(最新整理)无线传感器复习题
(完整)无线传感器复习题
编辑整理：
尊敬的读者朋友们：
这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（(完整)无线传感器复习题）的内容能够给您的工作和学习带来便利。同时也真诚的希望收到您的建议和反馈，这将是我们进步的源泉，前进的动力。
本文可编辑可修改，如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅，最后祝您生活愉快业绩进步，以下为(完整)无线传感器复习题的全部内容。
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。
n amp elec tx tx d k e k E d k ??+?=-),(E
k E k E elec rx rx ?=-)(
6.若使网络的容错率达到99%，广播半径内需要部署多少传感器节点？
7.假定每个节点有相同的可靠性，前面的等式变为：
R （t)=1—［1-R 0（t)]n
代入 f = （1—R 0）
0。99 = (1 – f N ） ，f=0。1 N=2
8。 源节点与Sink 节点相距500米，节点的广播半径为10米,那么将1 Mbit 的数据从源节点传输到Sink 节点处，使用能量简化模型，需消耗多少能量？（假定所有邻居节点均能偷听（ overhearing ）到每个节点的广播.）
500 meters / 10meters = 50发送 /接收节点对 （一个节点发送,一个节点接收）
E Tx （k ，D ） = E elec * k + e amp * k * d 2
E Tx = 50 nJ/bit * 10—6 *103 + 100 pJ/bit/m2。 10-9 *103 *102 =0.05J + 0。01 J = 0.06 J E Rx （k,D） = E elec * k
E Rx = 0。05 J
E pair = E Tx + E Rx = 0.11J
E ALL=50＊ E pair = 50* 0。11 =5。5 J
第四章
1.物理层的主要任务是什么?物理层能实现哪些功能？
物理层的主要任务:将比特流转换成适合在无线信道中传输的信号
物理层的主要功能如下：
①为数据终端设备(Data Terminal Equipment，DTE）提供传送数据的通路.
②传输数据.
③其他管理工作。
2.WSN RF通信的主要技术包括哪些？
窄带通信、扩频和超宽带(UWB）技术
3.简述窄带通信最不适用于WSN的原因是什么？
主要原因在于该技术是以牺牲能量效率来换取宽带效率的。最主要的是随着调制级数的增加，带宽效率缓慢提高但能量效率显著下降.
4.简述RF 无线通信中，发送端和汇聚节点传播信息的步骤。
（1）、信源编码（数据压缩）：在发送端，用信源编码器对信源进行编码，信源编码就是根据信息的统计特性用一些信息位表示信息源,组成源码字。信源编码同时包含了数据压缩.
（2）、信道编码(差错控制编码）：信道编码器对源码字进行编码以减少无线信道差错对信源产生的影响,信道编码包括差错控制编码。
（3）、交织和调制:经过信道编码的码字进行交织来抑制突发错误，交织技术可以避免大片连续误比特的情况。
（4）、无线信道传播:传输波形在信道中传播。
5.请解释分组码表示的码组各个参数的含义。
分组码的码组(n ，k ，t)
n 是分组长度、k 是信息长度、t 是最大纠错位数。
6。简述目前主要的三种调制方法。
（1)、幅移键控(ASK ）：ASK 调制根据将要发送的比特来调制波形的振幅。最简单的ASK 调制形式是开关控键(OOK),它在数字1时发送波形而在数字0时不发送波形。
(2)、频移键控（FSK ）：波形的频率c f 随着发送信息比特的变化而变化。根据信号选择频率
的不同,可以在汇聚节点把信号检测出来.
（3）、相移键控（PSK)：PSK 根据发送比特改变波形的相位Ψ（t ）。相应地在汇聚节点可以根据接收信号的相位变化将发送比特映射出来.
7.简述造成无线信道失真的原因主要有哪几种?
衰减Attenuation – 信号强度随距离的增加而减弱
反射与折射Reflection/refraction – 信号在表面反弹； 进入材料
衍射Diffraction – 陡峭边缘产生新波形
散射Scattering – 粗糙表面的多重反射
8.对于自动请求重传，采用CRC —16差错监测机制，数据包的有效载荷为l 比特，其发送信号的误包率是多少？
l b CRC p l )1(1)(PRE --=
9.简述IEEE802.15.4网络拓扑结构有哪几种?
星状、网状、树状
第五章
1.WSN 中，介质访问控制协议分为哪几类?这些方案依赖于哪两种基本的多址接入机制?
(1）基于竞争的MAC 、基于预留的MAC 、包含以上两种方案的混合MAC.
（2）载波侦听多址接入（CSMA)和时分多址接入（TDMA）
2.简述WSN 中，在通信过程中能耗主要来源于哪些方面？
碰撞:在无线信道上,若有两个节点同时发送数据，则这两个发送节点都将发射不成功,会造成能量的大量浪费。
持续侦听:在WSN中的接收节点无法预测数据何时到达，另外每个节点还需要侦听各节点的拥塞状况，节点须始终保持侦听状态，以防特殊情况的发生，这里包含了许多没必要的侦听，浪费了许多能量。
控制开销：为了保证无线传感器网络的可靠性，MAC层协议需要使用一些控制分组来调节节点状态，这些控制分组中不存在有用的数据，要消耗一部分的能量。
3.什么是载波侦听？什么是虚拟载波侦听？简述载波侦听退避机制工作原理.
（1）载波侦听:指节点在特定时隙侦听信道，为接入无线信道的活动做准备。
（2）虚拟载波监听（Virtual Carrier Sense)：源站将它还要占用信道的时间（包括目的站发回确认帧所需时间)在其 MAC 帧首部字段“持续时间”中填入指示给所有其他站，其他所有站会在这段时间都停止发送数据, 大大减少了冲突的机会。
（3）一旦当前的传输结束，节点会等待另一个IFS.若信道在此期间保持空闲,则在发送自己的数据包之前，节点会在一系列数值之中随机选择一个作为等待时隙的数目。退避通过定时器执行，每经过一个被称为时隙的特定时间段就会递减退避定时器的计数，节点进入退避周期后，第一个退出退避的节点在时钟计时结束时开始传输。其他终端检测到新的传输并暂停它们的退避计时器直到当前传输完成，在下一个竞争周期中重新开始计时。
4.请图示画出802。11 MAC的 CSMA/CA源站、目的站点以及其它站点信道访问机制。
5. 802。11MAC 中,无线站点监听时如何判定信道“忙”？为何无线站点监听到信道空闲还要再等待？
（1)A：802。11 标准规定在物理层的空中接口进行载波监听，通过收到的相对信号强度是否超过一定的门限数值来判定是否有其他的无线站点在信道上发送数据。
（2）A：此时可能有多个站点都在监听,而其他的站点可能有更高优先级的帧要发送，如其有，就要让高优先级帧先发送（高优先级帧需等待的帧间间隔时间较短，可优先获得发送权，低优先级帧需等待的帧间间隔时间较长,须等待较长时间.SIFS 〉 PIFS 〉 DIFS 〉 EIFS) 6.帧间间隔长度取决于该站欲发送的帧的类型。高优先级帧需要等待的时间较短,可优先获得发送权，低优先级帧就必须等待较长的时间。(T ）
7.简述使用 SIFS 帧间间隔的场合？
（1）应答 ACK 帧
(2）应答 CTS 帧
(3）过长的 MAC 帧分片后的数据帧
(4）应答 AP 探询帧
（5) PCF 方式中接入点 AP 发送出的任何帧。
8.什么是隐终端？什么是显终端?无线通信中常用什么方法解决应终端问题以及现终端问题?
（1）隐终端是指在接收接点的覆盖范围内而在发送节点的覆盖范围外的节点。
（2)显终端是指在发送接点的覆盖范围内而在接收节点的覆盖范围外的节点。
（3）CSMA/CA机制
9.简述802。11MAC二进制指数退避方法
第 i 次退避时，在 2i+2 个时隙中随机选择一个.
［例］第1次退避在8个时隙中随机选择一个（以太网第1次冲突后在2个时隙中选）；
第2次退避在16个时隙中随机选择一个（以太网那第2次冲突后在4个时隙中选)。
……
根据该时隙数设置一个退避计时器进行减1计时，当计时器时间减小到0时就开始发送数据。若时间还未减到0信道又变为忙，则冻结该计时值重新等待信道变为空闲、再经过时间DIFS 后，继续启动退避计时器（从剩下的时间开始)。这样规定有利于该继续启动计时器的站更早地接入信道中。
10.简述无线接入过程有哪几个阶段？
（1) 扫描阶段、(2） 认证阶段、(3) 关联阶段
11.简述S-MAC 的基本思想。
（1）采用周期性睡眠和监听方法减少空闲监听带来的能量损耗。对周期性睡眠和监听的调度进行同步，同步节点采用相同的调度，形成虚拟簇，同时进行周期性睡眠和监听,适合多跳网络。
(2）当节点正在发送数据时，根据数据帧特殊字段让每个与此次通信无关的邻居节点进入睡眠状态，减少串扰带来的能量损耗。
(3)采用消息传递机制,减少控制数据带来的能量损耗。
12。什么是占空比？若某一无线传感器网络节点侦听时间是400ms 睡眠时间是1.6s ，请计算该节点占空比是多少？
占空比=侦听时间/整帧持续时间
占空比= 1.6
10400104003--3
+??=0.2=20％ 13.S-MAC 协议基本的节能手段是依靠传感器节点定期进入睡眠状态从而减少节点空闲侦听的时间来实现的。（ T)
14.S-MAC 中，节点是如何选择与维护调度的？
15.简述S—MAC中自适应侦听基本思想。
基本思想是当一个节点在其通信范围内得知相邻的节点要传输数据时就睡眠并记录其传输数据的时间,只有当其相邻的节点传输数据结束后才能醒来一个短暂的时间,这时它可以通过侦听信道查看信道的状态(忙或空闲）,判断是否有数据需要传输。
16.简述S—MAC中关键技术有哪些？
（1）周期性监听和睡眠、（2）串扰避免、（3)多跳感知、(4）自适应监听
（5)消息传递、（6）定性评价
17。 B—MAC协议基于哪两种机制？
https://www.sodocs.net/doc/e614528043.html,A机制的主要目的是什么？CCA机制有哪两个阶段组成？简述CCA机制工作原理。
（1）区分噪声和信号,准确评估信道活动。
（2）噪声基准估计阶段和信号检测阶段。
（3）经过传输，节点首先采取一个信道样本来更新噪声基准评估，然后，在传输任何数据包之前，利用几个信道本来确定是否存在异常.如果发现异常，那么假设信道空闲并传输数据包。另一方面，如果没有异常存在，那么信道被判定为忙。
20.低功耗侦听的主要思想是什么?其目标是什么？
其目标是减小和固定占空比协议相关的“侦听功耗”。
24。简述B-MAC协议的优缺点。
优点：
1。提供一个有效的载波侦听机制，大部分错误可以被检测;
2.噪声基准评估机制使MAC协议能够适应周边环境；
3。轻量级协议，占用空间小；
4。灵活多变，为上层用户提供各种接口,方便再次开发。
缺点:
1.没有解决隐终端问题，在高密度流量的网络中无线信道不能充分利用;
2。同步前导码过长，在流量负载较高时长生较大开销；
https://www.sodocs.net/doc/e614528043.html,A机制引了入额外的复杂性，也在一定程度上增加了接入时延。
25.T—MAC中采用什么方法来解决早睡问题?
未来请求发送、满缓冲区优先
26.简述T-MAC中满缓冲区优先的方法。
当节点的缓冲区快满时，节点对收到的RTS分组不回复CTS,而是立即向缓冲区内数据的接收节点发送RTS，建立连接之后发送数据,以减轻缓冲区负载。
27.Sift协议的设计目的是什么?
N个节点同时监测到一个事件,希望在最短时间内有R个节点(R<=N）无冲突发送事件消息.
28.TRAMA协议有哪四个主要阶段构成的？简述每个阶段的功能。
（1）邻节点发现:在该阶段，节点需要发现它们的邻节点，这样就能够确定潜在的接收机和发射机。
（2）流量信息交换：在该阶段，节点需要告知它们的目标接收机它们的流量信息。
（3）时间调度表建立:基于来自邻节点的流量信息，节点确定了在一帧内发送和接收数据包的时隙。然后这些表在节点间互相交换.
（4）数据传输：基于已建立的时间调度表信息，节点可以切换到活跃模式并在给定的时隙通信。
29。TRAMA协议操作由哪几个机制构成？
邻居协议（NP）、调度交换协议（SEP)、自适应选择协议(AEA)
30.简述ZMAC协议的基本思想。
（1）采用CSMA机制作为基本方法
(2）竞争加剧时使用TDMA机制
（3)引入时间帧，为节点分配时隙
(4)节点可以选择任何时隙发送数据
（5）在分配的时隙发送优先级更高
31.ZMAC协议由哪几个阶段组成的？启动阶段主要由哪几部分构成的？
（1）启动阶段和通信阶段
（2）①邻节点发现②时隙分配③本地帧交换④同步全局时钟
32。 IEEE 802.15.4标准提供了一种基于哪几种方式的混合接入方式？
基于CSMA和TDMA的混合接入机制。
33.Z-MAC中的本地帧尺寸是由什么决定的?
由时间帧的规则决定的。
第六章
1.WSN的应用依靠传感器的反馈与环境进行交互作用,在这些交互中，数据链路层的主要目的是什么？
进行数据帧检测、介质访问和差错控制。
2. WSN中，差错控制方案的主要目的是什么？
在无线信道上提供可靠的通信
3。简述差错控制方案的目标。
无差错、按顺序、无重复、无丢包
4.WSN 中差错控制机制分为哪4种？
功率控制、ARQ 、FEC 和HARQ
5.基于自动重发的差错控制主要依靠什么来保证可靠性？
重传丢包或损坏的数据包
6.ARQ 策略的基本原理可以概括为什么？
可以概括为N 回退方式，选择性重发和停止等待。
7.FEC 和HARQ 编码的差错恢复可以通过哪两种方式实现？
跳距延伸、发射功率控制
8.FEC 编码提供了纠错弹性， 是以增加哪些方面的成本为代价?
以编码/解码的能源和时延开销以及由于传输和接受长数据包的通信开销为代价的。
9.源节点与Sink 间的距离为D ，请计算其跳数期望.
E[h n （D)]≈]
[inf h d E R D +1，其中 E ［d n ] 是跳距均值，R inf 为传输半径
第七章
1.WSN 中路由协议的功能主要有几个方面？
搜索满足条件的从源节点到目的节点的优化路径
转发数据分组
2.简述Flooding 路由协议优缺点。
优点：路径容错性好，传输延时短
缺点:内爆、数据重叠、资源浪费
在数据传输时能量消耗巨大，网络生命周期一般较短,不适应大规模的网络
3.什么是内爆？什么是数据重叠？
内爆：重复的信息会被多次传输到同一个节点
数据重叠：同一区域的多个节点可能会同时发现相同现象或目标的检测数据,使得一个节点先后收到这些节点发送的相同数据。
4。SPIN 协议的设计目标是什么？
能够解决Flooding 以及Gossiping 协议的内爆、重叠及资源利用不合理现象。
5.SPIN 协议中使用了哪几种类型的消息？
广告(ADV ）消息、请求（REQ ）消息与数据（DATA ）消息
6.定向扩散路由协议建立路由的过程包括哪几个阶段？
（1）、兴趣扩散 (2）、梯度建立 （3)、路径增强 （4)、数据传输
7.简述LEACH 路由协议的核心思想。
(1）、LEACH 协议分为两个阶段操作，即创建阶段（set-up phase)和就绪阶段(ready phase ）。创建阶段和就绪阶段所持续的时间总和称为一轮(round ）
（2）、在创建阶段，LEACH 协议随机选择一个传感器节点作为簇头节点(cluster head node)，随机性确保簇头与基站之间数据传输的高能耗成本均匀地分摊到所有传感器节点。
（3）、具体的选择办法是：一个传感器节点随机选择0和1之间的一个值，如果选定的值小于某一个阈值T （n)，则这个节点成为簇头节点。T(n ）值按右边公式计算：
T(n ）= ]
)/1mod([1P r P P -, n ∈G 0， 其他
（4）、。在簇头节点选定后，该簇头节点对网络中所有节点进行广播，广播数据包含有该成为簇头节点的信息。一旦传感器节点收到广播数据包，根据接收到的各个簇头节点广播信号强度,该节点选择信号强度最大的簇头节点加入，向其发送成为其成员的数据包。簇形成后，簇头
节点采用TDMA策略分配通道使用权给簇内节点.
（5)、一旦处于就绪阶段，簇头节点开始接收簇内各节点采集的数据，然后采用数据融合和数据压缩等技术进行汇聚，将整合后的数据传输给Sink节点。在就绪阶段持续了一段时间后，网络又进入了另一轮的创建阶段。
8.在TEEN协议中定义了两个门限，这两个门限的作用是什么？
TEEN协议通过利用这两个门限值来提供基于响应的应用。
9.简述分层路由协议的优缺点.
优点：可扩展性好；簇头能限制网络内部的流量；能源效率高；延长了网络的生命周期.
缺点:太依赖簇头，面临鲁棒性问题;簇的形成需要额外信号；频繁改变簇头以增加开销为代价；内部的簇通信仍然是一个重大挑战；簇头与汇聚节点通信使用更高的发射功率，不适用于大规模网络。
10。SAR路由协议主要的目标是什么？
选择汇聚节点的单跳邻节点作为根节点，建立一个多树结构。
11.简述SAR路由协议的优缺点。
SAR路由协议的优点：能够提供QoS保证
SAR路由协议的不足：
A.节点中的大量冗余路由信息耗费了存储资源
B.路由信息维护、节点QoS参数与能耗信息的更新均需较大开销
12.基于地理位置的路由协议--MECN的思想和目标分别是什么？
Idea：给定一个通信网络，估算一个高效能的子网络
目标：该子网络使得网络中任何一对节点间通信的功耗最小
第八章
1.无线传感器网络中数据传输分为两种形式？
上行模式、下行模式
2.WSN的传输协议根据功能可以划分为哪几种?
拥塞控制协议、可靠传输协议、多路复用协议
3.WSN有两种基本的可靠传输机制是什么？
丢失恢复、发送速率调整
4.RMST主要目标是什么？它提供了传输层协议所需要的哪几种功能？
（1）主要目标是提供端到端的可靠传输
（2）可靠传输协议与多路复用协议
5.RMST协议有哪几种操作模式？
无缓存模式、缓存模式
6.RMST协议的工作于缓存模式对应于端到端的可靠传输（T )
7.RMST可提供Sensor—to-Sink的逐跳与端到端的可靠传输，（不）能保证分组的顺序到达,也(不）能提供实时保证.（ F ）
8.RMST依赖于定向扩散路由协议。(T ）
9.PSFQ是一种下行通信的数据块可靠传输协议，可靠性是关注点。（ T ）
10。PSFQ协议主要由哪几种操作构成？
分发操作、提取操作、状态报告
11.PSFQ协议中NACK消息不会通过多跳路径进行传播.( T ）
12。PSFQ协议中丢包检测机制依靠的是数据流中包序号。（ T ）
13。PSFQ协议是一种逐跳可靠性协议不是一种端到端的协议。（ T ）
14。拥塞检测与避免协议CODA的目标是什么?其判定拥塞的指标是什么？
（1）检测与避免WSN中的拥塞
(2）将缓存器的占用情况与信道负载情况联合，作为拥塞指标。
15.CODA协议考虑了哪几种拥塞情形？
（1）信源节点附近的拥塞
（2）暂时的热点
（3）持续的热点
16.CODA协议采用了哪几种高效拥塞控制机制？
(1）拥塞检测
（2）开环、逐跳反压
（3）闭环、多源调整
17。CODA协议不仅缓解了WSN中的本地拥塞，解决了端到端的拥塞，还解决可靠性问题。(没有解决可靠性问题)( F ）
18.对CODA协议进行定性评价。
(1)CODA协议联合缓存器的占用情况与信道负载情况，作为拥塞指标；
（2）CODA协议不仅缓解了WSN中的本地拥塞，还解决了端到端的拥塞;
(3）CODA协议通过避免拥塞来提高网络性能;
（4）CODA协议没有解决可靠性问题。
（5)CODA协议中闭环多信源管理机制引起了在网络数据流量高时的额外时延。
19。ESRT协议既处理WSN中的可靠性问题，又处理拥塞问题.（ T )
20。虽然ESRT协议主要应用于Sink，但是它对资源受限的传感器节点要求也非常高（少）。（F ）21.ESRT协议的主要目标是什么?
配置网络使其尽可能地接近理想执行点，即在最小功耗且没有网络拥塞的情况下达到所需的可靠性。
22.ESRT协议无法用于需要单个传感器信息的应用中。（ T ）
考试题型以及分值:
填空，25分，一空一分
选择10分,一题一分
判断10分，1题1分
简答41分，6个题目,7+9+6+6+5+8
计算14分，10+4
请同学们认真准备,无线传感器网络的考试
无线传感器网络整理
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.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 6.LoWPAN提出了哪四类栈头？广播栈头、mesh栈头、分片栈头、包头压缩栈头 7.在WSN中，传感器节点具有数据源和路由器的双重角色。因此通信有两个执行的依据：数据源功能、路由功能。 8.传感器节点;功能：采集、处理、控制和通信等;网络功能：兼顾节点和路由器;资源受限：存储、计算、通信、能量 Sink节点功能：连接传感器网络与Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，发布管理节点的监测任务，转发收集到的数据。特点：连续供电、功能强、数量少等 9.无线传感网的基本特点1传感器节点体积小，能量有限2传感器节点计算和存储能力有限3通信半径小，带宽低4传感器节点数量大且有自适应性5无中心和自组织6网络动态性强7以数据为中心的网络10.无线传感器网络面临的挑战主 要体现:低能耗、实时性、低成本、 安全和抗干扰，协作 1无线传感器网络的主要应用领域： 1.军事应用 2.环境应用 3.医疗应 用家庭应用工业应用6.智慧城市 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。 n am p elec tx tx d k e k E d k? ? + ? = - ) , ( E k E k E elec rx rx ? = - ) ( 7. 源节点与Sink节点相距500米， 节点的广播半径为10米，那么将1 Mbit 的数据从源节点传输到Sink 节点处，使用能量简化模型，需消 耗多少能量？（假定所有邻居节点 均能偷听（overhearing ）到每个 节点的广播。） 1.物理层的主要任务是什么？物理 层能实现哪些功能？物理层的主要 任务：将比特流转换成适合在无线 信道中传输的信号物理层的主要功 能如下：①为数据终端设备(Data Terminal Equipment，DTE)提供传 送数据的通路。②传输数据。③其 他管理工作。 2.WSN RF通信的主要技术包括哪 些？窄带通信、扩频和超宽带 （UWB）技术 3.简述窄带通信最不适用于WSN 的原因是什么？主要原因在于该技 术是以牺牲能量效率来换取宽带效 率的。最主要的是随着调制级数的 增加，带宽效率缓慢提高但能量效 率显著下降。 4.简述RF 无线通信中，发送端和 汇聚节点传播信息的步骤。1、信源 编码（数据压缩）：在发送端，用信 源编码器对信源进行编码，信源编 码就是根据信息的统计特性用一些 信息位表示信息源，组成源码字。 信源编码同时包含了数据压缩。2、 信道编码（差错控制编码）：信道编 码器对源码字进行编码以减少无线 信道差错对信源产生的影响，信道 编码包括差错控制编码。3、交织和 调制：经过信道编码的码字进行交 织来抑制突发错误，交织技术可以 避免大片连续误比特的情况。4、无 线信道传播：传输波形在信道中传 播。 5.请解释分组码表示的码组各个参 数的含义。分组码的码组（n,k,t) n是分组长度、k是信息长度、t是 最大纠错位数。
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:
传感器原理及应用期末考试试卷(含答案)
传感器原理及应用 一、单项选择题(每题2分．共40分) 1、热电偶的最基本组成部分是()。 A、热电极 B、保护管 C、绝缘管 D、接线盒 2、为了减小热电偶测温时的测量误差，需要进行的温度补偿方法不包括( )。 A、补偿导线法 B、电桥补偿法 C、冷端恒温法 D、差动放大法 3、热电偶测量温度时( )。 A、需加正向电压 B、需加反向电压 C、加正向、反向电压都可以 D、不需加电压 4、在实际的热电偶测温应用中，引用测量仪表而不影响测量结果是利用了热电偶的哪 个基本定律( )。 A、中间导体定律 B、中间温度定律 C、标准电极定律 D、均质导体定律 5、要形成测温热电偶的下列哪个条件可以不要（）。 A、必须使用两种不同的金属材料； B、热电偶的两端温度必须不同； C、热电偶的冷端温度一定要是零； D、热电偶的冷端温度没有固定要求。 6、下列关于测温传感器的选择中合适的是（）。 A、要想快速测温，应该选用利用PN结形成的集成温度传感器； B、要想快速测温，应该选用热电偶温度传感器； C、要想快速测温，应该选用热电阻式温度传感器； D、没有固定要求。 7、用热电阻测温时，热电阻在电桥中采用三线制接法的目的是( )。 A、接线方便 B、减小引线电阻变化产生的测量误差 C、减小桥路中其他电阻对热电阻的影响 D、减小桥路中电源对热电阻的影响 8、在分析热电偶直接插入热水中测温过程中，我们得出一阶传感器的实例，其中用到了（）。 A、动量守恒； B、能量守恒； C、机械能守恒； D、电荷量守恒； 9、下列光电器件中，基于光电导效应工作的是( )。 A、光电管 B、光敏电阻 C、光电倍增管 D、光电池
(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
传感器原理及应用试题库(已做)
一：填空题（每空1分） 1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件， 测量电路三个部分组成。 2.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计 和箔式应变计结构。 3.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。 4.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。其定义为：传 感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k（x）=Δy/Δx 。 5.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一 种度量。按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。最常用的是最小二乘法线性度。 6.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。 7.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿 法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。 8.应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。 9.传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。 10.国家标准GB 7665--87对传感器下的定义是：能够感受规定的被测量并按照 一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成。 11.传感器按输出量是模拟量还是数字量，可分为模拟量传感器和数字量传感器 =输出量的变化值/输入量的变化12.传感器静态特性的灵敏度用公式表示为：k (x) 值=△y/△x 13.应变计的粘贴对粘贴剂的要求主要有：有一定的粘贴强度；能准确传递应变； 蠕变小；机械滞后小；耐疲劳性好；具有足够的稳定性能；对弹性元件和应变计不产生化学腐蚀作用；有适当的储存期；应有较大的温度适用范围。14.根据传感器感知外界信息所依据的基本校园，可以将传感器分成三大类： 物理传感器，化学传感器，生物传感器。
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
传感器技术与应用题库
传感器技术与应用题库 传感器技术与应用 知识储备 练习题 0-1. 传感器特性在检测系统中起到什么作用, 0-2(传感器的性能参数反映了传感器的什么关系, 静态参数有哪些,各种参数代表什么意义, 动态参数有那些,应如何选择, 0-3(解释下列名词术语: 1)敏感元件;2)传感器; 3)信号调理器;4)变送器。 0-4(根据电容传感器的工作原理说明它的分类，电容传感器能 够测量哪些物理参量, 0-5(通常传感器由,,,,,,,,,,,,,,,,,,,部分组成， 是能把外界,,,,,,,,转换成,,,,,,,,器件和装置。 0-6(测量系统的静态特性指标主要有哪些, - 1 - 传感器技术与应用 学习情境1 温度的检测 练习题 1-1(什么是热电效应,热电势由哪几部分组成, 1-2(热电偶产生热电势的原因和条件是什么,
1-3(描述热电偶的四个基本定律和它们的实用价值。 1-4(为什么热电偶需要冷端补偿,冷端补偿有哪几种方法, 1-5(用镍铬-镍硅(K型)热电偶测量温度，已知冷端温度为40?， 用高精度毫伏表测得这时的热电动势为29(188mv，求被 测点的温度。 1-6(用镍铬-镍硅(K型)热电偶测量炉温，已知热端温度为 800?，冷端温度为50?，为了进行炉温的调节及显示， 要将热电偶产生的热电动势信号送到仪表室，仪表室的温 度为20?，分别求冷端用铜导线与用补偿导线连接到仪表 测得的炉温,并比较结果。 1-7(简述热电阻测温原理，常用热电阻有哪些,它们的性能特点是什么, 1-8(热敏电阻有哪几种类型,简述它们的特点及用途。 1-9(描述常用的三种温度传感器的异同点。 1-10(联系实际，描述一个测温系统。指出它的测温范围、使用 的器件。并说出为什么使用该测温器件, 1-11(简要描述使用的测温传感器的原理、接线和注意事项等。 - 2 - 传感器技术与应用 学习情境2 气体的检测 练习题 2-1(简述气敏电阻的组成、工作原理及特性。 2-2(为什么气敏电阻需要加热使用, 2-3(如下图所示为可燃气体报警器电路图， (1)试分析其工作原理，并选用合适的元件参数。
无线传感器网络综合整理
无线传感器网络 1无线传感器网络简介 WSN是wireless sensor network的简称，即无线传感器网络。 无线传感器网络就是由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的自组织的网络系统，其目的是协作地感知、采集和处理网络覆盖区域中被感知对象的信息，并发送给观察者。传感器、感知对象和观察者构成了无线传感器网络的三个要素。 WSNs网络体系结构如图所示。数量巨大的传感器节点以随机散播或者人工放置的方式部署在监测区域中，通过自组织方式构建网络。由传感器节点监测到的区域内数据经过网络内节点的多跳路由传输最终到达汇聚节点（Link节点），数据有可能在传输过程中被多个节点执行融合和压缩，最后通过卫星、互联网或者无线接入服务器达到终端的管理节点。用户可以通过管理节点对WSNs进行配置管理、任务发布以及安全控制等反馈式操作。 图1.1 传感器节点 功能：采集、处理、控制和通信等 网络功能：兼顾节点和路由器
图1.2 Sink节点 功能：连接传感器网络与Internet等外部网络，实现两种协议栈之间的通信协议转换，发布管理节点的监测任务，转发收集到的数据。 特点：连续供电、功能强、数量少等 2无线传感器网络特点 2.1硬件资源有限 受体积成本限制，传感器节点的硬件资源有限，其计算能力、存储能力相对较弱。 2.2电源容量受限 通常传感器节点投放在不适合电源不补给的恶劣环境和无人区，所以仅靠电池供电。 2.3对等网络 各传感器地位平等，没有固定的中心节点，是一种对等网络。 2.4多跳路由 网络数据的传送往往采用多跳转发的方式。 2.5动态拓扑 无线传感器网络的拓扑是动态变化的，因为无线传感器的节点是移动，数量是变化的（主动和被动变化）。
《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 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 μs
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)。
2015年无线传感器试题__答案
中南大学考试试卷 2014--2015 学年下学期时间100分钟 无线传感器网络课程 48 学时 3 学分考试形式：闭卷 专业年级：物联网12级总分100分，占总评成绩 70 % 试题共8页，答案直接写在答题纸上，记得填姓名哦 姓名： 一、选择题。（选出一个正确答案，并将其代号写在相应题中的括号内。每小题2分，共20分） 1、ZigBee是 B 网络的标准之一。 A WWAN B WPAN C WLAN D WMAN 2、下面哪项不是FFD的工作状态（D） A作为一个主协调器 B、作为一个协调器 C、作为一个终端设备 D、作为一个服务器 3、下列哪项不是PAN网络结构中的帧结构（C） A信标帧 B、数据帧 C、链路帧 D、确认帧 4、由Zigbee组织来定义的是哪一层？（） B A物理层 B网络层 C介质读取控制层 D应用层 5、下面哪一项不是WSN的强项。（） C A．自组织 B. 分布式 C. 安全性 D.节点平等 6、对于WSN来说，下面哪种说法不对。（） C A. 节点能力不高 B. 能量供应不好 C. 节点变化性不强 D.网络规模很大 7、下面哪一项不太适合于无线传感器网络节点。（） D A. 动态配置，以支持多种网络功能； B. 节点可以动态配置成网关、普通节点等； C. 支持低功耗的网络传输； D. 支持长距离通信的能力，以便数据传输。 8、信号的调制解调在WSN中，是属于哪一层的事务。（） A A．物理层 B. 数据链路层 C. 网络层 D.以上都不是 9、在WSN中，下列事务在每一层都要考虑，哪一项是最突出的。（） A A．能量管理 B.移动管理 C.任务管理 D. 数据处理 10、S-MAC协议是属于（） A A．基于竞争的MAC协议 B．基于分配的MAC协议 C．混合型MAC协议 D. 跨层MAC协议 二、填空题。（每空1分，共30 分） 1.IEEE 80 2.15.4 标准主要包括：物理层和介质访问控制层 2.ISM频段是指无须注册的公用频段，具有大范围的可选频段，没有特定的标准，可以灵活使用，ISM频 段的频率范围包括433MHz 、915MHz 和 2.4GHz 。 3.按分配信道方式划分，无线传感器网络的MAC层可以分竞争型、分配型和混合型。 4.在无线传感器网络中，常常根据剩余能量；数据属性；地理位置；链路质量；拥塞度；网络 结构等因素决定下一跳节点，即由那个节点转发数据。 5.无线传感器节点的节点硬件组成部分包括数据采集模块，数据处理和控制模块，无线通信模块， 能量供应模块。6.ESRT协议将网络分为无拥塞，低可靠性(NC，LR)；无拥塞，高可靠性(NC，HR)；最优状态OOR； 拥塞，高可靠性(C，HR)；拥塞，低可靠性(C，LR) 5种状态。 7.在相同的码元速率的情况下，M-ary调制方式传输的信息量是二进制调制方式的log2M倍，因此 更节省了传输时间。 8.天波是指以电离层反射进行传播的波。 9.对于噪声通信信道，最简单的数学模型是加性噪声信道，它的数学表达式是 r(t) = as(t)+n(t) 。 10.S-MAC协议基本的节能手段是依靠传感器节点定期进入睡眠状态减少节点空闲侦听的时间来 实现的。 11.ZigBee中使用两种地址：一种是64位IEEE地址，即MAC地址一种是16位网络地址，即NWK 地址 12.ZigBee技术具有强大的组网能力，可以根据不同需要选用不同的网络结构，常用的有星型、 树型和MESH网状网。 13.无线传感器网络网络层主要包括两方面内容，即：路由的选择和路由的维护 14.SPIN协议是一类基于协商、以数据为中心的路由协议。SPIN协议在节点过程中使用三种类型的数据包： 15. 16. 17. 18. 19. 1、什么是无线传感器网络？ 无线传感器网络是一种由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区的环境或观察者感兴趣的感知对象的各种信息（如光强、温度、湿度、噪声和有害气体浓度等物理现象），并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去。 2、简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的基本工作原理？ 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。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。否则执行退避算法。 3、简要分析无线传感器网络的概念、特征和发展趋势。 概念：无线传感器网络是一种由传感器节点构成的网络，能够实时地监测、感知和采集节点部署区的环境或观察者感兴趣的感知对象的各种信息（如光强、温度、湿度、噪声和有害气体浓度等物理现象），并对这些信息进行处理后以无线的方式发送出去。 特点：自组织；分布式；节点平等；可靠性要求高；节点资源有限；网络规模大；时效性。其中节点的可感知，微型化和自组织能力是无线传感器网络所具有的三个最基本的特点 发展趋势：节点进一步微型化；寻求更好的系统节能策略；进一步降低节点成本；提高节点的自动配置 - 1 -
传感器与应用试题库
《传感器与应用》 一、填空题（每空1分，共25分） 1．传感器的灵敏度是指稳态标准条件下，输出变化量与输入变化量的比值。对线性传感器来说，其灵敏度是一常数 .2．用弹性元件和电阻应变片及一些附件可以组成应变片传感器，按用途划分用应变式力传感器、应变式加速度传感器等（任填两个）。3.采用热电阻作为测量温度的元件是将温度的测量转换为电阻的测量。4．单线圈螺线管式电感传感器主要由线圈、铁磁性外壳和可沿线圈轴向移动的活动铁芯组成。5．利用涡流式传感器测量位移时，为了得到较好的线性度和较好的灵敏度，应该让线圈与被测物的距离大大小于线圈半径6．空气介质变隙式电容传感器中，提高灵敏度和减少非线性误差是矛盾的，为此实际中大都采用差动式电容传感器7．振筒式传感器是以均匀薄壁圆筒作为敏感元件，将被测气体压力或密度的变化转换成频率。8．由光电管的光谱特性看出，检测不同颜色的光需要选用光电阴极材料不同的光电管，以便利用光谱特性灵敏度较高的区段。9．按热电偶本身结构划分，有普通热电偶、铠装热电偶、薄膜热电偶。10．硒光电池的光谱响应区段与人类相近，因而得到应用。11．热敏电阻正是利用半导体载流子数目随着温度变化而变化的特性制成的温度敏感元件。12．当半导体材料在某一方向承受应力时，它的电阻率发生显著变化的现象称为半导体压阻效应。用这个原理制成的电阻称固态压敏电阻。13．磁敏二极管工作时加正向电压。由于它的磁灵敏很高，特别适用于测量弱磁场。 二、选择题（每小题2分，共16分，7、8两题答案不止一个） 1．电阻应变片的初始电阻数值有多种,其中用的最多的是（B）。A 60ΩB120ΩC 200ΩD 350Ω2．电涡流式传感器激磁线圈的电源是（ C ）。A 直流 B 工频交流 C高频交流 D低频交流3．变间隙式电容传感器的非线性误差与极板间初始距离d0之间是（B）。 A 正比关系 B 反比关系 C 无关系 4．单色光的波长越短，它的（A）。 A 频率越高，其光子能量越大 B 频率越低，其光子能量越大 C 频率越高，其光子能量越小 D 频率越低，其光子能量越小 5．热电偶可以测量（ C ）。 A 压力 B 电压 C 温度 D 热电势 6．光敏电阻适于作为（B）。 A 光的测量元件 B 光电导开关元件 C 加热元件 D 发光元件 7．目前我国使用的铂热电阻的测量范围是（ AD ）。
无线传感器网络的应用研究
1武警部队监控平台架构介绍与设计 1.1监控系统的系统结构 基站监控系统的结构组成如上图所示，主要由三个大的部分构成，分别是监控中心、监控站点、监控单元。整个系统从资金、功能以及方便维护性出发，我们采用了干点加节点方式的监控方法。 监控中心（SC）：SC的定义是指整个系统的中心枢纽点，控制整个分监控站，主要的功能是起管理作用和数据处理作用。一般只在市级包括（地、州）设置相应的监控中心，位置一般在武警部队的交换中心机房内或者指挥中心大楼内。 区域监控中心（SS）：又称分点监控站，主要是分散在各个更低等级的区县，主要功能是监控自己所负责辖区的所有基站。对于固话网络，区域监控中心的管辖范围为一个县/区；移动通信网络由于其组网不同于固话本地网，则相对弱化了这一级。区域监控中心SS的机房内的设备配置与SC的差不多，但是不同的是功能不同以及SS的等级低于SC,SS的功能主要是维护设备和监控。 监控单元（SU）：是整个监控系统中等级最低的单元了，它的功能就是监控并且起供电，传输等等作用，主要由SM和其他供电设备由若干监控模块、辅助设备构成。SU侧集成有无线传感网络微设备，比如定位设备或者光感，温感设备等等。 监控模块（SM）：SM是监控单元的组成部分之一，主要作用监控信息的采集功能以及传输，提供相应的通信接口，完成相关信息的上传于接收。
2监控系统的分级管理结构及监控中心功能 基站监控系统的组网分级如果从管理上来看，主要采用两级结构：CSC集中监控中心和现场监控单元。CSC主要设置在运营商的枢纽大楼，主要功能为数据处理，管理远程监控单元，对告警信息进行分类统计，可实现告警查询和存储的功能。一般管理员可以在CSC实现中心调度的功能，并将告警信息进行分发。而FSU一般针对具体的某一个基站，具体作用于如何采集数据参数并进行传输。CSC集中监控中心的需要对FSU采集的数据参数进行报表统计和分析，自动生产图表并为我们的客户提供直观，方便的可视化操作，为维护工作提供依据，维护管理者可以根据大量的分析数据和报表进行快速反应，以最快的速度发现网络的故障点和优先处理点，将人力资源使用在刀刃上。监控中心CSC系统的功能中，还有维护管理类，具体描述如下： 1）实时报警功能 该系统的报警功能是指发现机房里的各种故障后，通过声音，短信，主界面显示的方式及时的上报给操作者。当机房内的动力环境，空调，烟感，人体红外等等发生变量后，这些数据通过基站监控终端上传到BTS再到BSC。最后由数据库进行分类整理后存储到SQLSEVRER2000中。下面介绍主要的几种报警方式： 2)声音报警 基站发生告警后，系统采集后，会用声卡对不一样的告警类别发出对应的语音提示。比如：声音的设置有几种，主要是以鸣叫的长短来区分的。为便于引起现场维护人员的重视紧急告警可设置为长鸣，不重要的告警故障设置为短鸣。这样一来可以用声音区分故障的等级，比方某地市的中心交换机房内相关告警声音设置，它的开关电源柜当平均电流达到40AH的时候，提示声音设置为长鸣，并立即发生短信告警工单。如果在夜晚机房无人值守的情况下：
无线传感器网络中的同步算法
ＷＷＷ．ｃｉｓｍａｇ．ｃｏｍ．ｃｎ 54 引 言 无线传感器网络（ＷＳＮｓ）是当前的一个研究热点，被称为是２１世纪最重要的技术之一。一般来说，无线传感器网络是由大量的传感器节点组成，这些节点能够感知周围的环境，具有数据采集、处理、无线通信和自动组网的能力，能协作完成大型或复杂的监测任务。无线传感器网络有监测精度高、容错性好、覆盖区域大等显著优点，在军事、环境监测、工业控制和城市交通等方面有着广泛的应用前景，特别适合部署在恶劣环境和人不宜到达的场所。时间同步是ＷＳＮｓ中的一项关键技术，无线传感器网络的许多应用和关键技术中都离不开时间同步，例如，在多传感器数据融合技术中，网络中的节点必须以一定的精度保持时间同步，否则根本无法实现数据融合。在低能耗ＭＡＣ协议的设计中，为减少能量的消耗，通常是通过调节占空比来实现ＴＭＤＡ调度算法的，但需要参与通信的双方首先实现时间同步，并且同步精度越高，防护频带越小，相应的功耗也越低。定位技术也依赖于时间同步，在声波测距定位中，如果网络中的节点保持时间同步，则声波在节点间的传输时间很容易被确定，反之亦然。节点间的数据处理也离不开时间同步，通信是无线传感器网络中最主要的能 耗单元，传统分布式系统中的集中式 数据处理模式需要频繁交换原始数据，不适合无线传感器网络；利用节点上的独立处理能力，发挥节点间的协同作用，对原始采样数据进行加工与萃取，以减小网络传输开销是延长网络生命周期的有效途径。另外，进行数据压缩和剔除冗余数据等也是减小网络传输的手段，但进行这些处理需要目标附近的节点具有统一的时标来判定不同的原始监测数据是对同一事件的刻画，还是不同事件的描述。更重要的是，无线传感器网络的一些独特的特性：对于能量、带宽等的限制等，使得现有网络的同步技术不再适合于这种新型的网络，因而有必要研究ＷＳＮ中的时间同步。 同步算法分析 １． 时间同步的基本原理要设计网络中的时间同步算法，必须要了解同步的原理。图１通过一对节点的双向信息交换，介绍了两个节点是如何同步的。 如图１所示，在Ｔ１时刻，节点Ａ向节点Ｂ发送一个包含Ａ的标识和Ｔ１值的ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ＿ｐｕｌｓｅ信息包，要求与节点Ｂ同步；在Ｔ２时刻，节点Ｂ收到节点Ａ发送的包，此时Ｔ２＝Ｔ１＋ｄｒ＋ｄｅ，其中ｄｒ表示时钟漂移，ｄｅ表示传播时延；在Ｔ３时刻，节点Ｂ向节点Ａ返回一个ａｃｋｎｏｗｌ－ｅｄｇｍｅｎｔ信息包，该包包含Ｂ的标识以及Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３的值；在Ｔ４时刻，节点Ａ接收到节点Ｂ返回的ａｃ－ｋｎｏｗｌｅｄｇｍｅｎｔ信息包，此时Ｔ４＝Ｔ３－ｄｒ＋ｄｅ。 假定，在Ｔ１到Ｔ４这么短的时间内，时钟漂移和传播时延不会发生变化，则可以算出时钟漂移ｄｒ＝［（Ｔ２－Ｔ１）－（Ｔ４－Ｔ３）］／２，传播时延ｄｅ＝［（Ｔ２－Ｔ１）＋（Ｔ４－Ｔ３）］／２。 知道了时钟漂移，则节点Ａ就能纠正其时钟，从而与节点Ｂ的时钟达到同步，即发送方把其时钟与接收方的时钟同步，这就是发送方－接收方同步的基本原理。 在传统计算机网络中，时间同步 基本上都是采用这种发送方－接收方的同步算法，那么在传感器网络中能不能采用这种方法 呢？ 通信技术 无线传感器网络中的同步算法 摘 要：无线传感器网络由于其自身的独特性，使得传统网络的时间同步算法不适合于这种网络。本文分析了当前传感器网络中两种典型的同步算法，提出了一种新的设想。 韩翠红 李立宏 赵尔沅／ 文 图１ 节点间双向消息交换的时间线
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。
传感器技术与应用第3版习题答案
《传感器技术与应用第3版》习题参考答案 习题1 1.什么叫传感器它由哪几部分 组成 答：传感器是能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。传感器通常由敏感元件和转换元件组成。其中敏感元件是指传感器中能直接感受或响应被测量的部分；转换元件是指传感器中能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电信号部分。 2. 传感器在自动测控系统中起什么作用 答：自动检测和自动控制技术是人们对事物的规律定性了解、定量分析预期效果所从事的一系列技术措施。自动测控系统是完成这一系列技术措施之一的装置。一个完整的自动测控系统，一般由传感器、测量电路、显示记录装置或调节执行装置、电源四部分组成。传感器的作用是对通常是非电量的原始信息进行精确可靠的捕获和转换为电量，提供给测量电路处理。 3. 传感器分类有哪几种各有什么优、缺点 答：传感器有许多分类方法，但常用的分类方法有两种，一种是按被测输入量来分，如温度传感器、湿度传感器、压力传感器、位移传感器、流量传感器、液位传感器、力传感器、加速度传感器、转矩传感器等；另一种是按传感器的工作原理来分，如电学式传感器、磁学式传感器、光电式传感器、电势型传感器、电荷传感器、半导体传感器、谐振式传感器、电化学式传感器等。还有按能量的关系分类，即将传感器分为有源传感器和无源传感器；按输出信号的性质分类，即将传感器分为模拟式传感器和数字式传感器。 按被测输入量分类的优点是比较明确地表达了传感器的用途，便于使用者根据其用途选用；缺点是没有区分每种传感器在转换机理上有何共性和差异，不便使用者掌握其基本原理及分析方法。 按工作原理分类的优点是对传感器的工作原理比较清楚，有利于专业人员对传感器的深入研究分析；缺点是不便于使用者根据用途选用。 4. 什么是传感器的静态特性它由哪些技术指标描述 答：传感器测量静态量时表现的输入、输出量的对应关系为静态特性。它有线性度、灵敏度、重复性、迟滞现象、分辨力、稳定性、漂移等技术指标。 5. 为什么传感器要有良好的动态特性什么是阶跃响应法和频率响应法 答：在动态（快速变化）的输入信号情况下，要求传感器能迅速准确地响应和再现被测信号的变化。因此，需要传感器具有良好的动态特性。 测试和检验传感器的动态特性有瞬态响应法和频率响应法。阶跃响应法即瞬态响应法，是给传感器输入一个单位阶跃函数的被测量，测量其输出特性。动态特性优良的传感器的输出特性应该上升沿陡，顶部平直。 频率响应法是给传感器输入各种频率不同而幅值相同，初相位为零的正弦函数的被测量，测量其输出的正弦函数输出量的幅值和相位与频率的关系。动态特性优良的传感器，输出的正弦函数输出量的幅值对于各频率是相同的，相位与各频率成线性关系。
无线传感器网络的时间同步问题
无线传感器网络的时间同步问题 摘要 时间同步对任何分布式系统都是一个关键的基础问题。分布式无线传感器网络广泛使用的同步时间，往往在范围，寿命和精度同步实现等方面有特殊要求，以及实现同步所需的时间和所需的能源。现有的时间同步方法需要扩展，以满足这些新的需求。我们列举了传感器网络未来的同步要求，并提出了我们自己的低能耗同步方案，事后同步。我们还描述了一个实验，其性能特点是使用很少的能量创造短暂的，局部的，但高精度的同步。 1.介绍 最近的发展小型化和低成本，低能耗设计导致积极研究在大规模，高度分散的小系统，无线，低功耗，无人值守传感器和致动器[ 1，7， 4 ] 。许多研究人员提出了创造传感器丰富的“聪明环境”的设想。通过有计划或临时部署数千个传感器，每一个短距离无线通信通道，并能够检测环境条件如温度，运动，声，光，或存在某些物体。 时间同步对任何分布式系统都是一个关键的基础设施。分布式，无线传感器网络使特别是广泛使用的同步时间：例如，将时间序列的接近侦测到的速度估计[ 3 ] ;测量声音的运行时间定位其来源[ 5 ] ;分发波束阵列[ 13 ] ;或制止重复邮件，由认识到他们所描述重复检测同一事件不同的传感器[ 6 ] 。传感器网络也有许多相同的要求，传统的分布式系统：精确的时间戳，往往需要在加密计划，以协调活动定于今后，供订购记录的事件在系统调试，等等。传感器网络应用的广泛性导致时间要求的范围，寿命和精度不同于传统的系统。此外，许多节点新兴的传感器系统将非系留，因此有小型的能源储备。所有通讯，甚至被动的听，将产生重大的影响，这些储备时间同步方法的传感器网络 因此，必须也考虑到他们消费的时间和精力。 在本文中，我们认为，非均质性要求在传感器网络应用的需要能源效率和其他方面的限制没有发现在常规分布式系统，甚至是各种硬件而传感器网络将部署，使目前的同步计划不足以完成这项任务。传感器网络，现有的计划将需要扩大和合并后新的方式，以便提供服务，以满足应用的需要与可能的最低能量支出。 在此框架内，我们提出我们的想法事后同步，极低功耗同步方法时钟在一个地方时，准确的时间戳记是需要具体的事件。我们还提出了实验这表明这个多式联运计划能够精确在1微秒。为了更好地级比的两种模式，它的组成。这些结果是令人鼓舞的，但仍是初步的，表现实验室条件下的理想化。 第2节中，我们提出了一些指标，可以用来区分两种类型所提供的服务同步 方法和要求的应用使用这些方法。第3节介绍我们的事后同步的想法，并介绍了实验的特点其表现。第4节描述今后的工作中，我们的结论在第5节。 2．时间同步的特征 许多不同的方法分配的时间同步在共同使用。如美国全球定位系统（GPS ）[ 8 ]和WWV / WWVB广播电台由国家研究所标准与技术[ 2 ]提供参考美国时间和频率标准。网络时间协议，特别是在Mills的NTP [ 10 ] ，从这些主要来源的网络连接电脑分配时间。 在研究适用于传感器网络，我们已发现有用的特点是不同类型的时间沿线各轴同步。我们认为某些指标特别重要： 精密，无论是分散之间的一组同龄人，或最大误差对外部标准。 生命周期，这可以从持续同步持续只要网络运营，几乎瞬时（有益的，例如，如果节点要比