第四章 传感器网络的支撑技术

1.无线传感网络集成开发平台MeshIDE是面向()中间件所开发的辅助中间件平台软件。

A.ImpalaB.DswareC.DFuseD.DisWare答案：D2.在设计点对点(AdHoc)模式的小型无线局域时，应选用的无线局域网设备是()A.无线网卡B.无线接入点C.无线网桥D.无线路由器答案：A3.()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。

A.WANB.AdhocC.ZiggbeeD.TinyOS答案：C4.一个基本服务集BSS中可以有()个接入点AP。

A.0或1B.1C.2D.任意多个答案：B5.传感器节点通信模块的工作模式有()、接收和空闲。

A.发送B.启动C.认证D.互联答案：A6.无线局域网采用直序扩频接入技术，使用户可以在()GHz的ISM频段上进行无线Internet连接。

A.2.0B.2.4C.2.5D.5.0答案：B7.无线传感器网络路由设计通过()提高生命周期。

A.降低节点能源消耗B.缩小节点的体积C.减小节点的数量D.拓补结构答案：A8.传感器节点的能耗主要集中在()模块。

A.连接B.电池C.通信D.传感答案：C9.与无线传感器网络的兴起无关的技术是()A.虚拟运营技术B.无线通信C.片上系统(SOC)D.低功耗嵌入式技术答案：A10.与传统网络相比，WSN路由协议设计原则之一是()A.能量优先B.安全优先C.收敛速度优先D.可靠性优先答案：A11.设计WSN中的MAC协议的主要目标，包括()A.节省能量B.可扩展性C.网络安全D.网络效率答案：ABD12.无线传感器网络的基本要素包括()A.传感器B.感知对象C.无线APD.观察者答案：ABD13.无线传感器网络的产业化障碍包括()A.大规模组网问题B.大规模组网问题实用化低功耗技术C.微型化加剧信号串扰D.可靠性提高资源需求答案：ABCD14.下面哪些属于传感器网络的支撑技术()A.定位技术B.节能管理C.时间同步D.数据融合答案：ACD15.无线传感器网络的组成模块分为()A.通信模块B.传感模块C.计算模块D.存储模块和电源模块答案：ABCD16.以下关于无线城域网WMAN的描述中正确的是()A.数据帧B.控制帧C.管理帧D.监视帧答案：ACD17.以下关于卫星网络的描述中，正确的是()A.通信距离远B.通信频带宽C.传输延迟小D.通信线路可靠答案：ABD18.下面哪些属于限制传感器网络的条件?()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答案：ABD19.下面哪些属于无线传感器网络的路由协议具有的特点?()A.能量优先B.基于局部拓扑信息C.以数据为中心D.预算相关答案：ABC20.以下关于物联网的描述中，正确的是()A.物联网以互联网为基础，无线网络为补充B.与WSN相比，物联网更强调对被感知物的管理C.物联网的核心网络结构为自组织网络D.物联网的两大特征为泛在化和智能化答案：ABD21.无线传感器网络路由设计的首要任务是：移动模式下高服务质量的提供。

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)。

(4) 网络规模大，分布广传感器网络中的节点分布密集，数量巨大。

无线传感器网络与RFID技术复习题一、填空题1、传感器网络的三个根本要素：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：时间同步、定位技术、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：zigbee、。

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、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、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)。

18、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。

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。

《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。

第四章无线传感器网络的支撑技术虽然传感器网络用户的使用目的千变万化，但是作为网络终端节点的功能归根结底就是传感、探测、感知，用来收集应用相关的数据信号。

为了实现用户的功能，除了要设计第3章介绍的通信与组网技术以外，还要实现保证网络用户功能的正常运行所需的其它基础性技术。

这些应用层的基础性技术是支撑传感器网络完成任务的关键，包括时间同步机制、定位技术、数据融合、能量管理和安全机制等。

4.1 时间同步机制4.1.1 时间同步的意义和特点1传感器网络时间同步的意义无线传感器网络的同步管理主要是指时间上的同步管理。

在分布式的无线传感器中，每个传感器节点都有自己的本地时钟。

不同的节点的晶体振荡器频率存在偏差，湿度和电磁波干扰等也会造成网络节点之间的运行时间的偏差。

时间同步机制是分布式系统基础框架的一个关键机制在分布式系统中时间同步涉及“物理时间”和“逻辑时在分布式系统中，时间同步涉及物理时间和逻辑时间”两个不同的概念。

分布式系统通常需要一个表示整个系统时间的全局时间。

全局时间根据需要可以是物理时间或逻辑时间。

无线传感器网络时间同步机制的意义和作用主要体现在如下两方面：首先，传感器节点通常需要彼此协作，去完成复杂的监测和感知任务。

其次传感络的些节能方案利时间步来实其次，传感器网络的一些节能方案是利用时间同步来实现的。

2．传感器网络时间同步协议的特点由于传感器望奎的节点的造价不能太高，节点的体积微小，不能安装除了本地振荡器和无线通信单元意外更多的用语同步的器件，因此，价格个体积成为了传感器网络时间同步的主要限制条件。

例如，网络时间协议(NTP)在因特网得到广泛使用，具有精度高、鲁棒性好和易扩展等优点。

但是它依赖的条件在传感器网络中难以满足，因而不能直接移植运行，主要是由于以下原因：(1)NTP协议应用在已有的有线网络中，它假定网络链路失效的概率很小，而传感器网络中无线链路通信质量受环境影响较大，甚至时常通信中断。