搜档网
当前位置:搜档网 › 无线传感网络简明教程作业题

无线传感网络简明教程作业题

无线传感网络简明教程作业题
无线传感网络简明教程作业题

无线传感器网络简明教程

作业题第一章

2. 什么事无线传感器网络

答:传感器网络的标准定义是这样的: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。它的英文是Wireless Sensor Network,简

称WSN

5.传感器网络的终端探测节点由哪些部分组成这些组成模块的功能分别是什么

答:由传感模块、计算模块、通信模块、存储模块、电源模块和嵌入式软件系统组成。

这里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,存贮

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。

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是什么

答:无线传感器网络体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层和能量管理平台、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。

第二章

2. 传感器由哪些部分组成各部分的功能是什么

答: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。

7. 传感器的一般特性包括哪些指标

答:传感器的一般特性包括:灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨率(力)、迟滞。

8. 什么是传感器的灵敏度

答: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,即K=输出变化量/输入变化量=△ Y/ △ X=dy/dx

9. 什么是传感器的线性度

答:线性度是指传感器的实际输入-输出曲线(校准曲线)与拟合直线之间的吻合(偏离)程度。选定拟合直线的过程,就是传感器的线性化过程。实际曲线与它的两个端尖连

线(称为理论直线)之间的偏差称为传感器的非线性误差。取其中最大值与输出满度值之

比作为评价线性度(或非线性误差)的指标。

式中e L为线性度(非线性误差),^L max为校准曲线与拟合直线间的最大差值,y fs为满量程输

出值。

第三章

1. 目前无线传感器网络的通信传输介质有哪些类型它们各有什么特点

答:无线通信的介质包括电磁波和声波。电磁波是最主要的无线通信介质,而声波一般仅用于水下的无线通信。根据波长的不同,电磁波分为无线电波、微波、红外线、毫米波和光波等,其中无线电波在无线网络中使用最广泛。无线电波是容易产生,可以传播很远,可以穿过建筑物,因而被广泛地用于室内或室外的无线通信。无线电波是全方向传播信号的,它能向任意方向发送无线信号,所以发射方和接收方的装置在位置上不必要求彳艮精确的对准。无线电波易受发动机和其它电子设备的干扰。

5.当前传感器网络的无线通信主要选择哪些频段

答:针对无线传感器网络的特点,现有的物理层设计基本采用结构简单的调制方式,在频段选择上主要集中在433?464MHzs 902?928MHz和?的ISM波段。

7. 设计基于竞争的MACB议的基本思想是什么

答:基于竞争的MACfe议采用按需使用信道的方式,它的基本思想是当节点需要发送数据时,通过竞争方式使用无线信道,如果发送的数据产生了碰撞,就按照某种策略重发数据,直到数据发送成功或放弃发送。

8. 试写(画)出CSMA/CA勺基本访问机制,并说明随机退避时间的计算方法。

答:所谓的CSMA/CAM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O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。

随机退避时间按下面公式进行计算:

退避时间=Random() x aSlottime

其中,Random()是在竞争窗口[0 , CW内均匀分布的伪随机整数;。砒整数随机数,它的数值位于标准规定的aCWmin^ aCWma泛间;aSlottime 是一个时槽时间,包括发射启动时间、介质传播时延、检测信道的响应时间等。

11. 叙述无线传感器网络S-MAC协议的主要特点和实现机制。

答:主要特点:a.适用该协议的传感器网络的数据传输量不大 b.适用该协议的网络内部能够进行数据的处理和融合以减少数据通信量 c.适用该协议的网络能容忍一定程度

的通信延迟d.提供的良好的扩展性,减少节点能耗。

实现机制:周期性侦听/睡眠的低占空比工作方式,控制节点尽可能处于睡眠状态来降低节点能量的消耗;邻居结点通过协商的一致性睡眠调度机制形成虚拟簇,减少借点的空闲侦听时间;通过流量自适应的侦听机制,减少消息在网络中的传输延迟;采用带内信令来减少重传和避免侦听不必要的数据;

通过消息分割和突发传递机制来减少控制消息的开销和消息的传递延迟。

12. 简述路由选择的主要功能。

答:路由选择(routing) 是指选择互连网络从源节点向目的节点传输信息的行为,并且信息至少通过一个中间节点。

路由协议负责将数据分组从源节点通过网络转发到目的节点,它包括两个功能:

①寻找源节点和目的节点间的优化路径;

②将数据分组沿着优化路径正确转发。

13. 无限传感器网络的路由协议具有哪些特点

答:(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

14. 常见的传感器网络路由协议有哪些类型并说明各种类型路由协议的主要特点。

答:(1)能量感知路由协议:高效利用网络能量是传感器网络路由协议的一个显着特征。为了强调高效利用能量的重要性,这里将它们划分为能量感知路由协议。能量感知的路由协议从数据传输的能量消耗出发,讨论最少能量消耗和最长网络生存期等问题。

(2) 基于查询的路由协议:在诸如环境检测、战场评估等应用

中,需要不断查询

传感器节点采集的数据。在汇聚节点(查询节点)发出任务查询命令,传感器网络的终端探测节点向监控中心报告采集的数据。在这类监控和检测的应用问题中,通信流量主要是查询节点和传感器探测节点之间的命令和数据传输,同时传感器探测节点的采集信息通常要进行数据融合,通过减少通信流量来节省能量,即数据融合技术与路由协议的设计相结合。

(3) 地理位置路由协议:在诸如目标跟踪的应用问

题中,往往需要唤醒距离被跟

踪目标最近的传感器节点,以便得到关于目标的更精确位置等相关信息。在这类与坐标位

置有关的应用问题中,通常需要知道目的节点的精确或者大致地理位置。把节点的位置信息作为路由选择的依据,不仅能够完成节点的路由选择功能,还可以降低系统专门维护路由协议的能耗。

(4) 可靠的路由协议:传感器网络的某些应用对通信的服务质量有较

高要求,可能

在可靠性和实时性等方面有特别要求。例如,采用视频传感器进行战场环境监测时,希望传输的视频图像能够尽可能的流畅些。但传感器网络的无线链路稳定性一般难以保证,通信信道质量比较低,网络拓扑变化频繁,要满足用户的某些方面的服务质量指标,需要考虑可靠的路由协议设计技术。

15. 如何设计传感器网络的定向扩散路由协议

答:定向扩散(Directed Diffusion , DD)路由协议是一种基于查询的路由机制。

扩散节点通过兴趣信息发出查询任务,采用洪泛方式传播兴趣信息到整个区域或部分区域内的所有传感器节点。兴趣信息用来表示查询的任务,表达了网络用户对监测区域内感兴趣的具体内容,例如监测区域内的温度、湿度和光照等数据。

在兴趣信息的传播过程中,协议将逐跳地在每个传感器节点上建立反向的从数据源到汇聚节点的数据传输梯度,传感器探测节点将采集到的数据沿着梯度方向传送给汇聚节点。

第四章

1. 传感器网络实现时间同步的作用是什么

答: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。数据融合是协作操作的典型例子,不同的节点采集的数据最终融合形成了一个有意义的结果。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. 传感器网络常见的时间同步机制有哪些

答:目前已有几种成熟的传感器网络时间同步协议,其中RBS TINY/MINI-SYNC和TPSN被认为是三种最基本的传感器网络时间同步机制。

RBS同步协议的基本思想是多个节点接收同一个同步信号,然后多个收到同步信号的节点之间进行同步。这种同步算法消除了同步信号发送一方的时间不确定性。这种同步协议的缺点是协议开销大。

Tiny/Mini-Sync 是两种简单的轻量级时间同步机制。

TPSN时间同步协议采用层次结构,实现整个网络节点的时间同步。

3. 简述TPSN时间同步协议的设计过程。

答:TPSN协议包括两个阶段:

第一个阶段生成层次结构,每个节点赋予一个级别,根节点赋予最高级别第0级,第i级的节点至少能够与一个第(i — 1)级的节点通信;

100m 第二个阶段实现所有树节点的时间同步,第 1级节点同步到根节点,第 i 级的节点

同步到第(i — 1)级的一个节点,最终所有节点都同步到根节点,实现整个网络的时间同 步。

5.如何对传感器网络的定位方法进行分类

答:根据不同的依据,无线传感器网络的定位方法可以进行如下分类:

(1)

根据是否依靠测量距离,分为基于测距的定位和不需要测距的定位; (2)

根据部署的场合不同,分为室内定位和室外定位; (3) 根据信息收集的方式, 网络收集传感器数据称为被动定位, 节点主动发出信息, 用于定位称为主动定位。

10. 简述ToA 测距的原理。

答:ToA 机制是已知信号的传播速度,根据信号的传播时间来计算节点间的距离。

ToA 测距原理的过程示例

11. 举例说明TDoA 的测距过程。

答:在基于TDoA 的定位机制中,发 射节点同时

发射两种不同传播速度的无 线信号,接收节点根据两

种信号到达的时 间差以及这两种信号的传播速度, 计

算两

个节点之间的距离。

发射节点同时发射无线射频信号 和超声波信

号,接收节点记录下这两种信 号的到达时间T1、T2,

已知无线射频信 号和超声波的传播速度为 c1、c2,那

么 两点之间的距离为(T2-T1)*S ,其中 12. 举例说明AoA 测角的过程。

答:如图所示,接受结点通过麦克风阵列,探测发

射结点信号的到达方向 15.简述质心定位算法的原理及其特点。

答:假设多边形定点位置的坐标向量表示为

pi= (xi , 标(x, y)为: --

1 n X 1 n 例如,如果四边形 A BC D"的顶%件怀分血 x 4, y 4则它的质心坐标计算如下:

这种方赵勺计篡与实现者X 1常简魅 根嫩3络白x^通性确割1目标饱点周!y 财信标

y ^ 考节点,直品厂’

16.举例说明DV-Hop 算法的定位实现过程。

答:DV-Hop 算法解决了低锚点密度引发的问题,

n X 11, y 1 yi)T ,则这个多边形的质心坐 丫七?X 3,,3

它根据距离矢量路由协议的原理在 全网范围内广播跳数和位置。

已知锚点L1与L2、L3之间的距离 和

跳数。L2计算得到校正值(即平均每 跳距离)

为(40+75) / (2+5)=。假设传 感器网络中的待

定位节点 A 从L2获得校

正值,则&与 L1=3 X/* ^msw 40" 锚峪间的距离分别是 L3=3X 75m 然后使用多边 的位置。 L3

L1 S=c1*c2/(c1-c2)

17. 什么是数据融合技术它在传感器网络中的主要作用是什么

答:a. 数据融合也被人们称作信息融合,是一种多源信息处理技术,它通过对来自同一目标的多源数据进行优化合成,获得比单一信息源更精确、完整的估计或判决。

“多传感器数据融合是一种多层次、多方面的处理过程,这个过程是对多源数据进行检测(detection )、互联(association )、相关(correlation )、估计(estimation ) 和组合(combination ),以更高的精度、较高的置信度得到目标的状态估计和身份识别,以及完整的态势估计和威胁评估,为指挥员提供有用的决策信息”。

这个定义包含三个要点:

(1) 数据融合是多信源、多层次的处理过程,每个层次代表信息的不同抽象程度;

(2) 数据融合过程包括数据的检测、关联、估计与合并;

(3) 数据融合的输出包括低层次上的状态身份估计和高层次上的总战术态势的评估。

b. _______________________________________ (数据融合的上萼作用可归纳为以下几点?

41—提高信息的准确性和全面性°----

42^—降低信息的不确定性°—

43__提高系统的可靠性。—

-(4)__增加系统的实时性。)—

在传感器网络中数据融合起着十分重要的作用,它的主要作用在于:

(1) 节省整个网络的能量;

(2) 增强所收集数据的准确性;

(3) 提高收集数据的效率。

18. 简述数据融合技术的不同分类方法及其类型。

答:传感器网络的数据融合技术可以从不同的角度进行分类,这里介绍三种分类方法:

(1) 依据融合前后数据的信息含量进行分类:

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无损失融合和有损失融合两类

(2) 依据数据融合与应用层数据语义的关系进行分类:

根据数据融合是否基于应用数据的语义,将数据融合技术分为三类:(i)依赖于应用的数据融合;(ii) 独立于应用的数据融合;(iii) 结合以上两种技术的数据融合。

(3) 依据融合操作的级别进行分类:

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:(i)数据级融合;

(ii)特征级融合;(iii) 决策级融合。

第五章

3. 列举传感器网络仿真的常用软件平台,并说明各种平台的技术特点。

答:

a. TOSSIM : TinyOS是为传感器网络节点而设计的一个事件驱动的操作系统,由加州大学的伯利

克分校开发,采用nesC编程语言。它主要应用于无线传感器网络领域,采用基

于一种组件的架构方式,能够快速实现各种应用。

TOSSIM是TinyOS自带的仿真工具,可以同时模拟传感器网络的多个节点运行同一个程序,提供运行时的调试和配置功能。

由于TOSSIM仿真程序直接编译来自实际运行于硬件环境的代码,因而可以用来调试最后实际真正运行的程序代码。

b. OMNeT++ : OMNeT+是Objective Modular Network Testbed 的简写,也被称作离

散事件模拟系统(Discrete Event Simulation System , DESS)。它是一种面向对象的、离散事件建模仿真器,属于免费的网络仿真软件。

这种仿真软件工具采用了特别定义的NED语言来完成。

c. Matlab : Matlab 是矩阵实验室(Matrix Laboratory )的意思。它除了具备卓越的

数值计算能力外,还提供专业水平的符号计算、文字处理、可视化建模仿真和实时控制等

功能,也可以进行网络仿真,用于模拟传感器网络的运行情况和某些应用算法的性能。

在Matlab软件工具中,典型的无线传感器网络应用程序如WiSNAP这是一个针对无线图像传感器网络而设计的基于Matlab的应用开发平台。

d. OPNET: OPNE止MIL3公司开发的网络仿真软件产品。这是一种优秀的图形化、支

持面向对象建模的大型网络仿真软件。OPNET勺产品主要针对三类客户,分成四个系列。三

类客户是指网络服务提供商、网络设备制造商和一般企业。

e. NS : NS(Network Simulator) 是一种针对网络技术的源代码公开的、免费的软件模

拟平台,研究人员使用它可以很容易地进行网络技术的开发。目前它所包含的模块内容已经非常丰富,几乎涉及到网络技术的所有方面,成为了目前学术界广泛使用的一种网络模拟软件。

在每年国内外发表的有关网络技术的学术论文中,利用NS给出模拟结果的文章最多,通过这种方法得出的研究结果也是被学术界所普遍认可的。

NS也可作为一种辅助教学的工具,广泛应用在网络技术的教学方面。目前这种网络仿真软件工具已经发展到第二个版本,即NS2 ( Network Simulator, version 2 )。

9. 简述传感器网络常用的几种无线通信技术及其特点。

答:

在无限传感器网络中应用最多的是ZigBee和普通射频芯片。ZigBee是一种近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的双向无线通信技术,完整的协议栈只有32KB,可以嵌入到各种微型设备,同时提供地理定位功能。

传感器网络的常用无线通信技术

12.试写(画)出传感器网络结点软件系统的分层结构。

答:传感器网络结点软件系统的分层结构如下图:

第五章

的物理设备有哪些类型他们分别具有什么特点

答:ZigBee的物理设备分为功能简化型设备(Reduced Function Device , RFD) 和功能完备型设备(Full Function Device , FFD) ,其中至少有一个FFD充当网络协调器的角色。

功能简化型设备是网络中简单的发送接收结点,具有微型的RAM^ ROM简化了堆栈空间,相应存储空间也被减少,成本得以降低。它一般有电池供电,只与功能完备型设备连接通信。它能搜索出可达的网络设备,根据功能完备型设备的请求传送数据、确定自身是否需要发送以及向功能完备型设备请求数据。功能简化型设备在其余时间内休眠以减少电能消耗。

功能完备型设备是一种功能完备的设备,可完成路由任务,充当网络协调器。它可以与其他功能

无线传感器网络试题库1教学内容

无线传感器网络试题 库1

《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 802.15.4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__、2.4GHz、___5GHz

13.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。 15.802.11规定三种帧间间隔:短帧间间隔SIFS,长度为 28 s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度,即 78 s b)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 s 16.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是,如:1、6、11频道。 17.802.11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 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。RIFD无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技术。 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:

无线传感器网络实验指导书

无线传感器网络 实验指导书 信息工程学院

实验一 质心算法 一、实验目的 掌握合并质心算法的基本思想; 学会利用MATLAB 实现质心算法; 学会利用数学计算软件解决实际问题。 二、实验容和原理 无需测距的定位技术不需要直接测量距离和角度信息。定位精度相对较低,不过可以满足某些应用的需要。 在计算几何学里多边形的几何中心称为质心,多边形顶点坐标的平均值就是质心节点的坐标。 假设多边形定点位置的坐标向量表示为p i = (x i ,y i )T ,则这个多边形的质心坐标为: 例如,如果四边形 ABCD 的顶点坐标分别为 (x 1, y 1),(x 2, y 2), (x 3, y 3) 和(x 4,y 4),则它的质心坐标计算如下: 这种方法的计算与实现都非常简单,根据网络的连通性确定出目标节点周围的信标参考节点,直接求解信标参考节点构成的多边形的质心。 锚点周期性地向临近节点广播分组信息,该信息包含了锚点的标识和位置。当未知结点接收到来自不同锚点的分组信息数量超过某一门限或在一定接收时间之后,就可以计算这些锚点所组成的多边形的质心,作为确定出自身位置。由于质心算法完全基于网络连通性,无需锚点和未知结点之间的协作和交互式通信协调,因而易于实现。 三、实验容及步骤 该程序在Matlab 环境下完成无线传感器中的质心算法的实现。在长为100米的正方形区域,信标节点(锚点)为90个,随机生成50个网络节点。节点的通信距离为30米。 需完成: 分别画出不同通信半径,不同未知节点数目下的误差图,并讨论得到的结果 所用到的函数: 1. M = min(A)返回A 最小的元素. 如果A 是一个向量,然后min(A)返回A 的最小元素. 如果A 是一个矩阵,然后min(A)是一个包含每一列的最小值的行向量。 2. rand X = rand 返回一个单一均匀分布随机数在区间 (0,1)。 X = rand(n)返回n--n 矩阵的随机数字。 ()12341234,,44x x x x y y y y x y ++++++??= ???

无线传感网络综合实训大纲(计科院)

《无线传感网络综合实训》课程大纲 江苏师范大学计算机科学与技术学院

无线传感网络综合实训大纲 一、实训的性质、任务与要求 无线传感器网络是集传感器技术、微电机技术、现代网络和无线通信技术于一体的综合信息处理平台,具有广泛的应用前景,是计算机信息领域最活跃的研究热点之一,具有应用驱动和以数据为中心的特点。本次实训的主要任务是结合具体应用使学生对无线传感网络的体系结构、支撑技术和数据融合技术有更透彻的理解,并训练学生基于无线传感网络应用系统的网络规划、网络设计以及相关软硬件开发能力。本次实训要求学生掌握无线传感器网络的体系结构,了解无线传感器网络的节点定位、目标跟踪和时间同步等支撑技术,要求学生具有较强的网络规划与设计基础和一定的软硬件开发技能 二、培养目标 实训的目标:使学生了解无线传感应用系统的设计开发流程,掌握无线网络规划设计方法,具有较强的无线网络规划设计能力和一定的软硬件开发能力。 三、实训方法 本次实训以小组为单位实施,每个小组设组长一名负责统筹协调和任务分工以及进度监督,小组成员负责某一个具体模块,整个小组既有分工又有协作,每个实训小组任意选择一个项目。实训分为两个阶段,第一阶段在教室进行,主要进行项目设计;第二阶段在实验室进行,主要利用实验器材进行系统实施、验证。 四、实训课时分配(2周) 1. 2. 自选项目的课时分配 选择自选项目时,自己指定阶段目标和课时分配计划。 五、实训内容的说明 项目一:智能农业系统 智慧农业系统通过大棚内温湿度传感器、土壤温度传感器、土壤湿度传感器、大棚光照度传感器、视频摄像机等组建了一个可以远程感知的数字农业大棚,这些数据通过3G网络传输到中心平台进行数据分析、数据关联,打造数字化的智慧农业大棚。系统主要由前端数据采集设备、前端短程无线网络、农业数据管理中心、客户端四部分组成。客户端分为两部分,一是农业专家远程数据诊断显示;二是农户在家中浏览相关实时数据信息。 项目二:智能家居系统

(完整版)无线传感器试题库

无线传感器网络试题 一填空题 1、传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。 2、感知目标、网络节点、用户构成了无线传感器网络的三个要素。 3、无线传感器网络的通信协议栈包括物理层、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 4、无线传感器网络的产业化障碍包括四个方面。它们分别是:大规模组网问题、大规模组网问题实用化低功耗技术、微型化加剧信号串扰、可靠性提高资源需求 二、判断题 1、无线通信是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式(对) 2、SINK节点:亦称网关节点,与簇头结点的功能完全相同。(错) 3、通过拓扑控制自动生成的良好的网络拓扑结构,能够提高路由协议和MAC协议的效率,可为数据融合、时间同步和目标定位等很多方面奠定基础,有利于节省节点的能量来延长网络的生存期。(对) 4、美国军方最先开始无线传感器网络技术的研究。(对) 三、选择题

1、最先开始无线传感器网络技术的研究的国家是(B) A中国B美国C日本D韩国 2、无线传感器网络的特点包括(C) (1)可快速部署 (2)可自组织 (3)隐蔽性强和高容错性 (4)成本高,代价大 A (1)(2)(4) B (2)(3)(4) C (1)(2)(3) D(1)(3)(4) 3、将“信息社会技术”作为优先发展领域之一。其中多处涉及对WSN 的研究,启动了EYES 等研究计划的组织是(D) A日本总务省 B韩国信息通信部 C美国国防部 D欧盟 4、与无线传感器网络的兴起无关的技术是(A) 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

无线传感网络操作系统实验3

无线传感网络操作系统实验3 以下是为大家整理的无线传感网络操作系统实验3的相关范文,本文关键词为无线,传感,网络,操作系统,实验,,您可以从右上方搜索框检索更多相关文章,如果您觉得有用,请继续关注我们并推荐给您的好友,您可以在综合文库中查看更多范文。 无线传感器网络实验报告 班级:_14104341__姓名:__代姝佳__学号:_1410400111_时间:

_20XX-3-31__教师:_陈飞云_成绩:_________实验名称:一、实验目的 能够掌握cc2530中的串口的通讯功能,包括串口的发送功能和接受功能以及串口波特率设置功能。为今后的综合实验打下基础。 二、实验原理 平台提供了串口通信模块组件platformserialc,该组件提供了三个接口:stdcontrol、uartstream以及hardwareuartcontrol,其中,stdcontrol用于控制串口通信模块的开关,uartstream提供了串口收发功能;hardwareuartcontrol接口用于设置串口通信得到波特率。其中uartstream的实现,实际上是在串口层做了一个缓冲,每次将发送缓冲器的数据一个字节一个字节地往串口发送,最终达到串口的连续传输。 三、实验内容 1.将J-Link对应端插入ATos多模汇聚节点的cn3引脚,将ATos 多模汇聚节点上的sTm32 芯片同电脑连接起来。注:汇聚节点上有两个芯片,sTm32芯片(基于ARmcpu芯片)和cc2530芯片(基本8051cpu芯片)。 2.打开seggeR/J-Linkarmv4.081/J-flasharm软件,点击target/connect,连接成功后,点击 file/open,按照路径光盘A/02演示中心/sTm32相关hex打开m3gw-pc.hex,再点击target/program,其烧录到ATos多模汇聚节点的sTm32芯片中。烧录成功后,最后点击target/startapplication在多

无线传感器网络技术试题

无线传感器网络技术试 题 Company Document number:WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998

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. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 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. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看,汇聚节点被称为网关节点。 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 13. 传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络,在无线传感器网络,Internet网络,WLan网络,拨号网络中,无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中,MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE协议

17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点,但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突,目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为:通信模块、()、计算模块、存储模块和电源模块。A A.传感模块模块 C网络模块 D实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成()。A A.球状 B网络 C直线 D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是()D A. B. C. D. 4.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支持三种拓扑结构,下列哪种不是。D A.星型结构、B网状结构C簇树型结构D树形结构 5.下面不是传感器网络的支撑技术的技术。B A.定位技术B节能管理C时间同步D数据融合 6.下面不是无线传感器网络的路由协议具有的特点D 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 7.下面不是限制传感器网络有的条件C 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

无线传感器实验报告

无线传感器网络实验报告 Contiki mac协议与xmac协议的比较 1.简介 无线传感器网络(wireless sensor networks,WSN)节点由电池供电,其能力非常有限,同时由于工作环境恶劣以及其他各种因素,节点能源一般不可补充。因而降低能耗、延长节点使用寿命是所有无线传感器网络研究的重点。 WSN中的能量能耗主要包括通信能耗、感知能耗和计算能耗,其中通信能耗所占的比重最大,因此,减少通信能耗是延长网络生存时间的有效手段。同时,研究表明节点通信时Radio模块在数据收发和空闲侦听时的能耗几乎相同,所以要想节能就需要最大限度地减少Radio模块的侦听时间(收发时间不能减少),及减小占空比。 传统的无线网络中,主要考虑到问题是高吞吐量、低延时等,不需要考虑能量消耗,Radio模块不需要关闭,所以传统无线网络MAC协议无法直接应用于WSN,各种针对传感器网络特点的MAC协议相继提出。现有的WSN MAC协议按照不同的分类方式可以分成许多类型,其中根据信道访问策略的不同可以分为: X-MAC协议 X-MAC协议也基于B-MAC协议的改进,改进了其前导序列过长的问题,将前导序列分割成许多频闪前导(strobed preamble),在每个频闪前导中嵌入目的地址信息,非接收节点尽早丢弃分组并睡眠。 X-MAC在发送两个相邻的频闪序列之间插入一个侦听信道间隔,用以侦听接收节点的唤醒标识。接收节点利用频闪前导之间的时间间隔,向发送节点发送早期确认,发送节点收到早

期确认后立即发送数据分组,避免发送节点过度前导和接收节点过度侦听。 X-MAC还设计了一种自适应算法,根据网络流量变化动态调整节点的占空比,以减少单跳延时。 优点: X-MAC最大的优点是不再需要发送一个完整长度的前导序列来唤醒接收节点,因而发送延时和收发能耗都比较小;节点只需监听一个频闪前导就能转入睡眠。 缺点: 节点每次醒来探测信道的时间有所增加,这使得协议在低负载网络中能耗性比较差。而且分组长度、数据发送速率等协议参数还需进一步确定 X-MAC原理图如图3所示: ContikiMAC协议 一.ContikiMAC协议中使用的主要机制: 1.时间划分

无线传感网络技术习题库

《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. 3V ?? ? B. 3.3V?? C.??5V? D. 12V? 2、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 4、 A. 5 6、 A. 7、在 A. 8 A 9 10 A.8 C.16 11、 A 12、十进制数126 其对应的十六进制可表示为( D ). ? A. 8 F ?? ?B. 8 E??? C. F E??? D. 7 E 13、basicRfCfg_t数据结构中的channel成员是(D )。 A.发送模块地址B.接收模块地址C.网络ID D.通信信道 14、I/O端口的输出电压为( B ) A. 3V ?? ? B. 3.3V?? C.??5V? D. 12V? 15、下列说法中,正确的是(C) A. #define和printf都是C语句?? ? B. #define是C语句,而printf不是

C.?printf是C语句,但#define不是 D. #define和printf都不是C语句 16、如下图所示,SW1按键的一侧(3号、4号引脚)通过一个上拉电阻连接到电源,同时连接到CC2530的( C )引脚,另一侧(1号、2号引脚)连接到地。 A. P1_0 ?? ? B. P1_1 C.?P1_2 D. P1_3 17、不属于Z-Stack 协议栈的结构的分层是(D)。 A.物理层?? ? B. 介质访问控制层 C.?网络层 D. 传输层 18、支持Zigbee短距离无线通信技术的是(B )。 A.IrDA B.Zigbee联盟C.IEEE802.11b D.IEEE802.11a 19 A.第 20、设置 21、 A 22、在 A C 23 24 A. C. ? 25 ?? A. 48 26 A. C. ?配置串口接收数据的长度 D. 配置串口接收的模式 27、CC2530的定时器1的工作模式不包括以下哪一种( B )。 ??A.?? 自由运行 B. 倒计数? C. 模 D. 正计数/倒计数 28、配置串口工作的波特率为57600的代码( A ). ? A. U0BAUD = 216; B. U0BAUD = 216; C. U0BAUD = 59; D. U0BAUD =59; U0GCR = 10; ??? U0GCR = 9; U0GCR = 10; U0GCR = 9; 29、CC2530的ADC模块支持多达( D )位的模拟数字转换. ? A. 8?? ?B. 32??? C.16??? D. 14

无线传感器网络技术试题

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. 传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5. 基站节点不属于传感器节点的组成部分 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. NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9. IEEE 802.15.4标准主要包括:物理层。介质访问控制层 10. 从用户的角度看,汇聚节点被称为网关节点。 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 13. 传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14. 分布式系统协同工作的基础是时间同步机制 15. 无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络,在无线传感器网络,Internet 网络,WLan 网络,拨号网络中,无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16. 传感器网络中,MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 802.15协议 17. 分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18. 以数据为中心特点是传感器网络的组网特点,但不是Ad-Hoc的组网特点 19. 为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突,目标节点使用了SIFS帧间间隔 20. 典型的基于竞争的MAC协议为CSMA

湖南大学无线传感器网络实验报告DV-HOP

无线传感器网络 题目:DV-hop定位算法 学生: 学号: 完成时间: 2014.5.121

一、实验目的 1、掌握matlab工具的使用方法。 2、了解DV-hop算法原理,熟悉DV-hop算法代码,分析DV-hop算法实验结果。 二、实验原理 DV-hop算法概述 (一)基本思想: 3、计算位置节点与犀鸟节点的最小跳数 4、估算平均每跳的距离,利用最小跳数乘以平均每条的距离,得到未知节点与信标节点之间的估计距离 5、利用三遍测量法或者极大似然估计法计算未知节点的坐标 (二)定位过程 1、信标节点向邻居节点广播自身未知信息的分组,其中包括跳数字段,初始化为0 2、接受节点记录具有到每条信标节点的最小跳数,忽略来自一个信标节点的较大跳数的分组,然后将跳数数值加1,并转发给邻居节点 3、网络中所有节点能够记录下到每个信标节点最小跳数 (三)计算未知节点与信标节点的实际跳段距离

1、每个信标节点根据记录的其他信标节点的位置信息和相距跳数,估 算平均每跳距离 2、信标节点将计算的每条平均距离用带有生存期字段的分组广播至网络中,未知节点仅仅记录接受到的第一个每跳平均距离,并转发给邻居节点 3、未知节点接受到平均每跳距离后,根据记录的跳数,计算到每个信标节点的跳段距离 (四)利用三边测量法或者极大似然估计法计算自身位置 4、位置节点利用第二阶段中记录的到每个信标节点的跳段距离,利用三边测量法或者极大似然估计法计算自身坐标 三、实验容和步骤 DV-hop代码如下: function DV_hop() load '../Deploy Nodes/coordinates.mat'; load '../Topology Of WSN/neighbor.mat'; if all_nodes.anchors_n<3 disp('锚节点少于3个,DV-hop算法无法执行'); return; end %~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~最短路经算法计算节点间跳数~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ shortest_path=neighbor_matrix; shortest_path=shortest_path+eye(all_nodes.nodes_n)*2; shortest_path(shortest_path==0)=inf;

《无线传感器网络》试题.

《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 5GHZ

14、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 s 、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS 加一个时隙(slot)长度,即78 s 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 s 17、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。若信道空闲,且在DIFS时间内一直空闲,则发送这个数据帧。发送结束后,源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧,还需要等待SIFS时间,然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧,则说明没有发生冲突,这一帧发送成功。

无线传感网实验报告

Central South University 无线传感器网络实验报告 学院: 班级: 学号: 姓名: 时间: 指导老师:

第一章基础实验 1 了解环境 1.1 实验目的 安装 IAR 开发环境。 CC2530 工程文件创建及配置。 源代码创建,编译及下载。 1.2 实验设备及工具 硬件:ZX2530A 型底板及 CC2530 节点板一块,USB 接口仿真器,PC 机 软件:PC 机操作系统 WinXP,IAR 集成开发环境,TI 公司的烧写软件。 1.3 实验内容 1、安装 IAR 集成开发环境 IAR 集成开发环境安装文件所在光盘目录:物联网光盘\工具\C D-EW8051-7601 2、ZIBGEE 硬件连接 安装完 IAR 和 Smartrf Flash Programmer 之后,按照图所示方式连接各种硬件,将仿真器的 20 芯 JTAG 口连接到 ZX2530A 型CC2530 节点板上,USB 连接到 PC 机上,RS-232 串口线一端连接ZX2530A 型 CC2530 节点板,另一端连接 PC 机串口。 3、创建并配置 CC2530 的工程文件

IAR 是一个强大的嵌入式开发平台,支持非常多种类的芯片。IAR 中的每一个 Project,都可以拥有自己的配置,具体包括 Device 类型、堆/栈、Linker、Debugger 等。 (1)新建 Workspace 和 Project 首先新建文件夹 ledtest。打开 IAR,选择主菜单 File -> New -> Workspace 建立新的工作区域。 选择 Project -> Create New Project -> Empty Project,点击 OK,把此工程文件保存到文件夹 ledtest 中,命名为:ledtest.ewp(如下图)。 (2)配置 Ledtest 工程 选择菜单 Project->Options...打开如下工程配置对话框

无线传感器网络与RFID技术复习题

无线传感器网络与RFID技术复习题 一、填空题 1、传感器网络的三个基本要素: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、网络安全、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应模块四部分组成。 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、安全机制。 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、IEEE802.15.4。 11、ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支持三种拓扑结构:星型(Star)结构、网状(Mesh)结构、簇树型(Cluster Tree)结构。 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、IEEE 802.15.4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)。

无线传感器网络试题库附答案

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__、、___5GHz 13.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28s a)、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度,即78s b)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 s 16.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

短距离无线通信实验报告-无线传感器网络实验

无线传感器网络 随着计算机技术、网络技术与无线通信技术的迅速发展,人们开始将无线网络技术与传感器技术相结合,无线传感器网络(WSN,wireless sensor network)应运而生。它由部署在监测区域内大量的微型传感器节点组成,通过无线的方式形成的一个多跳的自组织网络,不仅可以接入Internet,还可适用于有线接入方式所不能胜任的场合,提供优质的数据传输服务。微机电系统(MEMS,Micro-Electro-Mechanical Systems)、超大规模集成电路技术(VLSI,Very-Large-Scale-Integration systems)和无线通信技术的飞速发展,使得它的应用空间日趋广阔,遍及军事、民用、科研等领域;但由于网络结点自身固有的通信能力、能量、计算速度及存储容量等方面的限制,对无线传感器网络的研究具有很大的挑战性和宽广的空间。本实验系统采用IEEE802.15.4和Zigbee协议实现了多个传感器节点之间的无线通信,通过对本实验提供的软件操作以及对路由的观察,能够使学生对无线传感器网络的组网过程、路由协议有一个较为深入的理解。 1 目的要求 (1)理解并掌握无线传感器网络的工作原理及组网过程。 (2)理解无线传感器网络的路由算法。 2 基本原理 2.1 概述 微电子技术、计算技术和无线通信技术的进步推动了低功耗多功能传感器的快速发展,使其在微小的体积内能够集成信息采集、数据处理和无线通信等功能。部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点通过无线通信的方式形成一个多跳的自组织网络,即无线传感器网络,这些节点可以协作地感知、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。传感器、感知对象和观察者构成了传感器网络的三个要素。 2.2 无线传感器网络结构 无线传感器网络是一种特殊的Ad-hoc网络,它是由许多无线传感器节点协同组织起来的。这些节点具有协同合作、信息采集、数据处理、无线通信等功能,可以随机或者特定地布置在监测区域内部或附近,它们之间通过特定的协议自组织起来,能够获取周围环境的信息并且相互协同工作完成特定任务。 无线传感器网络典型的体系结构如图1所示,包括分布式传感器节点、网关、互联网和监控中心等。在传感器网络中,各个节点的功能都是相同的,它们既是信息包的发起者,也是信息包的转发者。大量传感器节点被布置在整个监测区域中,每个节点将自己所探测到的有用信息通过初步的数据处理和信息融合之后传送给用户,数据传送的过程是通过相邻节点的接力传送方式传送给网关,然后再通过互联网、卫星信道或者移动通信网络传送给最终用户。用户也可以对网络进行配置和管理,发布监测任务以及收集监测数据等。

无线传感器网络练习题(1)

一、填空 1.无线传感器网络系统通常包含汇聚节点、传感器节点、管理节点。 2.传感器节点一般由通信模块、传感器模块、存储模块和电源模块 组成。 3.无线传感器节点的基本功能是:采集数据、数据处理、控制和通 信。 4.传感器节点通信模块的工作模式有发送、接收和空闲。 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,可以分为四种:直接序列扩频、 跳频、跳时和宽带线性调频扩频。 7.目前无线传感器网络采用的主要传输介质包括无线电波、光纤、 红外线等。 8.无线传感器网络可以选择的频段有:868MHz、915MHz、和5GHz。 9.传感器网络的电源节能方法:休眠机制、数据融合。 10.根据对传感器数据的操作级别,可将数据融合技术分为一下三类: 决策级融合、特征级融合、数据级融合。 11.根据融合前后数据的信息含量分类(无损失融合和有损失融合) 12.根据数据融合与应用层数据语义的关系分类(依赖于应用的数据 融合、独立于应用的数据融合、结合以上两种技术的数据融合)13.定向扩散路由机制可以分为三个阶段:兴趣扩散、梯度建立、路 径加强。

14.无线传感器网络的关键技术主要包括:时间同步机制、数据融合、 路由选择、定位技术、安全机制等。 15.无线传感器网络通信安全需求主要包括结点的安全保证、被动抵 御的入侵能力、主动反击入侵的能力。 16.标准用于无线局域网,标准用于低速无线个域网。 17.规定三种帧间间隔:SIFS、PIFS、DIFS。 18.标准为低速个域网制定了物理层和MAC子层协议。 19.ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层,通常它的网络层支 持三种拓扑结构:网状网络、树形网络、星型网络。 20.传感器网络中常用的测距方法有:接收信号强度指示、到达时间 差、到达角。 21.ZigBee网络分4层分别为:物理层、网络层、应用层、数据链路 层。 22.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:能量优先、基于局部拓扑、以数据为中心、应用相关。 23.数据融合的内容主要包括:目标探测、数据关联、跟踪与识别、 情况评估与预测。 24.无线传感器网络信息安全需求主要包括数据的机密性、数据鉴别、 数据的完整性、数据的实效性。 25.传感器结点的限制条件是电源能量有限、通信能力有限、计算和 存储能力有限。

无线传感器网络期末试卷

2011学年第一学期高一无线传感器网络期末试卷适用班级:11计6 满分:100分考试时间:60分钟 一、单项选择题(将最合适的选项填入括号中,每小题3分,共24分) 1.下列对无线传感器网络中传感器结点的叙述错误的是()。 A.数目庞大 B.分布密集 C.易受环境干扰 D.可随意移动 2.关于传感器的现代感知方法,下列说法错误的是()。 A.使用多跳路由算法向用户报告观测结果 B.多个传感器协同完成感知区域的大观测任务 C.传感器无计算能力 D.每个传感器完成临近感知对象的观测 3.无线网络技术使用的介质是()。 A.无线电波 B.双绞线 C.光缆 D.同轴电缆 4.()是传感器结点没有的组件。 A.处理子系统和无线通信子系统 B.传感器子系统 C.一个简单的操作系统和基本的变成语言 D.传统的Web浏览界面 5.以下哪个不是对无线传感器网络技术的设计挑战?() A.驱动程序 B.有限的能源 C.可靠性 D.对Linux的支持 6.以下名词中中英文对应错误的是()? A.无线传感器网络——Wireless Sensor Network,WSN B.全球定位系统——Geographical Information System,GIS C.云计算——Cloud Computing D.智能家居——Intelligent Home 7.电饭煲中的主要传感器是() A.压力传感器 B.红外传感器 C.温度传感器 D.湿敏传感器 8.智能家居功能包括() A.家居安全监控 B.家电控制 C.门禁系统 D.以上皆是 二、填空题(每个空格1分,共21分) 1.传感器网络的主要应用领域有__________________、__________________、__________________、__________________等。 2. 无线传感器网络的三大基础技术是__________________、__________________、__________________。 3.传感器网络的协议可分为五层,从下到上可分为_________________、_________________、_________________、_________________、_________________。 4.传感器结点的物理结构是: 5.传感器网络节点的功能模块组成为: 三、简答题(共30分)

无线传感网技术实验二

《无线传感网技术》实验二 班级:微电子1102 学号:0301110213 姓名:王绪安 一、实验目的 通过仿真实验,掌握无线传感网络联通率与通信半径以及节点数目之间的关系。 二、实验内容 (1)在不同节点数目n 情况下,用Matlab 拟合出连通率与通信半径的关系曲线。 (2)在不同通信半径R 情况下,用Matlab 拟合出连通率与节点数量n 的关系曲线。 三、实验思路分析过程(包括程序说明) 用计算机语言编写图的连通性判断算法,判断节点是否连通以及确定连通分支的个数,Warshell 算法实现方法 Warshell 算法 Warshell 算法可解决图是否连通的问题, 而且效率很高。在该算法中,矩阵P 是判断矩阵,1=ij p 表示从i 到j 连通,0=ij p 表示从i 到j 不连通。T 矩阵是模拟节点的两两直接连通矩阵T ij =1表示从i 到j 连通,T ij =0表示从i 到j 不连 通。 (1)置新矩阵 P:= T ; (2)k=1.....9,P=P*T ;循环叠乘得出最终连通矩阵。 (3)对P 矩阵P ij 进行连续判断,若有P ij <=0,则该图不连通,跳出循环。 (4)重复上面操作1000次,累计连通图的次数n,得出连通率。 四、实验程序 (1)在不同节点数目n 情况下,用Matlab 拟合出连通率与通信半径的关系曲线。 rate_1 = zeros(1,100); r=0.01:0.01:1; for k=1:1:100 for number=1:1:1000 flag_overflow=1; x=rand(10,1);

y=rand(10,1); for num=1:1:10 for sec_num=1:1:10 if(sqrt((x(num)-x(sec_num))^2+(y(num)-y(sec_num))^2)

无线传感器网络技术试题及答案

无线传感器网络技术试题及答案 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.传感节点中处理部件用于协调节点各个部分的工作的部件。 5.基站节点不属于传感器节点的组成部分 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.NTP时间同步协议不是传感器网络的的时间同步机制。 9.IEEE标准主要包括:物理层。介质访问控制层 10.从用户的角度看,汇聚节点被称为网关节点。 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 13.传感器网络的电源节能方法:_休眠(技术)机制、__数据融合 14.分布式系统协同工作的基础是时间同步机制

15.无线网络可以被分为有基础设施的网络与没有基础设施的网络,在无线传感器网络,Internet网络,WLan网络,拨号网络中,无线传感器网络属于没有基础设施的网络。 16.传感器网络中,MAC层与物理层采用的是IEEE制定的IEEE 协议 17.分级结构的传感器网络可以解决平面结构的拥塞问题 18.以数据为中心特点是传感器网络的组网特点,但不是Ad-Hoc的组网特点 19.为了确保目标节点在发送ACK过程中不与其它节点发生冲突,目标节点使用了SIFS帧间间隔 20.典型的基于竞争的MAC协议为CSMA 二、选择题 1.无线传感器网络的组成模块分为:通信模块、()、计算模块、存储模块和电源模块。A A.传感模块模块C网络模块D 实验模块 2..在开阔空间无线信号的发散形状成()。A A.球状B网络C直线D射线 3.当前传感器网络应用最广的两种通信协议是()D A. B. C. D.

相关主题