无线传感器网络复习题-cumt-信科10-1班.
无线传感器网络题
《无线传感器网络》一、填空题(每题4分，共计40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)传感器网络的基本功能:协作式的感知、数据采集、数据处理、发布感知信息无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信2.常见的同步机制:RBS(Reference Broadcast Synchronization)，Ting/Mini-Sync和TPSN（Timing—sync Protocol for Sensor Networks）3.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4.定向扩散路由机制可以分为三个阶段：兴趣扩散阶段、梯度建立阶段、数据传播阶段、路径加强阶段5.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6.IEEE 802。
15.4标准主要包括:物理层、介质访问控制层7.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8.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9.无线传感器网络可以选择的频段有：868MHz 、915MHz、2。
4GHz、5GHz10.传感器网络的电源节能方法：休眠(技术)机制、数据融合11.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12.基于竞争的MAC协议S-MAC协议 T—MAC协议 Sift协议13.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14.故障修复的方法基于连接的修复基于覆盖的修复15.基于查询的路由定向扩散路由谣传路由二、问答题（每题10分，共计60分）1.简述无线传感器网络系统工作过程，传感器节点的组成和功能.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。
无线传感器网络及应用复习题
无线传感器网络及应用复习题一、论述题1. 讨论无线传感器网络在实际生活中有哪些潜在的应用。
（1）用在智能家具系统中，将传感器嵌入家具和家电中，使其与执行单元组成无线网络，与因特网连接在一起。
（2）用在智能医疗中，将传感器嵌入医疗设备中，使其能接入因特网，将患者数据传送至医生终端。
（3）用在只能交通中，运用无线传感器监测路面、车流等情况。
2•传感器由哪些部分组成？各部分的功能是什么？传感器一般II【敏感元杵、转换冗件和基本转换电路组成，如图2、1所尔°敏感冗件是传感器中能感受或响应被测竝的部分*转换元件足将敏感元件感覺或响应的被测竝转换成适于传输或测量的信号（一般指电借号）的部分i基本转挽电路可以对获得的微弱电信号进行放尢、运算调制等°另外■基本转换电路工件时必须有辅助电源"图N1传感需的组成結构3. 集成传感器的特点是什么？体积小、重量轻、功能强、性能好。
4•传感器的一般特性包括哪些指标？灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨（力）、迟滞。
5. 如何进行传感器的正确选型？（1）.测量对象与环境：分析被测量的特点和传感器的使用条件选择何种原理的传感器。
（2）.灵敏度：选择较高信噪比的传感器，并选择适合的灵敏度方向。
（3）.频率响应特性根据信号的特点选择相应的传感器响应频率，以及延时短的传感器。
（4）.线性范围：传感器种类确定后观察其量程是否满足要求，并且选择误差小的传感器。
（5）.稳定性：根据使用环境选择何时的传感器或采用适当的措施减小环境影响，尽量选择稳定性好的传感器。
（6）.精度:选择满足要求的，相对便宜的传感器。
6. 简述磁阻传感器探测运动车辆的原理。
磁阻传感器在探测磁场的通知探测获得车轮速度、 磁迹、车辆出现和运动方向等。
使用磁性传感器探测方向、角度 或电流值,可以间接测定这些数值。
因为这些属性变量必须对相应的磁场产生变化，一旦磁传感器检测出场强变化 ，则采用一些信号处理办法，将传感器 信号转换成需要的参数值。
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__、、___5GHz13.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28sa)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度，即78sb)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128s16.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。
无线传感器网络及应用复习题
无线传感器网络及应用复习题一、论述题1. 讨论无线传感器网络在实际生活中有哪些潜在的应用。
(1)用在智能家具系统中,将传感器嵌入家具和家电中,使其与执行单元组成无线网络,与因特网连接在一起。
(2)用在智能医疗中,将传感器嵌入医疗设备中,使其能接入因特网,将患者数据传送至医生终端。
(3)用在只能交通中,运用无线传感器监测路面、车流等情况。
2. 传感器由哪些部分组成? 各部分的功能是什么?3. 集成传感器的特点是什么?体积小、重量轻、功能强、性能好。
4. 传感器的一般特性包括哪些指标?灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨(力) 、迟滞。
5. 如何进行传感器的正确选型?（1）. 测量对象与环境:分析被测量的特点和传感器的使用条件选择何种原理的传感器。
（2）. 灵敏度:选择较高信噪比的传感器,并选择适合的灵敏度方向。
（3）. 频率响应特性:根据信号的特点选择相应的传感器响应频率,以及延时短的传感器。
（4）. 线性范围:传感器种类确定后观察其量程是否满足要求,并且选择误差小的传感器。
（5）. 稳定性:根据使用环境选择何时的传感器或采用适当的措施减小环境影响,尽量选择稳定性好的传感器。
（6）. 精度:选择满足要求的,相对便宜的传感器。
6. 简述磁阻传感器探测运动车辆的原理。
磁阻传感器在探测磁场的通知探测获得车轮速度、磁迹、车辆出现和运动方向等。
使用磁性传感器探测方向、角度或电流值, 可以间接测定这些数值。
因为这些属性变量必须对相应的磁场产生变化, 一旦磁传感器检测出场强变化, 则采用一些信号处理办法,将传感器信号转换成需要的参数值。
7. 无线网络通信系统为什么要进行调制和解调? 调制有哪些方法?(1)调制和解调技术是无线通信系统的关键技术之一。
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。
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。
《无线传感器网络》复习题2016
第二部分无线传感器网络一、概述1、WSN的体系结构、节点的体系结构、协议栈2、WSN的特点3、WSN的关键技术二、WSN设计影响因素1、WSN设计中主要的影响因素有哪些？2、IEEE802.15.4使用的ISM频段三个中心频率，调制方式3、形成传感器节点功耗的三个主要部分是？4、节点功耗能量模型及其每部分的含义三、物理层1、常用的两种扩频技术2、信源编码和信道编码有什么区别3、正弦波调制的方案公式4、三种调制方式5、IEEE802.15.4采用的调制方式有什么6、无线信道中形成失真的主要原因有哪些7、什么叫多径效应，对无线信道带来哪些影响8、信道的差错率包含哪两方面的含义？9、信噪干扰比（SNIR）与信道质量的关系如何？10、圆盘图表单元模型和统计信道模型哪种更能真实的反映WSN的信道特性？为什么？11、无线信道中信号衰减的计算。
四、MAC层1、简述CSMA/CA机制的基本原理2、IFS、DIFS、SIFS之间的关系，为什么要引入DIFS、SIFS3、网络分配向量（NAV）机制的原理，为什么说它是WSN协议中最实用的一种机制4、S-MAC的工作原理5、B- MAC的工作原理6、B-MAC中空闲信道评估（CCA）机制目标是解决什么问题7、CC-MAC通过迭代节点选择算法（INS）来获得两个高度相关节点的最大距离，其最终的目的是什么？8、构成TRAMA协议的3个主要机制是什么，分别完成什么主要功能五、差错控制1、WSN的差错控制方式有哪些？各自的工作原理2、HARQ技术可分为I型和II型，有什么区别3、说明BCH码（n,k,t）中t对编码时延和编码功耗的影响4、FEC方案可以延长WSN节点的传输跳距，它是如何做到的？六、网络层1、WSN中路由选择面临的主要问题有哪些？2、洪泛协议主要问题是数据内爆和数据重叠，请分别解释之3、请详细说明信息协商传感协议（SPIN）的工作原理和过程。
4、请详细说明定向扩散路由协议（DD）的工作原理和过程。
无线传感器网络试题试卷精编版
无线传感器网络试题试卷公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-《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.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__、、___5GHz13.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 2816.s17.a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度，即78b)sc)d)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 128e)sf)18.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。
无线传感器网络-复习
一、填空题：第一章1、电磁波是由同相震荡且相互垂直的（电场和磁场）在空间以波的形式传递能量和动量，其传播方向垂直于（电场和磁场）构成的平面。
2、信道可以从狭义和广义两方面理解，狭义信道即（信号传输的媒质），分为（有线信道）和（无线信道）；广义信道按功能可以分为（模拟信道）和（数字信道）。
3、构成无线传感器网络的关键技术包括（Zigbee技术）、（RFID 技术）、（GPRS技术）、（WIFI技术）等。
4、构成物联网体系结构的三个层次分别是（感知层）、（网络层）和（应用层）。
5、无线传感器网络由（传感器节点）（汇聚节点）（任务管理节点）等几部分构成。
6、无线传感器网络是大量的传感器节点以（自组织）或者（多跳）的方式构成的无线网络。
7、无线传感器网络协议栈主要分为五层：（物理层）（MAC层）（网络层）（传输层）和（应用层）。
第二章：1、模拟调制的调制方式分为（AM）、（FM）、（PM）。
2、数字调制的调制方式分为（ASK）、（FSK）、（PSK）。
3、物理层帧由（同步头）、（帧长度）和（PHY负载）构成。
4、扩频通信方式有（DS）（FH）（TH）和（Chirp）5、（ISM）频段是对所有无线电系统都开放的频段，发射功率要求在1W以下，无需任何许可证。
6、造成多径传播的原因主要有（反射）（散射）（衍射）和（折射）7、扩频通信的理论基础来源于（香农）公式8、光纤通信、卫星通信和（扩展频谱通信）一同被誉为进入信息时代的三大高技术通信传输方式。
9、无线传感器网络的物理层遵循（IEEE802.15.4）标准。
10、物理层实体主要包括（基带处理电路）、（射频前端电路）和（传输媒质）。
第三章：1、MAC层有四种不同的帧形式：（信标帧）、（数据帧）、（确认帧）、（命令帧）。
2、MAC帧一般格式由（帧头）、（有效载荷）和（帧尾）构成。
3、分配型MAC协议采用（TDMA）（CDMA）（FDMA）和（SDMA）等技术，将一个物理信道分为多个子信道动态或静态的分配给节点，以避免冲突。
无线传感器网络课后习题复习资料
1-2.什么是无线传感器网络?无线传感器网络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。
目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。
1-4.图示说明无线传感器网络的系统架构。
1-5.传感器网络的终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块的功能分别是什么?(1)传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块电源模块和嵌入式软件系统(2)传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算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送和接收。
另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。
1-8.传感器网络的体系结构包括哪些部分?各部分的功能分别是什么?(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。
(2)网络管理平台：主要是对传感器结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。
1-9.传感器网络的结构有哪些类型?分别说明各种网络结构的特征及优缺点。
（1）根据结点数目的多少，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。
（2）平面结构：特征：平面结构的网络比较简单，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。
优点：源结点和目的结点之间一般存在多条路径，网络负荷由这些路径共同承担。
一般情况下不存在瓶颈，网络比较健壮。
缺点：①影响网络数据的传输速率，甚至造成网络崩溃。
②整个系统宏观上会损耗巨大能量。
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一、填空题
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。
2. 在开阔空间无线信号的发散形状成
3. 传感器网络的支撑技术包括:、数据融合、能量管理、 (7安全机制。
4. 传感器节点通信模块的工作模式有、和空闲。
5. 传感器节点的能耗主要集中在模块。
6. TDOA测距方法通常采用的信号为:(11 射频信号、 (12超声波信号。
7. 当前传感器网络应用最广的两种通信协议是 zigbee
IEEE802.15.4。
8. 主动反击能力是指网络安全系统能够主动地限制甚至消灭入侵者, 为此需要至少具备的能力有:入侵检测能力、 (15隔离入侵者能力、 (16消灭入侵者能力。
对传感器网络物理层的攻击主要有:(15隔离入侵者能力、 (16消灭入侵者能力。
9. 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、 (17网状(Mesh 结构、 (18簇树型(Cluster Tree结构。
10. 无线通信的能量消耗与通信距离的关系符合公式: E=k*dn 。
11. 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
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. 传感器一般由敏感原件、转换原件和基本转换电路组成。
二、将下列英文的含义写出,并解释其含义
1. 信标:anchor/beacon
2. 传感器灵敏度:sensitive of sensors
3. 邻居节点:neighbor nodes
4. 接收信号强度指示:receive signal strength indicator
5. 非视线关系:non line of sight
6. 测距:rang measurement
7. 到达时间:time of arrival
8. 定位精度:accuracy of localization
9. 信标节点:锚点通过其它方式预先获得位置坐标的节点
10. 网络连接度:网络连接度是所有节点的邻居数目的平均值,它反映了传感器配置的密集程度。
11. 基础设施:协助传感器节点定位的已知自身位置的固定设备,如卫星、基站等。
12.zigbee :ZigBee 技术是一种面向自动化和无线控制的低速率、低功耗、低价格的无线网络方案。
13. 跳数:两个节点之间间隔的跳段总数,称为这两个节点间的跳数。
14. 到达角度:指两个相互通信的节点通过测量方式来估计出彼此之间的距离或角度。
15. 视线关系 (Line of Sight, LoS:如果传感器网络的两个节点之间没有障碍物,能够实现直接通信,则这两个节点间存在视线关系。
16. 红外传感器:红外传感器是一种能够感应目标辐射的红外线, 并将其转换成电信号的装置。
. 三、简答题
1、传感器网络有哪些限制条件?
答:(1电源能量有限(2通信能力受限(3计算和存储能力受限
2、无线传感器网络的路由协议具有哪些特点?
答:(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 3、什么是数据融合技术,它在传感器网络中的作用是什么?
答:数据融合是一种多源信息处理技术,它通过对来自同一目标的多源数据进行优化合成,获得比单一信息源更精确、完整的估计或判决。
在传感器网络中的作用在于:节省整个网络的能量,增强所收集数据的准确性,提高数据收集效率。
4、简述传感器网络休眠机制的过程和目的。
答:休眠机制的主要思想是,当节点周围没有感兴趣的事件发生时,计算与通信
单元处于空闲状态,把这些组件关掉或调到更低能耗的状态,即休眠状态。
5、传感器的概念是什么 ?
答:能够把特定的被测量信息按照一定的规律转换成某种可用信号的器件或者装置,我们把它称为传感器。
6、简述传感器灵敏度的度量方法。
答:线性传感器的校准曲线的斜率就是灵敏度,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斜率。
k=输出变化量 /输入变化量
7、无线传感器网络的路由协议的概念?
答:路由是指选择互联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。
它包括两部分功能: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。
四、问答计算题
1. 简述 RSSI 测距原理,和相应的理论依据。
解答:RSSI 测距的原理如下:接收机通过测量射频信号的能量来确定与发送机的距离。
将无线信号的发射功率和接收功率之间的关系表述为下式所示,其中 PR 是无线信号的接收功率, PT 是无线信号的发射功率, r 是收发单元之间的距离, n 传播因子,传播因子的数值大小取决于无线信号传播的环境。
n
=/r 10n lg r=10lg/10lg =10n lg r
10n lg r R T T R
R R P P P P P A P A -=-
2、画出传感器网络两种结构示意图,分别说明他们的工作方式和各自的优缺点。
解答:平面结构中所有节点的地位平等,源节点和目的节点之间一般存在多条路经,网络负荷由这些路径共同承担,一般情况下不存在瓶颈,网络比较健壮。
平面型的网络结构在节点的组织、路由建立、控制与维持的报文开销上都存在问题,这些开销会占用很大的带宽。
在分级结构中,传感器网络被划分为多个簇。
每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。
这些簇头形成了高一级的网络。
簇头节点负责簇间数据的转发,簇成员只负责数据的采集。
簇头发送和接收报文的频率要高出普通节点几倍或十几倍,因而要求可以在簇内运行簇头选择程序来更换簇头。
3、简述质心定位算法的步骤,和相应的理论依据。
解答:在质心定位算法中,锚节点周期性的向临近节点广播分组信息,该信息包含了锚节点的标识和位置。
当某个未知节点接收到来自不同锚点的分组信息数量超过一个门限之后,就可以计算这些锚点所组成的多边形的质心,作为确定出自身位置的依据。
假设多边形定点位置的坐标向量表示为 (, T i i i p x y ,则这个多边形的质心坐标为 (, ,具体的计算公式为
簇内节点
簇头
基站
11
11(, (, n n
i i i i X Y n n ===∑∑
4、描述 TDoA 测距机制的工作原理。
解答:节点同时发射两种不同传播速度的无线信号, 接收节点根据两种信号到达的时间差以及这两种信号的传播速度,计算两个节点之间的距离。
假设发射节点同时发射无线射频信号和超声波信号,接收节点记录下这两种信号的到达时间为
T1、 T2,无线射频信号和超声波信号的传播速度分别为 c1、 c2, 那么两点之间的距离为 (T2-T1*S,其中 S=c1*c2/(c1-c2。