无线传感器网络技术试题及答案

第 1 页 共 2 页铜 陵 学 院2017- 2018学年第二学期 《无线传感器网络》考试试卷B（适用班级：15物联网工程）参考答案与评分细则一、填空题(每空1分，共30分)1.传感器、感知对象、观察者2.传感器节点、汇聚节点、网关节点、管理基站3.传感器模块、中央处理器模块、无线通信模块、能量供应模块4.碰撞攻击、耗尽攻击、非公平竞争5.直接基站请求认证、路由基站请求认证、分布式本地请求认证、分布式远程请求认证6.历史查询、快照查询、连续查询7.速率恒定模型、漂移有界模型、漂移变化有界模型8.星型结构、网状结构、簇状结构9. 基于竞争的MAC 协议、基于固定分配的MAC 协议、基于按需分配的MAC 协议二、名词解释(每小题2分，共16分)1.层簇式密钥管理：将传感网节点划分为若干簇，由一个或者多个簇头节点协助基站节点共同管理整个传感器网络。

2.锚点：已知节点坐标或者位置信息的节点。

3.多跳：数据从一个节点跳到另一个节点，直到抵达目的地。

4.视角关系：两个节点之间没有障碍物间隔，能够直接通信。

5.栅栏覆盖：考察目标穿越网络时被检测或是没有被检测的情况，反映了无线传感器网络的传感、监控能力。

6.入侵检测：入侵检测是发现、分析、汇报未经授权或者毁坏网络活动的过程。

7.网外集中存储：将所有感知数据通过无线多跳完全传送到基站端进行存储。

8.定向扩散技术：定向扩散技术是指将兴趣消息送至网关节点，由网关节点通过兴趣查询任务，采用洪泛方式将兴趣扩散至整个网络或网络中的子区域。

三、简答题(每小题4分，共16分)1.简述LEACH 路由协议的基本思想。

答：(1)将节点组织成簇结构形式，每一个簇有一个簇头节点； (1分)(2)簇头节点收集簇内非簇头节点的数据，进行融合后传输到汇聚节点； (1分)(3)采用轮换的方式选取簇头节点。

(2分) 2.试描述无线传感器网络拓扑控制中的休眠机制及其目的。

答：(1)休眠机制：在没有事件发生时把通信模块设置为睡眠状态，而在有事件发生时自动醒来并唤醒邻居节点，形成数据转发的拓扑结构。

《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。

无线传感器网络期末考试及答案无线传感器网络期末考试一、多选1、以下哪些内容属于无线传感器网络(WSN)的特征：（A）网络无需定期维护（B）网络可实时数据处理（C）网络采用有源无线技术（D）网络有功耗要求A、B、C、D2、无线传感器网络的应用场景中，属于智能家居的是：（A）家庭结构物监测（B）地震舆情分析（C）太阳能系统监测（D）水文遥测A、C、D3、以下属于无线传感器网络通信协议的是：（A）IEEE802.15.4（B）Mqtt（C）HTTP（D）CoAPA、B、D4、以下属于无线传感器网络的传输技术的是：（A）蓝牙（B）Wi-Fi（C）短波（D）传感器网格A、B、D二、判断1、ZigBee 技术可实现的是低延迟的低功耗的实时信息传输正确2、无线传感器网络可通过采用多种不同通信协议实现与其它网络的混合通信正确三、简答1、请比较低功耗无线传感器网络中的基础微电子种类特性低功耗无线传感器网络中使用的基础微电子，种类包括嵌入式处理器、无线通信芯片、传感器、可编程判断及控制IC，它们有一些共同的特性：必须具备低功耗、小尺寸和低成本的特性，为无线传感器网络的部署和操作能够满足要求的电源、信号传输能力和智能处理能力。

2、请描述网络安全技术在无线传感器网络中的应用在无线传感器网络中，为了保证大量的传感器节点能够安全地传输数据，应用网络安全技术是十分重要的。

因此，网络安全技术在无线传感器网络中应用非常广泛，对于多种传感器类型的信息安全有着重要的意义。

有了网络安全技术，传感器网络的访问控制，安全认证，数据保密，数据完整性和日志记录等方面都可以得到有效保护，从而增强网络安全性，避免恶意攻击及实时回应潜在的安全威胁。

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》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。

第4章 无线传感器网络技术-习题解答4-1传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在哪些现实约束？答：传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在以下一些现实约束。

1.电源能量有限传感器节点体积微小，通常携带能量十分有限的电池。

由于传感器节点个数多、成本要求低廉、分布区域广，而且部署区域环境复杂，有些区域甚至人员不能到达，所以传感器节点通过更换电池的方式来补充能源是不现实的。

如何高效使用能量来最大化网络生命周期是传感器网络面临的首要挑战。

如何让网络通信更有效率，减少不必要的转发和接收，不需要通信时尽快进入睡眠状态，是传感器网络协议设计需要重点考虑的问题。

2.通信能力有限无线通信的能量消耗与通信距离的关系为：其中，参数n 满足关系2<n <4。

n 的取值与很多因素有关，例如传感器节点部署贴近地面时，障碍物多干扰大，n 的取值就大；天线质量对信号发射质量的影响也很大。

考虑诸多因素，通常取n 为3，即通信能耗与距离的三次方成正比。

随着通信距离的增加，能耗将急剧增加。

因此，在满足通信连通度的前提下应尽量减少单跳通信距离。

由于节点能量的变化，受高山、建筑物、障碍物等地势地貌以及风雨雷电等自然环境的影响，无线通信性能可能经常变化，频繁出现通信中断。

在这样的通信环境和节点有限通信能力的情况下，如何设计网络通信机制以满足传感器网络的通信需求是传感器网络面临的挑战之一。

3.计算和存储能力有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的挑战。

4-2举例说明无线传感器网络的应用领域。

答：传感器网络的应用前景非常广阔，能够广泛应用于军事、环境监测和预报、健康护理、智能家居、建筑物状态监控、复杂机械监控、城市交通、空间探索、大型车间和仓库管n E kd理，以及机场、大型工业园区的安全监测等领域。

《无线传感网技术》试卷及答案一、单选题（每个3分，共30分）1、无线传感器网络处于物联网层次中的（），可以看作是物联网感受器官的一种，其主要负责采集数据并传送至物联网的网络层。

A.传输层B.应用层C.感知层D.物理层2、传感器中能直接感受或响应被测量的部分为（）。

A、传感器 B. 敏感元件 C. 转换元件 D. 调理电路3、（）分为上层和下层两个子部分：上层由中心骨干节点组成；下层由一般传感器节点组成。

A.分级网络结构B.平面网络结构混合网络结构Mesh网络结构4、传感器通常由直接响应于被测量的敏感元件、产生可用信号输出的转换元件、以及相应的信号调节( )组成。

A.处理电路B.通信电路C.转换电路D.时钟电路5、无线传感器网络的定义为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（）。

A.终端节点B.汇聚节点C.传感器D.用户6、在信息科学领域，生物体“五官”的工程模拟物是（）。

A.计算机B.遥感技术C敏感元件 D.传感器7、蓝牙运行在（）GHz的非授权ISM频段，通信距离只有10m左右。

A.0.6B.1.2C.2.4D.4.88、一般情况下，无线传感器节点中最大的能耗模块是（）。

A.处理器模块B.无线通信模块C.存储模块D.传感器模块9、将力学量转换成电压、电流等电信号形式的传感器称为（）。

A.力敏传感器B.光电传感器C.智能传感器D.电阻传感器10、ZigBee网络设备（），只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。

A、网络协调器B、全功能设备（FFD）C、精简功能设备（RFD）D、交换机二、多选题（每个2分，共10分）11、无线传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在哪些方面的限制？（）A.电源能量有限B.通信能力有限C.计算能力有限D.存储能力有限12、无线传感器网络广泛应用于哪些领域？（）A.军事B.环境科学C.空间探索D.医疗卫生13、IEEE802.15.4协议是针对低速无线个域网制定的标准，把（），（），（）作为重点目标。

第 1 页 共 2 页铜 陵 学 院2017- 2018学年第二学期 《无线传感器网络》考试试卷B（适用班级：15物联网工程）参考答案与评分细则一、填空题(每空1分，共30分)1.传感器、感知对象、观察者2.传感器节点、汇聚节点、网关节点、管理基站3.传感器模块、中央处理器模块、无线通信模块、能量供应模块4.碰撞攻击、耗尽攻击、非公平竞争5.直接基站请求认证、路由基站请求认证、分布式本地请求认证、分布式远程请求认证6.历史查询、快照查询、连续查询7.速率恒定模型、漂移有界模型、漂移变化有界模型8.星型结构、网状结构、簇状结构9. 基于竞争的MAC 协议、基于固定分配的MAC 协议、基于按需分配的MAC 协议二、名词解释(每小题2分，共16分)1.层簇式密钥管理：将传感网节点划分为若干簇，由一个或者多个簇头节点协助基站节点共同管理整个传感器网络。

2.锚点：已知节点坐标或者位置信息的节点。

3.多跳：数据从一个节点跳到另一个节点，直到抵达目的地。

4.视角关系：两个节点之间没有障碍物间隔，能够直接通信。

5.栅栏覆盖：考察目标穿越网络时被检测或是没有被检测的情况，反映了无线传感器网络的传感、监控能力。

6.入侵检测：入侵检测是发现、分析、汇报未经授权或者毁坏网络活动的过程。

7.网外集中存储：将所有感知数据通过无线多跳完全传送到基站端进行存储。

8.定向扩散技术：定向扩散技术是指将兴趣消息送至网关节点，由网关节点通过兴趣查询任务，采用洪泛方式将兴趣扩散至整个网络或网络中的子区域。

三、简答题(每小题4分，共16分)1.简述LEACH 路由协议的基本思想。

答：(1)将节点组织成簇结构形式，每一个簇有一个簇头节点； (1分)(2)簇头节点收集簇内非簇头节点的数据，进行融合后传输到汇聚节点； (1分)(3)采用轮换的方式选取簇头节点。

(2分) 2.试描述无线传感器网络拓扑控制中的休眠机制及其目的。

答：(1)休眠机制：在没有事件发生时把通信模块设置为睡眠状态，而在有事件发生时自动醒来并唤醒邻居节点，形成数据转发的拓扑结构。

《⽆线传感器⽹络技术与应⽤开发》习题与答案第⼀章⼀、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。

4．1996年，美国UCLA⼤学的William J Kaiser教授向DARPA提交的“低能耗⽆线集成微型传感器”揭开了现代WSN⽹络的序幕。

5．2006年10⽉，在中国北京，中国计算机学会传感器⽹络专委会正式成⽴，标志着中国WSN技术研究开始进⼊⼀个新的历史阶段。

6．⽹络中间件完成⽆线传感器⽹络接⼊服务、⽹络⽣成服务、⽹络⾃愈合服务、⽹络连通等。

7．⽆线传感器⽹络的核⼼关键技术主要包括：组⽹模式、拓扑控制、媒体访问控制和链路控制、路由、数据转发及跨层设计、QoS保障和可靠性设计、移动控制模型。

8．⽆线传感器⽹络的关键⽀撑技术主要包括：⽹络拓扑控制、⽹络协议、时间同步、定信技术、数据融合及管理、⽹络安全、应⽤层技术等。

9．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。

10．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、简答题1．请简述⽆线传感器⽹络的定义。

答：⽆线传感器⽹络可以定义为：⽆线传感器⽹络就是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⾃组织⽹络的⽹络系统，其⽬的是协作感知、采集和处理⽹络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。

2．⽆线传感器⽹络具有哪些特点？答：⽆线传感器⽹络具有许多其鲜明的特点：(1) 电源能量有限传感器节点体积微⼩，通常携带能量⼗分有限的电池。

(2) 通信能量有限传感器⽹络的通信带宽窄⽽且经常变化，通信覆盖范围只有⼏⼗到⼏百⽶。

(3) 传感器接点的能量、计算能⼒和存储能⼒有限(能量、计算存储低、关键在有效简单的路由协议)。