无线传感器期末复习知识点
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?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内各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点，以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，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
1.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
军事应用 .环境应用 .医疗应用.家庭应用 .工业应用 .智慧城市
2.简述影响传感网设计的因素有哪些？硬件限制、容错（可靠性）、可扩展性、生产成本、传感网拓扑、操作环境（应用）、传输媒介、能量消耗（生命周期）
3.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。
4.无线传感器网络预部署策略应满足那些需要？减少安装成本、消除任何预组织与预计划的成本、增加组织的灵活性、提升自组织与容错性能
5.对于收发机，数据通信功耗模型构成？发射机输出的功率、收发机电子器件消耗的能量
6.请写出发射机和接收机简化能量模型的功耗计算公式。
7.若使网络的容错率达到99%，广播半径内需要部署多少传感器节点？假定每个节点有相同的可靠性，前面的等式变为：R(t)=1-[1-R0(t)]n 代入 f = (1-R0)，0.99 = (1 –fN)，f=0.1N=2 8. 源节点与Sink节点相距500米，节点的广播半径为10米，那么将1 Mbit 的数据从源节点传输到Sink节点处，使用能量简化模型需消耗多少能量500 meters / 10meters = 50发送/接收节点对(一个节点发送，一个节点接收)ETx (k,D) = Eelec * k + eamp * k * d2，ETx = 50 nJ/bit * 10-6 *103 + 100 pJ/bit/m2 . 10-9 *103 *102 =0.05J + 0.01 J = 0.06 J，ERx (k,D) = Eelec * k ，ERx = 0.05 J，Epair = ETx + ERx = 0.11J ，EALL=50* Epair = 50* 0.11 =5.5 J
1.物理层主要任务是什么？物理层能实现哪些功能？任务：将比特流转换成适合在无线信道中传输的信号。功能：①为数据终端设备提供传送数据的通路②传输数据③其他管理工作。
2.WSN RF通信的主要技术包括哪些？窄带通信、扩频和超宽带（UWB）技术
3.简述窄带通信最不适用于WSN的原因是什么？该技术是以牺牲能量效率来换取宽带效率的。最主要的是随着调制级数的增加，带宽效率缓慢提高但能量效率显著下降。
4.简述RF 无线通信中，发送端和汇聚节点传播信息的步骤。A信源编码（数据压缩）：在发送端，用信源编码器对信源进行编码，信源编码就是根据信息的统计特性用一些信息位表示信息源，组成源码字。信源编码同时包含了数据压缩。B信道编码（差错控制编码）：信道编码器对源码字进行编码以减少无线信道差错对信源产生的影响，信道编码包括差错控制编码。C交织和调制：经过信道编码的码字进行交织来抑制突发错误，交织技术可以避免大片连续误比特的情况。D无线信道传播：传输波形在信道中传播。
5请解释分组码码组参数含义码组（n,k,t),n是分组长度、k是信息长度、t是最大纠错位数。
6.简述目前主要的三种调制方法。
A幅移键控（ASK）：ASK调制根据将要发送的比特来调制波形的振幅。最简单的ASK调制形式是开关控键（OOK），它在数字1时发送波形而在数字0时不发送波形。
B 频移键控（FSK ）：波形的频率c f 随着发送信息比特的变化而变化。根据信号选择频率的不同，可以在汇聚节点把信号检测出来。
C 相移键控（PSK ）：PSK 根据发送比特改变波形的相位Ψ(t)。相应地在汇聚节点可以根据接收信号的相位变化将发送比特映射出来。
7.简述造成无线信道失真的原因主要有哪几种？衰减Attenuation ：信号强度随距离的增加而减弱。反射与折射Reflection/refraction ：信号在表面反弹; 进入材料。衍射Diffraction ：陡峭边缘产生新波形。散射Scattering ：粗糙表面的多重反射
8对于自动请求重传，采用CRC-16差错监测机制，数据包的有效载荷为l 比特，其发送信号的误包率是多少？l
b CRC p l )1(1)(PRE --= 9简述
1WSN 中，介质访问控制协议分为哪几类？这些方案依赖于哪两种基本的多址接入机制？
（1）基于竞争的MAC 、基于预留的MAC 、包含以上两种方案的混合MAC 。
（2）载波侦听多址接入（CSMA ）和时分多址接入（TDMA ）
简述WSN 中，在通信过程中能耗主要来源于哪些方面？碰撞：在无线信道上，若有两个节点同时发送数据，则这两个发送节点都将发射不成功，会造成能量的大量浪费。持续侦听：在WSN 中的接收节点无法预测数据何时到达，另外每个节点还需要侦听各节点的拥塞状况，节点须始终保持侦听状态，以防特殊情况的发生，这里包含了许多没必要的侦听，浪费了许多能量。控制开销：为了保证无线传感器网络的可靠性，MAC 层协议需要使用一些控制分组来调节节点状态，这些控制分组中不存在有用的数据，要消耗一部分的能量。 什么是载波侦听？什么是虚拟载波侦听？简述载波侦听退避机制工作原理。
（1）载波侦听：指节点在特定时隙侦听信道，为接入无线信道的活动做准备。
（2）虚拟载波监听(Virtual Carrier Sense)：源站将它还要占用信道的时间（包括目的站发回确认帧所需时间）在其 MAC 帧首部字段“持续时间”中填入指示给所有其他站，其他所有站会在这段时间都停止发送数据, 大大减少了冲突的机会。
（3）一旦当前的传输结束，节点会等待另一个IFS 。若信道在此期间保持空闲，则在发送自己的数据包之前，节点会在一系列数值之中随机选择一个作为等待时隙的数目。退避通过定时器执行，每经过一个被称为时隙的特定时间段就会递减退避定时器的计数，节点进入退避周期后，第一个退出退避的节点在时钟计时结束时开始传输。其他终端检测到新的传输并暂停它们的退避计时器直到当前传输完成，在下一个竞争周期中重新开始计时。 请图示画出802.11 MAC 的 CSMA/CA 源站、目的站点以及其它站点信道访问机制。
5. 802.11MAC 中，无线站点监听时如何判定信道“忙”？为何无线站点监听到信道空闲还要再等待？（1）A ：802.11 标准规定在物理层的空中接口进行载波监听，通过收到的相对信号强度是否超过一定的门限数值来判定是否有其他的无线站点在信道上发送数据。
（2）A ：此时可能有多个站点都在监听，而其他的站点可能有更高优先级的帧要发送，如其有，就要让高优先级帧先发送（高优先级帧需等待的帧间间隔时间较短，可优先获得发送权，低优先级帧需等待的帧间间隔时 间较长，须等待较长时间。SIFS > PIFS > DIFS > EIFS ）
7.简述使用 SIFS 帧间间隔的场合？应答 ACK 帧；应答 CTS 帧；过长的 MAC 帧分片后的数据帧；应答 AP 探询帧；PCF 方式中接入点 AP 发送出的任何帧。
什么是隐终端？什么是显终端？无线通信中常用什么方法解决应终端问题以及现终端问题？隐终端是指在接收接点的覆盖范围内而在发送节点的覆盖范围外的节点。显终端是指在发送接点的覆盖范围内而在接收节点的覆盖范围外的节点。CSMA/CA 机制
简述802.11MAC 二进制指数退避方法第 i 次退避时，在 2i+2 个时隙中随机选择一个。
[例] 第1次退避在8个时隙中随机选择一个（以太网第1次冲突后在2个时隙中选）；第2
次退避在16个时隙中随机选择一个（以太网那第2次冲突后在4个时隙中选）。……根据该时隙数设置一个退避计时器进行减1计时，当计时器时间减小到0时就开始发送数据。若时间还未减到0信道又变为忙，则冻结该计时值重新等待信道变为空闲、再经过时间DIFS 后，继续启动退避计时器（从剩下的时间开始）。这样规定有利于该继续启动计时器的站更早地接入信道中。 10.简述无线接入过程有哪几个阶段？(1) 扫描阶段、(2) 认证阶段、(3) 关联阶段
简述S-MAC 的基本思想。(1)采用周期性睡眠和监听方法减少空闲监听带来的能量损耗。对周期性睡眠和监听的调度进行同步，同步节点采用相同的调度，形成虚拟簇，同时进行周期性睡眠和监听，适合多跳网络。(2)当节点正在发送数据时，根据数据帧特殊字段让每个与此次通信无关的邻居节点进入睡眠状态，减少串扰带来的能量损耗。(3)采用消息传递机制，减少控制数据带来的能量损耗。
12.什么是占空比？若某一无线传感器网络节点侦听时间是400ms 睡眠时间是1.6s ，请计算
该节点占空比是多少？占空比=侦听时间/整帧持续时间占空比= 1.610400104003--3
+??=0.2=20%
14.S-MAC 中，节点是如何选择与维护调度的？
15.简述S-MAC 中自适应侦听基本思想。基本思想是当一个节点在其通信范围内得知相邻的节点要传输数据时就睡眠并记录其传输数据的时间，只有当其相邻的节点传输数据结束后才能醒来一个短暂的时间，这时它可以通过侦听信道查看信道的状态（忙或空闲），判断是否有数据需要传输。
简述S-MAC 中关键技术有哪些？周期性监听和睡眠、串扰避免、多跳感知、自适应监听 消息传递、定性评价
17. B-MAC 协议基于哪两种机制？低功耗侦听的休眠/唤醒调度机制、空闲信道评估机制 CCA 机制的主要目的是什么？CCA 机制有哪两个阶段组成？简述CCA 机制工作原理。 区分噪声和信号，准确评估信道活动。噪声基准估计阶段和信号检测阶段。经过传输，节点首先采取一个信道样本来更新噪声基准评估，然后，在传输任何数据包之前，利用几个信道本来确定是否存在异常。如果发现异常，那么假设信道空闲并传输数据包。另一方面，如果没有异常存在，那么信道被判定为忙。
低功耗侦听的主要思想是什么？其目标是什么？思想：在发送数据包前发送一个前导码来唤醒目标接收机。目标：可以减少固定占空比协议中的“侦听功耗”。
24.简述B-MAC 协议的优缺点。优点：1.提供一个有效的载波侦听机制，大部分错误可以被检测；2.噪声基准评估机制使MAC 协议能够适应周边环境；3.轻量级协议，占用空间小；
4.灵活多变，为上层用户提供各种接口，方便再次开发。缺点：1.没有解决隐终端问题，在高密度流量的网络中无线信道不能充分利用；2.同步前导码过长，在流量负载较高时长生较大开销；https://www.360docs.net/doc/c410806527.html,A 机制引了入额外的复杂性，也在一定程度上增加了接入时延。
25.T-MAC 中采用什么方法来解决早睡问题？未来请求发送、满缓冲区优先
简述T-MAC 满缓冲区优先方法。当节点缓冲区快满时，节点对收到的RTS 分组不回复CTS ，而是立即向缓冲区内数据的接收节点发送RTS ，建立连接之后发送数据，以减轻缓冲区负载。 Sift 协议的设计目的是什么？N 个节点同时监测到一个事件，希望在最短时间内有R 个节点(R<=N)无冲突发送事件消息。
TRAMA 协议有哪四个主要阶段构成的？简述每个阶段的功能。邻节点发现：在该阶段，节点需要发现它们的邻节点，这样就能够确定潜在的接收机和发射机。流量信息交换：在该阶段，节点需要告知它们的目标接收机它们的流量信息。时间调度表建立：基于来自邻节点的流量信息，节点确定了在一帧内发送和接收数据包的时隙。然后这些表在节点间互相交换。
数据传输：基于已建立的时间调度表信息，节点可以切换到活跃模式并在给定的时隙通信。
29.TRAMA 协议操作由哪几个机制构成？邻居协议；调度交换协议；自适应选择协议 简述ZMAC 协议的基本思想。采用CSMA 机制作为基本方法；竞争加剧时使用TDMA 机制；引入时间帧，为节点分配时隙；节点可以选择任何时隙发送数据；在分配的时隙发送优先级更高
ZMAC 协议由哪几个阶段组成的？启动阶段主要由哪几部分构成的？
启动阶段和通信阶段；①邻节点发现②时隙分配③本地帧交换④同步全局时钟 32. IEEE
Z-MAC 中的本地帧尺寸是由什么决定的？由时间帧的规则决定的。
WSN 的应用依靠传感器的反馈与环境进行交互作用，在这些交互中，数据链路层的主要目的是什么？进行数据帧检测、介质访问和差错控制。
2. WSN 中，差错控制方案的主要目的是什么？在无线信道上提供可靠的通信
3.简述差错控制方案的目标。无差错、按顺序、无重复、无丢包
WSN 中差错控制机制分为哪4种？功率控制、ARQ 、FEC 和HARQ
基于自动重发的差错控制主要依靠什么来保证可靠性？重传丢包或损坏的数据包
ARQ 策略的基本原理可以概括为什么？可以概括为N 回退方式，选择性重发和停止等待。 FEC 和HARQ 编码的差错恢复可以通过哪两种方式实现？跳距延伸、发射功率控制 FEC 编码提供了纠错弹性， 是以增加哪些方面的成本为代价？以编码/解码的能源和时延开销以及由于传输和接受长数据包的通信开销为代价的。
源节点与Sink 间的距离为D ，请计算其跳数期望。E[h n (D)]≈
][inf
h d E R D -+1，其中 E[dn] 是跳距均值，Rinf 为传输半径
WSN 中路由协议的功能主要有几个方面？搜索满足条件的从源节点到目的节点的优化路径；转发数据分组
简述Flooding 路由协议优缺点。优点：路径容错性好，传输延时短。缺点：内爆、数据重叠、资源浪费，在数据传输时能量消耗巨大，网络生命周期一般较短，不适应大规模的网络 什么是内爆？什么是数据重叠？内爆：重复的信息会被多次传输到同一个节点数据。
重叠：同一区域的多个节点可能会同时发现相同现象或目标的检测数据，使得一个节点先后收到这些节点发送的相同数据。
4.SPIN 协议的设计目标是什么？能够解决Flooding 以及Gossiping 协议的内爆、重叠及资源利用不合理现象。
SPIN 协议中使用了哪几种类型的消息？广告消息、请求消息与数据（DATA ）消息
定向扩散路由协议建立路由的过程包括的阶段兴趣扩散；梯度建立；路径增强；数据传输 简述LEACH 路由协议的核心思想。（1）、LEACH 协议分为两个阶段操作，即创建阶段(set-up phase)和就绪阶段(ready phase)。创建阶段和就绪阶段所持续的时间总和称为一轮(round)（2）在创建阶段，LEACH 协议随机选择一个传感器节点作为簇头节点(cluster head node)，随机性确保簇头与基站之间数据传输的高能耗成本均匀地分摊到所有传感器节点。（3）具体的选择办法是：一个传感器节点随机选择0和1之间的一个值，如果选定的值小于某一个阈值T(n)，则这个节点成为簇头节点。T(n)值按右边公式计算：
T(n)= ])/1mod([1P r P P -, n ∈G
0, 其他（4）、.在簇头节点选定后，该簇头节点对网络中所有节点进行
广播，广播数据包含有该成为簇头节点的信息。一旦传感器节点收到广播数据包，根据接收到的各个簇头节点广播信号强度，该节点选择信号强度最大的簇头节点加入，向其发送成为其成员的数据包。簇形成后，簇头节点采用TDMA策略分配通道使用权给簇内节点。（5）、一旦处于就绪阶段，簇头节点开始接收簇内各节点采集的数据，然后采用数据融合和数据压缩等技术进行汇聚，将整合后的数据传输给Sink节点。在就绪阶段持续了一段时间后，网络又进入了另一轮的创建阶段。
8.在TEEN协议中定义了两个门限，这两个门限的作用是什么？TEEN协议通过利用这两个门限值来提供基于响应的应用。
9.简述分层路由协议的优缺点。优点：可扩展性好；簇头能限制网络内部的流量；能源效率高；延长了网络的生命周期。缺点：太依赖簇头，面临鲁棒性问题；簇的形成需要额外信号；频繁改变簇头以增加开销为代价；内部的簇通信仍然是一个重大挑战；簇头与汇聚节点通信使用更高的发射功率，不适用于大规模网络。
10.SAR路由协议主要的目标是选择汇聚节点的单跳邻节点作为根节点，建立一个多树结构。
11.简述SAR路由协议的优缺点。优点：能够提供QoS保证。缺点：A.节点中的大量冗余路由信息耗费了存储资源B.路由信息维护、节点QoS参数与能耗信息的更新均需较大开销基于地理位置的路由协议--MECN的思想和目标分别是什么？Idea：给定一个通信网络，估算一个高效能的子网络。目标：该子网络使得网络中任何一对节点间通信的功耗最小
无线传感器网络中数据传输分为两种形式？上行模式、下行模式
WSN的传输协议根据功能可以划分为哪几种拥塞控制协议、可靠传输协议、多路复用协议WSN有两种基本的可靠传输机制是什么？丢失恢复、发送速率调整
RMST主要目标是什么？它提供了传输层协议所需要的哪几种功能？主要目标是提供端到端的可靠传输。可靠传输协议与多路复用协议
RMST协议有哪几种操作模式？无缓存模式、缓存模式
6.RMST协议的工作于缓存模式对应于端到端的可靠传输（T ）
7.RMST可提供Sensor-to-Sink的逐跳与端到端的可靠传输，（不）能保证分组的顺序到达，也（不）能提供实时保证。（ F ）
8.RMST依赖于定向扩散路由协议。（T ）
9.PSFQ是一种下行通信的数据块可靠传输协议，可靠性是关注点。（T ）
10.PSFQ协议主要由哪几种操作构成？分发操作、提取操作、状态报告
11.PSFQ协议中NACK消息不会通过多跳路径进行传播。（T ）
12.PSFQ协议中丢包检测机制依靠的是数据流中包序号。（T ）
13.PSFQ协议是一种逐跳可靠性协议不是一种端到端的协议。（T ）
14.拥塞检测与避免协议CODA的目标是什么？其判定拥塞的指标是什么？（1）检测与避免WSN中的拥塞（2）将缓存器的占用情况与信道负载情况联合，作为拥塞指标。
CODA协议考虑了哪几种拥塞情形？信源节点附近的拥塞；暂时的热点；持续的热点CODA协议采用了哪几种高效拥塞控制机制拥塞检测；开环、逐跳反压；闭环、多源调整17.CODA协议不仅缓解了WSN中的本地拥塞，解决了端到端的拥塞，还解决可靠性问题。（没有解决可靠性问题）（F ）
18.对CODA协议进行定性评价。CODA协议联合缓存器的占用情况与信道负载情况，作为拥塞指标；CODA协议不仅缓解了WSN中的本地拥塞，还解决了端到端的拥塞；CODA协议通过避免拥塞来提高网络性能；CODA协议没有解决可靠性问题。CODA协议中闭环多信源管理机制引起了在网络数据流量高时的额外时延。
19.ESRT协议既处理WSN中的可靠性问题，又处理拥塞问题。（T ）
20.虽然ESRT协议主要应用于Sink，但是它对资源受限的传感器节点要求也非常高（少）
（F ）
21.ESRT协议的主要目标是什么？配置网络使其尽可能地接近理想执行点，即在最小功耗且没有网络拥塞的情况下达到所需的可靠性。
22.ESRT协议无法用于需要单个传感器信息的应用中。（T ）
6.帧间间隔长度取决于该站欲发送的帧的类型。高优先级帧需要等待的时间较短，可优先获得发送权，低优先级帧就必须等待较长的时间。（T ）
13.S-MAC协议基本的节能手段是依靠传感器节点定期进入睡眠状态从而减少节点空闲侦听的时间来实现的。（T）
传感器原理复习提纲及详细知识点(2016)
传感器原理复习提纲第一章绪论 1.检测系统的组成。 2.传感器的定义及组成。 3. 传感器的分类。 4.什么是传感器的静态特性和动态特性。
5.列出传感器的静态特性指标，并明确各指标的含义。 x输入量，y输出量，a0零点输出，a1理论灵敏度，a2非线性项系数 灵敏度传感器在稳态下，输出的变化量与引起该变化量的输入变化量之比。 表征传感器对输入量变化的反应能力 线性传感器非线性传感器 迟滞正（输入量增大）反（输入量减小）行程中输出输入曲线不重合称为迟滞。 产生迟滞的原因：由于传感器敏感元件材料的物理性质和机械另部件的缺陷 所造成的，如弹性敏感元件弹性滞后、运动部件摩擦、传动机构的间隙、 紧固件松动等。 线性度传感器的实际输入-输出曲线的线性程度。 4种典型特性曲线 非线性误差 % 100 max? ? ± = FS L Y L γ ，ΔLmax——最大非线性绝对误差，Y FS——满量程输出值。 直线拟合线性化：出发点→获得最小的非线性误差（最小二乘法：与校准曲线的残差平方和最小。） 例用最小二乘法求拟合直线。 设拟合直线y=kx+b 残差△i=yi-（kxi+b） k y x =?? % 100 2 max? ? = FS H Y H γ 最小 ∑? n i2
分别对k 和b 求一阶导数，并令其 =0，可求出b 和k 将k 和b 代入拟合直线方程，即可得到拟合直线，然后求出残差的最大值Lmax 即为非线性误差。 重复性 重复性是指传感器在输入量按同一方向作全量程连续多次变化时， 所得特性曲线不一致的程度。重复性误差属于随机误差，常用标准 差σ计算，也可用正反行程中最大重复差值计算，即 或 零点漂移 传感器无输入时，每隔一段时间进行读数，其输出偏离零值，即为零点漂移。 零漂＝，式中ΔY0——最大零点偏差；Y FS ——满量程输出。 温度漂移 温度变化时，传感器输出量的偏移程度。一般以温度变化1度，输出最大偏差与满量程的百分比表示， 即温漂＝Δmax ——输出最大偏差；ΔT ——温度变化值；YFS ——满量程输出。 6. 一阶特性的指标及相关计算。 一阶系统微分方程 τ：时间常数，k=1静态灵敏度 拉氏变换 )()()1(s X s Y s =+τ 传递函数 s s X s Y s H τ+= = 11 )()()( 频率响应函数 ωτ ωωωj j X j Y j H += = 11 )()()( 误差部分 7. 测量误差的相关概念及分类。 相关概念 （1）等精度测量（2）非等精度测量（3）真值（4）实际值（5）标称值（6）示值（7）测量误差 分类 系统误差 随机误差 粗大误差 %100)3~2(?± =FS R Y σ γ% 1002max ??± =FS R Y R γkx y dt dy =+τ
传感器技术知识点
1-1衡量传感器静态特性的主要指标。说明含义。 1、线性度——表征传感器输出-输入校准曲线与所选定的拟合直线之间的吻合(或偏离)程度的指标。 2、回差(滞后)—反应传感器在正(输入量增大)反(输入量减小)行程过程中输出-输入曲线的不重合程度。 3、重复性——衡量传感器在同一工作条件下,输入量按同一方向作全量程连续多次变动时,所得特性曲线间一致程 度。各条特性曲线越靠近,重复性越好。 4、灵敏度——传感器输出量增量与被测输入量增量之比。 5、分辨力——传感器在规定测量范围内所能检测出的被测输入量的最小变化量。 6、阀值——使传感器输出端产生可测变化量的最小被测输入量值,即零位附近的分辨力。 7、稳定性——即传感器在相当长时间内仍保持其性能的能力。 8、漂移——在一定时间间隔内,传感器输出量存在着与被测输入量无关的、不需要的变化。 9、静态误差(精度)——传感器在满量程内任一点输出值相对理论值的可能偏离(逼近)程度。 1-2计算传感器线性度的方法,差别。 1、理论直线法:以传感器的理论特性线作为拟合直线,与实际测试值无关。 2、端点直线法:以传感器校准曲线两端点间的连线作为拟合直线。 3、“最佳直线”法:以“最佳直线”作为拟合直线,该直线能保证传感器正反行程校准曲线对它的正负偏差相等并 且最小。这种方法的拟合精度最高。 4、最小二乘法:按最小二乘原理求取拟合直线,该直线能保证传感器校准数据的残差平方与最小。 1-3什么就是传感器的静态特性与动态特性？为什么要分静与动？ (1)静态特性:表示传感器在被测输入量各个值处于稳定状态时的输出-输入关系。 动态特性:反映传感器对于随时间变化的输入量的响应特性。 (2)由于传感器可能用来检测静态量(即输入量就是不随时间变化的常量)、准静态量或动态量(即输入量就是随时间变化的变量),于就是对应于输入信号的性质,所以传感器的特性分为静态特性与动态特性。 1—4 传感器有哪些组成部分？在检测过程中各起什么作用？ 答:传感器通常由敏感元件、传感元件及测量转换电路三部分组成。 各部分在检测过程中所起作用就是:敏感元件就是在传感器中直接感受被测量,并输出与被测量成一定联系的另一物理量的元件,如电阻式传感器中的弹性敏感元件可将力转换为位移。传感元件就是能将敏感元件的输出量转换为适于传输与测量的电参量的元件,如应变片可将应变转换为电阻量。测量转换电路可将传感元件输出的电参量转换成易于处理的电量信号。 1-5传感器有哪些分类方法？各有哪些传感器？ 答:按工作原理分有参量传感器、发电传感器、数字传感器与特殊传感器;按被测量性质分有机械量传感器、热工量传感器、成分量传感器、状态量传感器、探伤传感器等;按输出量形类分有模拟式、数字式与开关式;按传感器的结构分有直接式传感器、差分式传感器与补偿式传感器。 1-6 测量误差就是如何分类的？ 答:按表示方法分有绝对误差与相对误差;按误差出现的规律分有系统误差、随机误差与粗大误差按误差来源分有工具误差与方法误差按被测量随时间变化的速度分有静态误差与动态误差按使用条件分有基本误差与附加误差按误差与被测量的关系分有定值误差与积累误差。 1-7 弹性敏感元件在传感器中起什么作用？ 答:弹性敏感元件在传感器技术中占有很重要的地位,就是检测系统的基本元件,它能直接感受被测物理量(如力、位移、速度、压力等)的变化,进而将其转化为本身的应变或位移,然后再由各种不同形式的传感元件将这些量变换成电量。1-8、弹性敏感元件有哪几种基本形式？各有什么用途与特点？ 答:弹性敏感元件形式上基本分成两大类,即将力变换成应变或位移的变换力的弹性敏感元件与将压力变换成应变或位移的变换压力的弹性敏感元件。 变换力的弹性敏感元件通常有等截面轴、环状弹性敏感元件、悬臂梁与扭转轴等。实心等截面轴在力的作用下其位移很小,因此常用它的应变作为输出量。它的主要优点就是结构简单、加工方便、测量范围宽、可承受极大的载荷、缺点就是灵敏度低。空心圆柱体的灵敏度相对实心轴要高许多,在同样的截面积下,轴的直径可加大数倍,这样可提高轴的抗弯能力,但其过载能力相对弱,载荷较大时会产生较明显的桶形形变,使输出应变复杂而影响精度。环状敏感元件一般为等截面圆环结构,圆环受力后容易变形,所以它的灵敏度较高,多用于测量较小的力,缺点就是圆环加工困难,环的各个部位的应变及应力都不相等。悬臂梁的特点就是结构简单,易于加工,输出位移(或应变)大,灵敏度高,所以常用于较小力的测量。扭转轴式弹性敏感元件用于测量力矩与转矩。 变换压力的弹性敏感元件通常有弹簧管、波纹管、等截面薄板、波纹膜片与膜盒、薄壁圆筒与薄壁半球等。弹簧管可以把压力变换成位移,且弹簧管的自由端的位移量、中心角的变化量与压力p成正比,其刚度较大,灵敏度较小,但过载能力强,常用于测量较大压力。波纹管的线性特性易被破坏,因此它主要用于测量较小压力或压差测量中。 Z-1 分析改善传感器性能的技术途径与措施。
物联网技术与应用 期末复习 知识点
物联网技术与应用 第一章 1 物联网定义 物联网是指物体的信息通过智能感应装置，经过传输网络，到达指定的信息处理中心，最终实现物与物、人与物之间的自动化的信息交互与处理的智能网络。 2物联网三大特征 全面感知;利用射频识别、二维码、传感器等感知、捕获、测量技术随时随地对物体进行信息采集和获取(2)可靠传送:通过将物体接入信息网络，依托各种通信网络，随时随地进行可靠的信息交互和共享(3)智能处理: 利用各种智能计算技术，对海量的感知数据和信息进行分析并处理，实现智能化的决策和控制 4 面向物联网的传感技术 (1）低耗自组、异构互连、泛在协同的无线传感网络。（2）智能化传感器网络节点研究。 （3）传感器网络组织结构及底层协议研究。（4）对传感器网络自身的检测与控制。 （5）传感器网络的安全问题。（6）先进测试技术及网络化测控。 5 物联网中的智能技术 智能技术是为了有效地达到某种预期的目的，利用知识所采用的各种方法和手段。 人工智能理论研究(2)机器学习(3)智能控制技术与系统(4)智能信号处理 8 什么是IPv6 IPv6是"Internet Protocol Version 6"的缩写，也被称作下一代互联网协议，它是由IETF设计的用来替代现行的IPv4协议的一种新的IP协议。 9 IPv6与物联网的关系 物联网的发展与IPv6紧密联系,因为每个物联网链接的对象都需要IP地址作为识别码,而目前IPv4的地址已经不够用.IPv6拥有巨大的地址空间,他的地址空间完全可以满足结点标识的需要 第二章 1 物联网层次结构模型 (1)信息感知层: 实现对物理世界的智能感知识别、信息采集处理和自动控制，并通过通信模块将物理实体连接到网络层和应用层。 (2)物联接入层:主要任务是将信息感知层采集到的信息，通过各种网络技术进行汇总，将大范围内的信息整合到一块，以供处理。
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:
传感器与检测技术第二版知识点总结
传感器知识点 一、电阻式传感器 1) 电阻式传感器的原理：将被测量转化为传感器电阻值的变化，并加上测量电路。 2) 主要的种类：电位器式、应变式、热电阻、热敏电阻 应变电阻式传感器 1) 应变：在外部作用力下发生形变的现象。 2) 应变电阻式传感器：利用电阻应变片将应变转化为电阻值的变化 a. 组成：弹性元件+电阻应变片 b. 主要测量对象：力、力矩、压力、加速度、重量。 c. 原理：作用力使弹性元件形变发生应变或位移应变敏感元件电阻值变化通过测 量电路变成电压等点的输出。 3) 电阻值：A L R ρ= (电阻率、长度、截面积)。 4) 应力与应变的关系：εσE =(被测试件的应力=被测试件的材料弹性模量*轴向应变) 5) 应力与力和受力面积的关系：（面积） （力） （应力）A F = σ 6) 应变片的种类：
种类金属电阻应变片（应变为主）半导体电阻应变片（压阻为主）灵敏度 优点散热好允许通过较大电流 电阻应变的温度补偿：电桥补偿 应注意的问题： a.R3=R4； b.R1与R2应有相同的温度系数、线膨胀系数、应变灵敏度、初值； c.补偿片的材料一样，个参数相同； d.工作环境一样； 测量电路：直流电桥、交流电桥 直流电桥交流电桥 平衡条件R1R4=R2R3 输出电压
典型应用 种类被测量 电阻式力传感器荷重或力 电阻式压力传感器流动介质 ~液体重量传感器容器内液体的重量 ~加速度传感器加速度 ~差压传感器气动测量 二、电感式传感器 1)电感式传感器的原理：将输入物理量的变化转化为线圈自感系数L或互感系数M的 变化。 2)种类：变磁阻式、变压器式、电涡流式。 3)主要测量物理量：位移、振动、压力、流量、比重。 变磁阻电感式传感器 1)原理：衔铁移动导致气隙变化导致电感量变化，从而得知位移量的大小方向。
Zigbee知识点
第一章Zigbee概述 1、Zigbee是一种新兴的短距离、低速率无线网络技术，主要用于近距离无线连接。 2、Zigbee的特点是功耗低、成本低、时延短、网络容量大、可靠安全。 3、常见的Zigbee芯片有CC243X系列、MC1322X系列和CC253X系列。 4、常见的Zigbee协议栈有非开源（msstatePAN）协议栈、开源（freakz）协议栈和半开源(Zstack)协议栈。 5、Zigbee软件开发平台包括IAR、Zigbee Sniffer、物理地址修改软件以及其它辅助软件。 6、Zigbee硬件开发平台采用Altium Designer进行设计。 7、简述Zigbee的定义。 答：Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通讯技术。主要用于距离短、功耗低且传输速率不高的各种电子设备之间，进行数据传输（包括典型的周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据）的应用。 （ Zigbee的基础是，但是仅处理低级的MAC（媒体接入控制协议）层和物理层协议，Zigbee 联盟对网络层协议和应用层进行了标准化。） 8、简述无线传感器网络与Zigbee之间的关系。 答：从协议标准来讲：目前大多数无线传感器网络的物理层和MAC层都采用协议标准。描述了低速率无线个人局域网的物理层和媒体接入控制协议（MAC层），属于工作组。而Zigbee 技术是基于标准的无线技术。 从应用上来讲：Zigbee适用于通信数据量不大，数据传输速率相对较低，成本较低的便携或移动设备。这些设备只需要很少的能量，以接力的方式通过无线电波将数据从一个传感器传到另外一个传感器，并能实现传感器之间的组网，实现无线传感器网络分布式、自组织和低功耗的特点。 9、Zigbee技术特点：低功耗、低成本、大容量、可靠、时延短、灵活的网络拓扑结构。 第二章Zigbee技术原理 1、Zigbee协议分为物理层、MAC层、网络层和应用层，其中物理层和MAC层由定义。 2、Zigbee有三种网络拓扑结构，分别是星型、树型和网状型。 3、物理层定义了物理无线信道和与MAC层之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管理服务。 4、MAC层提供MAC层数据服务和MAC层管理服务，并负责数据成帧。 5、网络层负责拓扑结构的建立和维护网络连接。 6、Zigbee的应用层由应用支持子层（APS）、Zigbee设备对象、Zigbee应用框架（AF）、Zigbee 设备模板和制造商定义的应用对象等组成。 7、简述MAC层帧的一般结构。 答：MAC帧，即MAC协议数据单元（MPDU），是由一系列字段按照特定的顺序排列而成的。设计目标是在保持低复杂度的前提下实现在噪声信道上的可靠数据传输。MAC层帧结构分为一般格式和特定格式。 一般格式：三部分，MAC帧头（MHR）、MAC有效载荷、MAC帧尾（MFR）。 特定格式：信标帧、数据帧、确认帧和命令帧。 （MAC帧头部分由帧控制字段和帧序号字段组成；MAC有效载荷由地址信息和特定帧的有效载荷组成，MAC有效载荷的有效长度与特定帧类型有关；MAC帧尾是校验序列FCS）。 8、简述Zigbee网络层的功能。
(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
传感器的主要知识点
绪论 一、传感器的定义、组成、分类、发展趋势 能够感受规定的被测量并按照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构成。 如果传感器信号经信号调理后，输出信号为规定的标准信号（0~10mA,4~20mA;0~2V,1~5V;…），通常称为变送器， 分类： 按照工作原理分，可分为：物理型、化学型与生物型三大类。物理型传感器又可分为物性型传感器和结构型传感器。 按照输入量信息： 按照应用范围： 传感器技术: 是关于传感器的研究、设计、试制、生产、检测和应用的综合技术. 发展趋势: 一是开展基础研究，探索新理论，发现新现象，开发传感器的新材料和新工艺；二是实现传感器的集成化、多功能化与智能化。 1．发现新现象； 2．发明新材料； 3．采用微细加工技术； 4．智能传感器； 5．多功能传感器； 6．仿生传感器。 二、信息技术的三大支柱 现在信息科学（技术）的三大支柱是信息的采集、传输与处理技术，即传感器技术、通
信技术和计算机技术。 课后习题 1、什么叫传感器，它由哪几部分组成？它们的作用与相互关系？ 传感器(transducer/sensor)：能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置（国标GB7665—2005）。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或响应被测量并输出与被测量成确定关系的其他量(一般为非电量)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可用输出信号(一般为电信号)部分。 信号调理电路(Transduction circuit) ：由于传感器输出电信号一般较微弱，而且存在非线性和各种误差，为了便于信号处理，需配以适当的信号调理电路，将传感器输出电信号转换成便于传输、处理、显示、记录和控制的有用信号。 第一章 传感器的一般特性 1. 传感器的基本特性 动态特性 静态特性 2. 衡量传感器静态特性的性能指标 （1） 测量范围、量程 （2） 线性度 %100max ??± =?S F L y δ 传感器静态特性曲线及其获得的方法 传感器的静态特性曲线是在静态标准条件下进行校准的。
最新无线传感网知识点
第一章无线传感网概述 1.无线传感器网络的概念：无线传感器网路是一种由多个无线传感器节点和几个汇聚节点构成的网络，能够实时的检测、感知和采集节点部署区域的环境或感兴趣的的感知对象的各种信息，并对这些信息进行处理后一无线的方式发送出去。 2.WSN的特点及优势 1）WSN与Ad hoc共有的特征：自组织；分布式；节点平等；安全性差 2）WSN特有的特征：计算能力不高；能量供应不可代替；节点变化性强；大规模网络 3.无线传感器网络架构： 1）协议：物理层，数据链路层，网络层，传输层，应用层 物理层：负责载波频率产生、信号的调制解调等工作，提供简单但健壮的信号调制和无线收发技术。 数据链路层：（1）媒体访问控制。（2）差错控制。 网络层：负责路由发现和维护，是无线传感器网络的重要因素。 传输层：负责将传感器网络的数据提供给外部网络，也就是负责网络中节点间和节点与外部网络之间的通信。 应用层：主要由一系列应用软件构成，主要负责监测任务。这一层主要解决三个问题：传感器管理协议、任务分配和数据广播管理协议，以及传感器查询和数据传播管理协议。 2）管理平台：（1）能量管理平台（2）移动管理平台（3）任务管理平台 （1）管理传感器节点如何使用资源，在各个协议层都需要考虑节省能量。 （2）检测传感器节点的移动，维护到汇聚节点的路由，使得传感器节点能够动态跟踪其邻居的位置。 （3）在一个给定的区域内平衡和调度检测任务。 4.无线传感器网络所面临的挑战：低能耗，实时性，低成本，安全和抗干扰，协作 第二章无线传感网物理层设计 1.WSN物理层频率的选择：一般选用工业，科学和医疗频段。ISM（医疗）频段的主要优点是无需注册的公用频段、具有大范围可选频段、没有特定标准、灵活使用。欧洲使用433MHZ，美国使用915MHZ频段 2.WSN结构采用的是无线射频通信 第三章数据链路层 1.MAC协议分类： 1）按节点的接入方式：侦听（间断侦听：DEANAdeng），唤醒（低功耗前导载波侦听MAC协议），调度（主要使用在广播中） 2）按信道占用数划分：单信道（主要采用），双信道，多信道 3）信道分配方式：竞争型（S-MAC，T-MAC,Sift），分配型（SMACS，TRAMA），混合型（ZMAC），跨层型 2.分配型MAC协议采用TDMA,CDMA,SDMA,FDMA等技术 3.数据链路层的关键问题：能量效率问题，可扩展性，公平性，信道共享，网络性能的优化 4.记忆竞争的S-MAC协议，具有以下特点： （1）周期性的侦听和睡眠 （2）使用虚拟载波侦听和物理载波侦听进行冲突避免 （3）自适应侦听 （4）将长消息分成子段进行消息传递 5.基于竞争的T-MAC协议：为了改进S-MAC协议不能根据网络负载调整自己的调度周期的缺点，T-MAC协议根据一种自适应占空比的原理，通过动态地调整侦听与睡眠时间的比值，从而实现节省能耗的目的。主要解决了早睡的问题 6.基于竞争的Sift协议：为了解决多个相邻节点都会发现同一事件并传输相关信息而导致空间竞争现象，它采用CSMA机制，竞争窗口的大小原本是设定好的，采用非均匀概率来决定是否发送数据，特点如下： （1）无线传感传感器网络中基于空间中的竞争 （2）基于时间的报告方式 （3）感知事件的节点密度的自适应调整 7.基于分配的SMAC协议：该协议假设每个节点都能够在多个载波频点上进行切换，将每个双向信道定义为两个时间段。SMAC协议是一种分布式协议，允许一个节点集发现邻居并进行信道分配。SMAC协议可避免全局时间同步，从而减少复杂性 8.基于分配的TRAMA协议：该协议采用了流量自适应的分布式选举算法，节点交换两跳内的邻居信息，传输分配时指明在时间顺序上哪些节点是目的节点，然后选择在每个时隙上的发送节点和接收节点，TRAMA将一个物理信道分成多个时隙，通过对这些时隙的复用为数据和
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
传感器与检测技术(知识点总结)
传感器与检测技术(知识点总结) 一、传感器的组成2：传感器一般由敏感元件，转换元件及基本转换电路三部分组成。①敏感元件是直接感受被测物理量，并以确定关系输出另一物理量的元件（如弹性敏感元件将力，力矩转换为位移或应变输出）。②转换元件是将敏感元件输出的非电量转换成电路参数（电阻，电感，电容）及电流或电压等电信号。③基本转换电路是将该电信号转换成便于传输，处理的电量。 二、传感器的分类 1、按被测量对象分类（1）内部信息传感器主要检测系统内部的位置，速度，力，力矩，温度以及异常变化。（2）外部信息传感器主要检测系统的外部环境状态，它有相对应的接触式（触觉传感器、滑动觉传感器、压觉传感器）和非接触式（视觉传感器、超声测距、激光测距）。 2、传感器按工作机理（1）物性型传感器是利用某种性质随被测参数的变化而变化的原理制成的（主要有：光电式传感器、压电式传感器）。（2）结构型传感器是利用物理学中场的定律和运动定律等构成的（主要有①电感式传感器；②电容式传感器； ③光栅式传感器）。 3、按被测物理量分类如位移传感器用于测量位移，温度传感器用于测量温度。
4、按工作原理分类主要是有利于传感器的设计和应用。 5、按传感器能量源分类（1）无源型：不需外加电源。而是将被测量的相关能量转换成电量输出（主要有：压电式、磁电感应式、热电式、光电式）又称能量转化型；（2）有原型：需要外加电源才能输出电量，又称能量控制型（主要有：电阻式、电容式、电感式、霍尔式）。 6、按输出信号的性质分类（1）开关型（二值型）：是“1”和“0”或开(ON)和关（OFF）；（2）模拟型：输出是与输入物理量变换相对应的连续变化的电量，其输入/输出可线性，也可非线性；（3）数字型：①计数型：又称脉冲数字型，它可以是任何一种脉冲发生器所发出的脉冲数与输入量成正比；②代码型（又称编码型）：输出的信号是数字代码，各码道的状态随输入量变化。其代码“1”为高电平，“0”为低电平。 三、传感器的特性及主要性能指标 1、传感器的特性主要是指输出与输入之间的关系，有静态特性和动态特性。 2、传感器的静态特性是当传感器的输入量为常量或随时间作缓慢变化时，传感器的输出与输入之间的关系，叫静态特性，简称静特性。表征传感器静态特性的指标有线性度，敏感度，重复性等。 3、传感器的动态特性是指传感器的输出量对于随时间变化的输入量的响应特性称为动态特性，简称动特性。传感器的动态特
传感器主要知识点
1.传感器 定义 传感器是一种以一定的精确度把被测量转化为与之有确定对应关系的、便于精确处理和应用的另一种量的测量装置或系统。 静态特性 指传感器在输入量的各个值处于稳定状态时的输出与输入的关系，即当输入量是常量或变化极慢时，输出和输入的关系。 动态特性 输入量随时间动态变化时，传感器的输出也随之变化的回应特性。 扩展 一阶环节 微分方程为 a1dt dy +a0y=b0x 令τ=a1／a0为时间常数，K=b0／a0为静态灵敏度 即（τs+1）y=Kx 频率特性y （j ω）／x （j ω）=K ／（j ωτ+1）.课后习题1-10 2.金属的电阻应变效应：导体或半导体在受到外力的作用下，会产生机械形变，从而导致其电阻值发生变化的现象。 应变式电阻传感器主要由电阻应变计、弹性元件和测量转换电路三部分构成；被测量作用在弹性元件上，弹性元件作为敏感元件，感知由外界物理量（力、压力、力矩等）产生相应的应变。 3.实际应用中对应变计进行温度补偿的原因，补偿方法及其优缺点 原因：由于环境温度所引起的附加的电阻变化与试件受应变所造成的电阻变化几乎在相同的数量级上，从而产生很大的测量误差。 补偿方法：A 自补偿法a 单丝自补偿法 优点是结构简单，制造使用方便，成本低，缺点是只适用于特定的试件材料，温度补偿范围也狭窄。b 组合式补偿法 优点是能达到较高精度的补偿，缺点是只适用于特定的试件材料。B 线路补偿法a 电桥补偿法 优点是结构简单，方便，可对各种试件材料在较大温度范围内进行补偿。缺点是在低温变化梯度较大的情况下会影响补偿效果。b 热敏电阻补偿法 补偿良好。C 串联二极管补偿法 可补偿应变计的温度误差。 4.变隙式电感传感器的结构、工作原理、输出特性及其差动变隙式传感器的优点 由线圈、铁芯和衔铁构成；在线圈中放入圆柱形衔铁当衔铁上下移动时，自感量将相应变化，构成了电感式传感器 输出函数为L=ω2μ0S0／2δ 其中μ0为空气的磁导率，S0为截面积，δ为气隙厚度。优点 可以减小气隙厚度带来的误差。 5.电感式传感器和差动变压器传感器的零点残余误差产生原因，如何消除 原因①两个电感线圈的等效参数不对称，使其输出的基波感应电动势的幅值和相位不同，调整磁芯位置时也不能达到幅值和相位同时相同； ②传感器的磁芯的磁化曲线是非线性的，所以在传感器线圈中产生高次谐波。而两个线圈的非线性不一致使高次波不能相互抵消。 措施 ⑴在设计和工艺上，要求做到磁路对称、线圈对称，磁芯材料要均匀，特性要一致；两个线圈要均匀，紧松一致。 ⑵采用拆圈的试验方法，调整两线圈的等效参数，使其尽量相同。 ⑶在电路上进行补偿。 6.改善单组式变极距型电容式传感器的非线性 传感器输出特性的非线性随相对位移△δ／δ0的增加而增加，为了保证线性度，应限制相对位移的大小。 一般采用差动式结构，使之在结构上对称，减小非线性误差。 电容式传感器工作原理：两平行极板组成的电容器，不考虑边缘效应，其电容C=εS ／δ式中ε 极板间介质的介电常数 S 极板的遮盖面积 δ 极板间的距离 当被测量的变化使式中的εδS 任一参量发生变化时，电容C 也随之变化。
无线传感器网络的基本知识点
I无线传感器网络概述 一、无线传感器网络的概念 无线传感器网络的3个基本要素为传感器、感知对象和观察者。 无线网络是传感器之间、传感器与观察者之间的通信方式，用于在传感器与观察者之间建立通信路径；协作地感知、采集、处理、发布感知信息是无线传感器网络的基本功能。 一组功能有限的传感器协作地完成大的感知任务是无线传感器网络的重要特点。 传感器主要由感知单元、传输单元、存储单元和电源组成，完成感知对象的信息采集、存储和简单的计算后，传输给观察者以提供环境的决策依据。 观察者是无线传感器网络的用户，是感知信息的接收和应用者。观察者可以是人，也可以是计算机或其它设备。 感知对象是观察者感兴趣的监测目标，也是无线传感器网络的感知对象。 一个无线传感器网络可以感知网络分布区域内的多个对象，一个对象也可以被多个无线传感器网络所感知。 二、无线传感器网络的特点 （1）硬件资源有限 （2）电源容量有限 （3）无中心
（4）自组织 （5）多跳路由 （6）动态拓扑 （7）节点数量众多，分布密集 三、无线传感器网络的学术界研究进展 1、网络技术（不太懂） 2、通信协议 无线传感器网络协议要有不同于传统Ad Hoc和因特网通信协议的原因如下： （1）传感器网络中的传感器节点数量远大于Ad Hoc网络中的节点数； （2）感知节点出现故障的频率要大于Ad Hoc网络； （3）感知节点要比因特网和Ad Hoc网络中的节点简单； （4）感知节点的能量有限； （5）因特网的数据报头对于传感器网络来说太长，例如，每个节点必须有一个永久的地址。 美国一些大学提出了有效的协议如下： 包括谈判类协议（如SPIN-PP协议、SPIN-EC协议、SPIN-BC协议、SPIN-RL协议）、定向发布类协议、能源敏感类协议、多路径类协议、传播路由类协议、介质存取控制类、基于Cluster的协议、以数据为
《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。
东南大学传感器技术复习要点
绪论 1传感器的基本概念：能感受规定的被测量，并按一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 2传感器构成法： 自源型、辅助能源型、外源型、相同敏感元件的补偿型、差动结构补偿型、不同敏感元件的补偿型、反馈型 3传感器按照传感机理分类：结构型，以敏感元件结构参数变化实现信号转换； 物性型，以敏感元件物性效应实现信号转换。 第一章传感器技术基础 1传感器的一般数学模型：静态模型、动态模型 2传感器的特性和指标 传感器的静态模型：线性度、回差（滞后）、重复性、灵敏度、分辨力、阀值、稳定性、漂移、静态误差； 传感器的动态模型：频率响应特性、阶跃响应特性、典型环节的动态响应、幅频特性、相频特性。 3改善传感器性能的技术途径： 结构、材料与参数的合理选择，差动技术，平均技术，稳定性处理，屏蔽、隔离与干扰控制，零示法、微差法与闭环技术，补偿、校正与“有源化”，集成化、智能化与信息融合。 4合理选择传感器的基本原则和方法： 依据测量对象和使用条件确定传感器类型、线性范围和量程、灵敏度、精度、频率响应特性、稳定性。 5传感器的标定和校准 静态标定：静态标定主要用于检测、测试传感器的静态特性指标，如：静态灵敏度、非线性、回差、重复性等； 动态标定：动态标定主要用于检测、测试传感器的动态特性指标，如：动态灵敏度、频率响应和固有频率等。 第二章电阻式传感器 1概念：通过电阻参数的变化来实现电测非电量的目的。 2电阻应变计的主要特性 静态特性：灵敏系数、横向效应及横向效应系数、机械滞后、蠕变和零漂、应变极限 动态特性：对正弦应变波、阶跃应变波的响应，疲劳寿命。 3温度效应及其补偿 热补偿原因：在实际应用应变计时，工作温度可能偏离室温，甚至超出常温范围，导致工作特性改变，影响输出。（这种单纯由温度变化引起应变计电阻变化的现象，叫应变计的温度效应。）在工作温度变化较大时，这种热输出干扰必须加以补偿。
物联网安全概论知识点
第一章 1.1物联网的安全特征： 1，感知网络的信息采集、传输与信息安全问题。 2，核心网络的传输与信息安全问题。3，物联网业务的安全问题。 1.2物联网从功能上说具备哪几个特征？ 1，全面感知能力，可以利用RFID、传感器、二维条形码等获取被控/被测物体的信息。 2，数据信息的可靠传递，可以通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确的传递出去。 3，可以智能处理，利用现代控制技术提供智能计算方法，对大量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。 4，可以根据各个行业，各种业务的具体特点形成各种单独的业务应用，或者整个行业及系统的建成应用解决方案。 1.3物联网结构应划分为几个层次？ 1，感知识别层 2，网络构建层 3，管理服务层4，综合应用层 1.4概要说明物联网安全的逻辑层次 物联网网络体系结构主要考虑3个逻辑层，即底层是用来采集的感知识别层，中间层数据传输的网络构建层，顶层则是包括管理服务层和综合应用层的应用中间层 1.5物联网面对的特殊安全为问题有哪些？ 1，物联网机器和感知识别层节点的本地安全问题。2，感知网络的传输与信息安全问题。3，核心网络的传输与信息安全问题。4，物联网业务的安全问题 信息安全：是指信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不易受到偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠的运行，信息服务不中断。 针对这些安全架构，需要发展相关的密码技术，包括访问控制、匿名签名、匿名认证、密文验证（包括同态加密）、门限密码、叛逆追踪、数字水印和指纹技术。 1.8 物联网的信息安全问题将不仅仅是技术问题，还会涉及许多非技术因素。下述几个方面的因素很难通过技术手段来实现： （1）教育：让用户意识到信息安全的重要性和如何正确使用物联网服务以减少机密信息的泄露机会； （2）管理：严谨的科学管理方法将使信息安全隐患降低到最小，特别应注意信息安全管理； （3）信息安全管理：找到信息系统安全方面最薄弱环节并进行加强，以提高系统的整体安全程度，包括资源管理、物理安全管理和人力安全管理； （4）口令管理：许多系统的安全隐患来自账户口令的管理； 物联网结构与层次 ①感知识别层：涉及各种类型的传感器、RFID标签、手持移动设备、GPS终端、视频摄像设备等；重点考虑数据隐私的保护； ②网络构建层：涉及互联网、无线传感器网络、近距离无线通信、3G/4G通信网络、网络中间件等；重点考虑网络传输安； ③管理服务层：涉及海量数据处理、非结构化数据管理、云计算、网络计算、高性能计算、语义网等；重点考虑信息安全； ④综合应用层：涉及数据挖掘、数据分析、数据融合、决策支持等。重点考虑应用系统安全； 4 管理服务层位于感知识别和网络构建层之上，综合应用层之下，人们通常把物联网应用