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。
4、SMACS协议是一种（TDMA）和（FDMA）相结合的信道分配机制。
5、根据MAC使用信道数目可分为（基于单信道）、（基于双信道）
和（基于多信道）。
6、根据MAC协议分配信道的方式可以分为（竞争型）、（分配型）和（混合型）。
7、比较有代表性的竞争型MAC协议有（SMAC）（TMAC）和（PMAC）等。
8、在采用周期性调度的MAC协议中，如果一个节点在邻居节点准备向其发送数据时进入了睡眠状态，这种现象称为（早睡）。9、比较典型的分配型MAC协议有（SMACS）（TRAMA）和（DMAC）等.
10、TRAMA协议由三部分组成：（邻居协议(Neighbor Protocol，NP)）、（分配交换协议(Schedule Exchange Protocol，SEP)）和（自适应选举算法(Adaptive Election Algorithm，AEA)）。
10、ZMAC协议属于混合型MAC协议，采用（CSMA）机制作为基本方法，在竞争加剧时使用（TDMA）机制来解决信道冲突问题。
第四章：
1、无线传感器网络路由层根据不同的应用将路由协议分为五类：（以数据为中心的路由协议）（分层结构的路由协议）（地理位置信息的路由协议）（可靠的路由协议）和（按需路由协议）。
2、分层结构的路由协议可分为两种模式：（单层模式）和（多层模式）。
3、SPIN协议解决了泛洪协议和谣传协议的（内爆）和（重叠）现象。
4、在设计无线传感器网络中需要满足下列传感器网络路由协议的要求（能量高效）（可扩展性）（鲁棒性）（快速收敛性）（数据融合技术）和（流量分布）。
5、SPIN协议采用（三次）握手协议来实现数据的交互。
6、SPIN协议运行过程中使用三种报文数据：（ADV）、（REQ）和（DATA）。
7、DD算法是一种基于（数据相关）的路由算法，汇聚节点周期性地通过泛洪的方式广播一种称为（兴趣）的数据包
8、DD路由协议中引入了几个基本概念：（兴趣）、（梯度）和（路径加强）。整个过程可以分为（兴趣扩散）、（梯度建立）和（路径加强）三个阶段。
9、PEGASIS协议的实现过程可以分为两个阶段：（成链阶段）和（数据传输阶段）。
10、GPSR(Greedy Perimeter Stateless Routing)协议是一种直接使用地理位置信息建立路由路径的方法，GPSR协议算法中使用了（贪婪）策略。
11、GPSR协议中有两个主要核心问题：（最佳主机问题）和（边界转发策略问题）。
12、GAF(Geographical Adaptive Fidelity)协议是一种使用地理位置信息作为辅助的路由协议，GAF协议中需要解决三个问题：（等
价节点的确定）、（分布式协商算法）以及（对节点移动的自适应）。
13、在SPEED协议中，节点记录到邻居节点的通信延迟，用来表示网络局部的通信负载。通信延迟主要是指（发送延迟），而忽略（传输延迟）。
14、DSR协议由两部分组成，即（路由发现过程）和（路由维护过程）。
第五章：
1、无线传感器网络的时间同步方法可以将其分为三类：排序、相对同步和（绝对同步）;外同步和（内同步）;全网同步和（局部同步）。
2、典型的时间同步协议有（DMTS）、（RBS）和（TPSN）。
3、数据融合策略可以分为（应用层数据融合）（路由层数据融合）和（独立的数据融合）。
4、定位技术分为（节点自身定位）和（目标节点定位）。
5、RBS协议可以适用于（单跳）网络和（多跳）网络中。
6、无线传感器网络中数据融合的作用主要集中在（节省整个网络的能量）、（增强数据的准确性）和（提高收集数据的效率）三个方面。
7、目前较为流行的定位系统包括（GPS全球定位系统)、（伽利略系统）、（北斗系统）和LORAN系统等。
8、密码系统的两个基本要素是（密码体制）和（密钥管理）。
9、无线传感器网络密钥预分配模型根据分配方式可以分为（预安装模型）、（确定预分配模型）和（随机预分配模型）。
10、容错领域有三个基本概念：（失效）、（故障）、（差错）。
11、无线传感器网络中的故障可以分为三种：（部件故障）、（节点故障）和（网络故障）。
12、可以把传感器部件故障归纳为以下四种：（固定故障）（偏移故障）（倍数故障）和（方差下降故障）。
第六章：
1、按照OSI模型，Zigbee网络分为四层，从下向上分别为（物理层）（MAC层）（网络层）和（应用层）。
2、Zigbee网络中的设备按照各自作用的不同可以分为（协调器节点）、（路由器节点）和（终端节点）。
3、Zigbee网络支持三种拓扑结构：（星型）、（树型）和（网状型结构）。
4、Zigbee网络中协议栈的层与层之间通过（服务接入点(SAP)）进行通信。
5、Zigbee可以工作在（2.4GHz）、（868MHz）和（915MHz）三个频段上。
6、Zigbee的物理层在三个频段上分别划分了（1）个、（10）个和（16）个信道。
7、Zigbee的应用层由（应用支持子层（APS））、（Zigbee设备对象（ZDO））和（制造商定义的应用对象）组成。
8、常见的Zigbee的协议栈分为三种类型：（非开源）（半开源）和（开源）。
第七章：
1、根据标签的供电方式可以将RFID系统分为（有源）（无源）和（半有源）
2、根据标签的工作频率可以将RFID系统分为（低频）（高频）（超高频）和（微波）
3、RFID系统由（读写器）（标签）和（应用系统）组成
4、ISO/IEC制定的RFID标准可以分为（技术标准）、（数据标准）、（性能标准）和（应用标准）四类。
5、我国常用的两个非接触智能卡标准为（ISO14443）和（ISO15693）两种。
6、EPC Global体系架构分为（EPC物理对象交换标准）、（EPC基础设施标准）和（EPC数据交换标准）三部分。
7、RFID读写器由（射频接口）、（逻辑控制单元）和（天线）三部分组成。
8、根据射频识别系统作用距离的远近情况，射频标签天线与读写器天线之间的耦合可分为三类：（密耦合系统）（遥耦合系统）（远距离系统）。
第八章：
1、蜂窝移动通信是采用（蜂窝无线组网）方式，在（终端）和（网络设备）之间通过无线信道连接起来，进而实现用户在活动中可以互相通信。
2、GPRS是一种以（GSM）为基础的数据传输技术。
3、GPS属于第（2）代移动通信技术
4、常见的蜂窝移动通信系统按照功能的不同分为：（宏蜂窝）（微蜂窝）和（智能蜂窝）。
5、GSM业务按ISDN的原则可分为（电信业务）和（数据业务）。
6、GSM系统网络结构主要包括三个相关的子系统，它们是（基
（网络子系统(NSS)）和（操作支持子系统(OSS)）。站子系统(BSS)）、
7、GPRS的三大特点：（高速数据传输）（永远在线）和（按数据流量计费）。
8、第三代移动通信主要提出了三个标准：（WCDMA）（CDMA2000）和（TD-SCDMA）。
9、三网融合中的三网是指（电信网）（互联网）和（广电网）。第九章：
1、IEEE802.11定义了两种基本服务单元（Ad Hoc模式）和（固定模式）。
2、IEEE802.11标准规范逻辑结构包括了无线局域网的（物理层）和（媒体访问控制层（MAC））。
3、IEEE802.11标准定义的MAC层协调功能可选择（点协调）和（分布式协调）两种模式。
第十章：
1、网关根据应用领域的不同，分类也不同，一般可以分为（协议网关）（应用网关）和（安全网关）。
2、无线传感器网络网关属于（协议网关）的一种，可以转换不同的协议。
二、简答题
1、简述无线传感器网络的定义、目的与特点。
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。
其目的是协作地感知、采集和处理传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。
特点是：大规模网络、自组织网络、动态性网络、可靠的网络、应用相关网络和以数据为中心。
2、简述物理层的功能并画出物理层参考模型。
物理层的主要功能是在一条物理传输媒体上，实现数据链路实体之间透明地传输各种数据的比特流。它为链路层提供的服务
包括：物理层连接的建立、维持与释放，物理服务数据单元的传输，物理层管理，数据编码。
（或者
802.15.4标准的物理层所实现的功能包括数据的发送与接收、物理信道的能量检测、射频收发器的激活与关闭、空闲信道评估、链路质量指示和物理层属性参数的获取与设置。这些功能是通过物理层服务访问接口来实现的。）
参考模型
3、简述MAC层的功能并画出MAC层参考模型。
IEEE802.15.4标准定义MAC子层具有以下几项功能：
●采用CSMA/CA机制来访问信道。
●PAN(Personal Area Network，个域网)的建立和维护。
●支持PAN网络的关联(加入网络)和解除关联(退出网络)。
●协调器产生网络信标帧，普通设备根据信标帧与协调器同
步。
●处理和维护保证GTS(Guaranteed Time Slot，同步时隙)。
●在两个对等MAC实体间提供可靠链路。
参考模型
4、简述竞争型MAC协议和分配型MAC协议的优点，并分别列举竞争型与分配型有代表性的协议（每种类型不少于两个）。
竞争型MAC协议优点：
●可根据需要分配信道，所以这种协议能较好地满足节点数
量和网络负载的变化
●能较好地适应网络拓扑的变化
●不需要复杂的时间同步或控制调度算法
●比较有代表性的竞争型MAC协议有SMAC协议、TMAC
协议和PMAC协议
分配型MAC协议优点：
●无冲突
●无隐蔽终端问题
●易于休眠，适合于低功耗网络
●比较有代表性的SMACS、TRAMA、DMAC协议
5、简述无线传感器网络路由协议的功能和特点。
无线传感器网络路由协议从功能上来讲是将数据从源节点传输到目的节点的机制。无线传感器路由协议的主要设计目标是在满足应用需求的同时降低网络开销，取得资源利用的整体有效性，扩大网络容量，提高网络吞吐量。
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：
能量受限、基于局部拓扑信息。以数据为中心、应用相关
6、简述数据融合技术的定义和要点。
数据融合是将来自多个传感器和信息源的多份数据或信息进行相关的处理，去除冗余数据，组合出更有效、更符合用户需求的数据的过程。对于无线传感器网络的应用，数据融合技术主要用于处理同一类型传感器的数据。数据融合的定义有三个要点：
●数据融合是多信源、多层次的处理过程，每个层次代表信
息的不同抽象程度。
●数据融合过程包括数据检测、关联、估计与合并。
●数据融合的输出包括低层次上的状态身份估计和高层次
上的总战术态势评估。
7、无线传感器网络时间同步需要重点解决那些问题。
无线传感器网络时间同步需要重点解决以下三个方面的问题：
●如何设计时间同步协议，使得同步精度尽可能高，即同步
误差尽可能得小。
●如何设计满足应用需求的低功耗的时间同步协议，以尽可
能地延长网络的生命周期。
●如何设计可扩展性强的时间同步协议或算法，以适应不断
扩大的网络规模和由此带来的系统动态性的增强。
8、简述Zigbee的定义与特点。
Zigbee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低成本的双向无线通信技术，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。
其特点是：低功耗、低成本、大容量、可靠、时延短、灵活的网络拓扑结构。
9、简述RFID的工作原理。
RFID系统由读写器、标签和应用系统组成。其主要的工作原
理简单描述如下：
●由读写器通过发射天线发送特定频率的射频信号。
●当电子标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而获得
能量，电子标签被激活，使得电子标签将自身编码信息通
过内置的射频天线发送出去。
●读写器的接收天线接收到从标签发送来的调制信号，经天
线调节器传送到读写器信号处理模块，经解调和解码后将
有效信息送至后台主机系统进行相关的处理。
●读写器的应用系统根据逻辑运算识别该标签的身份，针对
不同的设定作出相应的处理和控制，最终发出指令信号控
制读写器完成相应的读写操作。
10、简述GPRS技术的特点。
高速数据传输：速度为GSM的10倍，还可以稳定地传送大容量的高质量音频与视频文件。
永远在线：由于建立新的连接几乎无需任何时间(即无需为每次数据的访问建立呼叫系统)，随时都可以与网络保持联系。
仅按数据流量计费：根据用户传输的数据量来计费，而不是按上网时间计费。只要不进行数据传输，一直在线也无需付费。
三、应用题
1、完整的GPSR协议结合使用贪婪算法和边界转发算法来实现数据向目的节点的传播。网络中以贪婪转发为主，当贪婪算法找不到下一跳节点时，在平面图中使用边界转发算法决定下一跳。请以下图为例，依据右手法则画出信息由源节点S到达目的节点D的路径。
2、假设汇聚节点要查询房间101～104中湿度值大于80%的最大值，低于80%的值将会被过滤掉，并且每个节点采集的数据包括房间号和湿度值。节点4（101，80%），节点8（104，78%）根据数据融合策略，请标出剩下所有节点传输给下一节点的数据。
3、在DSR协议的路由发现过程中，中间节点会对路由路径进行一些处理，包括中间节点收到来自同一个源节点，并且请求ID 相同的请求报文，中间节点将选择最优路径的报文而丢弃其它的请求报文。请根据DSR协议的路由发现过程，按照已有的标注方式补全下图所有的报文传播方向以及箭头上的路由信息，并写出由源节点A到目的节点D的最优路径。
最优路径：A—B—E—D
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。 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，但初始时两个节点没有任何的共享秘密，所以它们决定通过彼此都信任的基站来协助建立安全通道。假设A和B都与基站S存在共享密钥K AS和K BS，则A、B之间如何建立安
《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
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？
第一章概述 1、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，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。 2、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。3、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。这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。 （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。 第二章微型传感器的基本知识 1、传感器由哪些部分组成各部分的功能是什么 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。 2、集成传感器的特点是什么 体积小、重量轻、功能强、性能好。 3、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。 第三章传感器网络的通信与组网技术 1、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。 解调是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者(信宿)处理和理解的过程。（2）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。
WSN复习知识点 填空2分*10 名词解释2分*10 简答8分*4 综合13+15 一概述 无线传感器网络的标准定义：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。它的英文是Wireless Sensor Network，简称WSN。 1.低成本、低功能和对等通信，是短距离无线通信技术的三个重要特征和优势。 2.目前使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.11(Wi-Fi)和红外数据传输(IrDA)。同时更有一些具有发展潜力的近距无线技术标准，他们分别是：ZigBee、超宽频(Ultra Wide Band)、短距通信(NFC)、WiMedia、GPS、DECT、无线1394和专用无线系统等。 3. ZigBee系统采用的是直序扩频技术（DSSS)，使得原来较高的功率、较窄的频率变成较宽的低功率频率，以有效控制噪声，是一种抗干扰能力极强，保密性，可靠性都很高的通信方式。蓝牙系统采用的是跳频扩频技术（FHSS)，这些系统仅在部分时间才会发生使用频率冲突，其他时间则能在彼此相异无干扰的频道中运作。ZigBee系统是非跳频系统，所以蓝牙在多次通信中才可能有一次会和ZigBee的通信频率产生重叠，且将会迅速跳至另一个频率。 4. ZigBee技术特点主要包括： ①数据传输速率低。只有10kb/s~250kb/s,专注于低传输应用。 ②功耗低。在低耗电待机模式下，两节普通五号干电池可使用6个月至2年。这也是ZigBee的支持者所一直引以为豪的独特优势。 ③低成本。因为ZigBee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。 ④网络容量大。每个ZigBee网络最多可支持255个设备，也就是说每个ZigBee设备可以与另外254台设备相连接。 ⑤有效范围小。有效覆盖范围10~75m之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境。 ⑥工作频段灵活。使用的频段分别为2.4GHz、868MHz（欧洲）915MHz（美国），均为免执照频段。 5. 无线局域网（WLAN） 无线局域网（Wireless Local Area Networks，WLAN）就是在各工作站和设备之间，不再使用通信电缆，而采用无线的通信方式连接的局域网。一般来讲，凡是采用无线传输媒体的计算机局域网都可以称之为无线局域网。 无线局域网采用的传输媒体主要有两种——无线电波和红外线。根据调制方式的不同，无线电波方
无线传感器网络期末复 习题 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】
《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
《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 802.15.4 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)
SPIN协议包括发送的消息包括哪几种？(多选) 【正确答案: BCD】 A 查询消息 B 广告消息 C 数据消息 D 请求发送消息 CSMA/CA的工作流程有：(多选) 【正确答案: AC】 A 发送信息前，先监听媒体状态，如果空闲，再随机等待一段时间后再监听媒体，如果空闲才送出数据。 B 发送信息前，先监听媒体状态，如果空闲，直接送出数据。 C 发送实际数据之前，先利用RTS-CTS握手程序建立连接，避免冲突。 D 在发送数据时，边发边检测冲突，一旦发现有冲突，就停止发送，随机等待之后再发送数据 影响节点之间时间同步的误差因素有：(多选) 【正确答案: ABC】 A 各节点晶体振荡器间存在误差 B 节点密度大时，通信易造成延迟和出错，导致时间误差 C 同步协议执行时，信道出错，导致部分节点不能被同步，产生误差 D 不同信号的传播速度不同，导致时间误差
无线传感网络的网络层的功能是： 【正确答案: B】 A 主要负责数据流的传输控制 B 负责路由发现、路由维护和路由选择 C 负责数据成帧、帧检测、媒体访问和差错控制 D 负责信号的调制和数据的收发 在无线传感器网络中哪种路由协议是基于树状结构的协议？【正确答案: D】 A Flooding协议 B DD协议 C SPIN协议 D LEACH CSMA/CA是 【正确答案: B】 A 带碰撞检测的载波侦听多路访问协议 B 带冲突避免的载波侦听多路访问协议 C 带碰撞检测的载波侦听单路访问协议 D 带冲突避免的载波侦听单路访问协议
无线传感网络的物理层的功能是： 【正确答案: D】 A 主要负责数据流的传输控制 B 负责路由发现、路由维护和路由选择 C 负责数据成帧、帧检测、媒体访问和差错控制 D 负责信号的调制和数据的收发 以下哪个阶段不是定向扩散协议DD建立路由阶段？【正确答案: C】 A 兴趣扩散 B 梯度建立 C 簇头选举 D 强化路径 闲聊(Gossiping)协议对洪泛协议的改进，主要是通过【正确答案: B】方式进行路由。 A 信息协商 B 数据包随机转发 C 全部广播 D 发送查询请求
1.无线传感器网络的基本要素包括： 答：传感节点感知对象观察者 2.无线传感网络的特征是什么？ 答：1〕低功耗,微型化,高度集成,低价格的传感节点；2〕节点密集布设；3〕协作式网络；4〕自组织网络；5〕无线网络 3.无线传感器网络的主要优势： 答：1〕精度高；2〕灵活性强；3〕可靠性高；4〕经济性好 4.无线传感器网络从原理功能角度分类的技术包括： 答：传感器技术、无线通信与组网技术、分布式数据聚合/融合技术、数据管理技术、节点定位技术与时间同步技术。 5.无线传感器网络从工程实现角度分类的技术包括： 答：无线传感器节点硬件制造技术,嵌入式软件开发技术,节点供电技术和节点与网络的能量有效性设计技术。 6.无线传感器网络从网络运行与应用角度分类的技术包括哪些？ 答：1〕网络布设与休眠调度技术；2〕无线传感网络广域互联技术；3〕结合行业的无线传感器网络应用技术。 *7.无线信号功率耗损包括： 答：路径耗损,多径衰落耗损,阴影衰落。 *8.无线传感网络节点能耗包括： 答：数据采集模块、数据处理模块和无线通信模块的耗损 9.无线传感器固定目标网络的布设目标 答：无线传感器固定目标网络的布设又分为确定性布设和随机性布设,在确定性传感器节点布设中,最感兴趣的是如何用最少的传感器节点完全覆盖目标区域,随机布设所关心的是,在单位区域至少需要多少传感器节点才能达到一定的概率覆盖传感区域。 10.无线传感器网络的覆盖模型有几种？各是什么？ 答：无线传感器网络的覆盖模型有4种,布尔覆盖模型,一般覆盖模型,协作覆盖模型,概率覆盖模型。 11.确定性传感器节点布设的目标是什么？ 答：用最少的传感器节点尽量覆盖监控目标区域。 12.随机传感器节点布设的目标是什么？ 答：研究传感器节点密度问题,即决定在单位区域至少需要布设多少传感器节点,才能达到以一定的概率覆盖该区域。 13.最小的暴露路径：对于入侵者而言,目的是为了要选择一条被发现概率最小的路径 14.在无线传感器网络的MAC层,导致能量消耗的潜在因素有哪些？ 答：冲突,空闲监听,串听,控制开销 15.无线传感器网络节点的无线通信模块的状态分为： 答：发送状态,接收状态,空闲监听状态,休眠状态 16.简述传感器网络休眠机制的主要思想 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,避免空闲监听和串听导致节点不必要的能量消耗,以达到有效节能手段。 17.无线传感器网络MAC协议的休眠策略中主动唤醒采用什么办法？如何实现？ 答：在主动唤醒方式中,发送无线信号是发送节点能够采用的唯一唤醒方式,通常采用套收/发信机的方式,低功耗的收/发信机侦听信道专门等待唤醒信号,这种信号设计使接收方
无线传感器网络复习资料 第一章概述 1、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，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。 2、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。3、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。这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。 （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。 第二章微型传感器的基本知识 1、传感器由哪些部分组成？各部分的功能是什么？ 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
无线传感器 无线传感网复习 补充题： 1.无线传感器网络的定义和作用是什么？ 答：无线传感器网络（Wireless Sensor Network,WSN）就是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。 2.串口通信中用到的RS232串口，我们经常用到哪几个引脚？作用？ 引脚英文简写作用 1CD载波侦测。主要用于Modem通知计算机其处于在线状态，即Modem检测到拨号音，处于在线状态。 2RXD接收数据。此引脚用于接收外部设备送来的数据 3TXD发送数据。此引脚将计算机的数据发送给外部设备 4DTR数据终端准备。当此引脚高电平时，通知Modem可以进行数据传输，计算机已经准备好。 5GND信号地。 6DSR数据设备就绪。此引脚高电平时，通知计算机Modem已经准备好，可以进行数据通讯了。? 7RTS请求发送。此脚由计算机来控制，用以通知Modem马上传送数据至计算机；否则，Modem将收到的数据暂时放入缓冲区中。? 8CTS清除发送。此脚由Modem控制，用以通知计算机将欲传的数据送至Modem。 9RI振铃指示。Modem通知计算机有呼叫进来，是否接听呼叫由计算机决定 3.什么是智能传感器？有哪些实现方式？ 答：智能传感器（intelligent sensor）是具有信息处理功能的传感器。
目前智能传感器实现沿着3条途径： （1）非集成化实现 将传统的经典传感器、信号调理电路、带数字总线接口的微处理器组合为一整体而构成的一个智能传感器系统。 （2）集成化实现集成化实现智能传感系统的两个基础： a、大规模集成电路工艺技术 将由硅材料制作的敏感元件、信号调理电路、微处理单元集成在一块芯片上。b、现代传感器技术 1）现代传感器特征：以具有优良电性能、机械性能极好的硅材料为基础； 极高精度的加工技术。 2）集成/固态传感器特点：微型化、结构一体化、精度高、多功能、阵列式。 （3）混合式实现 根据不同的要求，将系统各个环节以不同的组合方式集成在两块或者三块芯片上，并装在一个外壳里，实现混合集成。 4.AODV路由的原理是什么？ 答：AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector Routing)是一种按需路由协议。当一个节点需要给网络中的其他节点传送信息时，如果没有到达目标节点的路由，则必须先以多播的形式发出RREQ(路由请求)报文。RREQ报文中记录着发起节点和目标节点的网络层地址，邻近节点收到RREQ，首先判断目标节点是否为自己。如果是，则向发起节点发送RREP(路由回应)；如果不是，则首先在路由表中查找是否有到达目标节点的路由，如果有，则向源节点单播RREP，否则继续转发RREQ进行查找。 5.说明ISM波段的含义，说明IEEE802.15.4协议所占的ISM协议波段以及各波段的信道数。 答：ISM(Industrial Scientific Medical)Band，是由ITU-R（ITU Radiocommunication Sector，国际通信联盟无线电通信局）定义的。ISM频段分为工业（902-928MHz），科学研究（2.42-2.4835GHz）
. 《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 802.15.4 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
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
1无线传感器网络的标准定义是这样的：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。它的英文是Wireless Sensor Network,简称WSN 。 2传感器节点的限制：1.电源能量有限2.通信能力有限3.计算和存储能力有限 3传感器组网的特点：1.自组织性2.以数据为中心3.应用相关性4.动态性 5.网络规模大 6.可靠性 4无线传感器网络的关键性能指标:1.网络的工作寿命2.网络覆盖范围 3.网络搭建成本和难 易程度4.网络响应时间 5无线传感器网络发展的三个阶段：1.第一阶段：传统的传感器系统 2.第二阶段：传感器网 络结点集成化3.第三阶段：多跳自组网 6网络结构无线传感器网络拓扑结构：平面网络结构2.分级网络结构3.混合网络结构 4. Mesh 网络结构 7无线传感器网络协议的分层结构：从无线联网的角度来看，传感器网络节点的体系由分层 的网络通信协议、网络管理平台和应用支撑平台三个部分组成｛如图3-2所示｝。 应用支撑平台 网络管理接u 物理层 rK I 、tti 吋间同步 定位 传输层 传输控制 网络层 路由 数据链路层 MAC 拓扑控制 服务质网络通倍协议 网络管理平台
阳：X2 Jt线代感凇网络蛸A的体东rtl成 8通常物理接口标准对物理接口的四个特性进行了描述，这四个特性的内容是指：（1）机械特性。（2）电气特性。（3）功能特性。（4）规程特性。 9.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。 （1）介质和频段选择 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。 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。10, Event-to-Sink 传输 无线传感网络传输层的Event-to-Sink可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。与常规End-to-End可靠度传输层协议不同，事件到中心节点可靠传输（ESRT, Event-to-Sink Reliable Transport｝协议以Event-to-Sink可靠度概念为基础，提供了不需要任何中介存储的可靠事件探测。ESRT是一种新的数据解决方案，其目的是在无线传感网络中用最少的能量花费完成可靠事件探测。其中包括拥塞控制部分，可实现可靠和节能的双重目标。同时，ESRT 不需要各个传感器的标识符，仅需要事件ID。 3-6川扣fim 衣小的代矽<线代感叫唞打,扑 il t il後办球PC相的址代 感作.6.的廿体4?!从|1| +1< It个糾 11 Sink-to-Sensors 传输 ■数据流在前向路径上携带了感知/探测到的相关事件特征,在返回路径上主要包括了Sink节点实现可操作性或特定应用而发送的数据。可能包括操作系统二进制码，编程 /重新分配设置文件，以及特定应用的队列与命令。这类数据的分发几乎需要100% 的 可靠传递。因此，Event-to-sink可靠传输方式不能满足数据流在返回路径上更高可 靠度的需要。可操作二进制码和特定应用的查询与命令的Sink-to-Sensors传输需要 更高的可靠度，这种要求包含了一定等级的重新传送和确认机制。为了不消耗稀缺 的节点资源，这些机制应慎重地结合到传输层中。另外，返回路径上的Sink-to-Sensors 数据传输主要由Sink节点发起,因此具有足够能量和通信资源的sink 节点可使用大 功率无线广播数据。这有助于减少多跳无线传感网络基础设施传送的数据量，从而 节省能量。 12无线传感器网络的支撑技术1）时间同步机制2）定位技术3）数据融合4）能量 管理S）容错技术6）数据管理7）服务质量保证13
第一章概述 1.无线传感器的概念：一种由大量的微型传感器节点组成的面向任务的无线自组织网络系统。 2.与传统的无线自组织网络（特征）类似：自组织性、分布式控制、拓扑动态性；区别：网络规模大、节点能力受限、节点可靠性差、以数据为中心、多对一传输模式、冗余度高、面向任务。 3.开发用的硬件平台——嵌入式个人计算机：PDA；专用传感器节点：Berkeley Motes（广泛）、UCLA Medusa、MIT uAMP；片上系统节点：Smart Dust、BWRC PicoNode 4.软件平台：TinyOS（最早）、nesC、TinyGALS、Mote等 5.设计目标：体积小、成本低、功耗低、自组织、可扩展、自适应、可靠、安全、（带宽）资源利用率高、服务质量高。 第二章体系结构 1.节点组成（4）：感知、处理、通信、电池模块
2.汇聚节点的作用：（1）向传感器节点发送查询消息或命令（2）作为联接外部网络的网关 3.多跳网络分为——平面结构：所有传感器节点地位相同、互为中继；分层结构：按簇组织，簇成员将数据发给簇头，簇头发给汇聚节点；好处：（1）降低通信能耗（2）平衡节点间的负载，并提高可拓展性（3）在簇头进行数据融合，减少数据发送量，提高能亮效率 4.协议栈——应用层：负责提供各种无线传感器网络应用，包括查询发送、节点定位、时间同步、网络安全；传输层：负责节点间端到端的可靠、透明传输，包括拥塞控制和差错控制；网络层：为传感器节点向汇聚节点发数据提供路由；数据链路层：数据量的复用、数据帧的创建与检测、媒体接入、差错校验，提供点到点或多点的可靠传输，其中主要的是媒体访问控制（MAC）和差错控制（前向纠错FEC、自动重传请求ARQ）；物理层：将数据链路层形成的数据流转换成适合在传输媒体上传送的信号，并进行收发。 5.设计准则：可扩展、可互通、抗毁、可靠、安全、能量高效性。
一、填空题 1、传感器网络的三个根本要素：传感器，感知对象，观察者。 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、网络平安、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给模块四局部组成。 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：定位技术、时间同步、数据融合、能量管理、平安机制。 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：。 11、ZigBee主要界定了网络、平安和应用框架层，通常它的网络层支持三种拓扑构造：星型(Star)构造、网状〔Mesh〕构造、簇树型〔Cluster Tree〕构造。 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、任意相邻区域使用无频率穿插的频道是，如：1、6、11频道。 15、无线传感器网络可以选择的频段有：868MHZ、915MHZ、2.4GHZ、5GHZ。 16、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。 17、IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层和MAC层的标准。 18、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)。 19、无线传感器网络的协议栈包括物理层、〔数据链路层〕、〔网络层〕、传输层和〔应用层〕，还包括能量管理、移动管理和任务管理等平台。 20、无线传感器节点处于〔发送状态〕、接收状态、侦听状态和〔睡眠状态〕时单位时间内消耗的能量是依次减少的。 21、IEEE 802.15.4标准将无线传感器网络的数据链路层分为两个子层，即〔逻辑链路子层LLC)和〔介质控制子层MAC〕。 21、Zigbee的最低两层即物理层和MAC层使用〔IEEE 802.15.4协议〕标准，而网络层和应用层由 Zigbee联盟制定。