无线传感器复习题

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，以实现复杂的指定围目标检测与跟踪，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-R0(t)]n

代入f = (1-R0)

0.99 = (1 –f N) ，f=0.1N=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 * d2

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。

f随着发送信息比特的变化而变化。根据信号选（2）、频移键控（FSK）：波形的频率

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