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无线传感器网络复习总结

无线传感器网络复习总结
无线传感器网络复习总结

复习

题型:共计38~39题,计算题较少,原理题很多

(1)选择题15’

(2)填空题10’

(3)名词解释3’x5

(4)作图题10’x1

(5)问答题20’x1(根据原理应用自主进行选择作答)

第1章

1.P3

图1.1无线网络的分类

2.无线传感器的定义P3

无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,并报告给用户。

无线传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户;

无线传感器网络的基本功能:协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。

3.P4

图1.2现代信息技术与无线传感器网络之间的关系

无线传感器网络三个功能:数据采集、处理和传输;

对应的现代信息科技的三大基础技术:传感器技术、计算机技术和通信技术;对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。

4.P5P6

★图1.3无线传感器网络的宏观架构

传感器网络网关原理是什么?

无线传感器通常包括传感器节点(sensor node),汇聚节点(sink node)和管理节点(manager node)。汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。

传感器节点见后2要点介绍。

Sink node:网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息,再传输给有线网络的PC或服务器。汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力,它既可以是一个具有足够能量供给和更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点,也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。汇聚节点连接传感器网络和外部网络。通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信,把收集到的数据信息转发到外部网络上,同时发布管理节点提交的任务。

5.传感器网络节点的组成P5

图1.4传感器网络节点的功能模块组成

传感器网络节点由哪些模块组成?---作图、简答

传感器模块负责探测目标的物理特征和现象,计算机模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受,电源模块负责节点供电,节点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。

6.传感器网络的协议分层P5

1.5传感器网络的协议分层

每一层的作用是什么?---作图、简单

能量分配管理在各个层中,能量是怎么考虑的?

传感器网络以数据应用为中心

物理层负责载波频率的产生、信号调制、解调;数据链路层负责媒体接入和差错控制;网络层负责路由发现与维护;传输层负责数据流的传输控制;应用层负责任务调度、数据分发等具体业务。

能量分配是尽可能延长网络的可用时间,移动管理主要对节点移动进行检测与注册,应用优化是根据应用需求优化调度任务。

传感器节点的处理能力、存储能力相对较弱,通信距离也有限,如果访问通信距离之外的节点,必须使用多跳路由。

7.传感器网络节点的结构(具体例子)P6

传感器节点是什么?

CPU选用嵌入式?哪些是嵌入式?哪些不是嵌入式?

传感器节点是采用自组织方式进行组网以及利用无线通信技术进行数据转发的,节点都具有数据采集与数据融合转发双重功能。传感器节点是无线传感器网络的基本功能单元。传感器节点基本组成模块有:传感器模块、计算与存储模块、通信模块以及电源模块。具体地说

处理器模块是传感器节点的核心,负责整个节点的设备控制、任务分配与调度、数据整合与传输等。

嵌入式系统是一种专用的计算机系统,作为装置或设备的一部分。通常,嵌入式Web技术嵌入式Web技术

嵌入式系统是一个控制程序存储在ROM中的嵌入式处理器控制板。事实上,所有带有数字接口的设备,如手表、微波炉、录像机、汽车等,都使用嵌入式系统,有些嵌入式系统还包含操作系统,但大多数嵌入式系统都是由单个程序实现整个控制逻辑。

8.节点的体系组成P7

图1.7无线传感器网络节点的体系组成

每一层处理哪些事?

传感器节点为了节约能量进入休眠。

无线传感器网络节点的体系有分层的网络通信协议、网络管理平台和应用支撑平台三部分组成。

(1)网络通信协议

类似于传统Internet网络中的TCP/IP协议体系,它由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。

图1.8传感器网络通信协议的分层结构

(2)网络管理平台

主要是对传感器节点自身的管理和用户对传感器网络的管理,包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。

(3)应用支撑平台

建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上,包括一系列基于监测任务的应用层软件,通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。包括:时间同步、定位、应用服务接口、网络管理接口。

9.传感器网络的结构P9

根据节点数目的多少,传感器网络的结构可以分为平面结构和分级结构。如果网络的规模较小,一般采用平面结构。如果网络规模很大,则必须采用分级网络结构。

10.传感器节点的限制条件P12P13

(1)电源能量有限

传感器节点消耗能量的模块包括传感器模块、处理器模块和无线通信模块。随着集成电路工艺的进步,处理器和传感器模块的功耗变得很低,绝大部分能量主要消耗在无线通信模块上。

从图1.13中可知传感器节点的绝大部分能量消耗在无线通信模块。传感器节点传输信息时要比执行计算时更消耗电能,传输l比特信息100m距离需要的能量大约相当于执行3000条计算指令所消耗的能量。

1.13传感器节点的能量消耗情况

(2)通信能力受限

通常无线通信的能量消耗与通信距离的关系符合如下规律:

其中参数n满足关系2

随着通信距离的增加,能耗会急剧增加。在满足通信连通性的前提下应尽量减少单跳的通信距离。一般而言,传感器节点的无线通信半径在100m以内比较合适。

(3)计算和存储能力受限

传感器节点是一种微型嵌入式设备,要求它价格低、功耗小,这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱,存储器容量比较小。为了完成各种任务,传感器节点需要完成监测数据的采集和转换、数据的管理和处理、应答汇聚节点的任务请求和节点控制等多种工作。如何利用有限的计算和存储资源完成诸多协同任务成为传感器网络设计所需要考虑的问题。

11.组网特点P14P15

无线传感器网络以数据为中心

无线传感器网络除了具有Ad Hoc网络的移动性、断接性、电源能力局限性等共同特征以外,在组网方面具有一些鲜明的自身特点。它的主要特点包括自组织性、以数据为中心、应用相关性、动态性、网络规模大和需要高的可靠性等。

12.P24

2003年美国《技术评论》杂志评出对人类未来生活产生深远影响的十大新兴技术,传感器网络被列为第一。

P25思考题

2.4★. 5. 6.7.8.9.10.

第2章微型传感器的基本知识

本章不会出现答题,可能会出现简答题

1.传感器的定义P26

一般来说能够把特定的被测量信息(物理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成某种可用信号(电信号、光信号等)的器件或装置,我们把它称为传感器。

2.传感器的组成P27

图2.1传感器的组成结构

传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成。

敏感元件是传感器中能感受或响应被测量的部分。转换元件是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信号(一般指电信号)部分。基本转换电路可以对获得的微弱电信号进行放大、运算调制等。另外,基本转换电路工作时必须有辅助电源。

随着半导体器件与集成技术在传感器中的应用,传感器的基本转换电路可安装在传感器壳体里或与敏感元件一起集成在同一芯片上,构成集成传感器。

3.传感器的采集接口P27

图2.3传感器采集接口的框图

传感器接口技术是非常实用和重要的技术。各种物理量用传感器将其变成电信号,经由诸如放大、滤波、干扰抑制、多路转换等信号检测和预处理电路,将模拟量的电压或电流送A/D转换,变成数字量,供计算机或者微处理器处理。

4.传感器的一般特性

传感器的正确选用是保证不失真测量的首要环节,因而在选用传感器之前,掌握传感器的基本特性是必要的。

传感器的灵敏度高,意味着传感器能感应微弱的变化量,即被测量有一微小变化时,传感器就会有较大的输出。但是,在选择传感器时要注意合理性,因为一般来讲,传感器的灵敏度越高,测量范围往往越窄,稳定性会越差。

传感器的灵敏度指传感器达到稳定工作状态时,输出变化量与引起变化的输入变化量之比,即

K=输出变化量/输入变化量=△Y/△X=dy/dx

线性传感器的校准曲线的斜率就是静态灵敏度;对于非线性传感器的灵敏度,它的数值是最小二乘法求出的拟合直线的斜率。

(2)★响应特性

传感器的动态性能是指传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。它是传感器的输出值能真实再现变化着的输入量的能力反映,即传感器的输出信号和输入信号随时间的变化曲线希望一致或相近。

传感器的响应特性良好,意味着传感器在所测的频率范围内满足不失真测量的条件。另外,实际传感器的响应过程总有一定的延迟,但希望延迟的时间越小越好。

(3)线性范围

任何传感器都有一定的线性范围,在线性范围内它的输出与输入成比例关系。线性范围越宽,则表明传感器的工作量程越大。

传感器工作在线性范围内,是保证测量精确度的基本条件。例如,机械式传感器中的弹性元件,它的材料弹性极限是决定测力量程的基本因素。当超过弹性极限时,传感器就将产生非线性误差。

任何传感器很难保证做到绝对的线性,在某些情况下,在许可限度内,也可以在近似线性区域内使用。

(4)稳定度

稳定性表示传感器经过长期使用之后,输出特性不发生变化的性能。影响传感器稳定性的因素是时间与环境。

为了保证稳定性,在选定传感器之前,应对使用环境进行调查,以选择合适类型的传感器。例如电阻应变式传感器,湿度会影响到它的绝缘性,温度会影响零漂;光电传感器的感光表面有尘埃或水汽时,会改变感光性能,带来测量误差。

(5)★重复性

重复性是指在同一工作条件下,输入量按同一方向在全测量范围内连续变化多次所得特征曲线的不一致性,在数值上用各测量值正反行程标准偏差最大值的两倍或三倍于满量程

的百分比来表示。

(6)★漂移

由于传感器内部因素或外界干扰的情况下,传感器的输出变化称为漂移。当输入状态为零时的漂移称为零点漂移。传感器无输入(或某一输入值不变)时,每隔一段时间进行读数,其输出偏离零值(或原指示值)。

在其它因素不变的情况下,输出随着时间的变化产生的漂移称为时间漂移。

随着温度变化产生的漂移称为温度漂移,它表示当温度变化时,传感器输出值的偏离程度。一般以温度变化1度时,输出的最大偏差与满量程的百分比来表示。

(7)精度

传感器精度指测量结果的可靠程度,它以给定的准确度来表示重复某个读数的能力,其误差越小则传感器精度越高。传感器的精度表示为传感器在规定条件下,允许的最大绝对误差相对传感器满量程输出的百分数。

分辨力是指能检测出的输入量的最小变化量,即传感器能检测到的最小输入增量。在输入零点附近的分辨力称为阈值,即产生可测输出变化量时的最小输入量值。

(9)迟滞

迟滞是指在相同工作条件下作全测量范围校准时,在同一次校准中对应同一输入量的正行程和反行程间的最大偏差。它表示传感器在正(输入量增大)、反(输入量减小)行程中输出/输入特性曲线的不重合程度,数值用最大偏差(△Amax)或最大偏差的一半与满量程输出值的百分比来表示

5.磁阻传感器P35

★探测的原理、探测的事例、怎么样探测到,文字描述

磁性传感器通常又称为磁力计,它的使用特点在于测量磁场并不是主要目的,通常能够同时探测获得其它参数,如车轮速度、车辆出现和运动方向等。磁阻传感器的特征在于当探测出磁场发生变化时,它会产生一个阻抗变化值,因而也就有了磁阻这一概念,阻抗变化的同时会改变电压输出值。磁阻传感器的用途较多,最典型的应用是用于车辆探测。

磁感应探测原理:运动车辆的每个部分都会产生一个可重复的对地球磁场的扰动,不管车辆向哪个方向行驶,这个特征都会被可靠地检测到。检测车辆存在的另一种方法是观察磁场变化的大小,磁场大小的变化表明了对地磁场整体的干扰程度。

图2.9车辆与传感器不同距离时磁场的变化关系图2.16最简单的运动车辆产生单轴磁信号

运动车辆探测信号分析:地球的磁场在很广阔的区域内是恒定的,可以看作是均匀磁场。大的铁磁物体会引起地球磁场的扰动。这些扰动在汽车发动机和车轮处尤为明显,但也取决于在车辆内部、车顶或后备箱中有没有其它铁磁物质。在道路中间和旁边放置磁阻传感器,可以探测由于车辆经过而导致的畸变磁场,从而监测车辆的存在,在此基础上推导车辆类型、行驶方向等交通参数。

车辆探测算法:运动车辆探测算法需要有足够的鲁棒性,保证在不同工作环境下的车辆能被可靠探测。由于无线传感器节点的微处理器的处理能力有限,车辆探测需要的计算应尽可能的简单。

P45思考题

传感器指标:7.8.9.10.11.12.13.14.

磁阻传感器应用:16.17.18.

第3章传感器网络的通信与组网技术★

3.1物理层

1.物理层的主要功能P47

(1)为数据终端设备(DTE)提供传送数据的通路:

数据通路可以是一个物理介质,也可以由多个物理介质连接而成的。一次完整的数据传输包括激活物理链接、传输数据和终止物理链接。所谓“激活物理链接”就是不管有多少物理介质参与,都需要将通信的两个数据终端设备连接起来,形成一条通路。

(2)传输数据:

物理层要形成适合传输需要的实体,为数据传输服务,保证数据能在物理层上正确通过,并提供足够的带宽,以减小信道的拥塞。数据传输的方式能满足点到点、一点到多点、串行或并行、半双工或全双工、同步或异步传输的需要。

(3)其他管理工作:

物理层还负责其他的一些管理工作,如信道状态评估、能量检测等。

2.DTE、DCTE P47

DTE:Data Terminal Equipment数据终端设备,也称物理设备,具有一定数据处理能力和发送、接收数据能力的设备,如计算机、I/O设备终端。

DCTE:Data Circuit Terminating Equipment数据电路终端设备,介于数据终端设备和传输介质之间的数据通信设备或电路连接设备,如调制解调器。

3.物理层介质的选择P48P50

(1)无线通信物理层的介质选择:

无线通信的介质包括电磁波和声波。电磁波是最主要的无线通信介质,而声波一般仅用于水下的无线通信。根据波长的不同,电磁波分为无线电波、微波、红外线、毫米波和光波等,其中无线电波在无线网络中使用最广泛。

无线电波是容易产生,可以传播很远,可以穿过建筑物,因而被广泛地用于室内或室外的无线通信。无线电波是全方向传播信号的,它能向任意方向发送无线信号,所以发射方和接收方的装置在位置上不必要求很精确的对准。

无线电波的传播特性与频率相关。如果采用较低频率,则它能轻易地通过障碍物,但电波能量随着与信号源距离r的增大而急剧减小,大致为1/r3。如果采用高频传输,则它趋于直线传播,且受障碍物阻挡的影响。无线电波易受发动机和其它电子设备的干扰。

另外,由于无线电波的传输距离较远,用户之间的相互串扰也是需要关注的问题,所以每个国家和地区都有关于无线频率管制方面的使用授权规定。

(2)无线传感器网络的传输介质的选择:

目前无线传感器网络采用的主要传输介质包括无线电、红外线和光波等。

在无线电频率选择方面,ISM频段是一个很好的选择。因为ISM频段在大多数国家属于无须注册的公用频段。

无线传感器网络节点之间通信的另一种手段是红外技术。红外通信的优点是无须注册,并且抗干扰能力强。红外通信的主要缺点是穿透能力差,要求发送者和接收者之间存在视距关系。这导致了红外难以成为无线传感器网络的主流传输介质,而只能在一些特殊场合得到应用。

对于一些特殊场合的应用情况,传感器网络对通信传输介质可能有特别的要求。例如,

舰船应用可能要求使用水性传输介质,譬如能穿透水面的长波。复杂地形和战场应用会遇到信道不可靠和严重干扰等问题。

另外,一些传感器节点的天线可能在高度和发射功率方面比不上周围的其它无线设备,为了保证这些低发射功率的传感器网络节点正常完成通信任务,要求所选择的传输介质能支持健壮的编码和调制机制。

★在低速无线个域网(LR-PAN)的802.15.4标准中,定义的物理层是在868MHz、915MHz、2.4GHz三个载波频段收发数据。在这三个频段都使用了直接序列扩频方式。IEEE802.15.4标准非常适合无线传感器网络的特点,是传感器网络物理层协议标准的最有力竞争者之一。目前基于该标准的射频芯片也相继推出,例如Chipcon公司的CC2420无线通信芯片。

4.ISM频段P49P50

ISM频段:Industrial,Scientific and Medical频段,工业、科学和医疗频段,优点在与它是自由频段,无须注册,可选频谱范围大,实现起来灵活方便。缺点是功率受限,另外与现在多种无线通信应用存在相互干扰问题。表3.1ISM应用中的可用频段

5.调制技术P48

什么是调制?

什么是基带信号?

什么是宽带?

模拟的调频、调副、调相?

数字信号的的调频、调副、调相?

什么是蓝牙?为什么在无线传感器网络中不能使用?

通常信号源的编码信息(即信源)含有直流分量和频率较低的频率分量,称为基带信号。

载波:可通过调制来强制它的某些特征量仿随某个信号的特征值或另一个振荡的特征值而变化,通常是周期性的电振荡波。

带宽又叫频宽是指在固定的的时间可传输的资料数量,亦即在传输管道中可以传递数据的能力。在数字设备中,频宽通常以bps表示,即每秒可传输之位数。在模拟设备中,频宽通常以每秒传送周期或赫兹Hertz(Hz)来表示。

调制对通信系统的有效性和可靠性有很大的影响,采用什么方法调制和解调往往在很大程度上决定着通信系统的质量。根据调制中采用的基带信号的类型,可以将调制分为模拟调制和数字调制。

模拟调制是用模拟基带信号对高频载波的某一参量进行控制,使高频载波随着模拟基带信号的变化而变化。

数字调制是用数字基带信号对高频载波的某一参量进行控制,使高频载波随着数字基带信号的变化而变化。目前通信系统都在由模拟制式向数字制式过渡,因此数字调制已经成为了主流的调制技术。

基带信号往往不能作为传输信号,因而要将基带信号转换为相对基带频率而言频率非常高的带通信号,以便于进行信道传输。通常将带通信号称为已调信号,而基带信号称为调制信号。

调制技术通过改变高频载波的幅度、相位或频率,使其随着基带信号幅度的变化而变化。

解调是将基带信号从载波中提取出来以便预订的接收者(信宿)处理和理解的过程。

蓝牙,是一种支持设备短距离通信(一般10m内)的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。利用“蓝牙”技术,能够有效地简化移动通信终端设备之间的通信,也能够成功地简化设备与因特网Internet之间的通信,从而数据传输变得更加迅速高效,为无线通信拓宽道路。蓝牙采用分散式网络结构以及快跳频和短包技术,支持点对点及点对多点通信,工作在全球通用的

2.4GHz ISM(即工业、科学、医学)频段。其数据速率为1Mbps。采用时分双工传输方案实现全双工传输。

蓝牙易受噪声的干扰,不利于在无线传感器中的应用,另外,蓝牙的接入数量不能满足大量的无线传感器节点的需要。蓝牙一般距离为10m,如果要到100m的话要增加功率。

6.扩频技术P49

什么是扩频技术?

扩频又称为扩展频谱,它的定义如下:扩频通信技术是一种信息传输方式,其信号所占有的频带宽度远大于所传信息必需的最小带宽;频带的扩展是通过一个独立的码序列来完成,用编码及调制的方法来实现,与所传信息数据无关;在接收端用同样的码进行相关同步接收、解扩和恢复所传信息数据。

扩频通信与一般无线通信系统相比,主要是在发射端增加了扩频调制,而在接收端增加了扩频解调。

扩频技术的优点包括:易于重复使用频率,提高了无线频谱利用率;抗干扰性强,误码率

低;隐蔽性好,对各种窄带通信系统的干扰很小;可以实现码分多址;抗多径干扰;能精确地定时和测距;适合数字话音和数据传输,以及开展多种通信业务;安装简便,易于维护。

3.2MAC协议

1.什么叫MAC?什么叫虚拟载波侦听?P52

MAC:介质访问控制(Medium Access Control,MAC)协议。所谓MAC协议就是通过一组规则和过程来有效、有序和公平地使用共享介质。

载波侦听(carrier sense):在发送数据之前,“侦听”传输线路,判断是否已经有其他数据传输。---挂着同一条电话线上的多部电话

虚拟载波监听(virtual carrier sense):是载波监听的一种,与物理载波监听相对。虚拟载波监听是通过控制信息来得知信道情况,而不是实际检测物理信道。虚拟载波监听使用的是时间预留的方法预测信道的忙闲状况。网络在得知网络忙闲信息后通过随机退避算法减小冲突。

2.MAC协议分哪几种?思想是什么?为什么竞争?为什么不竞争?P53

目前无线传感器网络MAC协议可以按照下列条件进行分类:(1)采用分布式控制还是集中控制;(2)使用单一共享信道还是多个信道;(3)采用固定分配信道方式还是随机访问信道方式。

根据上述的第三种分类方法,将传感器网络的MAC协议分为以下三种:

(1)时分复用无竞争接入方式。无线信道时分复用(Time Division Multiple Access,TDMA)方式给每个传感器节点分配固定的无线信道使用时段,避免节点之间相互干扰。

(2)随机竞争接入方式。如果采用无线信道的随机竞争接入方式,节点在需要发送数据时随机使用无线信道,尽量减少节点间的干扰。典型的方法是采用载波侦听多路访问(Carrier Sense Multiple Access,CSMA)的MAC协议。

(3)竞争与固定分配相结合的接入方式。通过混合采用频分复用或者码分复用等方式,实现节点间无冲突的无线信道分配。

3.RTS、CTS、NAV、ACK P54

RTS(Request-To-Send)请求帧

CTS(Clean-To-Send)清除帧

NAV(Network Allocation Vector)网络分配矢量

ACK确认帧

4.三种基本帧间间隔P54

IEEE802.11MAC协议规定了三种基本帧间间隔(InterFrame Space,IFS),用来提供访问无线信道的优先级:

(1)SIFS(short IFS):最短帧间间隔。

(2)PIFS(PCF IFS):PCF方式下节点使用的帧间间隔。

(3)DIFS(DCF IFS):DCF方式下节点使用的帧间问隔。

★何时发?何时不发?干什么的?

5.★CSMA/CA的虚拟载波侦听P54图3.1★CSMA/CA的基本访问机制P55图3.2★802.11MAC协议的退避机制P55图3.3

6.★典型MAC协议:S-MAC协议的原理与工作机制P56P57P58---简答、问题

S-MAC协议(Sensor MAC)。这种协议是在802.1l MAC协议的基础上,针对传感器网络的节省能量需求而提出的。

S-MAC协议的适用条件是传感器网络的数据传输量不大,网络内部能够进行数据的处理和融合以减少数据通信量,网络能容忍一定程度的通信延迟。它的设计目标是提供良好的扩展性,减少节点能耗。

S-MAC采用以下机制:

(1)周期性侦听和睡眠机制

S-MAC协议将时间分为帧,帧长度由应用程序决定。帧内分监听工作阶段和睡眠阶段。监听/睡眠阶段的持续时间要根据应用情况进行调整。当节点处于睡眠阶段时,关闭无线电波,以节省能量。当然节点需要缓存这期间收到的数据,以便工作阶段集中发送。

(2)流量自适应侦听机制

流量自适应侦听机制的基本思想是在一次通信过程中,通信节点的邻居在通信结束后不立即进入睡眠状态,而是保持侦听一段时间。

如果节点在这段时间内接收到RTS分组,则可以立刻接收数据,无须等到下一次调度侦听周期,从而减少了数据分组的传输延迟。如果在这段时间内没有接收到RTS分组,则转入睡眠状态直到下一次调度侦听周期。

(3)冲突和串音避免机制

为了减少冲突和避免串音,S-MAC协议采用了与802.11MAC协议类似的虚拟和物理载波监听机制,以及RTS/CTS握手交互机制。两者的区别在于当邻居节点处于通信过程时,执行S-MAC协议的节点进入睡眠状态。

(4)消息传递机制

S-MAC协议采用了消息传递机制,可以很好地支持长消息的发送。由于无线信道的传输差错与消息长度成正比,短消息传输成功的概率要大于长消息。

消息传递机制根据这一原理,将长消息分为若干个短消息,采用一次RTS/CTS交互的握手机制预约这个长消息发送的时间,集中连续发送全部短消息。这样既可以减少控制报文的开销,又可以提高消息发送的成功率。

3.3路由协议

1.什么是路由协议P59

路由选择(routing)是指选择互连网络从源节点向目的节点传输信息的行为,并且信息至少通过一个中间节点。

路由协议负责将数据分组从源节点通过网络转发到目的节点,它包括两个功能:(1)寻找源节点和目的节点间的优化路径;(2)将数据分组沿着优化路径正确转发。

2.传统无线网络的首要目标、无线传感器网络的首要目标P59

由于Ad Hoc、无线局域网等传统无线网络的首要目标,是提供高服务质量和公平高效地利用网络带宽。这些网络的路由协议主要任务是寻找源节点到目的节点间通信延迟小的路径,同时提高整个网络的利用率,避免产生通信堵塞,并均衡网络流量。通常能量消耗问题不是这类网络考虑的重点。

在无线传感器网络中,节点能量有限且一般没有能量补充,因而路由协议的设计需要考

虑高效利用能量。另外一方面,由于传感器网络节点数目往往很大,节点只能获取局部的拓扑结构信息,路由协议要在局域网协议的基础上,选择合适的路径。

与传统网络的路由协议相比,无线传感器网络的路由协议具有以下特点:(1)能量优先;(2)基于局部拓扑信息;(3)以数据为中心;(4)应用相关。

2.无线传感器网络的分类P60

从各种应用的角度出发,将路由协议分为四类:

(1)能量感知路由协议:高效利用网络能量是传感器网络路由协议的一个显著特征。为了强调高效利用能量的重要性,这里将它们划分为能量感知路由协议。能量感知的路由协议从数据传输的能量消耗出发,讨论最少能量消耗和最长网络生存期等问题。

(2)基于查询的路由协议:在诸如环境检测、战场评估等应用中,需要不断查询传感器节点采集的数据。在汇聚节点(查询节点)发出任务查询命令,传感器网络的终端探测节点向监控中心报告采集的数据。在这类监控和检测的应用问题中,通信流量主要是查询节点和传感器探测节点之间的命令和数据传输,同时传感器探测节点的采集信息通常要进行数据融合,通过减少通信流量来节省能量,即数据融合技术与路由协议的设计相结合。

(3)地理位置路由协议

(4)可靠的路由协议

3.典型路由协议:定向扩散路由P61---大题

★图示说明定向扩散路由机制。图3.7

★定向扩散路由是一种经典的以数据为中心的路由协议。

定向扩散路由机制可以分为周期性的兴趣扩散、梯度建立和路径加强三个阶段:

图3.7定向扩散路由机制的示例

(1)兴趣扩散阶段:

在路由协议的兴趣扩散阶段,汇聚节点周期性地向邻居节点广播兴趣消息。兴趣消息中含有任务类型、目标区域、数据发送速率、时间戳等参数。

每个节点在本地保存一个兴趣列表,对于每一个兴趣内容,列表中都有一个表项记录发来该兴趣消息的邻居节点、数据发送速率和时间戳等任务相关信息,以建立该节点向汇聚节点传递数据的梯度关系。每个兴趣可能对应多个邻居节点,每个邻居节点对应一个梯度信息。(2)数据传播阶段:

当传感器探测节点采集到与兴趣匹配的数据时,把数据发送到梯度上的邻居节点,并按照梯度上的数据传输速率,设定传感器模块采集数据的速率。

由于可能从多个邻居节点收到兴趣消息,节点向多个邻居发送数据,汇聚节点可能收到经过多个路径的相同数据。

(3)路径加强阶段:

定向扩散路由机制通过正向加强机制来建立优化路径,并根据网络拓扑的变化来修改数

据转发的梯度关系。兴趣扩散阶段是为了建立源节点到汇聚节点的数据传输路径,数据源节点以较低速率来采集和发送数据,我们称这个阶段建立的梯度为探测梯度。

4.LEACH路由协议(补充)---小题

LEACH全称是“低功耗自适应集簇分层型协议”(Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy)。

该算法基本思想是:以循环的方式随机选择簇头节点,将整个网络的能量负载平均分配到每个传感器节点中,从而达到降低网络能源消耗、提高网络整体生存时间的目的。仿真表明,与一般的平面多跳路由协议和静态分层算法相比,LEACH可以将网络生命周期延长15%。

LEACH在运行过程中不断的循环执行簇的重构过程,每个簇重构过程可以用回合的概念来描述。每个回合可以分成两个阶段:簇的建立阶段和传输数据的稳定阶段。为了节省资源开销,稳定阶段的持续时间要大于建立阶段的持续时间。簇的建立过程可分成4个阶段:簇头节点的选择、簇头节点的广播、簇头节点的建立和调度机制的生成。

簇头节点的选择依据网络中所需要的簇头节点总数和迄今为止每个节点已成为簇头节

点的次数来决定。具体的选择办法是:每个传感器节点随机选择0-1之间的一个值。如果选定的值小于某一个阀值,那么这个节点成为簇头节点。

选定簇头节点后,通过广播告知整个网络。网络中的其他节点根据接收信息的信号强度决定从属的簇,并通知相应的簇头节点,完成簇的建立。最后,簇头节点采用TDMA方式为簇中每个节点分配向其传递数据的时间点。

稳定阶段中,传感器节点将采集的数据传送到簇头节点。簇头节点对簇中所有节点所采集的数据进行信息融合后再传送给汇聚节点,这是一种叫少通信业务量的合理工作模型。稳定阶段持续一段时间后,网络重新进入簇的建立阶段,进行下一回合的簇重构,不断循环,每个簇采用不同的CDMA代码进行通信来减少其他簇内节点的干扰。

LEACH路由协议主要分为两个阶段:即簇建立阶段(setup phase)和稳定运行阶段(ready phase)。簇建立阶段和稳定运行阶段所持续的时间总和为一轮(round)。为减少协议开销,稳定运行阶段的持续时间要长于簇建立阶段。

LEACH协议的特点有:

(1)为了减少传送到汇聚节点的信息数量,簇首节点负责融合来自蔟内不同源节点所产生的数据,并将融合后的数据发送到汇聚点。

(2)LEACH采用基于TDMA/CDMA的MAC层机制来减少蔟内和蔟间的冲突

(3)由于数据采集是集中的和周期性的,因此该协议非常适合于要求连续监控的应用系统(4)对于终端使用者来说,由于它并不需要立即得到所有的数据,因此协议不需要周期性的传输数据,这样可以达到限制传感器节点能量消耗的目的

(5)在给定的时间间隔后,协议重新选举簇首节点,以保证无线传感器网络获取统一的能量分布

尽管LEACH能够提高网络的生存时间,但是协议所使用的假设条件仍存在着一些值得讨论的问题。

问题这主要体现在:

(1)由于LEACH假定所有节点能够与汇聚节点直接通信,并且每个节点都具备支持不同MAC协议的计算能力,因此该协议不适合在大规模的无线传感器网络中应用

(2)协议没有说明簇头节点的数目怎么分布才能及于整个网络。因此,很可能出现被选的簇头节点集中在网络某一区域的现象,这样就会使得一些节点的周围没有任何簇头节点。(3)由于LEACH假定在最初的簇头选择回合中,所有的节点都携带相同的能量,并且每

个成为簇头的节点都消耗大致相同的能量。因此,协议不适合节点能量不均衡的网络。

节点经过簇头选举成为簇头后发布通告消息告知其他节点。其他节点根据与簇头节点的距离选择加入哪个簇。

P63思考题

物理层:1. 2. 5.

MAC协议:6.8★.(作图)9.10★.11.

路由协议:15.

无线传感器网络原理及方法复习题

1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制: 当某个站点(源站点)有数据帧要发送时,检测信道。若信道空闲,且在DIFS时间内一直空闲,则发送这个数据帧。发送结束后,源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧,还需要等待SIFS时间,然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧,则说明没有发生冲突,这一帧发送成功。否则执行退避算法。 2.802.11无线LAN提供的服务有哪些? ?802.11规定每个遵从该标准的无线局域网必须提供9种服务,这些服务分为两类,5种分布式服务和4种站服务。 分布式服务涉及到对单元(cell)的成员关系的管理,并且会与其它单元中的站点进行交互。由AP提供的5种服务将移动节点与AP关联起来,或者将它们与AP解除关联。 ?⑴建立关联:当移动站点进入一个新的单元后,立即通告它的身份与能力。能力包括支持的数据速率、需要PCF服务和功率管理需求等。 AP可以接受或拒绝移动站点的加入。如果移动站点被接受,它必须证明它自己的身份。 ?⑵解除关联。无论是AP还是站点都可以主动解除关联,从而中止它们之间的关系?⑶重建关联。站点可以使用该服务来改变它的首选AP 。 ?⑷分发。该服务决定如何将发送到AP的帧发送出去。如果目的站在同一个AP下,帧可以被直接发送出去,否则必须通过有线网络转发。 ?⑸集成。如果一个帧需要通过一个非802.11网络(具有不同的编址方案或帧格式)传输,该服务可将802.11格式转换成目的网络要求的格式 站服务4种站服务用于管理单元内的活动。 ?⑴身份认证。当移动站点与AP建立了关联后, AP会向移动站点发送一个质询帧,看它是否知道以前分配给它的密钥;移动站点用自己所知道的密钥加密质询帧,然后发回给AP ,就可以证明它是知道密钥的;如果AP检验正确,则该移动站点就会被正式加入到单元中。 ?⑵解除认证。一个以前经过认证的站想要离开网络时,需要解除认证。 ?⑶保密。处理加密和解密,加密算法为RC4。 ⑷数据传递。提供了一种数据传送和接收方法 3.简述无线传感器网络系统工作过程 无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,并报告给用户 4.为什么无线传感器网络需要时间同步,简述RBS、TPSN时间同步算法工作原理? 在分布式的无线传感器网络应用中,每个传感器节点都有自己的本地时钟。不同节点的晶体振荡器频率存在偏差,以及湿度和电磁波的干扰等都会造成网络节点之间的运行时间偏差, RBS同步协议的基本思想是多个节点接收同一个同步信号,然后多个收到同步信号的节点之间进行同步。这种同步算法消除了同步信号发送一方的时间不确定性。这种同步协议的缺点是协议开销大

无线传感器网络技术试题

无线传感器网络技术试 题 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

一、填空题 1. 传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户(观察者) 2. 传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3. 无线传感器节点的基本功能:采集数据、数据处理、控制、通信 4. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 6. 定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7. 无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看,汇聚节点被称为网关节点。 11. 数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13. 传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络,在无线传感器网络,Internet网络,WLan网络,拨号网络中,无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中,MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE协议

17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点,但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突,目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为:通信模块、()、计算模块、存储模块和电源模块。A A.传感模块模块 C网络模块 D实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成()。A A.球状 B网络 C直线 D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是()D A. B. C. D. 4.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支持三种拓扑结构,下列哪种不是。D A.星型结构、B网状结构C簇树型结构D树形结构 5.下面不是传感器网络的支撑技术的技术。B A.定位技术B节能管理C时间同步D数据融合 6.下面不是无线传感器网络的路由协议具有的特点D A.能量优先 B.基于局部拓扑信息 C.以数据为中心 D预算相关 7.下面不是限制传感器网络有的条件C A电源能量有限 B通信能力受限 C环境受限 D计算和存储能力受限

无线传感器网络试题库1教学内容

无线传感器网络试题 库1

《无线传感器网络》 一、填空题(每题4分,共计60分) 1.传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知 信息 3、 3.无线传感器节点的基本功能:采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括:介质选择、频段选取、调制技术、扩频 技术 5.扩频技术按照工作方式的不同,可以分为以下四种:直接序列扩频、跳 频、跳时、宽带线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路 径加强阶段 7.无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为 中心的网络、应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同 步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术 9.IEEE 802.15.4标准主要包括:物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成:后台管理软件通常由数据 库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识 别、情况评估和预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有:_800MHz___915M__、2.4GHz、___5GHz

13.传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题:(1) 机密性问题。 (2) 点到点的消息认证问题。 (3) 完整性鉴别问题。 15.802.11规定三种帧间间隔:短帧间间隔SIFS,长度为 28 s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度,即 78 s b)分布协调功能帧间间隔DIFS ,DIFS长度=PIFS +1个时隙长度,DIFS 的长度为 128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是,如:1、6、11频道。 17.802.11网络的基本元素SSID标示了一个无线服务,这个服务的内容包括 了:接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等 18.传感器是将外界信号转换为电信号的装置,传感器一般由敏感元件、转换 元件、转换电路三部分组成 19.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四 部分组成 20.物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构 造一个覆盖万物的网络。RIFD无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技术。 二、基本概念解释(每题5分,共40分) 1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制:

无线传感器网络与RFID技术复习题

无线传感器网络与RFID技术复习题 一、填空题 1、传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、观察者(用户)。 2、无线通信物理层的主要技术包括:介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术。 3、无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络。 4、无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等。 5、传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成。 6、无线传感器网络的组成模块分为:通信模块、传感模块、计算模块、存储模块和电源模块。 7、传感器网络的支撑技术包括:时间同步、定位技术、数据融合、能量管理、安全机制。 8、传感器节点通信模块的工作模式有发送、接收和空闲。 9、传感器节点的能耗主要集中在通信模块。 10、当前传感器网络应用最广的两种通信协议是:zigbee、IEEE802.15.4。 11、ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支持三种拓扑结构:星型(Star)结构、网状(Mesh)结构、簇树型(Cluster Tree)结构。 12、根据对传感器数据的操作级别,可将数据融合技术分为以下三类:特征级融合、数据级融合、决策级融合。 13、信道可以从侠义和广义两方面理解,侠义的信道(信号输出的媒质),分为(有线信道和无线信道);广义信道(包括除除传输媒质还包括有关的转换器)广义信道按照功能可以分为(模拟信道)和(数字信道)。 14、无线传感器网络可以选择的频段有:868MHZ、915MHZ、2.4GHZ、5.8GHZ。 15、无线通信物理层的主要技术包括:介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术。 16、IEEE 802.15.4标准主要包括:物理层和MAC层的标准。 17、传感器网络中常用的测距方法有:到达时间/到达时间差(ToA/TDoA)、接收信号强度指示(RSSI)、到达角(AoA)。

(完整版)无线传感器试题库

无线传感器网络试题 一填空题 1、传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 2、感知目标、网络节点、用户构成了无线传感器网络的三个要素。 3、无线传感器网络的通信协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层与互联网协议栈的五层协议相对应 4、无线传感器网络的产业化障碍包括四个方面。它们分别是:大规模组网问题、大规模组网问题实用化低功耗技术、微型化加剧信号串扰、可靠性提高资源需求 二、判断题 1、无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式(对) 2、SINK节点:亦称网关节点,与簇头结点的功能完全相同。(错) 3、通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构,能够提高路由协议和MAC协议的效率,可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础,有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。(对) 4、美国军方最先开始无线传感器网络技术的研究。(对) 三、选择题

1、最先开始无线传感器网络技术的研究的国家是(B) A中国B美国C日本D韩国 2、无线传感器网络的特点包括(C) (1)可快速部署 (2)可自组织 (3)隐蔽性强和高容错性 (4)成本高,代价大 A (1)(2)(4) B (2)(3)(4) C (1)(2)(3) D(1)(3)(4) 3、将“信息社会技术”作为优先发展领域之一。其中多处涉及对WSN 的研究,启动了EYES 等研究计划的组织是(D) A日本总务省 B韩国信息通信部 C美国国防部 D欧盟 4、与无线传感器网络的兴起无关的技术是(A) A虚拟运营技术 B无线通信 C片上系统(SOC) D低功耗嵌入式技术

无线传感器网络期末复习题

《无线传感器网络原理与应用》复习题 一、填空题: 1.无线传感器网络的三个基本要素是:、和。 2.无线传感器网络实现了、? 和的三种功能。 3.无线传感器网络包括四类基本实体对象:目标、观测节点、和 。 4.根据无线传感器网络系统架构,无线传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor node)、和。 5.无线传感器节点通常包含四个模块,他们是:数据采集模块、、无线通信模块和。 6.无线传感器网络的协议栈包括物理层、、、传输层 和,还包括能量管理、移动管理和任务管理等平台。 7.无线传感器网络的MAC层和物理层协议采用的是国际电气电子工程师协会(IEEE)制定的协议。 8.无线通信物理层的主要技术包括、、调制技术 和。 9.在无线通信系统中,有三种影响信号传播的基本机制:、绕射和。 10.无线传感器节点处于、接收状态、侦听状态和时单位时间内消耗的能量是依次减少的。 11.无线传感器网络MAC协议根据信道的分配方式可分为、 和混合式三种。 12.根据无线传感器网络不同的应用可以将其路由协议分为五类,你知道的有:、、。(任意给出3种)。 13. IEEE 标准将无线传感器网络的数据链路层分为两个子层,即和。 14. Zigbee的最低两层即物理层和MAC层使用标准,而网络层和应用层由Zigbee联盟制定。 15. Zigbee协议中定义了三种设备,它们是:、和Zigbee终端设备。

16.Zigbee支持三种拓扑结构的网络,它们是:、和。 17.无线传感器网络的时间同步方法有很多,按照网络应用的深度可 以划分三种:、和。 18.无线传感器网络的时间同步方法有很多,按照时间同步的参考时 间可以划分为和。 19.无线传感器网络的时间同步方法有很多,根据需要时间同步的不 同应用需求以及同步对象的范围不同可以划分为和。20.无线传感器网络定位技术大致可以划分为三类:、和 。 21.无线传感器网络典型的非测距定位算法有、APIT算法、 以及等。 22.无线传感器网络的数据融合策略可以分为、以 及。 23.无线传感器网络的故障可以划分为三个层次:、和 。 24. 根据网络提供服务的能力可以将QoS分为3种等级,分别是:、 和。 25. 传感器网络的支撑技术包括:、、及安全机制等。 26. 无线传感器节点的能耗主要集中在模块。 二、名词解释: 1.无线自组织网络 2.无线传感器网络(WSN) 3.基带信号 4.模拟调制 5.数字调制 6.物理信道 7.逻辑信道 8.路由选择 9.路由协议

无线传感器复习题

第一章 1.无线传感器节点一般包括那三种组件 无线模块、传感模块、可编程模块 2.ZigBEE 标准定义了哪几种传输方式? 周期数据传输、间歇性数据传输、重复低时延传输 3.无线传感器网络概念 无线传感器网络(Wireless Sensor Network ,WSN)是一种全新的信息获取平台,能够实时监测和采集网络分布区域各种检测对象的信息,并将这些信息发送到网关节点,以实现复杂的指定围目标检测与跟踪,具有快速展开,抗毁性强等特点,有着广阔的应用前景。 4.传感器网络的三个基本要素:传感器,感知对象,观察者 5.三种主要的标准化:ZigBEE 标准、WirelessHART 标准、6LowPAN 标准 第二章 无线传感器网络主要在以下6个应用领域得到了迅速发展 1.军事应用 2.环境应用 3.医疗应用 4.家庭应用 5.工业应用 6.智慧城市 第三章 1.简述影响传感网设计的因素有哪些? A. 硬件限制、 B.容错(可靠性)、 C. 可扩展性、 D. 生产成本、 E. 传感网拓扑、 F. 操作环境(应用)、 G. 传输媒介、 H. 能量消耗(生命周期) 2.无线传感设备有哪几个基本部件组成的?每个部件的主要作用是什么? 传感单元:感应单元具有从外界收集信息的能力。根据观察到的现象,传感器产生模拟信号,然后被ADC 转换成数字信号,送入处理单元。 处理单元:控制传感器节点执行感知操作、运行相应的算法并控制与其他节点无线通信的整个过程。 收发机单元:实现两个传感器节点间的通信。 能量单元:为传感器节点的每个部件供电。 定位系统:提供传感器节点的物理位置。 移动装置:与传感单元协作,完成操作,并由处理单元控制传感器节点的移动。 供能装置:热能、动能和振动能量的能源采集技术来产生能量。 3.无线传感器网络预部署策略应满足那些需要? (1)、减少安装成本 (2)、消除任何预组织与预计划的成本 (3)、增加组织的灵活性 (4)、提升自组织与容错性能 4.对于一个收发机而言,数据通信功耗简单模型有哪几部分构成? 发射机输出的功率、收发机电子器件消耗的能量 5.请写出发射机和接收机简化能量模型的功耗计算公式。 n amp elec tx tx d k e k E d k ??+?=-),(E k E k E elec rx rx ?=-)( 6.若使网络的容错率达到99%,广播半径需要部署多少传感器节点?

《无线传感器网络》试题.

《无线传感器网络》试题 一、填空题(每题4分,共计60分) 1、传感器网络的三个基本要素:传感器,感知对象,观察者 2、传感器网络的基本功能:协作地感知、采集、处理和发布感知信息 3、无线传感器节点的基本功能:采集、处理、控制和通信等 4、传感器网络常见的时间同步机制有: 5、无线通信物理层的主要技术包括:介质的选择、频段的选择、调制技术和扩频技术 6扩频技术按照工作方式的不同,可以分为以下四种: :直接序列扩频、跳频、跳时、宽带线性调频扩频 7、定向扩散路由机制可以分为三个阶段:周期性的兴趣扩散、梯度建立和路径加强 8、无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 9、无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等 10、IEEE 802.15.4标准主要包括:物理层和MAC层的标准 11、简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成:后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 12、数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13、无线传感器网络可以选择的频段有:868MHZ、915MHZ、2.4GHZ 5GHZ

14、传感器网络的电源节能方法:休眠机制、数据融合等, 15、传感器网络的安全问题:(1) 机密性问题。(2) 点到点的消息认证问题。(3) 完整性鉴别问题。 16、802.11规定三种帧间间隔:短帧间间隔SIFS,长度为28 s 、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS 加一个时隙(slot)长度,即78 s 分布协调功能帧间间隔DIFS ,DIFS长度=PIFS +1个时隙长度,DIFS 的长度为128 s 17、任意相邻区域使用无频率交叉的频道是,如:1、6、11频道。 18、802.11网络的基本元素SSID标示了一个无线服务,这个服务的内容包括了:接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等 19、传感器是将外界信号转换为电信号的装置,传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成 20、传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成 二、基本概念解释(每题5分,共40分) 1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制: 当某个站点(源站点)有数据帧要发送时,检测信道。若信道空闲,且在DIFS时间内一直空闲,则发送这个数据帧。发送结束后,源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧,还需要等待SIFS时间,然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧,则说明没有发生冲突,这一帧发送成功。

无线传感器网络复习总结

复习 题型:共计38~39题,计算题较少,原理题很多 (1)选择题15’ (2)填空题10’ (3)名词解释3’x5 (4)作图题10’x1 (5)问答题20’x1(根据原理应用自主进行选择作答) 第1章 1.P3 图1.1无线网络的分类 2.无线传感器的定义P3 无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息,并报告给用户。 无线传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户; 无线传感器网络的基本功能:协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。

3.P4 图1.2现代信息技术与无线传感器网络之间的关系 无线传感器网络三个功能:数据采集、处理和传输; 对应的现代信息科技的三大基础技术:传感器技术、计算机技术和通信技术;对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。 4.P5P6 ★图1.3无线传感器网络的宏观架构 传感器网络网关原理是什么?

无线传感器通常包括传感器节点(sensor node),汇聚节点(sink node)和管理节点(manager node)。汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。 传感器节点见后2要点介绍。 Sink node:网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息,再传输给有线网络的PC或服务器。汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力,它既可以是一个具有足够能量供给和更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点,也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。汇聚节点连接传感器网络和外部网络。通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信,把收集到的数据信息转发到外部网络上,同时发布管理节点提交的任务。 5.传感器网络节点的组成P5 图1.4传感器网络节点的功能模块组成 传感器网络节点由哪些模块组成?---作图、简答 传感器模块负责探测目标的物理特征和现象,计算机模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受,电源模块负责节点供电,节点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。 6.传感器网络的协议分层P5 1.5传感器网络的协议分层 每一层的作用是什么?---作图、简单

无线传感器网络试题库附答案

无线传感器网络试题库附答案 《无线传感器网络》 一、填空题(每题4分,共计60分) 1.传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息3、 3.无线传感器节点的基本功能:采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括:介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术 5.扩频技术按照工作方式的不同,可以分为以下四种:直接序列扩频、跳频、跳时、宽带 线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、 应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、 数据融合及管理、网络安全、应用层技术

9.IEEE标准主要包括:物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成:后台管理软件通常由数据库、数据处理 引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和 预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有:_800MHz___915M__、、___5GHz 13.传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题:(1)机密性问题。(2)点到点的消息认证问题。(3)完整 性鉴别问题。 15.规定三种帧间间隔:短帧间间隔SIFS,长度为28s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度,即78s b)分布协调功能帧间间隔DIFS,DIFS长度=PIFS+1个时隙长度,DIFS的长度为128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是,如:1、6、11频道。 17.网络的基本元素SSID标示了一个无线服务,这个服务的内容

无线传感器网络练习题(1)

一、填空 1.无线传感器网络系统通常包含汇聚节点、传感器节点、管理节点。 2.传感器节点一般由通信模块、传感器模块、存储模块和电源模块 组成。 3.无线传感器节点的基本功能是:采集数据、数据处理、控制和通 信。 4.传感器节点通信模块的工作模式有发送、接收和空闲。 5.无线通信物理层的主要技术包括介质的选择、频段的选择、调制 技术和扩频技术。 6.扩频技术按照工作方式的不同,可以分为四种:直接序列扩频、 跳频、跳时和宽带线性调频扩频。 7.目前无线传感器网络采用的主要传输介质包括无线电波、光纤、 红外线等。 8.无线传感器网络可以选择的频段有:868MHz、915MHz、和5GHz。 9.传感器网络的电源节能方法:休眠机制、数据融合。 10.根据对传感器数据的操作级别,可将数据融合技术分为一下三类: 决策级融合、特征级融合、数据级融合。 11.根据融合前后数据的信息含量分类(无损失融合和有损失融合) 12.根据数据融合与应用层数据语义的关系分类(依赖于应用的数据 融合、独立于应用的数据融合、结合以上两种技术的数据融合)13.定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩散、梯度建立、路 径加强。

14.无线传感器网络的关键技术主要包括:时间同步机制、数据融合、 路由选择、定位技术、安全机制等。 15.无线传感器网络通信安全需求主要包括结点的安全保证、被动抵 御的入侵能力、主动反击入侵的能力。 16.标准用于无线局域网,标准用于低速无线个域网。 17.规定三种帧间间隔:SIFS、PIFS、DIFS。 18.标准为低速个域网制定了物理层和MAC子层协议。 19.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支 持三种拓扑结构:网状网络、树形网络、星型网络。 20.传感器网络中常用的测距方法有:接收信号强度指示、到达时间 差、到达角。 21.ZigBee网络分4层分别为:物理层、网络层、应用层、数据链路 层。 22.与传统网络的路由协议相比,无线传感器网络的路由协议具有以 下特点:能量优先、基于局部拓扑、以数据为中心、应用相关。 23.数据融合的内容主要包括:目标探测、数据关联、跟踪与识别、 情况评估与预测。 24.无线传感器网络信息安全需求主要包括数据的机密性、数据鉴别、 数据的完整性、数据的实效性。 25.传感器结点的限制条件是电源能量有限、通信能力有限、计算和 存储能力有限。

无线传感器网络复习题

无线传感器网络复习题 1、简要描述WSN的网络结构及传感器节点结构。 2、传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时,存在哪些限制? 3、传感器网络的主要特点有哪些?请列举四个。 4、传感器网络涉及多学科交叉的研究领域,有非常多的关键技术有待研究。请列举其中5个关键技术。 5、与传统网络的路由协议相比,无线传感器网络的路由协议具有哪些特点? 6、图所示的网络中,大写字母表示节点,如节点A,节点右侧括号内的数字表示节点的可用能量。图中的双向线表示节点之间的通信链路,链路上的数字表示在该链路发送数据消耗的能量。源节点是一般功能的传感器节点,完成数据采集下作。汇聚节点是数据发送的目标节点。如果采用最小能量消耗路由和最小跳数路由,请给出路径。 7、定向扩散(DD)是WSN中一种基于查询的路由机制,请给出DD的三个阶段,并简要说明。 8、在设计WSN MAC协议时,造成网络能量浪费的主要原因是什么? 9、在S-MAC中,相邻节点之间如何维持睡眠/侦听的调度周期的同步? 10、在T-MAC中,如何动态调整活动/睡眠时间,减少空闲侦听? 11、DMAC在设计中的核心思想是什么? 12、WSN拓扑控制的主要研究问题是什么? 13、简述LEACH算法的工作过程及其簇头选举方法。 14、在拓扑控制算法TopDisc中,利用颜色来区分节点的状态,从而形成骨干网拓扑结构。如下图所示的网络,请利用三色算法,标记节点的颜色。

15、IEEE 802.15.4中,根据设备具有的通信功能,可分为哪两类设备?IEEE 802.15.4有哪两种通信模式? 16、IEEE 802.15.4在物理层提供几个通信频段?每个频段有几个信道? 17、为什么无线传感器网络需要节点定位?简述基于距离的定位算法三边测量算法、三角测量算法的工作原理? 18、举例说明一种与距离无关的定位算法。 19、简要描述近似三角形内点测试法(APIT)进行定位的基本思想和具体步骤。 20、在NTP协议中,需要同步的客户端首先发送时间请求消息,然后服务器回应包含时间信息的应答消息。T1表示客户端发送时间请求消息的时间(以客户端的时间系统为参照),T2表示服务器收到时间请求消息的时间(以服务器的时间系统为参照),T3表示服务器回复时间应答消息的时间(以服务器的时间系统为参照),T4表示客户端收到时间应答消息的时间(以客户端的时间系统为参照),δ1和δ2分别表示时间请求消息和时间应答消息在网上传播所需要的时间。假设时间请求消息和时间应答消息在网上传播的时间相同,即δ1=δ2,求出客户端时钟和服务器时钟的差值,客户端时钟该如何调整? 21、NTP协议中消息传输延迟分为哪些部分? 22、简述WSN时间同步协议RBS的同步机制。 23、WSN的安全协议SPINS中,通过什么方法实现加密数据的语义安全性? 24、WSN的安全协议SPINS中,节点A和节点B之间需要安全通信,但初始时两个节点

无线传感器网络期末试卷

2011学年第一学期高一无线传感器网络期末试卷适用班级:11计6 满分:100分考试时间:60分钟 一、单项选择题(将最合适的选项填入括号中,每小题3分,共24分) 1.下列对无线传感器网络中传感器结点的叙述错误的是()。 A.数目庞大 B.分布密集 C.易受环境干扰 D.可随意移动 2.关于传感器的现代感知方法,下列说法错误的是()。 A.使用多跳路由算法向用户报告观测结果 B.多个传感器协同完成感知区域的大观测任务 C.传感器无计算能力 D.每个传感器完成临近感知对象的观测 3.无线网络技术使用的介质是()。 A.无线电波 B.双绞线 C.光缆 D.同轴电缆 4.()是传感器结点没有的组件。 A.处理子系统和无线通信子系统 B.传感器子系统 C.一个简单的操作系统和基本的变成语言 D.传统的Web浏览界面 5.以下哪个不是对无线传感器网络技术的设计挑战?() A.驱动程序 B.有限的能源 C.可靠性 D.对Linux的支持 6.以下名词中中英文对应错误的是()? A.无线传感器网络——Wireless Sensor Network,WSN B.全球定位系统——Geographical Information System,GIS C.云计算——Cloud Computing D.智能家居——Intelligent Home 7.电饭煲中的主要传感器是() A.压力传感器 B.红外传感器 C.温度传感器 D.湿敏传感器 8.智能家居功能包括() A.家居安全监控 B.家电控制 C.门禁系统 D.以上皆是 二、填空题(每个空格1分,共21分) 1.传感器网络的主要应用领域有__________________、__________________、__________________、__________________等。 2. 无线传感器网络的三大基础技术是__________________、__________________、__________________。 3.传感器网络的协议可分为五层,从下到上可分为_________________、_________________、_________________、_________________、_________________。 4.传感器结点的物理结构是: 5.传感器网络节点的功能模块组成为: 三、简答题(共30分)

无线传感器网络试题库

《无线传感器网络》 一、填空题(每题4分,共计60分) 1.传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3、 3.无线传感器节点的基本功能:采集数据、数据处理、控制、通信 4.无线通信物理层的主要技术包括:介质选择、频段选取、调制技术、扩频技术 5.扩频技术按照工作方式的不同,可以分为以下四种:直接序列扩频、跳频、跳时、宽带 线性调频扩频 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、 应用相关的网络 8.无线传感器网络的关键技术主要包括:网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、 数据融合及管理、网络安全、应用层技术 9.IEEE 标准主要包括:物理层。介质访问控制层 10.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成:后台管理软件通常由数据库、数据处理 引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 11.数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和 预测 12.无线传感器网络可以选择的频段有:_800MHz___915M__、、___5GHz 13.传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14.传感器网络的安全问题:(1) 机密性问题。 (2) 点到点的消息认证问题。 (3) 完整 性鉴别问题。 15.规定三种帧间间隔:短帧间间隔SIFS,长度为 28 s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度,即78 s b)分布协调功能帧间间隔DIFS ,DIFS长度=PIFS +1个时隙长度,DIFS 的长度为 128 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是,如:1、6、11频道。 17.网络的基本元素SSID标示了一个无线服务,这个服务的内容包括了:接入速率、工作 信道、认证加密方法、网络访问权限等 18.传感器是将外界信号转换为电信号的装置,传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电 路三部分组成 19.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成 20.物联网是在计算机互联网的基础上,利用RFID、无线数据通信等技术,构造一个覆盖 万物的网络。RIFD无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技术。 二、基本概念解释(每题5分,共40分) 1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理 CSMA/CA机制: 当某个站点(源站点)有数据帧要发送时,检测信道。若信道空闲,且在DIFS时间内一直空闲,则发送这个数据帧。发送结束后,源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧,还需要等待SIFS时间,然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧,则说明没有发生冲突,这一帧发送成功。否则执行退避算法。

无线传感器网络复习(1_3章)

题型:共计38~39题,计算题较少,原理题很多 (1)选择题15’ (2)填空题10’ (3)名词解释3’x5 (4)作图题10’x1 (5)问答题20’x1(根据原理应用自主进行选择作答) 第1章 1.P3 图1.1 无线网络的分类 2.无线传感器的定义P3 无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域感知对象的监测信息,并报告给用户。无线传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户; 无线传感器网络的基本功能:协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。

图1.2 现代信息技术与无线传感器网络之间的关系 无线传感器网络三个功能:数据采集、处理和传输; 对应的现代信息科技的三大基础技术:传感器技术、计算机技术和通信技术;对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。 4.P5 P6 ★图1.3 无线传感器网络的宏观架构 传感器网络网关原理是什么?

无线传感器通常包括传感器节点(sensor node),汇聚节点(sink node)和管理节点(manager node)。汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。 传感器节点见后2要点介绍。 Sink node:网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息,再传输给有线网络的PC或服务器。汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力,它既可以是一个具有足够能量供给和更多存资源与计算能力的增强型传感器节点,也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。汇聚节点连接传感器网络和外部网络。通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信,把收集到的数据信息转发到外部网络上,同时发布管理节点提交的任务。 5.传感器网络节点的组成P5 图1.4 传感器网络节点的功能模块组成 传感器网络节点由哪些模块组成?---作图、简答 传感器模块负责探测目标的物理特征和现象,计算机模块负责处理数据和系统管理,存储模块负责存放程序和数据,通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受,电源模块负责节点供电,节点由嵌入式软件系统支撑,运行网络的五层协议。 6.传感器网络的协议分层P5 1.5 传感器网络的协议分层 每一层的作用是什么?---作图、简单 能量分配管理在各个层中,能量是怎么考虑的?

无线传感器网络技术试题及答案

无线传感器网络技术试题及答案 一、填空题 1.传感器网络的三个基本要素:传感器、感知对象、用户(观察者) 2.传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息 3.无线传感器节点的基本功能:采集数据、数据处理、控制、通信 4.传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5.基站节点不属于传感器节点的组成部分 6.定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩展阶段、梯度建立阶段、路径加强阶段 7.无线传感器网络特点:大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络 8.NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9.IEEE标准主要包括:物理层。介质访问控制层 10.从用户的角度看,汇聚节点被称为网关节点。 11.数据融合的内容主要包括:多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测 13.传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14.分布式系统协同工作的基础是时间同步机制

15.无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络,在无线传感器网络,Internet网络,WLan网络,拨号网络中,无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16.传感器网络中,MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 协议 17.分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18.以数据为中心特点是传感器网络的组网特点,但不是Ad-Hoc的组网特点 19.为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突,目标节点使用了SIFS帧间间隔 20.典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为:通信模块、()、计算模块、存储模块和电源模块。A A.传感模块模块C网络模块D 实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成()。A A.球状B网络C直线D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是()D A. B. C. D.

无线传感网复习题

无线传感网 第一章无线传感网概述 1.无线传感网络:是由静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络,其目的是感知、采集、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的信息,并发送给用户。 2.无线传感网和Ad hoc 网络的区别?(5个方面) (1)移动性 Ad hoc网络是移动通信网络,它能很好的处理移动节点间的组网问题;而无线传感网中传感器节点在布设后几乎不移动或很少移动。 (2)能量问题 无线传感网的能量利用率往往关系到整个网络的生存周期;而Ad hoc网络的能量问题并非关键问题。 (3)网络规模 无线传感器网络的应用往往是大型网络,且一般不支持识别码。 (4)通信方式 无线传感器网络采用的是广播式的通信方式;而Ad hoc一般采用点对点方式。(5)无线传感器网络的节点由于能量有限或处于恶劣环境下,经常容易失效,而Ad hoc网络基本不考虑这一问题。 3.汇聚节点比传感器节点具有更强的处理和存储能力 汇聚节点用于沟通无线传感器网络与外部网络的联系 4.无线传感网的通信结构? 协议栈包括:物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层 还有能量管理平台、移动管理平台、任务管理平台 1)物理层: 负责数据传输的介质规范 2)数据链路层: 负责数据成帧、帧检测、媒体访问和差错控制 3)网络层: 负责路由生成和路由选择 4)传输层: 负责数据流的传输和控制 5)应用层: 包括一系列基于监测的应用层软件 6)能量管理平台: 负责传感器节点的能源使用管理 7)移动管理平台: 检测并管理传感器节点的移动 8)任务管理平台: 在给定的区域内平衡和调度监测任务

5.应用支撑平台的四部分? 1)时间同步: 保证所有的节点在统一同步的时钟节拍下工作,使得所有节点可以协调有序的协同工作。 2)定位: 用于确定每个节点的相对或绝对位置 3)应用服务接口: 针对不同的应用环境定义应用层协议 4)网络管理接口: 负责将采集到的数据传递到应用层 6.无线传感器节点包括: 传感器模块,用于信息采集 处理模块,用于信息的处理和存储 无线通信模块,用于信息的传输 能量供应模块等。 7.无线局域网通信标准: IEEE 802.11a: 工作频率5GHz,具有更少冲突的优点 IEEE 802.11b: 工作频率2.4GHz, IEEE 802.15.4: 应用于低速率无线个人局域网,传输速率低 第二章物理层及MAC层协议

11通信工程无线传感器网络及应用试题B卷答案

1.从无线联网的角度来看,传感器网络结点的体系由分层的网络通信协 议、 、 三部分组成。 2. 传感器一般由__________、敏感元件、__________组成。 3.传感器网络的无效能量主要来源于_________、串扰、_________和控制开销。 4. 根据数据进行融合操作前后的信息含量,可以将数据融合分为 、 两类。 5. 通常计算机网络的研究与设计方法包括 、实验方法和、 。 二、单项选择题(每题2分,共20分) 1.谣传路由协议属于( )。 A. 能量感知路由协议 B. 基于查询的路由协议 C. 地理位置路由协议 D. 可靠的路由协议 2.下列哪一种类型的帧不属于IEEE802.15.4网络定义的帧( )。 A. 信标帧 B. MAC 命令帧 C. 数据帧 D. 超帧 3.下列定位算法中,距离无关的定位算法有( )。 A.APIT 算法 B. TOA 算法 C. RSSI 算法 D. AOA 定位算法 4.下列不属于传感器数据处理模块设计时需考虑的是( )。 A 、节能设计 B 、小体积 C 、高速率 D 、低成本 5.IEEE802.11MAC 协议规定的三种帧间隔的关系为( )。 A. SIFS >PIFS> DIFS B. PIFS > DIFS >SIFS C. DIFS> SIFS > PIFS D. DIFS>PIFS>SIFS 6.设计传感器网络的硬件结点,以下无需考虑的是( )。 A. 微型化 B. 阻抗匹配 C. 高速率 D. 稳定性 7.下列不属于IEEE802.15.4标准规定的物理层负责的任务为( )。 A. 信道能量检测 B. 信道频率选择 C. 数据的发送和接收 D. 数据检测与压缩 8.下列不属于网络安全考虑的问题是( )。 A.机密性问题 B.低能耗性问题 C.完整性鉴别问题 D.新鲜性问题。 9.下列不属于传感器网络数据融合的作用是( )。 A.提高信息的准确性和全面性 B. 提高系统的可靠性 C.提高数据的实时性 D. 降低信息的不确定性 10.下列不属于传感器网络时间同步机制的主要性能参数为( )。 A.最大误差 B.同步范围 C.可用性 D.鲁棒性 三、名词解释(每题4分,共20分) 1.无线自组织网 2.LR-WPAN 网络 3.传感器的灵敏度 4.战场感知 5. TODA 四、简答题(每题5分,共20分) 1.传感器网络的体系结构包括哪些部分? 2.设计基于竞争的MAC 协议的基本思想是什么? 3.传感器网络实现时间同步的作用是什么? 4. 如何对传感器网络的定位方法进行分类? 五、综述题(共20分) 传感器网络的终端探测节点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么? 络与应用 B 1 3

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