物联网工程概论习题及思考题答案

物联网概论答案一、选择题1. 〝聪慧地球〞是由_____B______公司提出的，并得到奥巴马总统的支持。

A) IntelB) IBMC) TID) Google2. RFID 属于物联网的_____D______层。

A) 应用B) 网络C) 业务D) 感知3. 物联网有四个关键性的技术，_____B______能够接收物品〝讲话〞的内容？A) 电子标签技术B) 传感技术C) 智能技术D) 纳米技术4. 以下哪项不属于在物联网存在的问题_____A______。

A) 制造技术B) IP 地址问题C) 终端问题D) 安全问题二、填空题1. 物联网的理念是基于__互联网___、___射频识别技术(RFID)__、____电子代码(EPC)_，在运算机互联网的基础上，利用___射频识别技术__、___无线数据通信技术_等，构造一个实现全球物品信息实时共享的实物互联网，即物联网。

2. 中国的第一个提出建设物联网都市是___无锡_。

3. 物联网包含体系结构有三层，分别是__感知层_、___网络层_和___应用层___。

基于应用服务设想，物联网能够分为感知、传输、支撑、应用四大部分，其中感知和传输属于硬件系统中的___感知层__和____网络层__，感知层和网络层，支撑和应用属于软件系统中的___应用__应用层。

4. 物联网的显著特点是__技术高度集成_、____学科复杂交叉_和___综合应用广泛__。

5. 物联网，较直截了当地说，确实是把世界所有的物体连接起来形成的网络，其关键技术有____ RFID_、___传感技术_、___无线网络技术__和___人工智能技术__，其核心是___智能技术__，能让物品〝开口说话〞的是__RFID__。

简述物联网的定义，分析物联网的〝物〞的条件。

答：物联网是通过射频识别〔RFID〕、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和治理的一种网络。

1、中国对物联网是怎样定义的？答：我国信息技术标准化技术委员会所属传感器网络标准工作组的2009年9月的工作文件.对传感器网络的定义是：传感器网络(Sensor Network)以对物理世界的数据采集和信息处理为主要任务.以网络为信息传递载体.实现物与物、物与人、人与物之间信息交互.提供信息服务的智能网络信息系统。

我国工信部和江苏省联合向国务院上报的《关于支持无锡建设国家传感网创新示范区(国家传感信息中心)情况的报告》中传感网的定义是：传感网(Sensing Network).是以感知为目的.实现人与人、人与物、物与物全面互联的网络。

其突出特征是通过传感器等方式获取物理世界的各种信息.结合互联网、移动通信网等网络进行信息的传送与交互.采用智能计算技术对信息进行分析处理.从而提升对物质世界的感知能力.实现智能化的决策和控制。

2、说明物联网、传感网与泛在网之间的关系。

答：传感网是物联网的组成部分.物联网是互联网的延伸.泛在网是物联网发展的愿景。

传感器网络、物联网和泛在网之间的关系如图所示。

3、说明物联网的体系架构及各层次的功能。

答：物联网通常被公认为有3个层次.从下到上依次是感知层、网络层和应用层。

物联网的感知层主要完成信息的采集、转换和收集；网络层主要完成信息传递和处理；应用层主要完成数据的管理和数据的处理.并将这些数据与各行业应用的结合。

4、说明物联网的技术体系架构及各层次的关键技术。

答：物联网的技术体系框架包括感知层技术、网络层技术、应用层技术和公共技术。

感知层是物联网发展和应用的基础.包括传感器等数据采集设备.是数据接入到网关前的传感器网络RFID技术、传感控制技术、短距离无线通讯技术是感知层涉及的主要技术。

物联网的网络层一般建立在现有的移动通讯网或互联网的基础之上。

实现更加广泛的互联功能。

关键技术：包含了现有的通信技术.如移动通信技术、有线宽带技术、公共交换电话网（PSTN）技术、Wi-Fi通信技术等.也包含了终端技术.如实现传感网与通信网结合的网桥设备、为各种行业终端提供通信能力的通信模块等。

物联网工程导论的习题答案
物联网工程导论习题答案解析
1. 什么是物联网？
物联网是指通过互联网技术将各种物理设备、传感器、机器等连接起来，实现
信息的互联互通，从而实现智能化管理和控制的一种新型网络。

物联网的发展
将会极大地改变人们的生活和工作方式，带来巨大的社会和经济效益。

2. 物联网的发展趋势有哪些？
物联网的发展趋势包括技术趋势、应用趋势和市场趋势。

技术趋势包括无线通
信技术的发展、传感器技术的进步、云计算和大数据技术的应用等。

应用趋势
包括智能家居、智能城市、智能医疗等领域的发展。

市场趋势包括物联网产业
的快速增长和物联网产品的日益丰富。

3. 物联网的应用领域有哪些？
物联网的应用领域非常广泛，包括智能家居、智能交通、智能医疗、智能制造、智能农业等。

在这些领域中，物联网技术可以帮助人们实现智能化管理和控制，提高生产效率，改善生活质量，促进可持续发展。

4. 物联网的安全和隐私问题如何解决？
物联网的安全和隐私问题是物联网发展过程中需要重点关注的问题。

为了解决
这些问题，需要采取一系列的技术和管理措施，包括加强设备和网络的安全防护、加强数据的加密和隐私保护、建立健全的法律法规和标准规范等。

5. 物联网的未来发展前景如何？
物联网的未来发展前景非常广阔。

随着技术的不断进步和应用场景的不断拓展，物联网将会在各个领域发挥越来越重要的作用，为人们的生活和工作带来更多
的便利和效益。

同时，物联网产业也将会成为一个巨大的市场，吸引更多的企业和投资者参与其中。

物联网概论期末考试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1. 物联网的英文缩写是什么？A. IoTB. ITC. AID. VR答案：A2. 物联网的核心概念是什么？A. 云计算B. 人工智能C. 传感器网络D. 移动通信答案：C3. 以下哪项不是物联网的关键技术？A. RFID技术B. 无线传感器网络C. 区块链技术D. 嵌入式系统答案：C4. 物联网的三层架构不包括以下哪一层？A. 感知层B. 网络层C. 应用层D. 传输层答案：D5. 物联网中的“物”指的是什么？A. 网络设备B. 传感器C. 智能设备D. 所有选项都是答案：D...（此处省略其余选择题以保持简洁）二、多项选择题（每题3分，共15分）1. 物联网的应用领域包括以下哪些？A. 智能家居B. 智能交通C. 智能医疗D. 智能农业答案：ABCD2. 以下哪些是物联网中常见的通信协议？A. HTTPB. MQTTC. CoAPD. FTP答案：BC3. 物联网中的数据安全面临的挑战包括哪些？A. 数据隐私B. 数据加密C. 数据完整性D. 数据访问控制答案：ACD...（此处省略其余多项选择题以保持简洁）三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述物联网的工作原理。

答案：物联网的工作原理主要涉及三个层面：感知层、网络层和应用层。

感知层通过传感器、RFID等设备收集物理世界的信息；网络层负责将感知层收集到的数据传输到数据处理中心；应用层则是基于这些数据为用户提供具体的服务和应用。

2. 物联网与传统互联网相比有哪些优势？答案：物联网相比传统互联网，具有以下优势：实时性更强，能够实现实时监控和控制；智能化程度更高，能够自动处理和分析数据；连接性更广，能够连接各种设备和系统；服务更加个性化，能够根据用户需求提供定制化服务。

四、论述题（每题15分，共30分）1. 论述物联网在智能家居领域的应用及其带来的变革。

答案：物联网在智能家居领域的应用主要体现在家庭自动化、能源管理、安全监控等方面。

《物联网工程概论》复习一、选择题1、MEMS是指（A）A. 微机电技术B. 电子标签技术C. 传感器技术D. 自动识别技术2、RFID技术是基于（B）A. 雷达原理B. 电磁感应原理C. IC卡原理D. 其它3、中国使用的Zigbee频率为（D）。

A. 13.56MHzB. 868MHzC. 900MHzD. 2.4GHz4. 蓝牙（Bluetooth）无线通信技术采用（C）A. CDMAB. CSMAC. TDMAD. FDMA5、传感器通常由（B ）、转换元件、信号调节与转换电路构成。

A. 测量元件B. 敏感元件C. 感知元件D. 探头6、EPC是指（C ）A. 电子产品编码B. 工程计划代码C. 产品电子代码D. 高档PC机7. ZigBee具有三级安全模式，其数据加密标准是（C）A. AES 64B. DES 64C. AES 128D. DES 1288. 常见的无线路由器采用（A）技术。

A. WiFiB. APC. UWBD. ZigBee9. 热电偶是用于测量（C ）的传感器。

A. 热量B. 电量C. 温度D. 电流10. 单片机与各种外围设备（Flash、RAM、网络控制器、A/D、传感器、MCU 等）进行直接串行通信通常采用（D）接口。

A. RS232CB. RS485C. COMD. SPI12、MEMS技术是一种（A）A. 传感器制造技术B. 存储器技术C. 短矩通信技术D. 人机界面技术13. 具有我国自主知识产权的3G移动通信网络标准是（C）A. WCDMAB. CDMA2000C. TD-SCDMAD. LTE14、EPCglobal是指（B）A. 电子产品编码B. 国际物品编码组织C. 产品电子代码D. PC全球在线15. 国际通信联盟保留的公共免费无线电频段是指（A ）。

A. ISM频段B. VHF频段C. UHF频段D.VLF频段16. （D ）不是无线单片机。

物联网概论课后题答案
一、原题
1. 物联网是什么？
答：物联网（Internet of Things，IoT）是一种新兴的技术，
它将物理世界和虚拟世界连接起来，使物理世界中的物体可以通
过网络进行交互。

物联网的核心是物联网设备，它可以收集、处
理和传输数据，以实现物理世界和虚拟世界之间的交互。

2. 物联网的应用领域有哪些？
答：物联网的应用领域包括智能家居、智能交通、智能医疗、智能制造、智能农业、智能能源管理、智能安防、智能物流等。

3. 物联网的发展趋势是什么？
答：物联网的发展趋势包括：（1）智能化：物联网设备将更
加智能化，可以自动识别、定位、跟踪和控制物体；（2）网络覆盖：物联网将覆盖更多的地区，更多的物联网设备将被部署；（3）数据分析：物联网设备将收集更多的数据，并进行更深入的分析；（4）安全性：物联网设备将更加安全，可以防止黑客入侵；（5）云计算：物联网设备将更加依赖云计算，以实现更高效的数据处
理和分析。

4. 物联网的发展对社会有何影响？
答：物联网的发展将对社会产生重大影响，它可以改善人们的生活质量，提高社会效率，改善环境，提高安全性，改善公共服务，提高经济效率，改善社会结构，改善社会关系等。

物联网概论知识考核试题题库与答案一、单项选择题（每题2分，共20题，计40分）1. 物联网的定义是物物相连的互联网，以下哪项不是物联网的基本特征？A. 全面感知B. 可靠传输C. 智能处理D. 高速度2. 以下哪个不是物联网的四大核心技术？A. 传感器技术B. 嵌入式系统技术C. 云计算技术D. 人工智能技术3. 在物联网中，哪个层次负责将感知层获取的数据进行处理和分析？A. 网络层B. 平台层C. 应用层D. 传输层4. 以下哪种协议不属于物联网的通信协议？A. HTTPB. MQTTC. COAPD. AMQP5. 以下哪个不是物联网的应用领域？A. 智能家居B. 智能医疗C. 智能交通D. 智能手表6. 物联网的发展阶段包括以下哪些？A. 感知阶段B. 传输阶段C. 处理阶段D. 应用阶段7. 以下哪种技术不属于物联网的关键技术？A. 传感器技术B. 芯片技术C. 网络技术D. 生物识别技术8. 物联网的安全问题主要包括以下哪些方面？A. 设备安全B. 数据安全C. 网络安全D. 应用安全9. 以下哪种不是物联网的优点？A. 智能化B. 自动化C. 高效性D. 不可靠性10. 物联网的体系结构分为哪几个层次？A. 感知层、网络层、应用层B. 设备层、网络层、平台层、应用层C. 传输层、网络层、应用层D. 感知层、传输层、平台层、应用层11. 以下哪种技术不属于物联网的感知层技术？A. 传感器技术B. 识别技术C. 编码技术D. 定位技术12. 物联网的哪个层次负责将感知层获取的数据进行汇聚和处理？A. 网络层B. 平台层C. 应用层D. 传输层13. 以下哪种协议不属于物联网的传输层协议？A. TCP/IPB. MQTTC. COAPD. HTTP14. 物联网的应用领域主要包括以下哪些？A. 智能家居B. 智能医疗C. 智能交通D. 工业自动化15. 物联网的哪个层次负责提供数据存储和计算服务？A. 网络层B. 平台层C. 应用层D. 传输层16. 以下哪种技术不属于物联网的网络技术？A. 无线传感网技术B. 移动通信技术C. 网络协议技术D. 卫星定位技术17. 物联网的哪个层次负责将处理后的数据传输到应用层？A. 网络层B. 平台层C. 应用层D. 传输层18. 以下哪种不是物联网的关键技术？A. 传感器技术B. 嵌入式系统技术C. 大数据技术D. 生物识别技术19. 物联网的哪个层次负责提供应用程序和应用服务？A. 网络层B. 平台层C. 应用层D. 传输层20. 以下哪种不是物联网的应用领域？A. 智能家居B. 智能医疗C. 智能交通D. 虚拟现实二、多项选择题（每题3分，共20题，计60分）1. 物联网的基本特征包括以下哪些？A. 全面感知B. 可靠传输C. 智能处理D. 高速度2. 物联网的四大核心技术包括以下哪些？A. 传感器技术B. 嵌入式系统技术C. 云计算技术D. 人工智能技术3. 物联网的体系结构分为以下哪些层次？A. 感知层B. 网络层C. 应用层D. 传输层4. 物联网的感知层技术包括以下哪些？A. 传感器技术B. 识别技术C. 编码技术D. 定位技术5. 物联网的传输层协议包括以下哪些？A. TCP/IPB. MQTTC. COAPD. HTTP6. 物联网的应用领域主要包括以下哪些？A. 智能家居B. 智能医疗C. 智能交通D. 工业自动化7. 物联网的网络层技术包括以下哪些？A. 无线传感网技术B. 移动通信技术C. 网络协议技术D. 卫星定位技术8. 物联网的平台层负责以下哪些任务？A. 数据汇聚和处理B. 数据存储和计算C. 提供应用程序和应用服务D. 设备管理和维护9. 物联网的安全问题主要包括以下哪些方面？A. 设备安全B. 数据安全C. 网络安全D. 应用安全10. 物联网的优点包括以下哪些？A. 智能化B. 自动化C. 高效性D. 可靠性11. 物联网的缺点包括以下哪些？A. 成本高B. 技术复杂C. 隐私泄露D. 互联互通困难12. 物联网在智能家居领域的应用包括以下哪些？A. 智能照明B. 智能安防C. 智能音响D. 智能空调13. 物联网在智能医疗领域的应用包括以下哪些？A. 远程医疗B. 智能护理C. 健康管理D. 药物配送14. 物联网在智能交通领域的应用包括以下哪些？A. 智能导航B. 智能停车C. 智能交通管理系统D. 无人驾驶汽车15. 物联网在工业自动化领域的应用包括以下哪些？A. 设备监控B. 生产调度C. 故障预测D. 供应链管理三、判断题（每题3分，共10题，计30分）1. 物联网的定义是物物相连的互联网，这个说法是正确的。

物联网工程导论课后习题答案1. 什么是物联网工程？物联网工程是指将各种传感器、通信技术、网络技术、云计算技术等相结合，实现多种设备、物品之间的互联互通，使其能够自动感知、收集、传输和处理数据的一门工程领域。

2. 物联网工程的主要技术特点有哪些？物联网工程的主要技术特点包括：感知技术、通信技术、云计算技术和大数据分析技术。

2.1 感知技术：通过各种传感器实现对物体的感知和采集，将物理、化学、生物等各种现象转化为电信号。

2.2 通信技术：利用无线通信技术和因特网等传输手段，实现物体之间的数据传输和通信，包括射频识别技术、蓝牙技术、WiFi技术等。

2.3 云计算技术：通过云计算技术，将物联网中海量的设备数据进行存储、处理和分析，提供各种计算和服务功能。

2.4 大数据分析技术：通过对物联网中的大数据进行分析和挖掘，提取有价值的信息，为人们提供更加智能化的决策和服务。

3. 物联网工程在哪些领域应用广泛？物联网工程在很多领域都有广泛的应用，主要包括智能家居、智慧城市、智能交通、智能医疗、智能制造等。

3.1 智能家居：通过物联网技术，实现家居设备的智能化控制和管理，如智能灯光、智能家电、智能安防等。

3.2 智慧城市：利用物联网技术实现城市基础设施的智能化，包括智能交通、智能能源、智能环境监测等。

3.3 智能交通：通过物联网技术，实现交通设施的互联互通，提高交通流量效率，减少交通事故发生。

3.4 智能医疗：应用物联网技术，实现医疗设备和病人信息的互联互通，提供更加精准、高效的医疗服务。

3.5 智能制造：利用物联网技术实现制造过程的智能化，包括物料管理、生产调度、设备维护等方面。

4. 物联网工程的发展前景如何？物联网工程具有广阔的发展前景和巨大的市场潜力。

随着物联网技术的不断成熟和应用的普及，物联网工程将在各个领域产生巨大的经济效益和社会效益。

4.1 经济效益：物联网工程可以提高各个领域的智能化水平，提高生产效率和资源利用效率，降低成本和风险，为企业创造更多的经济价值。

《物联网工程导论》参考答案说明：1．答案仅供参考。

2．涉及调研、撰写和实践方面的题目，应以培养学生的创新思维和实践能力为主。

第1章物联网概论1.1 B 1.2 A 1.3 C 1.4 D 1.5 D 1.6 D 1.7 C 1.8 B1.9简述物联网的技术特征。

答：参见 1.4 物联网关键技术。

1.10简述工业互联网的战略意义。

答：略。

1.11简述智能家居的功能。

答：智能家居具有对室内空调、多媒体设备（如电视、音箱等）、热水器、冰箱、摄像、防盗等设备进行自动控制，最终实现温度、温度、光照度等功能。

围绕上述方面进行阐述即可。

1.12物联网结构由哪三层构成？每层的功能是什么？答：参见1.3.2我国物联网体系结构。

1.13简述工业4.0的主要内容。

答：参见 1.2.3工业4.01.14简述物联网技术框架的组成。

答：参见书中第15页。

1.15简述物联网的概念。

答：略1.16我国的数字经济涉及哪些方面？答：略。

建议参考本教材第1页，同时结合国家新政策进行回答。

第2章物联网感知层2.1温度传感器是如何分类的？答：参见2.3.4传感器示例部分中“1．温度传感器分类”。

2.2简述RFID系统的分类。

答：略。

2.3【实践】体验任意RFID系统的工作过程（如门禁等）。

答：略。

2.4常见的传感器包括哪些？答：根据生活或学习中接触或了解的传感器进行举例说明。

2.5传感器的定义是什么？它的主要功能包括哪几方面？答：传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节，是感知延伸层获取数据的一种设备；传感器的主要功能是感知被测量的信息，并能将这些信息按照一定规律变换成电信号或其他所需的信息输出形式，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

2.6简述传感器的组成及各部分的功能。

·1·答：参见2.3.1传感器组成与工作原理。

2.7传感器的性能指标包括哪几方面？答：参见2.3.2传感器性能指标。

2.8举例说明湿度传感器的应用领域。

1-1简述物联网的定义,分析物联网的“物”的条件;答：物联网是通过射频识别RFID、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把各种物体与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络;特别注意,物联网中的“物”,不是普通意义的万事万物,这里的“物”要满足以下条件：1、要有相应信息的接收器；2、要有数据传输通路；3、要有一定的存储功能；4、要有处理运算单元CPU；5、要有操作系统；6、要有专门的应用程序；7、要有数据发送器；8、遵循物联网的通信协议；9、在世界网络中有可被识别的唯一编号;1-2简述物联网应具备的三个特征;答：一是全面感知,即利用射频识别技术RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递,通过各种电信网络与互联网的融合,将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理,利用云计算,模糊识别等各种智能计算技术,对海量的数据和信息进行分析和处理,对物体实施智能化的控制;1-4名词解释：RFID、EPC、ZigBee;答：RFID即射频识别,俗称电子标签,一种自动识别技术,可以快速读写、长期跟踪管理,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信对目标加以识别;EPCElectronic Product Code,即产品电子代码,为每一件单品建立全球的、开放的标识标准,实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯;ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、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以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用;1-5简要概述物联网的框架结构;答：物联网可以简要分为核心层、接入层,软件核心层主要是应用服务层,硬件接入层包括网络传输层和感知控制层;感知控制层一般包括RFID感应器、传感器网关、接入网关、RFID标签、传感器节点、智能终端等,网络传输层包括无线传感器网络、移动通信网络、互联网、信息中心、网管中心等；软件应用服务层是为了管理、维护物联网以及为完成用户的某种特定任务而编写的各种程序的总和;1-6分析物联网的关键技术和应用难点;答：关键技术为RFID、无线网络技术、传感技术、人工智能技术;应用难点在于其技术标准问题、数据安全问题、IP地址问题、终端问题;1-7举例说明物联网的应用领域及前景;答：物联网应用领域很广,几乎可以包含各行各业;目前在环境保护、社区服务、商务金融等方面,例如“移动支付”、“移动购物”、“手机钱包”、“手机银行”、“电子机票”等,前景广阔可观,应用潜力巨大,无论是服务经济市场,还是国家战略需要,物联网都能占据重要地位; 2-4 条形码分为几种请简要说明每种条形码的特点;答：条形码可以有一维的,还有二维条形码,黑条和空白的排列就代表了商品的产品属性等特征信息,在EPC条形码的编码方式中在水平和垂直方向的二维空间存储信息的条码,称为二维条码2-dimensional bar code,可直接显示英文、中文、数字、符号、图形；存储数据量大,可存放1k字符,可用扫描仪直接读取内容,无需另接数据库；保密性高可加密；安全级别最高时,损污50%仍可读取完整信息;2-5 RFID系统基本组成部分有哪些答：RFID系统主要由应答器、阅读器和高层组成;其中应答器是集成电路芯片形式,而集成芯片又根据它的封装不同表现的形式也不太一样;阅读器用于产生射频载波完成与应答器之间的信息交互的功能;高层功能是信息的管理和决策系统;2-6应答器的组成;答：应答器的基本是由天线、编/解码器、电源、解调器、存储器,控制器以及负载电路组成;从应答器传送信息到阅读器,状态数据在CPU的控制下,从存储器中取出经过编码器和负载调制单元发送到阅读器2-7 RFID产品的基本衡量参数有哪些答：RFID产品的基本衡量参数有工作频率、读取距离、读写速度、方向性、采用通信接口协议;2-8 简述天线的工作原理;答：天线是一种以电磁波形式把前端射频信号功率接收或辐射出去的装置,是电路与空间的界面器件,用来实现导行波与自由空间波能量的转化,在电磁能量的转换过程中,完成信息的交互;2-10 请说出RFID天线主要分为哪几种每种的特点如何答：RFID天线主要分为近场天线、远场天线、偶极子天线、微带贴片天线和电感耦合射频天线等;近场天线系统工作在天线的近场,标签所需的能量都是通过电感耦合方式由读写器的耦合线圈辐射近场获得,工作方式为电感耦合;对于超高频和微波频段,远场天线要为标签提供能量或唤醒有源标签,工作距离较远,一般位于读写器天线的远场;偶极子天线也称为对称振子天线,由两段同样粗细和等长的直导线排成一条直线构成;信号从中间的两个端点馈入,在偶极子的两臂上将产生一定的电流分布,这种电流分布就会在天线周围空间激发起电磁场;微带贴片天线通常是由金属贴片贴在接地平面上的一片薄层,微带贴片天线质量轻、体积小、剖面薄3-1传感器的定义是什么它们是如何分类的答：传感器是一种能把特定的被测信号,按一定规律转换成某种可用信号输出的器件或装置,以满足信息的传输、处理、记录、显示和控制等要求;根据不同的分类方式,有不同的分类;3-3传感器的动态特性、基本概念及主要性能指标的含意是什么答：传感器的动态特性,是指其输出对随时间变化的输入量的响应特性;3-4传感器的主要特性有哪些答：主要分为静态特性和动态特性;衡量静态特性的重要指标是线性度、灵敏度、迟滞和重复性等;3-6什么叫传感器由哪几部分组成它们的作用与相互关系怎样答：传感器由两个基本元件组成：敏感元件与转换元件;具体由下图所示：3-10什么叫绝对湿度和相对湿度答：相对湿度,指空气中水汽压与饱和水汽压的百分比;绝对湿度指的是大气中水汽的密度,即单位大气中所含水汽的质量;3-12超声波传感器的基本原理是什么超声波探头有哪几种结构形式答：超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器;超声波振动频率高于可听声波;由换能晶片在电压的激励下,发生振动能产生超声波;超声波对液体、固体的穿透能力强,在不透明的固体中它可穿透几十米的深度;超声波碰到杂质或分界面,会发生显著反射,形成反射成回波碰到活动物体能产生多普勒效应;超声波探头主要由压电晶片组成,既可以发射超声波也可以接收超声波;小功率超声探头多用来探测;它有许多不同的结构,可分直探头、斜探头、表面波探头、兰姆波探头、双探头等;3-14温度传感器是怎么分类的答：水分子具有较大的电偶极矩;在氢原子附近有极大的正电场,因而它具有很大的电子亲和力,使得水分子易于吸附在固体表面并渗透到固体内部;利用水分子这一特性制成的湿度传感器称为水分子亲和力型传感器;而把与水分子亲和力无关的湿度传感器,称为非水分子亲和力型传感器;3-16什么是气体的湿度什么叫露点答：大气的干湿程度通常用绝对湿度和相对湿度来表示;露点：降低温度可使未饱和水汽变成饱和水汽;3-17电容式湿度传感器的工作原理是什么有什么特点使用时应注意什么问题答：电容式湿度传感器的敏感元件为湿敏电容,主要材料一般为高分子聚合物、金属氧化物;这些材料对水分子有较强的吸附能力,吸附水分的多少随环境湿度而变化;由于水分子有较大的电偶极矩,吸水后材料的电容率发生变化;电容器的电容值也就发生变化;同样,把电容值的变化转变为电信号,就可以对湿度进行监测;3-18超声波的基本特性答：它具有频率高、波长短、绕射现象小的特点,特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等;3-20从超声波的行进方向来看可分为哪两种基本类型答：超声波是一种在弹性介质中的机械振荡,有两种形式：横向振荡横波及纵向振荡纵波;3-21气敏传感器的特性答：气敏传感器的特性主要有灵敏度；响应时间；选择性；稳定性；温度特性；湿度特性；电源电压特性;3-23什么是超声波答：低于16Hz 的机械波称为次声波高于2×104Hz 的机械波．称为超声波;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;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：n E kd 其中,参数n 满足关系2<n <4;n 的取值与很多因素有关;在复杂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;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、大型车间和仓库管理,以及机场、大型工业园区的安全监测等领域;随着传感器网络的深入研究和广泛应用,传感器网络将逐渐深入到人类生活的各个领域;4-3传感器节点由哪几部分组成答：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;传感器模块负责监测区域内信息的采集和数据转换；处理器模块负责控制整个传感器节点的操作,存储和处理本身采集的数据以及其他节点发来的数据；无线通信模块负责与其他传感器节点进行无线通信,交换控制消息和收发采集数据；能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量,通常采用微型电池;4-4简述无线传感器网络各层协议和平台的功能;答：协议栈包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层,与互联网协议栈的五层协议相对应;另外,协议栈还包括能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台;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;各层协议和平台的功能如下：●物理层提供简单但健壮的信号调制和无线收发技术；●数据链路层负责数据成帧、帧检测、媒体访问和差错控制；●网络层主要负责路由生成与路由选择；●传输层负责数据流的传输控制,是保证通信服务质量的重要部分；●应用层包括一系列基于监测任务的应用层软件；●能量管理平台管理传感器节点如何使用能源,在各个协议层都需要考虑节省能量；●移动管理平台检测并注册传感器节点的移动,维护到汇聚节点的路由,使得传感器节点能够动态跟踪其邻居的位置；●任务管理平台在一个给定的区域内平衡和调度监测任务;4-5无线传感器网络具有何显著特点答：无线传感器网络具有以下的特点：1.大规模网络2.自组织网络3．多跳路由4.动态性网络5.可靠的网络6.以数据为中心的网络7.应用相关的网络4-6基于距离的定位的方法分为：基于TOA的定位、基于TDOA的定位、基于AOA的定位和基于RSSI的定位等,比较这四种方法的优缺点;答：基于TOA的定位精度高,但要求节点间保持精确的时间同步,因此对传感器节点的硬件和功耗提出了较高的要求;TDOA技术对硬件的要求高,成本和能耗使得该种技术对低能耗的传感器网络提出了挑战;但是TDOA技术测距误差小,有较高的精度;AOA定位不仅能确定节点的坐标,还能提供节点的方位信息;但AOA测距技术易受外界环境影响,且AOA需要额外硬件,在硬件尺寸和功耗上不适用于大规模的传感器网络;在实验环境中RSSI表现出良好的特性,但是在现实环境中,温度、障碍物、传播模式等条件往往都是变化的,使得该技术在实际应用中仍然存在困难;4-7无线传感器网络为什么要使用时间同步机制,时间同步机制的主要性能参数包括哪些答：在无线传感器网络系统中,单个节点的能力非常有限,整个系统所要实现的功能需要网络内所有节点互相配合共同完成;时间同步在无线传感器网络中起着非常重要的作用;在分布式系统中,不同的节点都有自己的本地时钟;由于不同节点的晶体振荡器频率存在偏差,以及温度变化和电磁波干扰等,即使在某个时刻所有节点都达到时间同步,它们的时间也会逐渐出现偏差,而分布式系统的协同工作需要节点间的时间同步,因此时间同步机制是分布式系统基础框架的一个关键机制;传感器网络应用的多样性导致了对时间同步机制需求的多样性,不可能用一种时间同步机制满足所有的应用要求;传感器网络的时间同步机制的主要性能参数如下：1最大误差2同步期限3同步范围4可用性5效率6代价和体积4-8无线传感器网络的安全研究要解决哪些问题答：无线传感器网络的安全和一般网络安全的出发点是相同的,都要解决如下问题：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4新鲜性问题5认证组播/广播问题6安全管理问题4-9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答：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：1能量优先;2基于局部拓扑信息;3以数据为中心;4应用相关4-10四种类型的路由协议分别是什么答：从具体应用的角度出发,根据不同应用对传感器网络各种特性的敏感度不同,将路由协议分为四种类型;四种类型的路由协议分别是：1能量感知路由协议;2基于查询的路由协议;3地理位置路由协议;4可靠的路由协议;4-11在设计无线传感器网络的MAC协议时,需要着重考虑哪几个方面答：在设计无线传感器网络的MAC协议时,需要着重考虑以下几个方面：1节省能量;传感器网络的节点一般是以干电池、纽扣电池等提供能量,而且电池能量通常难以进行补充,为了长时间保证传感器网络的有效工作,MAC协议在满足应用要求的前提下,应尽量节省使用节点的能量;2可扩展性;由于传感器节点数目、节点分布密度等在传感器网络生存过程中不断变化,节点位置也可能移动,还有新节点加入网络的问题,所以无线传感器网络的拓扑结构具有动态性;MAC协议也应具有可扩展性,以适应这种动态变化的拓扑结构;3网络效率;网络效率包括网络的公平性、实时性、网络吞吐量以及带宽利用率等;4-12在无线传感器网络中可能造成网络能量浪费的主要原因包括哪几方面答：可能造成网络能量浪费的主要原因包括如下几方面：1如果MAC协议采用竞争方式使用共享的无线信道,节点在发送数据的过程中,可能会引起多个节点之间发送的数据产生碰撞;这就需要重传发送的数据,从而消耗节点更多的能量;2节点接收并处理不必要的数据;这种串音over hearing现象造成节点的无线接收模块和处理器模块消耗更多的能量;3节点在不需要发送数据时一直保持对无线信道的空闲侦听idle listening,以便接收可能传输给自己的数据;这种过度的空闲侦听或者没必要的空闲侦听同样会造成节点能量的浪费;4在控制节点之间的信道分配时,如果控制消息过多,也会消耗较多的网络能量;4-13按照采用固定分配信道方式还是随机访问信道方式可将传感器网络的MAC协议分为哪三类答：按照下列条件分类MAC协议：第一,采用分布式控制还是集中控制；第二,使用单一共享信道还是多个信道；第三,采用固定分配信道方式还是随机访问信道方式;按照第三种分类方法,将传感器网络的MAC协议分为三类：1采用无线信道的时分复用方式2采用无线信道的随机竞争方式3其他MAC协议,采用频分复用或者码分复用等方式4-14在传感器网络中,为什么要对网络进行拓扑结构控制与优化;答：在传感器网络中,网络的拓扑结构控制与优化有着十分重要的意义,主要表现在以下几个方面：1影响整个网络的生存时间;2减小节点间通信干扰,提高网络通信效率;3为路由协议提供基础;4影响数据融合;5弥补节点失效的影响;4-15传感器网络拓扑控制主要研究的问题是什么答：传感器网络拓扑控制主要研究的问题是：在满足网络覆盖度和连通度的前提下,通过功率控制和骨干网节点选择,剔除节点之间不必要的通信链路,形成一个数据转发的优化网络结构;具体地讲,传感器网络中的拓扑控制按照研究方向可以分为两类：节点功率控制和层次型拓扑结构组织;功率控制机制调节网络中每个节点的发射功率,在满足网络连通度的前提下,均衡节点的单跳可达邻居数目;层次型拓扑控制利用分簇机制,让一些节点作为簇头节点,由簇头节点形成一个处理并转发数据的骨干网,其他非骨干网节点可以暂时关闭通信模块,进入休眠状态以节省能量;4-16 LR-WPAN具有哪些特点答：低速WPANLR-WPAN是按照IEEE 802.15.4标准,为近距离联网设计的;IEEE 802.15.4标准包括工业监控和组网、办公和家庭自动化与控制、库存管理、人机接口装置以及无线传感器网络等;网络具有如下特点：●实现250kbit/s,40kbit/s,20kbit/s三种传输速率;●支持星形或者点对点两种网络拓扑结构;●具有16位短地址或者64位扩展地址;●支持冲突避免载波多路侦听技术carrier sense multiple access with collisionavoidance,CSMA-CA;●用于可靠传输的全应答协议;●低功耗;●能量检测Energy Detection, ED;●链路质量指示Link Quality Indication,LQI;●在2450MHz频带内定义了16个通道；在915MHz频带内定义了10个通道；在868MHz频带内定义了1个通道;4-18简述ZigBee协议与IEEE 802.15.4标准的联系与区别;答：IEEE 802.15.4仅定义了物理层和MAC层的规范;基于IEEE 802.15.4标准的ZigBee 技术是一种新兴的近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线通信技术;ZigBee 协议栈建立在IEEE 802.15.4的PHY层和MAC子层规范之上;它实现了网络层和应用层;IEEE 802.15.4标准有IEEE负责制定,而ZigBee协议由ZigBee联盟制定;4-19数据融合具有哪些显著特点;答：数据融合具有如下4个显著特点：1信息的冗余性：同一个信号可能被不同传感器捕获,去除不必要的重复信息；2信息的互补性：一种传感器捕获一种特征,多种特征的结合将获得更全面信息；3信息处理的及时性：多传感器的并行采集与处理；4信息处理的低成本性：为获得准确信息,可用多种廉价的传感器协作来代替单个功能强大但高价的传感器;。