物联网工程实训教程习题与思考题答案

《物联网工程实训教程》习题与思考题答案第1章答案............................................................................................... 错误!未定义书签。

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第3章答案............................................................................................... 错误!未定义书签。

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第1章答案1-1无线传感器网络的定义和作用是什么？答：无线传感器网络(Wireless Sensor Network，WSN)是由密集部署于监控区域内的微型传感器节点组成的一种无中心节点的全分布系统。

这些低成本、低功耗、具有感知、数据处理和通信能力的节点通过无线信道相连，自组织构成了网络系统。

传感器节点借助于其内置的形式多样的传感器，探测包括温度、湿度、噪声、光强度、等众多人们感兴趣的物理现象。

1-2 典型的无线传感器网络节点分为哪几种节点？答：一般包括传感器节点(Sensor node)、汇聚节点(Sink node)和任务管理节点。

1-3画出TinyOS的层次结构图。

答：TinyOS的组件层次结构就如同一个网络协议栈，底层的组件负责接收和发送最原始的数据位，而高层的组件对这些位数据进行编码、解码，更高层的组件则负责数据打包、路由和传输数据。

1-4 画出NesC的调用关系。

答：NesC的调用关系如下图：1-5 NesC的应用程序分几类？答：NesC的应用程序概括为以下三种类型：1)接口定义文件—app.ncc ；2)模块文件—app_P.nc或app_M.nc；3)配置文件—appC.nc。

1-6 Telosb节点由哪些部件组成？答：Telosb节点包括串口转USB编程和数据接口，一个基于IEEE 802.15.4/ZigBee协议，工作在2.4G频段的收发芯片，一个内置的射频天线，一个带有扩展内存的低功耗微处理器以及一些可以选择的传感器等。

1-7 查阅资料理解无线传感器的串口通信方法。

答：略。

1-8 AODV路由的原理是什么？答：AODV是一种按需单路径路由协议。

它借用了按需路由协议DSR 中的路由发现和路由维护过程，以表驱动路由协议DSDV 的逐跳（Hop-by-Hop）路由、顺序编号和路由维护的周期更新机制。

只有在需要时才去寻找路由，只有当源节点需要一条通往目的节点的路径时，它才在网络中发起一次路径发现过程。

路径建立以后由维护程序进行维护。

第2章答案2-1 什么是NS2？NS2能实现哪些功能？答：（1）NS2的英文全称是Network Simulator version 2，它是一种面向对象的网络仿真器，本质上是一个离散事件模拟器。

它本身有一个虚拟时钟，所有的仿真都由离散事件驱动的。

（2）NS2能实现的功能网络拓扑的动画演示，对有线和无线网络多种协议的仿真，对丢包率、吞吐量、抖动率、端到端时延等网络性能参数的记录和分析、绘图等。

2-2 NS2有哪些功能模块和仿真元素？答：（1）NS2的功能模块事件调度器、节点、链路、代理、分组、应用层、数据记录、动画演示、数据分析、绘图工具。

（2）NS2的仿真元素网络拓扑：①链路：连接器、分类器；②节点：TCP代理，发送代理有：TCP，TCP/Reno，TCP/Vegas，TCP/Sackl，TCP/FACK，TCP/FULLTCP等；接收代理有：TCPSINK，TCPSINK/DELACK，TCPSINK/SACK1，TCPSINK/SACKl /DELACK等。

此外，还提供有UDP代理及接收代理Null、Loss Monitor。

路由协议：静态、动态和会话三种单播路由策略。

链路的带宽、时延和丢弃模型：Drop-tail（FIFO）队列、RED缓冲管和CBO。

各种公平队列如FQ、SFQ和DRR等。

通信量的仿真：FTP；Telnet。

此外，NS2提供了EXPOO、POO、CBR和Traffic Trace 四种不同类型的通信量产生器。

2-3 NS2的仿真流程是什么？涉及哪两个层次？答：（1）NS2的仿真流程（2）NS2的仿真层次NS2仿真分两个层次：①基于OTcl编程的层次，利用NS2已有的网络元素实现仿真，无需修改NS2本身，只需编写OTcl脚本；②基于C++和OTcl编程的层次，如果NS2中没有所需的网络元素，则需要对NS2进行扩展，添加所需网络元素，即添加新的C++和OTcl 类，编写新的OTcl脚本。

2-4 生成Tcl脚本的方式有哪两种？答：①使用脚本编辑器（如PSPad）手工输入进行编写；②使用网络脚本生成器（如NSG）自动生成Tcl脚本，若需要进一步调整，再进行手工修改。

2-5 什么是NSG？如何使用NSG2进行仿真？答：（1）NSG是一个专为NS2所设计的网络脚本生成器。

（2）使用NSG2进行仿真的方法，见具体实验内容。

2-6 NS2仿真后会产生哪些档案？这些档案有什么作用？该如何进行分析？答：NS2仿真后主要产生nam文件和trace文件：nam文件：使用nam工具对仿真结果进行动画演示，主要观察网络的拓扑结构、网络的组网过程、节点加入网络的过程。

trace文件：使用gawk工具对仿真所得的trace文件进行分析，计算并分析丢包率、吞吐量、抖动率、端到端时延等网络性能参数。

使用gnuplot工具将仿真所得到的参数绘制成图形，更加直观地进行分析。

2-7 在物联网的理论研究和实际应用中，NS2能起到什么样的作用？答：此题无标准答案，可从以下方面思考：（1）理论研究：物联网建模，物联网环境下新的网络模型、网络协议的模拟仿真。

（2）实际应用：物联网感知环境下的网络设计。

第3章答案3-1. Windows Azure提供了哪几种存储方式？本实验中使用了哪种方式？为什么选择这种存储方式？答：Windows Azure主要提供了四种数据存储方式以满足应用程序的不同需求，这四种存储方式分别为Blob、Table、Queue和Drive(是Windows Azure为了提升兼容性而提供的一种存储方式，其底层实现实际上就是Blob的一种)。

本实验使用了Blob，因为Blob方式是专门为存储大型的二进制对象而设计，如图片、视频和音乐文件等。

3-2．Windows Azure提供的存储服务和数据库系统提供的存储服务有何不同？答：Windows Azure 提供的存储不是一个关系型数据系统，并且它的查询语言也不是SQL，它主要被设计用来支持建于Windows Azure上的应用，它提供更简单容易扩展的存储。

第4章答案4-1射频识别（RFID）系统由哪些组成？答：射频识别（RFID）系统是把内置微芯片的标签（Tag）、标记（Label）、卡（Card）等中储存的数据（UID=Unique Identification唯一标识），通过无线电频率，在阅读器中自动识别。

RFID系统的基本目的是通过阅读器（Reader）识别存储在标签中的ID，利用各种方法，把获取的ID使用在适当的目标对象上。

基本工作原理是通过标签天线与阅读器天线，利用无线电波进行通信和接收数据。

标签内置的天线接收阅读器发送的电波，标签内置的标签芯片利用接收到的电波（wave）获得驱动电源。

获得驱动电源的标签IC对芯片内的信息进行编码，通过标签的天线发送信号。

4-2简述HBE-RFID-REX系统功能？答：HBE-RFID-REX的原理部分是基于无线通信方式，学习RFID的标签与阅读器之间的空中接口工作原理。