比较恶劣的环境中，经常有新节点加入或已有节点失效，网络的拓扑结构变化很快，而且网络一旦形成，人很少干预其运行。
因此，传感器网络的硬件必须具有高强壮性和容错性，相应的通信协议必须具有可重构和自适应性。
3）通信能力有限：考虑到传感器节点的能量限制和网络覆盖区域大，传感器网络采用多跳路由的传输机制。
传感器节点的无线通信带宽有限，通常仅有几百kbps 的速率。
由于节点能量的变化，受高山、建筑物、障碍物等地势地貌以及风雨雷电等自然环境的影响，无线通信性能可能经常变化，频繁出现通信中断。
4）电源能量有限：网络节点由电池供电，电池的容量一般不是很大。
其特殊的应用领域决定了在使用过程中，不能给电池充电或更换电池，一旦电池能量用完，这个节点也就失去了作用。
因此在无线传感器网络设计过程中，任何技术和协议的使用都要以节能为前提。
5）以数据为中心是网络的核心技术：对于观察者来说，传感器网络的核心是感知数据，而不是网络硬件。
例如，在应用于目标跟踪的传感器网络中，跟踪目标可能出现在任何地方，对目标感兴趣的用户只关心目标出现的位置和时间，并不关心哪个节点监测到目标。
以数据为中心的特点要求传感器网络的设计必须以感知数据管理和处理为中心，把数据库技术和网络技术紧密结合，从逻辑概念和软、硬件技术两个方面实现一个高性能的以数据为中心的网络系统，使用户如同使用通常的数据库管理系统和数据处理系统一样自如地在传感器网络上进行感知数据的管理和处理。
无线传感网络概述
无线传感网络概述学号031241119姓名魏巧班级0312411一、无线传感器网络（WSN）的定义：无线传感器网络（WSN）是指将大量的具有通信与计算能力的微小传感器节点，通过人工布设、空投、火炮投射等方法设置在预定的监控区域，构成的“智能”自治监控网络系统，能够检测、感知和采集各种环境信息或检测对象的信息。
二、传感器的节点分布及通信方式：由于传感器节点数量众多，布设时智能采用随机投放的方式，传感器节点的位置不能预先确定。
节点之间可以通过无线信道连接，并具有很强的协同能力，通过局部的数据采集、预处理以及节点间的数据交互来完成全局任务，同时节点之间采用自组织网络拓扑结构。
由于传感器节点是密集布设的，因此节点之间的距离很短，在传输信息方面多跳（multi—hop）、对等（peer to peer）通信方式比传统的单跳、主从通信方式更适合在无线传感器网络中使用，例如：使用多跳的通信方式可以有效地避免在长距离无线信号传播过程中遇到的信号衰落和干扰等各种问题。
三、WSN运行的环境：1、WSN可以在独立封闭的环境下（如局域网中）运行。
2、WSN也可以通过网关连接到网络基础设施上（如Internet）。
在这种情况中，远程用户可以通过Internet 浏览无线传感器网络采集的信息。
四、无线数据网络的定义及无线自组网络的特点：主流的无线网络技术，如IEEE 802.11、Bluetooth都是为了数据传输而设计的，我们称之为无线数据网络。
目前，无线数据网络研究的热点问题就是无线自组网络技术，这项技术可以实现不依赖于任何基础设施的移动节点在短时间内的互联。
特点有如下几点：（1）无中心和自组性（优点）：无线自组网络没有绝对的控制中心，网络中节点通知分布式的算法来协调彼此的行为，这种算法无需人工干预和其他预置网络设施就可以在任何时刻任何地方快速展开并自动组网。
（2）动态变化的网络拓扑（缺点）：移动终端能够以任意速度和方式在网中移动，在通过无线信道形成的网络拓扑随时可能发生变化。
无线传感器网络技术的应用
无线传感器网络技术的应用一、无线传感器网络概述无线传感器网络（Wireless Sensor Network, WSN）是由无线传感器节点组成的自组织且具有大规模分布性的网络系统。
其节点可以用于感知环境或者采集数据，通过网络将数据传回中心节点，实现环境监测、数据采集、控制等功能。
二、无线传感器网络技术的应用1. 环境监测随着城市化进程的加快以及空气、水质污染的严重性日益加剧，无线传感器网络技术可以用于环境监测。
比如，在城市的公园、广场等场所布置一些传感器节点，实时监测空气中的PM2.5、CO2等污染物，通过网络将数据传回中心节点，及时预警、保护市民健康。
2. 智能家居无线传感器网络技术可以应用于智能家居领域。
我们可以通过人体传感器节点将家中人员的行动轨迹、起居习惯等数据采集下来，作为智能设备的参考，从而实现智能应用的更加个性化和高效化。
3. 工业自动化无线传感器网络技术可以用于工业自动化控制中，通过感知原材料供应、生产设备状态等信息，及时处理数据，调整生产流程，提高生产效能，降低生产成本。
4. 农业领域无线传感器网络技术可以应用于农业领域，实现精准农业。
如在田地中布置传感器节点，感知土地植被的生长情况、温湿度等信息，通过数据分析，实现精准灌溉、肥料施用，提高农业生产效益。
5. 物联网无线传感器网络技术是物联网的核心技术之一，可以用于个人消费设备、智能家居、工业控制、领域监测等。
各种设备通过传感器节点实现信息的采集与传输，实现设备之间的互联互通，提高人们的生活品质和工业生产效能。
三、无线传感器网络技术的优势1. 低成本无线传感器节点的成本较低，可以降低网络整体成本，提高应用范围和普及度。
2. 系统灵活由于无线传感器节点的低成本和小规模，可以很容易地增加或减少节点的数量，实现对系统的灵活控制与管理。
3. 能源自主由于传感器节点体积小，通常适用的电池也比较小，可以通过能量自主技术和能源高效利用技术，实现长时间运行，避免了频繁更换电池的繁琐操作。
《无线传感器网络》课件
能耗问题
总结词
无线传感器网络的能耗问题是制约其发展的 关键因素之一。
详细描述
由于无线传感器网络中的节点通常由电池供 电，而电池寿命有限，因此如何降低能耗， 延长节点寿命是亟待解决的问题。此外，在 某些应用场景中，频繁更换电池或充电会给
维护带来困难和成本增加。
标准化问题
总结词
无线传感器网络的标准化问题涉及到不同厂商和应用 的互操作性问题。
开发工具包括硬件开发工具和软件 开发工具，硬件开发工具用于开发 传感器节点硬件电路板，软件开发 工具用于编写、调试和测试应用程 序代码。
03
无线传感器网络的通信协议
MAC协议
信道分配
MAC协议负责无线信道的分配，确保节点 间的通信不会发生冲突。
能量效率
MAC协议应考虑能量效率，避免过多的空 闲监听和数据重传。
动态环境适应性
路由协议应能适应网络拓扑的变化和 节点的动态加入/离开。
能量感知协议
能量管理
能量感知协议旨在有效地管理节点的能量，延长网络的生命周期。
节能技术
采用诸如功率控制、休眠机制等节能技术来降低能耗。
负载均衡
通过均衡节点的负载来降低能耗，避免某些节点过早耗尽能量。
能量预测
利用历史数据预测节点的剩余能量，优化路由和任务分配。
06
无线传感器网络的挑战与展望
安全性问题
总结词
无线传感器网络面临多种安全威胁，如数据 窃取、恶意攻击、篡改等。
详细描述
由于无线传感器网络中的节点通常部署在无 人值守的环境中，因此容易受到攻击者的窃 听、干扰和恶意篡改。攻击者可能通过截获 节点间的通信数据，获取敏感信息，或者对 网络进行破坏，导致网络瘫痪或数据传输错 误。
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第一章无线传感器网络概述1.无线传感器网络的基本概念无线传感器网络是由部署在监测区域内大量的成本很低、微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一种多跳自组织网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理覆盖范围内感知对象的信息，并发送给观察者或者用户。
2.典型的无线传感器网络结构包括哪几部分？传感节点、汇聚节点以及互联网或通信卫星和管理节点。
3.无线传感器网络的体系结构（协议栈）描述无线传感器网络的协议栈，并简述各层的功能。
无线传感器网络的协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层，与互联网协议的五层相对应。
另外还包括能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。
各层的功能：物理层：负责数据传输的介质规范，如规定了传感器工作频率、工作温度、数据调制、信道编码、定时、同步等标准。
研究目标是设计低成本、低功耗和小体积，简单但健壮的传感器节点。
数据链路层：负责数据成帧、帧检测、介质访问和差错控制。
网络层：主要实现数据融合，负责路由生成和路由选择；主要功能包括分组路由、路由互联、阻塞控制。
传输层：负责数据流的传输控制。
应用层：获取数据并进行初步处理，包括一系列用于检测任务的应用层软件。
4.无线传感器网络的基本特点传感器节点体积小，能量有限传感器节点计算和存储能力有限通信半径小，带宽低传感器节点数量大且具有自适应性无中心和自组织网络动态性强以数据为中心第二章物理层及信道介入技术1.频率分配：1W以下无线电波是目前WSN的主流传输方式。
对于无线传感器网络来说，频段的选择必须根据应用场合来选择。
因为频率的选择直接决定无线传感器网络节点的无线尺寸、电感的集成度以及节点功耗。
ISM波段是首要的选择。
频率的选择是影响无线传感器网络性能、成本的重要参数。
基于竞争的MAC协议。
即节点在需要发送数据时采用某种机制随机地使用无线信道，基于固定分配的MAC协议。
即节点发送数据的时刻和持续时间是按照协议规定的标准来执行，这样以来就避免了冲突，基于按需分配的MAC协议。
即根据节点在网络中所承担数据量的大小来决定其占用信道的时间。
4.IEEE802.11 MAC协议（基于竞争）IEEE802.11 MAC协议有分布式协调（DCF）和点协调（PCF）两种控制方式。
适用范围：PCF通过接入点来协调节点的数据收发，通过设置好的一定间隔时间查询当前哪些节点有数据发送的请求DCF 是通过物理载波帧听和虚拟载波侦听来确定无线信道的状态，其中物理载波帧听由物理层提供，而虚拟载波侦听由MAC层提供。
1.TDMA技术（时分复用）（基于固定分配）时分复用机制就是为每个无线传感器节点分配独立的用于数据收发的时隙，而节点在其他空闲时隙内转入睡眠节能状态。
2.IEEE802.15.4标准体系结构包括：物理层、介质访问层（MAC）、业务特定汇聚子层（SSCS）、逻辑链路控制字层(LLC)、高层。
物理层的功能:1、激活和休眠无线电收发器。
2、当前信道能量监测:测量目标信道中接收信号的功率强度，检测结果是有效信号功率和噪声信号功率之和。
4、空闲信道评估:判断信道是否空闲5、数据的发送与接收MAC指介质访问控制子层。
MAC子层1、MAC子层提供两种服务: MAC通用部分子层提供MAC层数据服务; MAC子层管理实体提供MAC层管理服务。
2、业务特定汇聚子层SSCS:为MAC层接入LLC子层提供聚合服务。
LLC子层可以使用SSCS的服务接口访问IEEE802. 15.4网络，为应用层提供链路层服务。
3、IEEE802.15. 4对高层没有具体定义。
3.ZigBee网络结构第三章路由、覆盖与拓扑技术Flooding：1）基本思想：节点在收到信息后以广播的方式向邻居节点转发数据包，邻居节点重复执行上述过程，直到数据包到达目的地或者该数据包的生命周期结束。
2）主要缺点：信息内爆,部分重迭现象,网络资源利用不合理。
Gossiping该方法在每次进行数据包转发时，只向一个邻居节点转发，因此可以避免信息内爆的现象，但不能解决重迭现象和网络资源利用不合理的问题。
3.定向扩散（DD）路由协议（以数据为中心，基于查询）汇聚节点根据不同的应用需求定义不同的兴趣请求消息，并通过洪泛的方式将兴趣请求消息数据包发送至全网或者局部网络的传感器节点。
该过程主要分为三个阶段：兴趣消息扩散、数据传输梯度建立、路径加强。
4.LEACH是第一个低功耗自适应分簇路由协议，基本思想是将节点组织成簇结构形式，每个簇有一个簇头节点，其他节点为非簇头节点。
所有的非簇头节点只与本簇的簇头节点通信，而簇头节点收集簇内非簇头节点的数据，进行融合后传输到汇聚节点。
LEACH 协议轮转选取簇头节点。
执行过程分为：选举簇头阶段、成簇阶段、稳定状态阶段。
5.拓扑控制技术基本概念拓扑控制技术：在保证网络的连通性和覆盖度的前提下，通过一定的功率控制或骨干节点的选择算法，剔除节点间不必要的无线通信链路，生成一个能量高效的数据转发的优化网络拓扑结构第四章无线传感器网络定位、跟踪与时间同步技术2.定位机制信标节点：已知节点坐标或者位置信息的节点。
未知节点：坐标或者位置信息未知的节点。
定位方法：三边定位法、多边极大似然估计法、角度测量法。
3.DV-HOP定位方法过程：1）计算未知节点与每个信标节点的最小跳数2）计算未知节点与信标节点间的距离：估算平均每跳距离，用最小跳数乘以平均每跳距离，得到未知节点与信标节点的估计距离。
3）根据三边定位或多边定位算法计算未知节点的坐标。
4.无线传感器网络时间同步技术时间同步模型：时钟模型和通信模型通信模型：单向报文传递、双向报文交换、广播参考报文、参数拟合技术第五章无线传感器网络安全2.密钥管理分类按照所依托的密码管理基础分类：对称密钥体制的密钥管理方案、非对称密钥体制的密钥管理方案按照网络的逻辑结构分类：分布式的密钥管理方案（节点分布对等）、层簇式的密钥管理方案（分层分组）按照网络运行后密钥是否更新分类：静态密钥管理、动态密钥管理按照网络密钥链接性程度分类：随机分配的密钥管理方案、确定分配的密钥管理方案3.对称和非对称密钥管理方案在对称密钥管理方面，通信双发使用相同的密钥对数据进行加密、解密，具有密钥长度较短，计算、通信和存储开销较小等特点，但是安全性不高，比较适用于无线传感器网络。
在非对称密钥管理方面，节点拥有不同的加密和解密密钥，同时非对称密钥管理对节点的计算、存储和通信等要求比较高。
第六章无线传感器网络中间件1.中间件概念中间件：中间件是介于操作系统和各种分布式应用程序之间的一个软件层。
主要作用是建立分布式软件模块之间互操作的机制，屏蔽底层分布式环境的复杂性和异构性，为处于上层的应用软件提供运行与开发环境，帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。
为什么要在无线传感器网络中引入中间件技术概念层面讲，中间件为开发人员提供一个熟悉的编程范式；从功能层面讲，中间件解决节点的嵌入式本质和分布式问题。
2.无线多媒体传感器网络的基本概念无线多媒体传感器网络通常是具有计算、存储和通信能力的多媒体传感器节点，通过自组织方式形成的分布式感知网络，具备协作感知、采集、处理和传输网络覆盖区域内音频、视频、静态图像、数值数据等多媒体信息的能力。
3.无线多媒体传感器网络的特点（有别于传统无线传感器网络的特点）1）节点以及网络能力增强；2）感知媒体丰富，多种异构数据共存；3）处理任务复杂；4）对环境全面有效感知。
第七章无线传感器网络数据管理技术1.无线传感器网络数据管理的基本概念以感知数据管理和处理为中心，把数据库技术和网络技术紧密结合，从逻辑概念和软硬件技术两个方面实现一个高性能的以数据为中心的网络系统，为用户提供一个有效的感知数据空间或感知数据库管理的处理系统，使用户如同使用普通数据库管理系统和数据处理系统一样在传感器网络上进行感知数据的管理和处理，允许用户以数据本身作为查询获取需要的信息。
2.无线传感器网络数据管理系统与分布式数据库系统存在的差异？1.两者需要提供的服务方式存在差异；2.两者管理的数据具有不同的特征；3.两者管理的数据具有不同的误差特点；4.两者数据管理的目标不同；5.两者数据管理处理查询方式存在差异；6.两者采用的查询处理技术不同；7.采用的存储技术不同。
3.无线传感器网络数据存储结构？根据数据存储位置的差异，分为网外集中式存储方案、网内分层存储方案、网内本地存储方案、以数据为中心的网内存储方案。
4.数据查询处理技术查询类型（根据时间）：历史查询、快照查询、连续查询5.什么是数据融合利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定准则下加以自动分析、综合，以完成所需的决策和估计任务而进行信息处理的过程。
6.应用层的数据融合如何进行？利用分布式数据库技术，对采集到的数据进行筛选以达到融合的效果。
8.读懂TinySQL查询语句1）SELECT room number, AVERAGE(light), AVERAGE (volume)FROM sensorsGROUP BYroom nurberHAVING AVERAGE(light) >2 AND AVERAGE (voLume) >mEPOCH DURATION 10min该查询表示每10min检查次平均亮度超过阈值2并且平均温度超过阀值m的房间，并返回房间号码及亮度和温度的平均值。
2）试用TinySQL查询语句表示：查询传感器网络中所有磁力强度（Mag）大于x的节点的亮度值（Light），采样间隔是8分钟。
SELECT Light,Mag FROM sensors GROUP BY Light HAVING Mag>x DURATION 8min;9.TINYDB系统的组成分为两大部分：传感器网络软件和客户端软件传感器网络软件包括4个构件：传感器节点目录和模式管理器、查询处理器、存储管理器、网络拓扑管理器。
客户端软件包括2部分：类SQL语言的解析处理模块和基于JAVA的应用程序界面。
第八章物联网环境下的无线传感器网网络接入技术1.什么是多网络融合系统？在传统无线传感器网络的基础上，利用网关接入技术，实现无线传感器网络与以太网、无线局域网、移动通信网等多种网络的融合。
3.网关的分类1）基于INTERNET的无线传感器网络网关2）基于无线通信的无线传感器网络网关3）利用公用电话网的无线传感器网络网关第九章无线传感器网络硬件设计1.无线传感器网络硬件系统的主要组成1）普通传感器节点2）汇聚节点3）网关节点第十章无线传感器网络的应用1.无线传感器应用于农业中的主要关键技术1）体系结构选择在一定的区域中部署大量的无线传感器节点2）节点无线传感器网络节点的要求:体积小、异构性、精度高、生命周期长3）能最管理部署在传感器网络中不同位置的节点对能量的消耗也不尽相同，网络边缘的节点主要能量用于感知环境数据2.医疗健康护理系统总体架构？网关设备负责连接无线传感器网络与无线局域网和以太网，基站负责无线传感器节点和设备节点的管理。