無線傳感器網(wǎng)絡復習答案-cumt-信科

1、無線傳感器網(wǎng)絡復習答案-(qq群中那套題的答案)>>>一些答案不是特別確切，可以精簡甚至更改，僅供參考->>>14.將下面英文的含義寫出，并解釋其含義 ？(1)信標節(jié)點：指通過其它方式預先獲得位置坐標的節(jié)點，有時也稱作信標節(jié)點。(網(wǎng)絡中相應的其余節(jié)點稱為非錨點。)(2)測距：指兩個相互通信的節(jié)點通過測量方式來估計出彼此之間的距離或角度。(3)網(wǎng)絡連接度-所有節(jié)點的鄰居數(shù)目的平均值，它反映了傳感器配置的密集 程度。(4)鄰居節(jié)點：傳感器節(jié)點通信半徑范圍以內的所有其它節(jié)點，稱為該節(jié)點的 鄰居節(jié)點。(5)跳數(shù)：兩個節(jié)點之間間隔的跳段總數(shù)，稱為這兩個節(jié)點間的跳數(shù)。(

2、6)基礎設施：協(xié)助傳感器節(jié)點定位的已知自身位置的固定設備，如衛(wèi)星、基 站等。(7)到達時間：信號從一個節(jié)點傳播到另一個節(jié)點所需要的時間，稱為信號的 到達時間。(8)接收信號強度指示(RSSI)：節(jié)點接收到無線信號的強度大小，稱為接收信 號的強度指示。 到達角度(Angle of Arrival, AoA):節(jié)點接收到的信號相對于自身軸線的角 度，稱為信號相對接收節(jié)點的到達角度。(10)視線關系(Line of Sight, LoS)：如果傳感器網(wǎng)絡的兩個節(jié)點之間沒有障礙物，能夠實現(xiàn)直接通信，則這兩個節(jié)點間存在視線關系。(11)非視線關系：傳感器網(wǎng)絡的兩個節(jié)點之間存在障礙物，影響了它們直接的 無

3、線通信。(12)傳感器的靈敏度-指傳感器達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時，輸出變化量與引起變 化的輸入變化量之比。(13)信標-無線網(wǎng)絡傳輸協(xié)議中，無線數(shù)據(jù)的幀結構里面，開始是一個信標。(14) zigbee-,近距離、低復雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的無線網(wǎng)絡技術。(15)紅外傳感器-它是利用紅外輻射與物質相互作用所呈現(xiàn)出來的物理效應探測紅外輻射的傳感器。(16)定位精度(PositionaIAccuracy ),空間實體位置信息(通常為坐標)與 其真實位置之間的接近程度。1.無線傳感器網(wǎng)絡的組成模塊分為哪四大模塊、傳感模塊存儲模塊、計算模塊 和電源模塊。球形。3. 傳感器網(wǎng)絡的支撐技術包括：定位技術

4、、時間同步、能量管理、安全機制、數(shù)據(jù)融合。4. 傳感器節(jié)點通信模塊的工作模式有發(fā)送、接收和空閑。5. 傳感器節(jié)點的能耗主要集中在通信模塊。6. TDOA 測距方法通常采用的信號為射頻信號、超聲波信號。7. 當前傳感器網(wǎng)絡應用最廣的兩種通信協(xié)議是。8. 主動反擊能力是指網(wǎng)絡安全系統(tǒng)能夠主動地限制甚至消滅入侵者，為此需要至少具備的能力有：入侵檢測能力、隔離入侵者能力、消滅入侵者的能力。9. ZigBee 主要界定了網(wǎng)絡、安全和應用框架層，通常它的網(wǎng)絡層支持三種拓撲結構：星型（Star）結構、網(wǎng)狀（Mesh）結構、簇樹型（Cluster Tree） 結構。10. 無線通信的能量消耗與通信距離的關系符

5、合公式： E=k*d n 。11. 傳感器網(wǎng)絡中常用的測距方法有：到達時間/到達時間差（ToA/TDoA） 、接收信號強度指示（RSSI） 、到達角 （AoA）12. 根據(jù)對傳感器數(shù)據(jù)的操作級別，可將數(shù)據(jù)融合技術分為以下三類：特征級融合、數(shù)據(jù)級融合、決策級融合13. 傳感器一般由敏感原件、轉換原件和基本轉換電路組成。15.簡答:1 .傳感器網(wǎng)絡的有哪些限制條件？答： （ 1）電源能量有限：傳感器節(jié)點消耗能量的模塊包括傳感器模塊、處理器模塊和無線通信模塊。隨著集成電路工藝的進步，處理器和傳感器模塊的功耗變得很低，絕大部分能量主要消耗在無線通信模塊上。（ 2）通信能力受限：通常無線通信的能量消耗與

6、通信距離的關系符合如下規(guī)律：E=k*dAn ,隨著通信距離的增加，能耗會急劇增加。（ 3） 計算和存儲能力受限：傳感器節(jié)點是一種微型嵌入式設備，要求它價格低、功耗小，這些限制必然導致其攜帶的處理器能力比較弱，存儲器容量比較小。2 .無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議具有哪些特點？答： 與傳統(tǒng)網(wǎng)絡的路由協(xié)議相比， 無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議具有以下特點：（ 1）能量優(yōu)先；（ 2）基于局部拓撲信息；（ 3）以數(shù)據(jù)為中心；（ 4）應用相關。數(shù)據(jù)融合技術指：一種多層次、多方面的處理過程，這個過程是對多源數(shù)據(jù)進行檢測、互聯(lián)、相關、估計和組合，以更高的精度、較高的置信度得到目標的狀態(tài)估計和身份識別，以及完整的態(tài)勢估計

7、和威脅評估，為指揮員提供有用的決策信息。數(shù)據(jù)融合的主要作用可歸納為以下幾點：(1) 提高信息的準確性和全面性。(2) 降低信息的不確定性。(3) 提高系統(tǒng)的可靠性。(4) 增加系統(tǒng)的實時性。由于傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的資源十分有限， 在收集信息的過程中， 如果各個節(jié)點單獨地直接傳送數(shù)據(jù)到匯聚節(jié)點，則是不合適的，主要原因如下：(1) 浪費通信帶寬和能量。(2) 降低信息收集的效率。4 .簡述傳感器網(wǎng)絡休眠機制的過程和目的。答：( 1) 休眠機制的主要思想是，當節(jié)點周圍沒有感興趣的事件發(fā)生時，計算與 通信單元處于空閑狀態(tài)，把這些組件關掉或調到更低能耗的狀態(tài)，即休眠狀態(tài)。當節(jié)點處于睡眠階段時，關閉無線電波，

8、以節(jié)省能量。當然節(jié)點需要緩存這期間收到的數(shù)據(jù)，以便工作階段集中發(fā)送。( 2)主要目的：電源節(jié)能。5 .傳感器的概念是什么?答：一般來說能夠把特定的被測量信息(物理量、化學量、生物量等)按一定規(guī)律轉換成某種可用信號(電信號、光信號等)的器件或裝置，我們把它稱為傳感器。6 .簡述傳感器靈敏度的度量方法？答： 傳感器的靈敏度指傳感器達到穩(wěn)定工作狀態(tài)時， 輸出變化量與引起變化的輸入變化量之比。K=輸出變化量/輸入變化量=AY/AX=dy/dx。線性傳感器的校準曲線的斜率就是靜態(tài)靈敏度；對于非線性傳感器的靈敏度，它的數(shù)值是最小二乘法求出的擬合直線的斜率。7 .無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議的概念？答：路由選擇

9、(routing) 是指選擇互連網(wǎng)絡從源節(jié)點向目的節(jié)點傳輸信息的行為，并且信息至少通過一個中間節(jié)點。路由協(xié)議負責將數(shù)據(jù)分組從源節(jié)點通過網(wǎng)絡轉發(fā)到目的節(jié)點， 它包括兩個功能：尋找源節(jié)點和目的節(jié)點間的優(yōu)化路徑；將數(shù)據(jù)分組沿著優(yōu)化路徑正確轉發(fā)。8.什么是數(shù)據(jù)融合技術，它在傳感器網(wǎng)絡中的作用是什么？/和簡答題第三道題一樣。1 .簡述RSSI測距原理，和相應的理論依據(jù)。RSSI測距的原理如下：接收機通過測量射頻信號的能量來確定與發(fā)送機的 距離。將無線信號的發(fā)射功率和接收功率之間的關系表述為下式所示：Pr=Pt / rn.(其中PR是無線信號的接收功率，PT是無線信號的發(fā)射功率，r是收發(fā)單元 之間的距離，

10、n傳播因子，傳播因子的數(shù)值大小取決于無線信號傳播的環(huán)境。)2 .畫出傳感器網(wǎng)絡兩種結構示意圖，分別說明他們的工作方式和各自的優(yōu)缺(1)平面結構:優(yōu)點：平面結構的網(wǎng)絡比較簡單，所有節(jié)點的地位平等，所以又可以稱為 對等式結構；源節(jié)點和目的節(jié)點之間一般存在多條路經(jīng)，網(wǎng)絡負荷由這些路 徑共同承擔，一般情況下不存在瓶頸，網(wǎng)絡比較健壯。缺點：平面型的網(wǎng)絡結構在節(jié)點的組織、路由建立、控制與維持的報文開 銷上都存在問題，這些開銷會占用很大的帶寬，影響網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的傳輸速率。 另外，整個系統(tǒng)在宏觀上將損耗很大的能量。還有一個缺點就是可擴充性差。(2)分級結構：優(yōu)點：在分級結構中，傳感器網(wǎng)絡被劃分為多個簇。每個簇由一

11、個簇頭和 多個簇成員組成。這些簇頭形成了高一級的網(wǎng)絡；簇頭節(jié)點負責簇問數(shù)據(jù)的 轉發(fā)，簇成員只負責數(shù)據(jù)的采集。這大大減少了網(wǎng)絡中路由控制信息的數(shù)量， 具有很好的可擴充性。缺點：問題就是簇頭的能量消耗問題，簇頭發(fā)送和接收報文的頻率要高出 普通節(jié)點幾倍或十幾倍，因而要求可以在簇內運行簇頭選擇程序來更換簇頭。17 .簡述質心定位算法的步驟，和相應的理論依據(jù)。在計算幾何學里多邊形的幾何中心稱為質心，多邊形頂點坐標的平均值就是 質心節(jié)點的坐標。假設多邊形定點位置白坐標向量表示為pi= (xi, yi)T ,則這個多邊形的質心坐標為：1n1n( X i ,Y i )n i in i i18 .描述TDOA測

12、距的工作原理。在基于TDoA的定位機制中，發(fā)射節(jié)點同時發(fā)射兩種不同傳播速度的無線 信號，接收節(jié)點根據(jù)兩種信號到達的時間差以及這兩種信號的傳播速度，計算 兩個節(jié)點之間的距離。發(fā)射節(jié)點同時發(fā)射無線射頻信號和超聲波信號，接收節(jié)點記錄下這兩種信號的到達時間T1、T2,已知無線射頻信號和超聲波的傳播速度為c1、c2,那么兩點之間的距離為(T2-T1)*S ,其中S=c1*c2/(c1-c2)。一、 填空題1 .傳感器網(wǎng)絡的三個基本要素：傳感器、感知對象、用戶(觀察者)2 .傳感器網(wǎng)絡的基本功能：協(xié)作式的感知、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、發(fā)布感知信息3 .無線傳感器節(jié)點的基本功能：采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、控制、通信4

13、 .傳感節(jié)點中處理部件用于協(xié)調節(jié)點各個部分的工作的部件。5 .基站節(jié)點不屬于傳感器節(jié)點的組成部分6 .定向擴散路由機制可以分為三個階段：興趣擴展階段、梯度建立階段、路徑加強階段7 .無線傳感器網(wǎng)絡特點：大規(guī)模網(wǎng)絡、自組織網(wǎng)絡、可靠的網(wǎng)絡、以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡、 應用相關的網(wǎng)絡8 . NTP時間同步協(xié)議不是傳感器網(wǎng)絡的的時間同步機制。9 . IEEE 802.15.4標準主要包括：物理層。介質訪問控制層10 .從用戶的角度看，匯聚節(jié)點被稱為網(wǎng)關節(jié)點。11 .數(shù)據(jù)融合的內容主要包括：多傳感器的目標探測、數(shù)據(jù)關聯(lián)、跟蹤與識別、情況評估和 預測13 .傳感器網(wǎng)絡的電源節(jié)能方法：休眠（技術）機制、數(shù)據(jù)融合

14、14 .分布式系統(tǒng)協(xié)同工作的基礎是時間同步機制15 .無線網(wǎng)絡可以被分為有基礎設施的網(wǎng)絡與沒有基礎設施的網(wǎng)絡，在無線傳感器網(wǎng)絡， Internet網(wǎng)絡，WLan網(wǎng)絡，撥號網(wǎng)絡中，無線傳感器網(wǎng)絡屬于沒有基礎設施的網(wǎng)絡。16 .傳感器網(wǎng)絡中，MAC層與物理層采用的是IEEE制定的協(xié)議17 .分級結構的傳感器網(wǎng)絡可以解決平面結構的擁塞回題18 .以數(shù)據(jù)為中心特點是傳感器網(wǎng)絡的組網(wǎng)特點,但不是 Ad-Hoc的組網(wǎng)特點19 .為了確保目標節(jié)點在發(fā)送 ACK過程中不與其它節(jié)點發(fā)生沖突，目標節(jié)點使用了 SFS幀間間隔20 .典型的基于競爭的 MAC協(xié)議為CSMA二、選擇題1.無線傳感器網(wǎng)絡的組成模塊分為：通

15、信模塊、（）、計算模塊、存儲模塊和電源模塊。AA .傳感模塊B.ARM模塊 C網(wǎng)絡模塊 D實驗模塊1.1. 開闊空間無線信號的發(fā)散形狀成（）。AA .球狀 B網(wǎng)絡 C直線 D射線3 .當前傳感器網(wǎng)絡應用最廣的兩種通信協(xié)議是（） DA .IEEE802.15 B .IEEE802.16 C .IEEE802.10 D .IEEE802.144 . ZigBee主要界定了網(wǎng)絡、安全和應用框架層，通常它的網(wǎng)絡層支持三種拓撲結構，下列 哪種不是。DA .星型結構、B網(wǎng)狀結構C簇樹型結構D樹形結構6. 下面不是無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議具有的特點？ DA 能量優(yōu)先D 預算相關7. 下面不是限制傳感器網(wǎng)絡有

16、的條件？ CA 電源能量有限B 通信能力受限C 環(huán)境受限D 計算和存儲能力受限8. （）技術是一種面向自動化和無線控制的低速率、低功耗、低價格的無線網(wǎng)絡方案。 CA.WAN B.Ad hoc C.Ziggbee D.TinyOS9. 網(wǎng)絡連接度是所有節(jié)點的鄰居數(shù)目的（） ，它反映了傳感器配置的密集程度。AB.最大值 C.最小值 D中值10. 傳感器一般由（）、轉換原件和基本轉換電路組成。A A.敏感原件 B.紅外原件C.單片機 DARM 模塊11. 傳感器節(jié)點通信模塊的工作模式有（） 、接收和空閑。 AA.發(fā)送 B.啟動 C.認證 D.互聯(lián)12. 傳感器節(jié)點的能耗主要集中在（）模塊。 C A.連接B.電池C通信D.傳感13. 主動反擊能力是指網(wǎng)絡安全系統(tǒng)能夠主動地限制甚至消滅入侵者，下面不是具備的能力DD.恢復能力14. 對傳感器網(wǎng)絡物理層的攻擊主要有：隔離入侵者能力和（） 。 CA .入侵檢測能力B.自檢入侵者能力C.消滅入侵者能力D.恢復能力15. IEEE 802.15.4 標準 ,主要應用于物理層和（） 。 CA.應用層 B.傳輸層 C.介質訪問控制層 D.網(wǎng)絡層16.