高綱1353

江蘇省高等教育自學(xué)考試大綱

30451  無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)

南京理工大學(xué)編

江蘇省高等教育自學(xué)考試委員會(huì)辦公室

Ⅰ  課程性質(zhì)與課程目標(biāo)

一、課程性質(zhì)和特點(diǎn)

《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)》是江蘇省高等教育自學(xué)考試電子工程專業(yè)的必修課，是為了培養(yǎng)和檢驗(yàn)自學(xué)應(yīng)考者的通信工程、信息工程基本知識(shí)和基本技能而設(shè)置的一門專業(yè)課程。無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)是集傳感器技術(shù)、微電機(jī)技術(shù)、現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線通信技術(shù)于一體的綜合信息處理平臺(tái)，具有廣泛的應(yīng)用前景，是計(jì)算機(jī)信息領(lǐng)域最活躍的研究熱點(diǎn)之一。

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)，著重掌握無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議，了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位、目標(biāo)跟蹤和時(shí)間同步等幾大支撐技術(shù)，為在基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中，深入利用關(guān)鍵技術(shù)，設(shè)計(jì)優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用系統(tǒng)打下基礎(chǔ)。

二、課程目標(biāo)

本課程主要講授傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本概念、基本原理與基本方法，并介紹國(guó)內(nèi)外的最新技術(shù)發(fā)展和當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。

課程設(shè)置的目標(biāo)是：

1.通過(guò)本課程讓學(xué)生了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)。

2.掌握無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的物理層協(xié)議、MAC協(xié)議、路由協(xié)議、拓?fù)淇刂茀f(xié)議以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IEEE802.15.4等通信協(xié)議。

3.了解無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)定位、目標(biāo)跟蹤和時(shí)間同步等幾大支撐技術(shù)。

4.掌握基于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能應(yīng)用的基本設(shè)計(jì)方法，掌握其軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)和仿真環(huán)境的使用。

三、與相關(guān)課程的聯(lián)系與區(qū)別

本課程的先修課程為《通信原理》、《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》

Ⅱ  考核目標(biāo)

用學(xué)科化的語(yǔ)言對(duì)三個(gè)或四個(gè)認(rèn)知層次予以表述。以《物理（工）》課程為例：

本大綱在考核目標(biāo)中，按照識(shí)記、領(lǐng)會(huì)、簡(jiǎn)單應(yīng)用和綜合應(yīng)用四個(gè)層次規(guī)定其應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。四個(gè)能力層次是遞升的關(guān)系，后者必須建立在前者的基礎(chǔ)上。各能力層次的含義是：

識(shí)記（Ⅰ）：要求考生能夠識(shí)別和記憶本課程中有關(guān)物理概念及規(guī)律的主要內(nèi)容（如定義、定理、定律、表達(dá)式、公式、原理、重要結(jié)論、方法及特征、特點(diǎn)等），并能夠根據(jù)考核的不同要求，做正確的表述、選擇和判斷。

領(lǐng)會(huì)（Ⅱ）：要求考生能夠領(lǐng)悟和理解本課程中有關(guān)物理概念及規(guī)律的內(nèi)涵及外延，理解物理概念、物理規(guī)律的確切含義，物理規(guī)律的適用條件，能夠鑒別關(guān)于概念和規(guī)律的似是而非的說(shuō)法；理解相關(guān)知識(shí)的區(qū)別和聯(lián)系，并能根據(jù)考核的不同要求對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行邏輯推理和論證，做出正確的判斷、解釋和說(shuō)明。

簡(jiǎn)單應(yīng)用（Ⅲ）：要求考生能夠根據(jù)已知的知識(shí)和物理事實(shí)、條件，對(duì)物理問(wèn)題進(jìn)行邏輯推理和論證，得出正確的結(jié)論或做出正確的判斷，并能把推理過(guò)程正確地表達(dá)出來(lái)。還可運(yùn)用本課程中的少量知識(shí)點(diǎn)，利用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)方法分析和解決一般應(yīng)用問(wèn)題，如簡(jiǎn)單的計(jì)算、繪圖和分析等。

綜合應(yīng)用（Ⅳ）：要求考生能夠面對(duì)具體、實(shí)際的物理情境發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并能探究解決問(wèn)題的方法，建立合理的物理模型，根據(jù)具體問(wèn)題列出物理量之間的關(guān)系式，進(jìn)行推導(dǎo)和求解，必要時(shí)會(huì)用簡(jiǎn)單的微積分和矢量方法解決問(wèn)題，并根據(jù)結(jié)果得出物理結(jié)論，如分析、計(jì)算、繪圖和論證等。

Ⅲ  課程內(nèi)容與考核要求

第一章　概述

一、學(xué)習(xí)目的與要求

了解傳感器網(wǎng)絡(luò)的基本體系結(jié)構(gòu)及應(yīng)用系統(tǒng)構(gòu)架，掌握傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征及組網(wǎng)特點(diǎn)，分辨其與其他現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別，了解傳感器網(wǎng)絡(luò)在現(xiàn)在各領(lǐng)域的應(yīng)用，了解傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展過(guò)程。

二、課程內(nèi)容

本章主要介紹了傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)，傳感器網(wǎng)的特征，傳感器網(wǎng)在各領(lǐng)域的應(yīng)用以及傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展歷史。

三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求

      1. 傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)

         識(shí)記：1）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)定義；

               2）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的分類；

3）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的宏觀系統(tǒng)構(gòu)架；

4）傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的6個(gè)功能模塊及其主要功能；

5）運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的5層協(xié)議及其各自功能；

6）傳感器網(wǎng)絡(luò)終端結(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)；

7）傳感器網(wǎng)絡(luò)的2種結(jié)構(gòu)，平面結(jié)構(gòu)和分級(jí)結(jié)構(gòu)。

         領(lǐng)會(huì)：1）傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)體系的三個(gè)組成部分；

               2）傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)。

         應(yīng)用：1）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)構(gòu)架圖例；

               2）傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)功能模塊圖例；

               3）傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議分層的圖例結(jié)構(gòu)；

               4）傳感器網(wǎng)絡(luò)終端結(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)；

               5）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)體系組成示意圖。

      2. 傳感器網(wǎng)絡(luò)的特征

         識(shí)記：1）傳感器網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和現(xiàn)場(chǎng)總線的區(qū)別；

               2）傳感器結(jié)點(diǎn)的3個(gè)限制條件。

         領(lǐng)會(huì)：1）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的6大組網(wǎng)特點(diǎn)。

         應(yīng)用：1）無(wú)線通信能量消耗與通信距離的計(jì)算應(yīng)用。

      3. 傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用及發(fā)展歷史

         識(shí)記：1）了解傳感器網(wǎng)絡(luò)在各方面的應(yīng)用

               2）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的3個(gè)階段；

               3）我國(guó)傳感器網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況。

四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)

   重點(diǎn)：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的定義；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)；傳感器結(jié)點(diǎn)的限制條件。

   難點(diǎn)：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)構(gòu)架；無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)特點(diǎn)。

第二章　　微型傳感器的基本知識(shí)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

使電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)學(xué)生在傳感技術(shù)方面具有較廣的知識(shí)，了解工程檢測(cè)中常用傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、特性、應(yīng)用及當(dāng)代傳感器的發(fā)展方向。使學(xué)生掌握傳感器靜態(tài)、動(dòng)態(tài)的數(shù)學(xué)模型的推導(dǎo)以及系統(tǒng)的分析方法，并結(jié)合實(shí)際應(yīng)用例，培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的實(shí)際能力。

課程在內(nèi)容上應(yīng)盡量聯(lián)系實(shí)際，在講解上著重物理概念的闡述，講清結(jié)構(gòu)、原理、特性，不進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，必要時(shí)直接引用公式。力求做到重點(diǎn)突出，由淺入深，便于學(xué)生理解、掌握和選用。

 在應(yīng)用方面介紹相關(guān)典型物理量測(cè)量的例子，使學(xué)生對(duì)傳感器有一個(gè)實(shí)用的概念。對(duì)于更深入的問(wèn)題，學(xué)生可參閱相關(guān)參考資料 。教學(xué)應(yīng)以課堂講授為主，為使學(xué)生在較少的學(xué)時(shí)內(nèi)獲取更多的信息，教學(xué)中應(yīng)輔之以多媒體、測(cè)試儀器、測(cè)試裝置等實(shí)物。

二、課程內(nèi)容

主要的內(nèi)容有傳感器的定義，傳感器的功能與意義。掌握傳感器一的組成。各種常用傳感器的結(jié)構(gòu)、原理、特性及應(yīng)用；工程檢測(cè)中常用的測(cè)量電路及工作原理。

三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求

1. 傳感器概述

   識(shí)記：1）傳感器的定義；

         2）傳感器的組成結(jié)構(gòu)；

         3）傳感器的分類；

   應(yīng)用：1）傳感器采集接口框圖示例。

2. 常見(jiàn)傳感器介紹

   識(shí)記：1）各傳感器的工作原理。

3. 傳感器的特性和選型

   識(shí)記：1）傳感器的9種基本特性及其各自定義計(jì)算公式；

         2）傳感器選型的6個(gè)原則。

   應(yīng)用：1）傳感器靈敏度、重復(fù)性、漂移、精度、遲滯的計(jì)算應(yīng)用。

4. 微型傳感器

   識(shí)記：1）了解磁阻傳感器的探測(cè)原理。

   領(lǐng)會(huì)：1）微型傳感器在車輛探測(cè)方面的應(yīng)用。

   綜合應(yīng)用：1）磁阻傳感器用于車輛探測(cè)中消磁電路的設(shè)計(jì)、漂移問(wèn)題的分析以及探測(cè)的基本流程。

四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：了解什么是傳感器，傳感器的組成和各部分功能；傳感器的分類；常用傳感器的類型與工作原理；集成傳感器和智能傳感器各自特點(diǎn)；傳感器的9種特性；傳感器選型的6個(gè)原則；傳感器的漂移特性。 

難點(diǎn)：磁阻傳感器探測(cè)運(yùn)動(dòng)車輛的原理；傳感器的9種特性；傳感器選型的6個(gè)原則。

第三章　　傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信與組網(wǎng)技術(shù)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

掌握物理層協(xié)議的基本概念，掌握無(wú)線信道和通信的基礎(chǔ)知識(shí)，了解WSN中物理層。掌握無(wú)線MAC協(xié)議基礎(chǔ)知識(shí)，掌握低占空比協(xié)議和喚醒概念，掌握基于競(jìng)爭(zhēng)的CSMA協(xié)議，掌握基于時(shí)刻表的協(xié)議的基本概念，了解S-MAC協(xié)議，掌握IEEE 802.11 MAC協(xié)議。掌握網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)知識(shí)，掌握典型路由協(xié)議：定向擴(kuò)散路由。

二、課程內(nèi)容

傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信與組網(wǎng)技術(shù)簡(jiǎn)介，物理層協(xié)議簡(jiǎn)介，無(wú)線信道和通信基礎(chǔ)知識(shí)，WSN中物理層。無(wú)線MAC協(xié)議基礎(chǔ)知識(shí)，低占空比協(xié)議和喚醒概念，基于競(jìng)爭(zhēng)的協(xié)議，基于時(shí)刻表的協(xié)議，IEEE 802.11 MAC協(xié)議。網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)知識(shí)，典型路由協(xié)議。

三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求

1、物理層

    識(shí)記：1）物理層的基本概念；

          2）OSI參考模型中設(shè)立物理層的目的；

          3）物理層的3個(gè)功能；

          4）通信所用的互連設(shè)備，數(shù)據(jù)終端設(shè)備的概念；

          5）物理層的四個(gè)主要技術(shù)。

    領(lǐng)會(huì)：1）物理接口的四個(gè)特性；

          2）物理層三個(gè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)問(wèn)題。

    應(yīng)用：1）傳感器網(wǎng)絡(luò)物理層幀結(jié)構(gòu)。

2、MAC協(xié)議

    識(shí)記：1）MAC協(xié)議的定義及作用；

          2）設(shè)計(jì)MAC層協(xié)議的三個(gè)問(wèn)題；

          2）MAC協(xié)議的分類；

          3）帶沖突避免的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)（CSMA/CA）協(xié)議概念。

    領(lǐng)會(huì)：1）MAC協(xié)議兩種訪問(wèn)控制方式的工作原理；

          2）MAC協(xié)議的退避機(jī)制和退避時(shí)間的計(jì)算；

          3）802.11 MAC協(xié)議的應(yīng)答和預(yù)留機(jī)制；

          4）S-MAC協(xié)議的4種主要機(jī)制。

    應(yīng)用：1）CSMA/CA的訪問(wèn)機(jī)制；

          2）MAC協(xié)議退避機(jī)制示例。

3、路由協(xié)議

    識(shí)記：1）路由協(xié)議的兩個(gè)功能；

          2）路由協(xié)議的主要任務(wù)；

          3）無(wú)線網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議的4個(gè)特點(diǎn)以及對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)要求；

          4）路由協(xié)議的分類

    領(lǐng)會(huì)：1）定向擴(kuò)散路由工作機(jī)制；

          2）定向擴(kuò)散路由機(jī)制的三個(gè)階段。

    應(yīng)用：1）定向擴(kuò)散路由工作機(jī)制的示例與分析。

四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：掌握IEEE 802.11MAC協(xié)議與S-MAC協(xié)議、掌握傳感器網(wǎng)絡(luò)分組傳輸路由協(xié)議與定向擴(kuò)散路由IEEE 802.11MAC協(xié)議、S-MAC協(xié)議、定向擴(kuò)散路由。

難點(diǎn)：S-MAC協(xié)議、定向擴(kuò)散路由

第四章  傳感器網(wǎng)絡(luò)的支撐技術(shù)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

掌握命名和尋址的基本概念，一般性了解WSN中的地址和名稱管理，MAC地址的分配，局部唯一地址的分布式分配，基于內(nèi)容的和基于地理的尋址。了解時(shí)間同步的基本概念，基于收發(fā)同步的協(xié)議，基于收收同步的協(xié)議。掌握定位和定點(diǎn)的概念，了解定位的可能途徑，以及最小二乘法的數(shù)學(xué)知識(shí)單跳和多跳環(huán)境下的定位。數(shù)據(jù)融合的概念及作用，數(shù)據(jù)融合的主要方法。傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量管理。安全機(jī)制的概念，安全設(shè)計(jì)的分析。

二、課程內(nèi)容

命名和尋址的基本概念，WSN中的地址和名稱管理，MAC地址的分配，局部唯一地址的分布式分配，基于內(nèi)容的和基于地理的尋址。時(shí)間同步的基本概念，基于收發(fā)同步的協(xié)議，基于收收同步的協(xié)議。定位和定點(diǎn)的概念，可能的途徑，最小二乘法的數(shù)學(xué)知識(shí)單跳和多跳環(huán)境下的定位。數(shù)據(jù)融合的概念及作用，數(shù)據(jù)融合的主要方法。傳感器網(wǎng)絡(luò)的能量管理。安全機(jī)制的概念，安全設(shè)計(jì)的分析。

三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求

1、時(shí)間同步機(jī)制

    識(shí)記：1）傳感器網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步的概念；

          2）同步機(jī)制的意義和作用；

          3）時(shí)間同步協(xié)議的4個(gè)特點(diǎn)。

          4）RBS、Ting/Mini-Sync、TPSN三種時(shí)間同步機(jī)制的基本思想

    領(lǐng)會(huì)：1）TPSN協(xié)議的操作過(guò)程，主要包括的兩個(gè)階段；

          2）TPSN協(xié)議中相鄰結(jié)點(diǎn)的時(shí)間偏差，傳播時(shí)延的計(jì)算。

    應(yīng)用：1）時(shí)間同步在車輛測(cè)速技術(shù)中的應(yīng)用。

2、定位技術(shù)

    識(shí)記：1）傳感器網(wǎng)絡(luò)中定位的含義；

          2）定位方法的分類；

          3）傳感器網(wǎng)絡(luò)的幾個(gè)基本術(shù)語(yǔ)；

          4）定位性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)；

          5）定位系統(tǒng)的典型應(yīng)用。

    領(lǐng)會(huì)：1）網(wǎng)絡(luò)平均定位誤差的計(jì)算公式；

          2）無(wú)需測(cè)距的定位技術(shù)的質(zhì)心算法；

          3）DV-Hop算法。

    應(yīng)用：1）多變定位方法，最小均方估計(jì)MMSE的方法原理；

          2）Min-max定位方法；

          3）ToA和TDoA的測(cè)距原理的過(guò)程及不同之處；

    綜合應(yīng)用：1）基于測(cè)距的定位技術(shù)到達(dá)時(shí)間差、到達(dá)角的計(jì)算；

              2）基于測(cè)距的定位技術(shù)測(cè)距方法：接收信號(hào)強(qiáng)度和無(wú)線信號(hào)傳輸距離之間的理論公式及推導(dǎo)；

3、數(shù)據(jù)融合

    識(shí)記：1）數(shù)據(jù)融合的定義及其三個(gè)要點(diǎn)；

          2）數(shù)據(jù)融合的主要內(nèi)容；

          3）數(shù)據(jù)融合的四點(diǎn)主要作用；

          4）在傳感器網(wǎng)絡(luò)中采用數(shù)據(jù)融合技術(shù)的三點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)；

          5）數(shù)據(jù)融合技術(shù)的分類。

    領(lǐng)會(huì)：1）數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用層數(shù)據(jù)語(yǔ)義之間的關(guān)系；

          2）數(shù)據(jù)融合的8種方法；

          3）應(yīng)用層的數(shù)據(jù)融合。

    應(yīng)用：1）綜合平均法的計(jì)算應(yīng)用。

4、能量管理

    識(shí)記：1）能量管理的概念；

          2）電源節(jié)能的2種方法。

5、安全機(jī)制

    識(shí)記：1）傳感器網(wǎng)絡(luò)兩個(gè)安全方面的需求；

          2）傳感器網(wǎng)絡(luò)安全問(wèn)題與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的6點(diǎn)不同；

          3）SPIN協(xié)議的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題：加密算法的選擇、消息認(rèn)證算法的選擇、密鑰生成算法、隨機(jī)數(shù)發(fā)生器。

    領(lǐng)會(huì)：1）傳感器網(wǎng)絡(luò)在協(xié)議棧各層次的安全設(shè)計(jì)分析；

          2）安全框架協(xié)議：SPINS，網(wǎng)絡(luò)安全加密協(xié)議SNEP和μTESLA協(xié)議。

    應(yīng)用：1）自適應(yīng)濾波的負(fù)荷預(yù)測(cè)機(jī)制；

          2）RC5-CTR算法的加密過(guò)程；

          3）CBC-MAC認(rèn)證算法的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：同步機(jī)制、定位和數(shù)據(jù)融合算法、能量管理方法、安全協(xié)議。

難點(diǎn)：TPSN同步協(xié)議、無(wú)需測(cè)距的定位算法、SPINS協(xié)議。

第五章　　傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

了解傳感器網(wǎng)絡(luò)的仿真平臺(tái)，TOSSIM平臺(tái)的仿真和調(diào)試，掌握OMNeT++模擬特點(diǎn)，MATLAB、OPNET、NS的仿真步驟；了解傳感器網(wǎng)絡(luò)的工程測(cè)試床Motelab和SensoNet；網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計(jì)要求和要解決的問(wèn)題；掌握嵌入式操作系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)，了解Mote View、SNAMP開(kāi)發(fā)軟件。

二、課程內(nèi)容

傳感器網(wǎng)絡(luò)的仿真平臺(tái)，TOSSIM平臺(tái)的仿真和調(diào)試，OMNeT++模擬特點(diǎn)，MATLAB、OPNET、NS的仿真步驟；傳感器網(wǎng)絡(luò)的工程測(cè)試床Motelab和SensoNet；網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計(jì)要求和要解決的問(wèn)題；操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，嵌入式操作系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)，TinyOS操作系統(tǒng)的安裝和創(chuàng)建；傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)和要求，了解Mote View、SNAMP開(kāi)發(fā)軟件。

三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求

 1、仿真平臺(tái)和工程測(cè)試床

     識(shí)記：1）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的3種研究與設(shè)計(jì)方法；

           2）網(wǎng)絡(luò)仿真技術(shù)的特點(diǎn)；

           3）OMNeT++仿真軟件基本知識(shí)；

           4）了解Motelab和SensoNet工程測(cè)試床。

     領(lǐng)會(huì)：1）TOSSIM體系結(jié)構(gòu)，仿真模擬過(guò)程；

           2）MATLAB、OPNET、NS仿真軟件的建模方式，仿真步驟。

     應(yīng)用：1）網(wǎng)絡(luò)仿真的軟件體系結(jié)構(gòu)框圖；

           2）gdb調(diào)試程序代碼命令。

2、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的硬件開(kāi)發(fā)

    識(shí)記：1）設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)硬件結(jié)點(diǎn)需要考慮的5個(gè)問(wèn)題；

          2）傳感器結(jié)點(diǎn)5大模塊設(shè)計(jì)，各模塊設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題；

    領(lǐng)會(huì)：1）Mica系列結(jié)點(diǎn)開(kāi)發(fā)；

    應(yīng)用：1）MTS300CA傳感器板的磁阻傳感器電路設(shè)計(jì)框圖。

3、操作系統(tǒng)和軟件開(kāi)發(fā)

    識(shí)記：1）操作系統(tǒng)、嵌入式系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)的基本概念；

          2）傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件開(kāi)發(fā)的5大特點(diǎn)，軟件系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)；

          3）結(jié)點(diǎn)應(yīng)用框架的組件；

          4）傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件編程的3種常見(jiàn)模式；

          5）后臺(tái)管理軟件的組成框圖。

    領(lǐng)會(huì)：1）TinyOS操作系統(tǒng)的安裝，特點(diǎn)，基于TinyOS的應(yīng)用程序結(jié)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)理、編譯連接過(guò)程。

    應(yīng)用：1）Blink程序的結(jié)構(gòu)；

          2）Main配件和TimerC配件的結(jié)構(gòu)框圖和實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)代碼；

          3）BlinkM模塊功能及代碼；

          4）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用框架的組件結(jié)構(gòu)。

四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：傳感器網(wǎng)絡(luò)的仿真平臺(tái)，OMNeT++模擬特點(diǎn)，MATLAB、OPNET、NS的仿真步驟；傳感器網(wǎng)絡(luò)的工程測(cè)試床Motelab和SensoNet；操作系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，嵌入式操作系統(tǒng)的概念及特點(diǎn)，TinyOS操作系統(tǒng)的安裝和創(chuàng)建；了解Mote View、SNAMP開(kāi)發(fā)軟件。

難點(diǎn)：掌握TOSSIM平臺(tái)的仿真和調(diào)試；掌握網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的模塊化設(shè)計(jì)要求和要解決的問(wèn)題；傳感器網(wǎng)絡(luò)軟件開(kāi)發(fā)的特點(diǎn)和要求。

第六章  傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

一、學(xué)習(xí)目的與要求

了解傳感器網(wǎng)絡(luò)已有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，分布式測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；掌握IEEE 802.15.4通信協(xié)議的概念，以及其物理層、MAC層技術(shù)構(gòu)架；理解ZigBee協(xié)議棧的組成，ZigBee的技術(shù)特點(diǎn)；掌握Z(yǔ)igBee網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)，以及其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程。

二、課程內(nèi)容

傳感器網(wǎng)絡(luò)已有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，分布式測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展歷程和發(fā)展動(dòng)向；IEEE 802.15.4通信協(xié)議的概念，以及其物理層、MAC層技術(shù)構(gòu)架；ZigBee協(xié)議棧的組成，ZigBee的技術(shù)特點(diǎn)，其網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)，以及其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程。

三、考核知識(shí)點(diǎn)與考核要求

1、IEEE 1451系列標(biāo)準(zhǔn)

    識(shí)記：1）制定IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn)的背景及目的；

          2）IEEE 1451.1標(biāo)準(zhǔn)的智能變送器模型；

          3）IEEE 1451定義的內(nèi)容；

    應(yīng)用：1）分布式測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示例；

          2）IEEE 1451標(biāo)準(zhǔn)的組成結(jié)構(gòu)。

2、IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)

    識(shí)記：1）IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容；

          2）IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)物理層主要負(fù)責(zé)的6個(gè)任務(wù)；

          3）物理層數(shù)據(jù)服務(wù)接入點(diǎn)原語(yǔ)；

          4）MAC層的7個(gè)主要任務(wù)；

          5）MAC層提供的2種服務(wù)；

          6）MAC層的通用幀結(jié)構(gòu)。

    應(yīng)用：1）IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的物理層參考模型；

          2）IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的MAC層組件接口模型及物理層幀結(jié)構(gòu)；

          3）命令幀和關(guān)鍵幀的發(fā)送流程圖；

          4）數(shù)據(jù)型數(shù)據(jù)幀、返回型數(shù)據(jù)幀的組成。

3、ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)

    識(shí)記：1）ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的特點(diǎn)及內(nèi)容；

          2）ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)架，每層的組成及作用；

          3）ZigBee協(xié)議的9個(gè)技術(shù)特點(diǎn)；

          4）ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)層規(guī)范，幀結(jié)構(gòu)；

          5）ZigBee協(xié)議棧的分類。

四、本章重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：了解傳感器網(wǎng)絡(luò)已有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，分布式測(cè)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；理解ZigBee協(xié)議棧的組成，ZigBee的技術(shù)特點(diǎn)；

難點(diǎn)：掌握IEEE 802.15.4通信協(xié)議的概念，以及其物理層、MAC層技術(shù)構(gòu)架；掌握Z(yǔ)igBee網(wǎng)絡(luò)層提供的兩種服務(wù)，以及其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程。

第七章  傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的軍事應(yīng)用

本章不作要求

第八章  無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)

本章不作要求

Ⅳ  關(guān)于大綱的說(shuō)明與考核實(shí)施要求

一、自學(xué)考試大綱的目的和作用（共性部分）

課程自學(xué)考試大綱是根據(jù)專業(yè)自學(xué)考試計(jì)劃的要求，結(jié)合自學(xué)考試的特點(diǎn)而確定。其目的是對(duì)個(gè)人自學(xué)、社會(huì)助學(xué)和課程考試命題進(jìn)行指導(dǎo)和規(guī)定。

課程自學(xué)考試大綱明確了課程學(xué)習(xí)的內(nèi)容以及深廣度，規(guī)定了課程自學(xué)考試的范圍和標(biāo)準(zhǔn)。因此，它是編寫自學(xué)考試教材和輔導(dǎo)書的依據(jù)，是社會(huì)助學(xué)組織進(jìn)行自學(xué)輔導(dǎo)的依據(jù)，是自學(xué)者學(xué)習(xí)教材、掌握課程內(nèi)容知識(shí)范圍和程度的依據(jù)，也是進(jìn)行自學(xué)考試命題的依據(jù)。

二、課程自學(xué)考試大綱與教材的關(guān)系（共性部分）

課程自學(xué)考試大綱是進(jìn)行學(xué)習(xí)和考核的依據(jù)，教材是學(xué)習(xí)掌握課程知識(shí)的基本內(nèi)容與范圍，教材的內(nèi)容是大綱所規(guī)定的課程知識(shí)和內(nèi)容的擴(kuò)展與發(fā)揮。課程內(nèi)容在教材中可以體現(xiàn)一定的深度或難度，但在大綱中對(duì)考核的要求一定要適當(dāng)。

大綱與教材所體現(xiàn)的課程內(nèi)容應(yīng)基本一致；大綱里面的課程內(nèi)容和考核知識(shí)點(diǎn)，教材里一般也要有。反過(guò)來(lái)教材里有的內(nèi)容，大綱里就不一定體現(xiàn)。（注：如果教材是推薦選用的，其中有的內(nèi)容與大綱要求不一致的地方，應(yīng)以大綱規(guī)定為準(zhǔn)。）

三、關(guān)于自學(xué)教材

《無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)明教程》，崔遜學(xué)、左從菊編著，清華大學(xué)出版社，2009年。

附錄  題型舉例

一、   選擇題

如：          協(xié)議同時(shí)具有按需路由、表路由的特點(diǎn)。

  A. DSR    B. OSPF    C. DSDV    D. AODV

二、 填空題

如：為了減少能量消耗，結(jié)點(diǎn)要盡量處于         狀態(tài)。

三、 名詞解釋

如：S-mac

四、 簡(jiǎn)答題

如：簡(jiǎn)述路由選擇的主要功能。

五、 問(wèn)答題或論述題

如：無(wú)線通信的能量與距離的關(guān)系是什么？它反映出傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c(diǎn)有哪些？