无线传感器网络复习题

复习题型：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内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。

3.P4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内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。

简答题1.简述无线传感器网络的应用。

【8.0分】答案要点：无线传感器网络的应用领域主要集中在以下几个方面：军事方面、环境、生态观测和智能农业、医疗护理、智能家居等等。

2.简述无线传感器网络网关的特点和功能。

【6.0分】答案要点：无线传感器网络网关具有以下特点：能耗方面：具有寿命长，高能效、低成本等特点。

数据处理方面：具有数据吞吐量大、计算能力、存储能力要求高的特点。

在通信距离方面：网关的传输范围比普通的无线传感器网络节点较远，以保证数据传输到外网的监控中心。

无线传感器网络网关在完成协议转换的同时，可以承担组建和管理无线传感器网络的诸多工作，具体功能如下：扫描并选定数据传输的物理信道，分配无线传感器网络内的网络，发送广播同步帧，初始化无线传感器网络设备。

配合无线传感器网络所采用的MAC算法和理由协议，协助节点完成与邻居节点连接的建立和路由的形成。

对接收数据进行协议转换。

对从各个节点接收到的数据的具体应用和需求以及当前的带宽，自适应的启动数据融合算法，降低数据冗余度。

处理来自监控中心的控制命令。

3.简述GPRS技术特点。

【6.0分】答案要点：GPRS有以下特点：高速数据传输：速度10倍于GSM，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：即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。

4.简述RFID工作原理。

【6.0分】答案要点：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。

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;15、IEEE 802.15.4中,根据设备具有的通信功能,可分为哪两类设备IEEE 802.15.4有哪两种通信模式16、IEEE 802.15.4在物理层提供几个通信频段每个频段有几个信道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之间如何建立安全通道25、简述WSN安全的广播认证协议μTESLA的基本思想;26、简述随机密钥预分配的基本原理和三个步骤;27、在下图中,用一些小黑点表示若干节点;每个节点有2个单位的通信范围;位置在0, 0的灰色节点如何用GPSR协议发送数据包给位于坐标9, 9的灰色节点指出需要经过的节点; 28．假设网络拓扑图如下图所示,圆圈表示每个节点的通信和干扰范围,也就是说,每个节点能够侦听到邻近的左右节点;不采用RTS/CTS方式a节点B正在向A发送数据,节点C想要与D通信;是否允许C与D进行通信例如,是否会发生碰撞Ｃ最终能否进行此次通信b节点Ｃ正在向B发送数据,节点E想要与D通信,是否允许E进行此次通信E能否进行此次通信c节点A正在向B发送数据,节点D正在向C发送数据,同时还可以允许哪些节点进行通信d节点A正在向B发送数据,节点E正在向F发送数据,同时还可以允许哪些节点进行通信29、传感器网络应用设计1、桥梁、建筑物的结构监测2、环境检测3、跟踪定位。

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。

"无线传感网络技术"复习资料一、选择题1、I/O端口的输出电压为〔 B 〕A. 3VB. 3.3VC. 5VD. 12V2、ZigBee网络中存在设备类型不包括〔 B 〕。

A. 协调器B. 无线网卡C. 终端设备D. 路由器3、实验板上LED1和LED2与CC2530的连接如以下图所示，LED1和LED2的负极端分别通过一个限流电阻连接到地〔低电平〕，它们的正极端分别连接到CC2530的( A )端口。

A. P1_0与P1_1B. P1_1与1_2C. P1_0与P1_2D. P1_1与P1_34、 basicRfCfg_t数据构造中的PanId成员是〔C〕。

A. 发送模块地址B. 接收模块地址C. 网络IDD. 通信信道5、引起中断的原因或是发出中断申请的来源叫做中断源。

CC2530共有〔 D 〕个中断源。

A.5B. 12C. 16D. 186、basicRfCfg_t数据构造中的channel成员是〔D〕。

A. 发送模块地址B. 接收模块地址C. 网络IDD. 通信信道7、在basicRf 无线发送数据时，"basicRfConfig.myAddr=SWITCH_ADDR;〞的作用是〔A〕。

A.配置本机地址B. 配置发送地址C. 配置发送数据D. 配置接收数据8、无线传感器网络的根本要素不包括〔C 〕。

A．传感器B．感知对象C．无线AP D．观察者9、二进制数 110011011 对应的十六进制数可表示为 ( C ).A. 192HB. C90HC. 19BHD. CA0H10、定时器1是一个〔〕定时器，可在时钟〔〕递增或者递减计数。

CA．8位，上升沿B．8位，上升沿或下降沿C．16位，上升沿或下降沿D．16位，下降沿11、basicRfCfg_t数据构造中的panId成员是〔C 〕。

A．发送模块地址B．接收模块地址C．网络ID D．通信信道12、十进制数 126 其对应的十六进制可表示为 ( D ).A. 8 FB. 8 EC. F ED. 7 E13、basicRfCfg_t数据构造中的channel成员是〔D 〕。

无线传感器复习题第一章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无线传感器网络(Wireless Sensor Network ，WSN)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 标准第二章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1.军事应用2.环境应用3.医疗应用4.家庭应用5.工业应用6.智慧城市第三章1.简述影响传感网设计的因素有哪些？A. 硬件限制、B.容错（可靠性）、C. 可扩展性、D. 生产成本、E. 传感网拓扑、F. 操作环境（应用）、G . 传输媒介、H. 能量消耗（生命周期）2.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。

3.无线传感器网络预部署策略应满足那些需要？（1）、减少安装成本（2）、消除任何预组织与预计划的成本（3）、增加组织的灵活性（4）、提升自组织与容错性能4.对于一个收发机而言，数据通信功耗简单模型有哪几部分构成？发射机输出的功率、收发机电子器件消耗的能量5.请写出发射机和接收机简化能量模型的功耗计算公式。

《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 5GHZ14、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 μs、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度，即78 μs 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 μs17、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。