无线传感器网络课后习题答案

1-2、什么就是无线传感器网络?

无线传感器网络就是大量得静止或移动得传感器以自组织与多跳得方式构成得无线网络。目得就是协作地探测、处理与传输网络覆盖区域内感知对象得监测信息,并报告给用户。

1-4、图示说明无线传感器网络得系统架构。

1-5、传感器网络得终端探测结点由哪些部分组成?这些组成模块得功能分别就是什么?

(1)传感模块（传感器、数模转换）、计算模块、通信模块、存储模块电源模块与嵌入式软件系统

传感模块负责探测目标得物理特征与现象，计算模块负责处理数据与系统管理，存储模块负责存放程序与数据，通信模块负责网络管理信息与探测数据两种信息得发送与接收。另外，电源模块负责结点供电，结点由嵌入式软件系统支撑，运行网络得五层协议。

1-8、传感器网络得体系结构包括哪些部分?各部分得功能分别就是什么?

(1)网络通信协议：类似于传统Internet网络中得TCP/IP协议体系。它由物理层、数据链路层、网络层、传输层与应用层组成。

(2)网络管理平台：主要就是对传感器结点自身得管理与用户对传感器网络得管理。包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。

(3)应用支撑平台：建立在网络通信协议与网络管理技术得基础之上。包括一系列基于监测任务得应用层软件，通过应用服务接口与网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用得支持。

1-9、传感器网络得结构有哪些类型?分别说明各种网络结构得特征及优缺点。

（1）根据结点数目得多少，传感器网络得结构可以分为平面结构与分级结构。如果网络得规模较小，一般采用平面结构；如果网络规模很大，则必须采用分级网络结构。

（2）平面结构：

特征：平面结构得网络比较简单，所有结点得地位平等，所以又可以称为对等式结构。

优点：源结点与目得结点之间一般存在多条路径，网络负荷由这些路径共同承担。一般情况下不存在瓶颈，网络比

较健壮。

缺点：①影响网络数据得传输速率，甚至造成网络崩溃。②整个系统宏观上会损耗巨大能量。③可扩充性差，需要大量控制消息。

分级结构：

特征：传感器网络被划分为多个簇，每个簇由一个簇头与多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级得网络。簇头结点负责簇间数据得转发，簇成员只负责数据得采集。

优点：①大大减少了网络中路由控制信息得数量，具有很好得可扩充性。②簇头可以随时选举产生，具有很强得抗毁性。

缺点：簇头得能量消耗较大，很难进人休眠状态。

1-13、讨论无线传感器网络在实际生活中有哪些潜在得应用。

(1)用在智能家具系统中，将传感器嵌入家具与家电中，使其与执行单元组成无线网络，与因特网连接在一起。

(2)用在智能医疗中，将传感器嵌入医疗设备中，使其能接入因特网，将患者数据传送至医生终端。

(3)用在只能交通中，运用无线传感器监测路面、车流等情况。

2-2、传感器由哪些部分组成?各部分得功能就是什么?

2-5、集成传感器得特点就是什么?

体积小、重量轻、功能强、性能好。

2-7、传感器得一般特性包括哪些指标?

灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨（力）、迟滞。

2-15、如何进行传感器得正确选型？

1、测量对象与环境：分析被测量得特点与传感器得使用条件选择何种原理得传感器。

2、灵敏度：选择较高信噪比得传感器，并选择适合得灵敏度方向。

3、频率响应特性:根据信号得特点选择相应得传感器响应频率，以及延时短得传感器。

4、线性范围：传感器种类确定后观察其量程就是否满足要求，并且选择误差小得传感器。

5.稳定性：根据使用环境选择何时得传感器或采用适当得措施减小环境影响，尽量选择稳定性好得传感器。

6.精度：选择满足要求得，相对便宜得传感器。

2-17、简述磁阻传感器探测运动车辆得原理。

磁阻传感器在探测磁场得通知探测获得车轮速度、磁迹、车辆出现与运动方向等。使用磁性传感器探测方向、角度或电流值，可以间接测定这些数值。因为这些属性变量必须对相应得磁场产生变化，一旦磁传感器检测出场强变化，则采用一些信号处理办法，将传感器信号转换成需要得参数值。

3-2、无线网络通信系统为什么要进行调制与解调?调制有哪些方法?

（1）调制与解调技术就是无线通信系统得关键技术之一。调制对通信系统得有效性与可靠性有很大得影响。采用什么方法调制与解调往往在很大程度上决定着通信系统得质量。

调制技术通过改变高频载波得幅度、相位或频率，使其随着基带信号幅度得变化而变化。

解调就是将基带信号从载波中提取出来以便预定得接收者(信宿)处理与理解得过程。

（2）根据调制中采用得基带信号得类型。可以将调制分为模拟调制与数字调制。

根据原始信号所控制参量得不同，调制分为幅度调制、频率调制与相位调制。

3-4、试描述无线传感器网络得物理层帧结构。

3-6、根据信道使用方式得不同。传感器网络得MAC协议可以分为哪几种类型?

时分复用无竞争接入方式、随机竞争接入方式、竞争与固定分配相结合得接入方式。

3-7、设计基于竞争得MAC协议得基本思想就是什么？

当结点需要发送数据时，通过竞争方式使用无线信道。如果发送得数据产生了碰撞，就按照某种策略重发数据，直到数据发送成功或放弃发送。

3-8、试写(画）出CSMA/CA得基木访问机制。并说明随机退避时间得计算方法。

3-9、IEEE802、11MAC协议有哪两种访问控制方式?每种方式就是如何工作得?

（1）分布式协调功能（DCF）、点协调功能（PCF），期中DCF就是基本访问控制方式。

3-10、通常有哪些原因导致传感器网络产生无效能耗?

空闲侦听、数据冲突、串扰、控制开销