无线传感器与RFID Wireless Sensors and RFID |
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文章目录
无线传感器与RFID 总结试卷结构
WSN第一章传感器基本知识理想传感器的遵循原则传感器的分类RFID应用场景传感器节点结构资源限制的传感器节点
第六章拓扑控制结构拓扑控制技术
第七章 MAC协议基于竞争的信道访问控制载波侦听多路访问(CSMA/CA)
IEEE 802.11 MAC(DCF模式)S-MAC
第八章 路由技术传感器网络路由协议分类(六大类)(P240页)贪婪转发多径路由(p252)不相交多路径法(P252) 缠绕多路径法
第十二章 时间同步(P391)时间同步(P391)时间同步具有两方面的内容:(P392)常用的时间标准主要有:
定位技术传感器网络定位算法分类定位技术节点划分算法分类(P424)
RFID1.RFID概念2.物联网的定义3.技术分类4.RFID电子标签抗污损能力强。5.物联网RFID的应用领域:6.RFID系统的组成7.RFID系统分类8.电子标签的基本组成9.电子标签的工作的三个频段10. 读写器的基本组成11. 读写器工作的三种方式12.ISM频段13. 身份证频率14.光速15.天线的方向图16.天线的方向性系数和天线的方向性之间的关系17.极化18.电感耦合的方式工作19.低频匝数多,高频匝数少。20.RFID天线的制造工艺21.串联谐振电路串联谐振电路构成
23.读写器射频前端(也称天线电路)的构造要求24.谐振时的角频率25.RFID 电子标签的射频前端常采用电路26.电子标签天线的构造要求。27.微波RFID 系统采用**电磁反向散射方式**进行工作。28.编码与调制过程29.解调与解码过程30.已调信号31.信号与信道信号分类信道传输速率信号需要调制的原因:信号调制的方法:
32.信源编码
无线传感器与RFID 总结
试卷结构
选择填空判断 (选择,填空,判断 总共 60分)综合计算 (共 20分 /2 道)简答(20 / 4道)
WSN
传感器就是一种典型的换能器,把物理世界的物理或化学等能量转换成电能。 中国国家标准GB7665-1987 对传感器下的定义如下:传感器能感受规定的被测量,并按一定规律转换成可用输出信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成。 敏感元件指传感器中能直接感受被测量的部分; 转换元件指传感器中能将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的电信 号部分。 理想传感器的遵循原则仅对被测试物理量敏感,不应对其他物理量敏感,不受其他因 素的影响;传感器本身不要对测试环境中被测试物理量产生影响。 传感器的分类传感器节点通常由 传感器模块处理器模块无线通信模块能量供应模块四个部分组成 资源限制的传感器节点 电池能量有限通信能量有限计算、存储能力有限 第六章拓扑控制结构拓扑控制作为传感器网络的核心技术之一,其基本思想以确保网络连通度为前提,剔除冗余通信链路,优化网络拓扑结构,建立一个高效的数据转发系统 拓扑控制技术主要包含三类 功率控制睡眠控制分簇 第七章 MAC协议无线网络引入介质访问控制(MAC)协议目的是 协调和控制多个节点对共享信道的访问,减少和避免信号冲突,公平、高效地利用有限的信道频谱资源,提高网络的传输性能。 基于竞争的信道访问控制 载波侦听多路访问(CSMA/CA)载波侦听多路访问(CSMA/CA)在CSMA基础上引入冲突避免机制,当发送节点侦听到信道忙时,随机等待一段时间后再进行侦听和发送,进一步降低了信道访问的冲突概率 IEEE 802.11 MAC(DCF模式)IEEE 802.11 MAC协议规定了三种基本的帧间间隔(IFS) ,用于支持不同的数据帧占用信道的优先级,减少数据帧之间的信道访问冲突。 这三种IFS 分别是 SIFS (Shot IFS ) :短帧间间隔。 使用SIFS的帧具有最高的信道访问优先级,用于需要立即响应的服务,如ACK帧、RTS帧和CTS帧等控制帧PIFS (PCF IFS): PCF方式下节点使用的帧间监听,用以获得在非竞争访问周期启动时对信道的占用权,完成节点与AP之间的数据帧传输 DIFS(DCF IPS): DCF 方式下节点使用的帧间监听,用于完成节点与节点之间的数据帧传输 DIFS(分布式协调IFS):最长的IFS,优先级最低,用于异步帧竞争访问的时延。 PIFS(点协调IFS):中等长度的IFS,优先级居中,在PCF操作中使用。 SIFS(短IFS):最短的IFS,优先级最高, 即优先级比较为 SIFS> PIFS > DIFS 时间长度一般满足关系:tDIFS>tPIFS >tSIFS S-MACS-MAC 协议采用的主要机制 1)周期性侦听和睡眠2)自适应侦听·3)消息传递和串听避免 第八章 路由技术路由是由网络层向传输层提供的选择传输路径的服务,它是通过路由协议来实现的 路由协议包括两个方面的功能:寻找源节点和目的节点间的优化路径;将数据分组沿着优化路径转发 传感器网络路由协议分类(六大类) 以数据为中心的路由地理位置为中心的路由层次式路由QoS路由多径路由基于节点移动的路由 (P240页)贪婪转发 多径路由 (p252)不相交多路径法时间同步的两个过程 对时对频 (P391)时间同步是节点时间信息可用的前提之一,它实现节点间的时间一致性,使节点能够提供有用的信息。 (P391)时间同步具有两方面的内容:一方面是在某一特定时刻使得各个节点的瞬时时间一致,即对齐不同节点的当前时间; 另一方面是保持不同节点计时速度相同,既保证不同节点的时间在未来的某一时刻仍然保持一致。 (P392)常用的时间标准主要有:(1)世界时(Universal Time,UT) (2)国际原子钟(International Atomic Time,TAI) (3)协调世界时(Coordinated Univarsal TIme,CUT) 时钟是时间的计量单位,通常通过对周期信号的计数进行计时,该周期信号称为时钟周期,常见的时钟有机械钟、晶体钟和原子钟。 定位技术 传感器网络定位算法分类 基于测距的定位算法测距无关的定位算法 定位技术节点划分根据是否已知自己位置将节点划分为锚节点(anchor node)和未知节点(unknow node) 算法分类(P424)RFID是一种自动识别技术,它利用无线射频信号实现无接触信息传递,达到自动识别目标对象的目的。 2.物联网的定义物联网的定义是,通过射频识别(RFID)、传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物体与互联网连接起来,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 3.技术分类按照应用领域和具体特征的分类标准进行分类,自动识别技术可以分为条码识别技术、生物识别技术、图像识别技术、磁卡识别技术、IC卡识别技术、光学字符识别技术和射频识别技术等。 4.RFID电子标签抗污损能力强。 5.物联网RFID的应用领域:(1)制造领域。(2)物流领域。(3)零售领域。(4)医疗领域。(5)身份识别领域。( 6) 军事领域。(7)防伪安全领域。(8)资产管理领域。(9)交通领域。( 10)食品领域。( 11) 图书领域。( 12)动物领域。( 13)农业领域。(14)电力管理领域。( 15)电子支付领域。 ( 16)智能家居领域。 6.RFID系统的组成ISM频段(Industrial Scientific Medical Band)主要是开放给工业、科学和医用3个主要机构使用的频段。 13. 身份证频率身份证频率:13.56 MHz 14.光速天线的方向图由一个或多个波瓣构成,天线辐射最强方向所在的波瓣称为主瓣。在主瓣最大值两侧,场强下降为最大值1/√2的两点矢径的夹角 16.天线的方向性系数和天线的方向性之间的关系天线的方向性系数越大,天线的方向性越强。 17.极化线极化、圆极化、椭圆极化 在低频和高频频段,读写器与电子标签基本都采用线圈天线,线圈之间存在互感,使一个线圈的能量可以耦合到另一个线圈,因此,读写器天线与电子标签天线之间采用电感耦合的方式工作。 19.低频匝数多,高频匝数少。 20.RFID天线的制造工艺RFID天线的制造工艺:线圈绕制法、蚀刻法、印刷法。 21.串联谐振电路RFID读写器的射频前端常采用串联谐振电路。 串联谐振电路构成串联谐振电路由电感和电容串联构成。 23.读写器射频前端(也称天线电路)的构造要求(1)读写器天线上的电流最大,使读写器线圈产生最大的磁通。 (2)功率匹配,最大程度地输出读写器的能量。 (3)足够的带宽,使读写器信号无失真输出。 24.谐振时的角频率
RFID 电子标签的射频前端常采用并联谐振电路。 26.电子标签天线的构造要求。(1)电子标签天线上感应的电压最大,使电子标签线圈输出最大的电压。 (2)功率匹配,电子标签最大程度地耦合来自读写器的能量。 (3)足够的带宽,使电子标签接收的信号无失真。 27.微波RFID 系统采用电磁反向散射方式进行工作。 28.编码与调制过程将基带信号编码,然后变换成适合在信道中传输的信号,这个过程称为编码与调制 29.解调与解码过程在接收端进行反变换,这个过程称为解调与解码。 30.已调信号经过调制以后的信号称为已调信号,它具有两个基本特征,一个是携带有信息,另一个是适合在信道中传输。 31.信号与信道信号是消息的载体,在通信系统中,消息以信号的形式从一点传送到另一点。信道是信号的传输媒质。 信号分类信号:模拟信号和数字信号。 信道传输速率波特率是指数据信号对载波的调制速率,它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示。在信息传输通道中,携带数据信息的信号单元称为码元,每秒钟通过信道传输的码元称为码元传输速率.简称波特率。 每秒钟通过信道传输的信息量称为“位传输速率”,简称比特率。比特率是数据传输速率,表示单位时间内可传输二进制数据的位数。 1.工作频率越高带宽越大。 2.工作频率越高天线尺寸越小。 信号调制的方法:1.调幅 2.调频 3.调相 32.信源编码是对信源输出的信号进行变换,包括连续信号的离散化(即将模拟信号通过采样和量化变成数字信号),以及对数据进行压缩以提高信号传输有效性而进行的编码。 |
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