《无线传感网》课程教学大纲

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1、《无线传感网》课程教学大纲课程编号：0806708066课程名称：无线传感网英文名称：WirelessSensorNetwork课程类型：专业课总学时：48讲课学时：32实验学时：16学　　分：3适用对象：信息工程、通信工程或相关专业的本科生先修课程：高级语言程序设计、微机原理及接口技术、计算机通信网。一、课程性质、目的和任务本课程是通信工程、信息工程或相关专业的专业课程。无线传感器网络是集传感器技术、微电机技术、现代网络和无线通信技术于一体的综合信息处理平台，具有广泛的应用前景，是计算机信息领域最活跃的研究热点之一。通过本课程

2、的学习，要求学生掌握无线传感器网络的体系结构和网络管理技术，着重掌握无线传感器网络的通信协议，了解无线传感器网络的节点定位、目标跟踪和时间同步等几大支撑技术，为在基于无线传感器网络的系统开发和应用中，深入利用关键技术，设计优质的应用系统打下基础。二、教学基本要求本课程要求学习了解无线传感器网络的体系结构和网络管理技术，掌握无线传感器网络中的物理层协议、MAC协议、路由协议、拓扑控制协议以及无线网络协议IEEE802.15.4等通信协议，了解无线传感器网络的节点定位、目标跟踪和时间同步等几大支撑技术，掌握基于无线传感器网络的智能应

3、用的基本设计方法，掌握其软硬件开发平台和仿真环境的使用。希望通过本课程的学习，加深对无线传感器网络的理解，为进一步研究和从事无线传感器网络应用开发和工程实践提供良好的基础和参考。三、教学内容及要求第一部分课程概述1．无线传感器网络(WSN)概述，主要内容：环境智能的远景，WSN应用实例，WSN应用类型，无线传感器网络的挑战，传感器网络的特点，无线传感器网络的关键技术。目的与要求：了解环境智能的远景和WSN应用实例及WSN应用类型，了解无线传感器网络的挑战，掌握传感器网络的特点，了解无线传感器网络的关键技术。第二部分体系结构WSN

4、的体系结构，主要内容：2．WSN节点(无线传感网节点，WSNode)架构，含WSNode的硬件组件、WSNode的能量消耗、WSNode的操作系统和执行环境、WSNode的一些实例；3．WSN网络架构，含传感器网络方案、网络架构优化的目标和关键参数、WSN的设计原则、WSN的服务接口和WSN中的网关的概念。目的与要求：掌握WSNode架构，包括WSNode的硬件组件、WSNode的能量消耗、WSNode的操作系统和执行环境，了解WSNode的一些实例；掌握WSN网络架构，包括传感器网络方案、网络架构优化的目标和关键参数、WSN的

5、设计原则，了解WSN的服务接口和WSN中的网关的概念。第三部分物理层和链路层协议4．物理层，主要内容：物理层协议简介，无线信道和通信基础知识，WSN中物理层和收发器的设计考虑。目的与要求：掌握物理层协议的基本概念，掌握无线信道和通信的基础知识，了解WSN中物理层和收发器的设计考虑。5．MAC协议，主要内容：无线MAC协议基础知识，低占空比协议和唤醒概念，基于竞争的协议，基于时刻表的协议，IEEE802.15.4MAC协议。目的与要求：掌握无线MAC协议基础知识，掌握低占空比协议和唤醒概念，掌握基于竞争的CSMA协议，掌握基于时刻

6、表的协议的基本概念，了解LEACH、SMACS和TRAMA协议，掌握IEEE802.15.4MAC协议。6．链路层协议，主要内容：链路层的基础知识，误码控制，封装。链路管理。目的与要求：掌握链路层的基础知识，包括任务和需求；掌握误码控制中的主要技术，如ARQ技术，FEC技术，混合技术和能量控制等；掌握链路层的封装中的自适应方案、中级校验方案等；掌握链路管理中的链路质量特点和质量估计。第三部分寻址、同步和定位协议7．命名和寻址，主要内容：命名和寻址的基本概念，WSN中的地址和名称管理，MAC地址的分配，局部唯一地址的分布式分配，基

7、于内容的和基于地理的寻址。目的与要求：掌握命名和寻址的基本概念，一般性了解WSN中的地址和名称管理，MAC地址的分配，局部唯一地址的分布式分配，基于内容的和基于地理的寻址。8．时间同步，主要内容：时间同步的基本概念，基于收发同步的协议，基于收收同步的协议。目的与要求：了解时间同步的基本概念，基于收发同步的协议，基于收收同步的协议。9．定位和定点，主要内容：定位和定点的概念，可能的途径，最小二乘法的数学知识单跳和多跳环境下的定位。目的与要求：掌握定位和定点的概念，了解定位的可能途径，以及最小二乘法的数学知识单跳和多跳环境下的定位。

8、第四部分网络层和路由协议10．WSN的拓扑控制，主要内容：概念，实现方式，请求分页方式，内存分配策略。页面置换算法：最佳置换算法，先进先出置换算法，最近最久未使用置换算法，其他算法。目的与要求：掌握操作系统中虚拟存储的实现，以及所涉及的主要算法。11．WSN的路