《物聯(lián)網(wǎng)工程概論》習(xí)題及思考題答案

物的條件。答：物聯(lián)網(wǎng)是通過射頻識別RFI、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息物”，不是“物”要滿足以下條件：1、要有相應(yīng)信息的接收器；2、要有數(shù)6、在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識別的唯一編號。簡述物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具備的三個(gè)特征。(RFID)、、ZigBee。答：RFID管理，通過無線射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信對目標(biāo)加以識別。EPC(ElectronicProductCode)標(biāo)識標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)對單件產(chǎn)品的跟蹤與追溯。ZigBee簡要概述物聯(lián)網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)。答：物聯(lián)網(wǎng)可以簡要分為核心層、接入層，軟件核心層主要是應(yīng)用服務(wù)層，硬件接入層RFIDRFID標(biāo)簽、傳感器節(jié)點(diǎn)、智能終端等，網(wǎng)絡(luò)傳輸層包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動通信網(wǎng)絡(luò)、分析物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用難點(diǎn)。RFIDIP地址問題、終端問題。舉例說明物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域及前景。答：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域很廣，幾乎可以包含各行各業(yè)。目前在環(huán)境保護(hù)、社區(qū)服務(wù)、商務(wù)“”、”“””“等，前景條形碼分為幾種？請簡要說明每種條形碼的特點(diǎn)。答：條形碼可以有一維的，還有二維條形碼，黑條和空白的排列就代表了商品的產(chǎn)品屬性等特征信息，EPC條形碼的編碼方式中在水平和垂直方向的二維空間存儲信息的條碼，稱為二維條2-dimensionalbarcod1k字符，可用掃描儀直接讀取內(nèi)容，無需另接數(shù)據(jù)庫；保密性高（安全級別50%仍可讀取完整信息。RFID系統(tǒng)基本組成部分有哪些？答：RFID而集成芯片又根據(jù)它的封裝不同表現(xiàn)的形式也不太一樣應(yīng)答器的組成。解碼器、電源、解調(diào)器、存儲器，控制器以及負(fù)載電路組成。從應(yīng)答器傳送信息到閱讀器，狀態(tài)數(shù)據(jù)在CPU碼器和負(fù)載調(diào)制單元發(fā)送到閱讀器RFID產(chǎn)品的基本衡量參數(shù)有哪些？答：RFID產(chǎn)品的基本衡量參數(shù)有工作頻率、讀取距離、讀寫速度、方向性、采用通信接口協(xié)議。簡述天線的工作原理。信息的交互。2-10請說出RFID天線主要分為哪幾種？每種的特點(diǎn)如何？答：RFID近場天線系統(tǒng)遠(yuǎn)場天線要偶極子天線3-1傳感器的定義是什么?它們是如何分類的？的分類。?答：傳感器的動態(tài)特性，是指其輸出對隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。傳感器的主要特性有哪些?答：主要分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性。衡量靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是線性度、靈敏度、遲滯和重復(fù)性等。3-6什么叫傳感器？由哪幾部分組成？它們的作用與相互關(guān)系怎樣？答：傳感器由兩個(gè)基本元件組成：敏感元件與轉(zhuǎn)換元件。具體由下圖所示：3-10什么叫絕對濕度和相對濕度？密度，即單位大氣中所含水汽的質(zhì)量。3-12超聲波傳感器的基本原理是什么？超聲波探頭有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？超聲波探頭3-14溫度傳感器是怎么分類的？什么是氣體的濕度？什么叫露點(diǎn)？答：大氣的干濕程度通常用絕對濕度和相對濕度來表示。露點(diǎn)：降低溫度可使未飽和水汽變成飽和水汽。電容式濕度傳感器的工作原理是什么？有什么特點(diǎn)？使用時(shí)應(yīng)注意什么問題？把電容值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，就可以對濕度進(jìn)行監(jiān)測。超聲波的基本特性？答：它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小的特點(diǎn)，特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等。從超聲波的行進(jìn)方向來看可分為哪兩種基本類型？答：超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）蕩（縱波。氣敏傳感器的特性？答：氣敏傳感器的特性主要有靈敏度；響應(yīng)時(shí)間；選擇性；穩(wěn)定性；溫度特性；濕度特性；電源電壓特性。3-23什么是超聲波？答：低于16Hz的機(jī)械波稱為次聲波高于2×104Hz的機(jī)械波．稱為超聲波。傳感器節(jié)點(diǎn)在實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，存在哪些現(xiàn)實(shí)約束？1.電源能量有限2.通信能力有限通信距離的關(guān)系為：Ekdn其中，參數(shù)n2<n<4n雜的通信環(huán)境和節(jié)點(diǎn)有限通信能力的情況下3.計(jì)算和存儲能力有限傳感器節(jié)點(diǎn)是一種微型嵌入式較小。舉例說明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域。傳感器網(wǎng)絡(luò)將逐漸深入到人類生活的各個(gè)領(lǐng)域。傳感器節(jié)點(diǎn)由哪幾部分組成？傳感器模塊負(fù)責(zé)監(jiān)測區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。物理層提供簡單但健壯的信號調(diào)制和無線收發(fā)技術(shù)；數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)成幀、幀檢測、媒體訪問和差錯(cuò)控制；網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)路由生成與路由選擇；傳輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的傳輸控制，是保證通信服務(wù)質(zhì)量的重要部分；應(yīng)用層包括一系列基于監(jiān)測任務(wù)的應(yīng)用層軟件；能量管理平臺管理傳感器節(jié)點(diǎn)如何使用能源，在各個(gè)協(xié)議層都需要考慮節(jié)省能量；節(jié)點(diǎn)能夠動態(tài)跟蹤其鄰居的位置；任務(wù)管理平臺在一個(gè)給定的區(qū)域內(nèi)平衡和調(diào)度監(jiān)測任務(wù)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有何顯著特點(diǎn)？答：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下的特點(diǎn)：1.大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)2.自組織網(wǎng)絡(luò)3．多跳路由4.動態(tài)性網(wǎng)絡(luò)5.可靠的網(wǎng)絡(luò)6.以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)7.應(yīng)用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)TOATDOAAOA位和基于RSSI的定位等，比較這四種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：基于TOA的定位精度高，但要求節(jié)點(diǎn)間保持精確的時(shí)間同步，因此對傳感器節(jié)點(diǎn)TDOATDOAAOA定位不僅能確定節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，還能提供節(jié)點(diǎn)的方位信息。但AOA測距技術(shù)易受外界環(huán)境影響，且AOARSSI表現(xiàn)出良好的特性，但是在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，溫度、障礙物、傳播模式等條件往往都是變化的，使得該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在困難。傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣性導(dǎo)致了對時(shí)間同步機(jī)制需求的多樣性（1最大誤差（2）同步期限（3）同步范圍（4）可用性（5）效率（6）代價(jià)和體積無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全研究要解決哪些問題？答：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全和一般網(wǎng)絡(luò)安全的出發(fā)點(diǎn)是相同的，都要解決如下問題：（1）機(jī)密性問題。（2）點(diǎn)到點(diǎn)的消息認(rèn)證問題（3）完整性鑒別問題（4）新鮮性問題（5）認(rèn)證組播/廣播問題（6）安全管理問題與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議相比，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議具有哪些特點(diǎn)？答：與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議相比，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議具有以下特點(diǎn)：（1）（2）基于局部拓?fù)湫畔ⅲ?）（4）應(yīng)用相關(guān)四種類型的路由協(xié)議分別是什么？（1）能量感知路由協(xié)議（2）（3）地理位置路由協(xié)議。（4）可靠的路由協(xié)議。在設(shè)計(jì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議時(shí)，需要著重考慮哪幾個(gè)方面？答：在設(shè)計(jì)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議時(shí)，需要著重考慮以下幾個(gè)方面：協(xié)議在滿足應(yīng)用要求的前提下，應(yīng)盡量節(jié)省使用節(jié)點(diǎn)的能量。MAC協(xié)議也應(yīng)具有可擴(kuò)展性，以適應(yīng)這種動態(tài)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。答：可能造成網(wǎng)絡(luò)能量浪費(fèi)的主要原因包括如下幾方面：（1）如果MAC協(xié)議采用競爭方式使用共享的無線信道，節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中，（2）節(jié)點(diǎn)接收并處理不必要的數(shù)據(jù)。這種串音hearing）現(xiàn)象造成節(jié)點(diǎn)的無線接收模塊和處理器模塊消耗更多的能量節(jié)點(diǎn)在不需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)一直保持對無線信道的空閑偵聽idlelistenin沒必要的空閑偵聽同樣會造成節(jié)點(diǎn)能量的浪費(fèi)按照采用固定分配信道方式還是隨機(jī)訪問信道方式可將傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC哪三類？答：按照下列條件分類MACMAC協(xié)議分為三類：（1）采用無線信道的時(shí)分復(fù)用方式采用無線信道的隨機(jī)競爭方式其他協(xié)議，采用頻分復(fù)用或者碼分復(fù)用等方式在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，為什么要對網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制與優(yōu)化。下幾個(gè)方面1影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間（2（3）為路由協(xié)議提供基礎(chǔ)（4）（5）彌補(bǔ)節(jié)點(diǎn)失效的影響。傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦饕芯康膯栴}是什么？通信模塊，進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)省能量。LR-WPAN具有哪些特點(diǎn)？答：低速WPAN(LR-WPAN)是按照IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，為近距離聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的。IEEE802.15.4及無線傳感器網(wǎng)絡(luò)等。網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：250kbit/s，40kbit/s，20kbit/s三種傳輸速率。支持星形或者點(diǎn)對點(diǎn)兩種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。1664位擴(kuò)展地址。支持沖突避免載波多路偵聽技術(shù)（ carriersensemultipleaccesswithcollisionavoidanc，CSMA-C。用于可靠傳輸?shù)娜珣?yīng)答協(xié)議。低功耗。能量檢測EnergyDetectio，E。鏈路質(zhì)量指示LinkQualityIndicatio，LQ。2450MHz16915MHz10個(gè)通道；在868MHz頻帶內(nèi)定義了1個(gè)通道。ZigBeeIEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)系與區(qū)別。IEEE802.15.4僅定義了物理層和MACIEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的ZigBeeZigBee協(xié)議棧建立在IEEE802.15.4的PHYMACIE