2013秋川大《无线传感器网络及应用》第一、二次作业答案..

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。

《无线传感器网络及应用》模拟题一参考答案一、填空题（每小空为1分，总分20分）1 移动Ad hoc网络无线传感器网络2 无线电波红外线光波3 物理位置符号位置4 处理器单元无线传输单元传感器单元电源管理单元5802.15.46传感器模块处理器模块无线通信模块7低速率低价格低功耗8已调信号调制信号二、选择题（多项选择，每题2分，总分20分）1 AD2 AC3 C4 BCD5 AC6 BCD7 D8 ADA9 D10 BDA三、概念题（每题5分总分20分）1简述无线传感器网络系统工作过程无线传感器网络(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2 CSMA/CACSMA/CA机制是指在信号传输之前，发射机先侦听介质中是否有同信道载波，若不存在，意味着信道空闲，将直接进入数据传输状态；若存在载波，则在随机退避一段时间后重新检测信道。

这种介质访问控制层的方案简化了实现自组织网络应用的过程。

3 ZigBee技术ZigBee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。

ZigBee无线设备工作在公共频段上(全球2.4GHz、美国915MHz、欧洲868MHz)，传输距离为10～75m，具体数值取决于射频环境和特定应用条件下的输出功耗。

ZigBee的通信速率在2.4GHz时为250kbps，在915MHz时为40kbps，在868MHz时为20kbps。

4跳数两个节点之间间隔的跳段总数，称为这两个节点间的跳数。

四、简答题（每题10分共20分）1 无线传感器网络信息安全需求内容包括哪些？①数据的机密性——保证网络内传输的信息不被非法窃听。

②数据鉴别——保证用户收到的信息来自己方节点而非入侵节点。

③数据的完整性——保证数据在传输过程中没有被恶意篡改。

④数据的实效性——保证数据在时效范围内被传输给用户。

1.121.221.32无线传感网技术与应用-平时作业21.单选题全球通用的ISM频段是（ ）您答对了896MHz 915MHz 2.4GHz 135kHz 答案解析：ISM频段在各国的规定并不统一。

如在美国有三个频段902～928 MHz，2400～2483.5 MHz和5725～5850 MHz，而在欧洲的ISM频段则有部分用于GSM 通信。

2.4 GHz频段（2400 MHz～2483.5 MHz）是全球共同的ISM频段。

（）是连通独立集的代表性算法，采用最大独立集构造连通支配集您答对了EECDS算法CDS-Rule-K算法ASCENT算法SPAN算法答案解析：EECDS（Energy Efficient Connected Dominating Set）是连通独立集的代表性算法，采用最大独立集构造连通支配集。

该算法分为两个阶段：第一阶段创建一个MIS;第二阶段选择连接节点使这独立集连通。

（）是实现传感器网络各种功能的基础和保障您答对了配置管理1.421.52故障管理安全管理性能管理答案解析：故障管理是实现传感器网络各种功能的基础和保障。

故障在传感器网络中十分常见，能量缺乏、连接中断、环境变化、QoS变化、数据处理、物理设备故障、初始配置错误、完整性违例、操作异常、无线干扰、时间异常等导致的故障随时都可能发生。

传感器网络必须有足够的容错能力和鲁棒性，经得起单个节点或网络部分节点发生突发事件的考验。

故障管理涉及故障检测、故障隔离和故障修复。

当传感器网络出现故障的时候，网络管理系统必须能够迅速定位故障发生的位置，分析故障产生的原因，并且尽快采取应对措施。

另外，故障与网络的安全紧密相关，一旦网络受到外来威胁，网络正常行为受到干扰，故障的产生通常比较频繁。

因此故障管理需要结合安全检测，协同处理。

瑞典皇家科学院2003年发布了世界上最小的嵌入式操作系统（）您答对了Windows Contiki Android TinyOS答案解析：瑞典皇家科学院2003年发布了世界上最小的嵌入式操作系统Contiki。

1-2、什么就是无线传感器网络?无线传感器网络就是大量的静止或移动的传感器以自组织与多跳的方式构成的无线网络。

目的就是协作地探测、处理与传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息,并报告给用户。

1-4、图示说明无线传感器网络的系统架构。

1-5、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就是什么?(1)传感模块(传感器、数模转换)、计算模块、通信模块、存储模块电源模块与嵌入式软件系统(2)传感模块负责探测目标的物理特征与现象,计算模块负责处理数据与系统管理,存储模块负责存放程序与数据,通信模块负责网络管理信息与探测数据两种信息的发送与接收。

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。

1-8、传感器网络的体系结构包括哪些部分?各部分的功能分别就是什么?(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、传输层与应用层组成。

(2)网络管理平台:主要就是对传感器结点自身的管理与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。

(3)应用支撑平台:建立在网络通信协议与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,通过应用服务接口与网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。

1-9、传感器网络的结构有哪些类型?分别说明各种网络结构的特征及优缺点。

(1)根据结点数目的多少,传感器网络的结构可以分为平面结构与分级结构。

如果网络的规模较小,一般采用平面结构;如果网络规模很大,则必须采用分级网络结构。

(2)平面结构:特征:平面结构的网络比较简单,所有结点的地位平等,所以又可以称为对等式结构。

优点:源结点与目的结点之间一般存在多条路径,网络负荷由这些路径共同承担。

一般情况下不存在瓶颈,网络比较健壮。

缺点:①影响网络数据的传输速率,甚至造成网络崩溃。

②整个系统宏观上会损耗巨大能量。

《无线传感器网络及应用》第一次作业答案一、单项选择题。

本大题共11个小题，每小题2.5 分，共27.5分。

在每小题给出的选项中，只有一项是符合题目要求的。

1.下面哪种协议不属于路由协议（ C ）。

A.地理位置路由协议B.能量感知路由协议C.基于跳数的路由协议D.可靠的路由协议2.ZigBee的通信速率在2.4GHz时为（ D ）。

A.40KbpsB.20KbpsC.256 KbpsD.250kbps3.传感器节点（ D ）范围以内的所有其它节点，称为该节点的邻居节点。

A.视线B.跳数C.网络D.通信半径4.TinyOS是一个开源的（ D ）操作系统，它是由加州大学的伯利克分校开发，主要应用于无线传感器网络方面。

A.桌面B.后台C.批处理D.嵌入式N技术使用了哪种介质（ A ）。

A.无线电波B.双绞线C.光波D.沙狼6.传感器节点消耗能量主要消耗在（ A ）上。

A.无线通信模块B.处理器模块C.传感器模块D.管理模块7.传感器最早起于二十世纪（ B ）年代。

A.60年代B.70年代C.80年代D.90年代8.定向扩散（Directed Diffusion，DD）路由协议是一种（ B ）机制。

A.能量感知路B.基于查询的路由C.地理位置路由D.可靠的路由9.传感器的灵敏度是有方向性的。

当被测量是单向量，而且对方向性要求较高时，应选择在其它方向上灵敏度（）的传感器；如果被测量是多维向量，则要求传感器的交叉灵敏度越（）越好。

AA.小；小B.小；大C.高；高D.高；底10.传感器的频率响应越（），则可测的信号频率范围就越（）。

CA.小；高B.大；宽C.高；宽D.大；高11.传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。

理论上在此范围内，灵敏度保持定值。

传感器的线性范围越（），则它的量程就越（），并且能保证一定的测量精度。

DA.小；宽B.小；高C.高；大D.宽；大二、多项选择题。

本大题共29个小题，每小题2.5 分，共72.5分。

无线传感器网络复习答案《---》>>>一些答案不是特别确切，可以精简甚至更改，仅供参考->>>14.将下面英文的含义写出，并解释其含义(1) 信标节点：指通过其它方式预先获得位置坐标的节点，有时也称作信标节点。

(2) 测距：指两个相互通信的节点通过测量方式来估计出彼此之间的距离或角度。

(3) 网络连接度-----所有节点的邻居数目的平均值，它反映了传感器配置的密集程度。

(4) 邻居节点：传感器节点通信半径范围以内的所有其它节点，称为该节点的邻居节点。

(5) 跳数：两个节点之间间隔的跳段总数，称为这两个节点间的跳数。

(6) 基础设施：协助传感器节点定位的已知自身位置的固定设备，如卫星、基站等。

(7) 到达时间：信号从一个节点传播到另一个节点所需要的时间，称为信号的到达时间。

(8) 接收信号强度指示(RSSI)：节点接收到无线信号的强度大小，称为接收信号的强度指示。

(9) 到达角度(Angle of Arrival, AoA)：节点接收到的信号相对于自身轴线的角度，称为信号相对接收节点的到达角度。

(10) 视线关系(Line of Sight, LoS)：如果传感器网络的两个节点之间没有障碍物，能够实现直接通信，则这两个节点间存在视线关系。

(11) 非视线关系：传感器网络的两个节点之间存在障碍物，影响了它们直接的无线通信。

(12)传感器的灵敏度------指传感器达到稳定工作状态时，输出变化量与引起变化的输入变化量之比。

(13)信标----无线网络传输协议中，无线数据的帧结构里面，开始是一个信标。

zigbee----Zigbee是基于标准，近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。

红外传感器-----它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器。

定位精度，空间实体位置信息与其真实位置之间的接近程度。

------------------------------------------------------------------------------------------------------ 1. 无线传感器网络的组成模块分为哪四大模块、传感模块存储模块、计算模块和电源模块。

《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)。

一、填空题（每空2分，共20分） 1．从无线联网的角度来看，传感器网络结点的体系由分层的网络通信协议、 、 三部分组成。

2．传感器一般由__________、敏感元件、__________组成。

3．传感器网络的无效能量主要来源于_________、串扰、_________和控制开销。

4．根据数据进行融合操作前后的信息含量，可以将数据融合分为 、两类。

5. 通常计算机网络的研究与设计方法包括 、实验方法和、 。

二、单项选择题（每题2分，共20分） 1．谣传路由协议属于（ ）。

A. 能量感知路由协议B. 基于查询的路由协议C. 地理位置路由协议D. 可靠的路由协议2．下列哪一种类型的帧不属于IEEE802.15.4网络定义的帧（ ）。

A. 信标帧B. MAC 命令帧C. 数据帧D. 超帧3．下列定位算法中，距离无关的定位算法有( )。

A.APIT 算法B. TOA 算法C. RSSI 算法D. AOA 定位算法5．IEEE802.11MAC 协议规定的三种帧间隔的关系为（ ）。

A. SIFS >PIFS> DIFS B. PIFS > DIFS >SIFS C. DIFS> SIFS > PIFSD. DIFS>PIFS>SIFS6．设计传感器网络的硬件结点，以下无需考虑的是( )。

A. 微型化 B. 阻抗匹配 C. 高速率D. 稳定性7．下列不属于IEEE802.15.4标准规定的物理层负责的任务为（ ）。

A. 信道能量检测B. 信道频率选择C. 数据的发送和接收D. 数据检测与压缩 8．下列不属于网络安全考虑的问题是( )。

A.机密性问题B.低能耗性问题C.完整性鉴别问题D.新鲜性问题。

9．下列不属于传感器网络数据融合的作用是( )。

A.提高信息的准确性和全面性 B. 提高系统的可靠性C.提高数据的实时性D. 降低信息的不确定性10．下列不属于传感器网络时间同步机制的主要性能参数为( )。

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。