苏州大学无线传感器网络期末总复习
无线传感器网络复习(1-3章)(DOC)
复习题型：共计38～39题，计算题较少，原理题很多（1）选择题15’（2）填空题10’（3）名词解释3’x5（4）作图题10’x1（5）问答题20’x1（根据原理应用自主进行选择作答）第1章1.P3图1.1 无线网络的分类2.无线传感器的定义P3无线传感器网络(WSN)是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户。
无线传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户；无线传感器网络的基本功能：协作式的感知、采集、处理和发布感知信息。
3.P4图1.2 现代信息技术与无线传感器网络之间的关系无线传感器网络三个功能：数据采集、处理和传输；对应的现代信息科技的三大基础技术：传感器技术、计算机技术和通信技术；对应的构成了信息系统的“感管”、“大脑”和“神经”。
4.P5 P6★图1.3 无线传感器网络的宏观架构传感器网络网关原理是什么？无线传感器通常包括传感器节点（sensor node），汇聚节点（sink node）和管理节点（manager node）。
汇聚节点有时也称网关节点、信宿节点。
传感器节点见后2要点介绍。
Sink node：网关节点通过无线方式接收各传感器节点的数据并以互联网、移动通信网等有线的或无线的方式将数据传送给最终用户计算机。
网关汇聚节点只需要具有处理器模块和射频模块、通过无线方式接收探测终端发送来的数据信息，再传输给有线网络的PC或服务器。
汇聚节点通常具有较强的处理能力、存储能力和通信能力，它既可以是一个具有足够能量供给和更多内存资源与计算能力的增强型传感器节点，也可以是一个带有无线通信接口的特殊网关设备。
汇聚节点连接传感器网络和外部网络。
通过协议转换实现管理节点与传感器网络之间的通信，把收集到的数据信息转发到外部网络上，同时发布管理节点提交的任务。
5.传感器网络节点的组成P5图1.4 传感器网络节点的功能模块组成传感器网络节点由哪些模块组成？－－－作图、简答传感器模块负责探测目标的物理特征和现象，计算机模块负责处理数据和系统管理，存储模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发布和接受，电源模块负责节点供电，节点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。
无线传感器网络期末考试及答案
无线传感器网络期末考试及答案无线传感器网络期末考试一、多选1、以下哪些内容属于无线传感器网络(WSN)的特征：（A）网络无需定期维护（B）网络可实时数据处理（C）网络采用有源无线技术（D）网络有功耗要求A、B、C、D2、无线传感器网络的应用场景中，属于智能家居的是：（A）家庭结构物监测（B）地震舆情分析（C）太阳能系统监测（D）水文遥测A、C、D3、以下属于无线传感器网络通信协议的是：（A）IEEE802.15.4（B）Mqtt（C）HTTP（D）CoAPA、B、D4、以下属于无线传感器网络的传输技术的是：（A）蓝牙（B）Wi-Fi（C）短波（D）传感器网格A、B、D二、判断1、ZigBee 技术可实现的是低延迟的低功耗的实时信息传输正确2、无线传感器网络可通过采用多种不同通信协议实现与其它网络的混合通信正确三、简答1、请比较低功耗无线传感器网络中的基础微电子种类特性低功耗无线传感器网络中使用的基础微电子，种类包括嵌入式处理器、无线通信芯片、传感器、可编程判断及控制IC，它们有一些共同的特性：必须具备低功耗、小尺寸和低成本的特性，为无线传感器网络的部署和操作能够满足要求的电源、信号传输能力和智能处理能力。
2、请描述网络安全技术在无线传感器网络中的应用在无线传感器网络中，为了保证大量的传感器节点能够安全地传输数据，应用网络安全技术是十分重要的。
因此，网络安全技术在无线传感器网络中应用非常广泛，对于多种传感器类型的信息安全有着重要的意义。
有了网络安全技术，传感器网络的访问控制，安全认证，数据保密，数据完整性和日志记录等方面都可以得到有效保护，从而增强网络安全性，避免恶意攻击及实时回应潜在的安全威胁。
无线传感器网络复习答案--cumt--信科10-1
《无线传感器网络复习答案---（qq群中那套题的答案）》>>>一些答案不是特别确切，可以精简甚至更改，仅供参考->>>14.将下面英文的含义写出，并解释其含义?(1) 信标节点：指通过其它方式预先获得位置坐标的节点，有时也称作信标节点。
（网络中相应的其余节点称为非锚点。
）(2) 测距：指两个相互通信的节点通过测量方式来估计出彼此之间的距离或角度。
(3) 网络连接度-----所有节点的邻居数目的平均值，它反映了传感器配置的密集程度。
(4) 邻居节点：传感器节点通信半径范围以内的所有其它节点，称为该节点的邻居节点。
(5) 跳数：两个节点之间间隔的跳段总数，称为这两个节点间的跳数。
(6) 基础设施：协助传感器节点定位的已知自身位置的固定设备，如卫星、基站等。
(7) 到达时间：信号从一个节点传播到另一个节点所需要的时间，称为信号的到达时间。
(8) 接收信号强度指示(RSSI)：节点接收到无线信号的强度大小，称为接收信号的强度指示。
(9) 到达角度(Angle of Arrival, AoA)：节点接收到的信号相对于自身轴线的角度，称为信号相对接收节点的到达角度。
(10) 视线关系(Line of Sight, LoS)：如果传感器网络的两个节点之间没有障碍物，能够实现直接通信，则这两个节点间存在视线关系。
(11) 非视线关系：传感器网络的两个节点之间存在障碍物，影响了它们直接的无线通信。
(12)传感器的灵敏度------指传感器达到稳定工作状态时，输出变化量与引起变化的输入变化量之比。
(13)信标----无线网络传输协议中，无线数据的帧结构里面，开始是一个信标。
（14）zigbee----Zigbee是基于，近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本的无线网络技术。
（15）红外传感器-----它是利用红外辐射与物质相互作用所呈现出来的物理效应探测红外辐射的传感器。
（16）定位精度（PositionaIAccuracy），空间实体位置信息（通常为坐标）与其真实位置之间的接近程度。
苏州大学无线泛在网络期末复习
1.集中式系统与分布式系统集中式：事件间有着明确的时间先后关系，同步的精准度要求较低分布式：同步是必需的，只是对同步的要求程度不同。
同步的精准度要求较高2.按需求层次分类：排序、相对同步、绝对同步按同步时间参考源分类：外同步、内同步；按同步节点范围分类：全网同步、局部同步；按同步需求分类：时钟速率同步和时钟偏差同步；后者更容易实现。
按同步时段分类：连续同步和按需同步排序：实现对事件发生的先后顺序的判断；相对同步：节点本地时钟独立运行，动态获取并存储它与其他节点之间的时钟偏移，实现本地时间值之间的相互转换。
（并不直接修改节点本地时间，保持了本地时间的连续运行）绝对同步：节点本地时间和参考基准时间保持时刻一致。
（节点本地时间的修改来源于本地计时过程和时间同步协议）3.NTP不适合于WSN体积、计算能力和存储空间存在限制;传输方式不同：无线而非有线;目标不同：局部最优而非全局最优4.DMTS的优缺点DMTS通过使用广播同步报文，能够一次就同步单跳广播域内的所有节点，但是无需复杂的运算和操作，可扩展性好，是一种低能耗的有效时间同步机制。
但是DMTS同步协议没有考虑传播延时、编解码时间的影响，并没有对时钟漂移进行补偿，同步精度不高。
5.6.传输延迟= ((3) + (4)) / 2 = ((T2 – T1) + (T4 – T3)) / 2时间差= ((3) – (4)) / 2 = ((T2 – T1) – (T4 – T3)) / 27.萤火虫同步同步可直接在物理层而不需要以报文的方式实现。
直接用硬件实现，使得同步精度不会受到MAC延迟、协议处理与软件实现等的影响。
由于对任何同步信号的处理方式均相同，与同步信号的来源无关，因此可扩展性以及适应网络动态变化的能力很强。
机制非常简单，不需要对其它节点的时间信息进行存储。
萤火虫同步算法的一个限制是要求每个节点具有相似性，但这种机制在非相似节点所组成的网络下能否起到同步的作用，目前还不清楚。
传感器与传感网络期末复习题
1.无线传感网拓扑变化的主要原因是节点休眠调度、环境干扰或节点故障引起。
2.分布式MAC协议没有单点失效的问题，具有良好的可扩展性,但为组织节点间交互和协商的开销较大。
3.ZigBee设备的16位网络地址是当设备加入网络后分配的。
它在网络中是唯一的，用来在网络中鉴别设备和发送或接收数据。
4.调频扩频是用伪随机序列控制被数据调制的载波中心频率，使其在一组频率中随机地跳动。
5.传统网路由协议的主要任务是寻找源节点到目的节点间通信延迟小的路径,能量消耗问题不是考虑的重点。
6.ZigBee标准将网络节点按照功能划分为协调器、路由器和终端设备三种类型。
7.典型的短距无线通信技术包括蓝牙、Wi-Fi、IrDA、UWB、ZigBee 等。
8.ZigBee协议的物理层是和Mac层是基于IEEE802.15.4标准的。
9.根据信道分配策略的不同可分为基于竞争的MAC协议、基于调度的MAC协议和混合MAC协议。
10.T-MAC协议采用自适应调整占空比方法，通过动态调整调度周期中活跃时间长度来改变占空比，可以更加有效的降低能量消耗。
11.定向扩散路由机制包括周期性兴趣扩散、梯度建立、数据传播与路径加强等阶段。
12. SPIN协议通过使用协商机制和能量自适应机制,节省了能量，解决了内爆问题。
13.无线传感网定位问题是指网络通过特定方法提供节点的位置信息，其定位方式可分为节点自身定位和目标定位。
14.TPSN协议采用层次型网络结构，节点对之间的时间同步是基于发送者—接收者的同步机制。
15.无损融合和有损融合中，如果所有数据细节信息均被保留，只去除冗余的部分信息,这种数据融合属于无损融合。
16.应用支持子层（APS)应用支持子层在网络层和应用层之间，通过ZDO和应用设备共同使用的一套通用的服务机制提供两层间的接口。
APS包含两个实体: APS 数据实体(APSDET)和APS管理实体(APSME)17.重叠现象不同节点感知范围发生重叠时,重叠区域的事件被相邻的节点探测到后传给它们共同的邻居节点多次。
苏州大学传感器网络题库
苏州大学无线传感器网络题库(注：2016年软嵌一月期末考的B卷)A卷1.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。
2.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预测3.无线传感器网络可以选择的频段有：868MHZ、915MHZ、2.4GHZ 5GHZ4.传感器网络的电源节能方法：休眠机制、数据融合等5.传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。
(2) 点到点的消息认证问题。
(3) 完整性鉴别问题。
6.802.11规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为28 us、点协调功能帧间间隔PIFS长度是SIFS加一个时隙(slot)长度，即78 us，分布协调功能帧间间隔DIFS，长度为128 us7.基于竞争的MAC协议有：载波侦听多路访问（CSMA），，8.802.11网络的基本元素SSID标示了一个无线服务，这个服务的内容包括了：接入速率、工作信道、认证加密方法、网络访问权限等9.传感器是将外界信号转换为电信号的装置：传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成10.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成11.物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖万物的网络。
RIFD无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技术。
12.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11频道。
1.为什么无线传感器网络需要时间同步，简述RBS、TPSN时间同步算法工作原理？解：在分布式的无线传感器网络应用中，每个传感器节点都有自己的本地时钟。
不同节点的晶体振荡器频率存在偏差，以及湿度和电磁波的干扰等都会造成网络节点之间的运行时间偏差，RBS同步协议的基本思想是多个节点接收同一个同步信号，然后多个收到同步信号的节点之间进行同步。
无线传感器网络期末考试重点
无线传感器网络期末考试重点无线传感器网络期末考试重点第一章1、无线传感器网络的标准定义是，无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。
2、无线通信模块存在发送、接收、空闲和睡眠4种状态，在发送状态的能量消耗最大。
3、传感器网络节点使用的限制因素有：电源能量有限、通信能力有限、计算和存储能力有限。
第二章4、无线传感器网络拓扑结构按照其组网形态和方式来看，有集中式、分布式和混合式。
5、当传感器的密度即单位区域的传感器数目为有限时，c>=2r是覆盖包含连接性的充分必要条件。
6、无线传感器网络覆盖分为区域覆盖、点覆盖、边界覆盖三种。
第三章7、无线传感器网络协议的分层结构：应用层、传输层、网络层、数据链路层、物理层。
8、物理层的主要功能：为数据终端设备提供传送数据的通路；传输数据；其他管理工作。
9、无线通信物理层的主要技术包括介质和频段选择、调制技术和扩频技术。
10、目前无线传感网络采用的主要传输介质包括无线电、红外线和光波等。
11、比较常见的编码调制技术包括幅移键控、频移键控、相移键控和各种扩频技术。
12、在低速无线个域网的802.15.4标准中，定义的物理层是在868MHz、915MHz、2.4GHz3个载波频段收发数据。
13、数据链路层功能：多路数据流、数据结构探测、媒体访问和误差控制。
14、考虑现有的MAC解决方案，主要包含以下几种访问方式：基于TDMA的媒体访问、基于混合TDMA/FDMA的媒体访问、基于CSMA的媒体控制。
15、传输层的主要目标：采用多路技术和分离技术作为应用层和网络层的桥梁；根据应用层的特定可靠度需求在源节点和汇节点间提供带有误差控制机制的数据传递服务；通过流动和拥塞机制注入网络的信息量。
16、所谓跨层设计的定义，是针对特定的分层结构而言的，一切不符合参考分层通信结构的协议设计都被称为跨层设计。
无线传感网期末考试试题
无线传感网期末考试试题# 无线传感网期末考试试题## 一、选择题（每题2分，共20分）1. 无线传感网（WSN）的主要特点不包括以下哪一项？A. 自组织网络B. 低功耗C. 高数据速率D. 多跳通信2. 以下哪种协议不是无线传感网中常用的MAC协议？A. IEEE 802.15.4B. ZigBeeC. BluetoothD. CSMA/CA3. 无线传感网中，节点的定位技术不包括以下哪一项？A. 基于时间差定位B. 基于信号强度定位C. 基于GPS定位D. 基于距离向量定位4. 无线传感网的网络拓扑结构通常不包括以下哪种？A. 星型B. 网状C. 树型D. 总线型5. 在无线传感网中，哪个因素不是影响网络覆盖范围的主要因素？A. 节点的发射功率B. 接收灵敏度C. 节点数量D. 信号传播环境## 二、简答题（每题10分，共30分）1. 简述无线传感网的组成及其各部分的功能。
2. 描述无线传感网中数据收集和传输的基本过程。
3. 阐述无线传感网在环境监测领域的应用及其优势。
## 三、计算题（每题15分，共30分）1. 假设一个无线传感网中，节点A到节点B的信号传播损耗为3dB，节点B到节点C的信号传播损耗为5dB。
如果节点A的发射功率为100mW，求节点C接收到的信号功率。
2. 给定一个无线传感网的网络拓扑图，节点之间的通信需要经过两个跳。
如果每个节点的通信范围是50米，计算整个网络的最大覆盖范围。
## 四、论述题（20分）1. 论述无线传感网在智能家居领域的应用，并分析其面临的挑战和解决方案。
## 五、案例分析题（20分）1. 假设你被分配到一个项目，该项目旨在监测一个大型农场的土壤湿度和温度。
请根据无线传感网的特点，设计一个适合该场景的网络架构，并解释你的设计思路。
请注意，以上试题仅为示例，实际考试内容可能会根据教学大纲和课程进度有所不同。
考生应根据所学知识和理解来作答。
无线传感器网络总复习
《无线传感器网络》试题构成说明
一、填空题（每空1分， 15*1，共15分） 二、判断题（ 每题1分，10*1，共10分）
三、名词解释 （ 每题3分，5*3，共15分）
四、简答题（5个题，每题8分，共,40分） 五、综合题 （2个题，共20分）
第一章
无线传感器网络的定义 无线传感器网络中的节点分类 。
TDMA
混合型MAC协议的基本思想
混合型MAC协议包含竞争性和调度性MAC协议的设计要素，既可以表现出混合协议的优势同时又 能够避免缺陷，在时空域改变或者网络条件发生变化时，混合型MAC协议仍然可以变现出以一种 协议为主其他协议为辅的特点，混合型MAC协议有利于网络的优化。例如Z-MAC协议是中 CSMA/TDMA的混合型MAC协议
第四章
洪泛(Flooding)协议的工作机制及优缺点 分层路由协议LEACH协议工作步骤
机会路由相较于传统路由的优点
第五章
无线传感器网络的定位定义 常见的测距方法：TOA，TDOA，RSSI
DV-Hop定位算法工作的阶段（三个阶段）
无线传感器网络中的节点的组成（四个模块）
无线传感器网络的网络通信协议（五层） 无线传感器网络的应用支撑技术（常见三个）
第二章
影响无线传感器网络设计的因素（八个因素） 无线传感器网络的功耗（三个方面） 。
第三章
CSMA/CA工作机制 （RTS/CTS ） S-MAC协议的工作原理
无线传感网络的期末总结
无线传感网络的期末总结本学期我们学习了无线传感网络的相关知识，并进行了实验和实践。
在学习的过程中，我们了解了传感器节点的基本原理、网络拓扑和通信协议等方面的知识。
同时，在实验中我们也熟悉了无线传感网络的部署和数据采集等操作。
首先，在学习无线传感网络的过程中，我们了解到传感器节点的基本原理。
传感器节点是构成无线传感网络的基本单元，它可以感知不同的环境参数，并将感知到的信息传输到基站或其他节点。
传感器节点通常由传感器、处理器、通信模块和电源等组成，具有自主工作和自我组织的能力。
其次，我们了解了无线传感网络的网络拓扑和通信协议。
无线传感网络可以采用不同的网络拓扑结构，如星型、网状和树状等。
而通信协议则是保证节点之间能够有效通信的重要手段。
在实践中，我们使用了一些常见的通信协议，如IEEE 802.15.4和ZigBee等。
接着，我们进行了一些实验和实践。
在实验中，我们学习了无线传感网络的部署和数据采集等实际操作。
通过部署传感器节点和基站，我们可以监测和采集环境中的各种参数，如温度、湿度和光线等。
同时，我们还学习了数据传输和数据处理的方法。
在本学期的学习中，我们收获了很多。
首先，我们对无线传感网络的概念和原理有了更深入的了解。
其次，我们熟悉了无线传感网络的部署和数据采集等操作。
最后，我们也学习了无线传感网络的应用和未来发展方向。
然而，我们也遇到了一些挑战和困难。
无线传感网络涉及到许多复杂的技术和问题，如传感器节点的能耗和通信范围等。
在实验和实践中，我们也遇到了一些问题，如信号弱、网络拓扑不稳定等。
这些问题需要我们进一步学习和研究。
在未来，无线传感网络将继续发展和应用。
随着物联网和人工智能等技术的发展，无线传感网络将在环境监测、智能城市和智慧农业等领域发挥更大的作用。
同时，无线传感网络也面临着一些挑战，如能耗和数据安全等问题。
因此，我们需要不断学习和研究，提出解决方案。
总结来说，学习无线传感网络是一次有意义的经历。
苏州大学无线传感器期末
1•传感网的性能指标：网络的工作寿命，网络覆盖范围，网络搭建成本与难易程度，网络响 ______应时间。
2. 传感网的拓扑结构：平面网络结构，分级网络结构，混合网络结构，Mesh网络结构。
（按照节点功能及结构层次划分）按组网形态和方式来看有集中式、分布式和混合式3. 传感网的节点工作模式： a.发送b接受c睡眠d空闲能量比较a>b>d>c （1）全唤醒模式（2）随机唤醒模式（3）由预测机制选择唤醒模式（ 4 ）任务循环唤醒模式4. 传感网的基本要素：传感器、感知对象和用户。
5传感网节点的能量消耗单元：传感器模块，处理器模块，无线传输模块主要消耗在无线通信模块上 a.发送b 接受c睡眠d空闲能量比较a>b>d>c6.802.11定义了两种类型设备：无线站，无线接入点。
7•基于竞争的mac协议是传感网的主导，有：S-MAC协议,T-MAC协议,Sift协议。
T-MAC的早睡问题解决：未来请求发送，满缓冲区优先8. ZigBee 的常见频段：2.4GHz、868MHz（欧洲）及915MHz（美国）9. GPSR路由协议有两种转发模式：贪婪转发，周界转发10. 数据融合根据融合操作的级别分类:数据级融合，特征级融合，决策级融合。
按照融合前后的信息量分类：无损失融合，有损失融合。
11.802.11规定了两种不同的mac层访问机制：一种是分布式协调功能（DCF），另一种访问机制称为点协调功能（PCF）12.802.15.4对应的通信频段：定义了27个信道编号0~26.2.4GHz频段的16个信道、915MHz 频段的10个信道、868MHz频段的1个信道13. ZigBee网络层支持的三种拓扑结构：星型结构，网状结构，簇树型结构。
14. 传感网的能量消耗有两种类型：通信相关的能量消耗，计算相关的能量消耗15. 定向扩散的四个阶段：1 .兴趣扩散阶段2•梯度建立阶段3.数据传播阶段4•路径加强阶段16. 无线传感网的两种类型：有基础设施网，无基础设施网。
无线传感器网络期末考试重点习题
1.简述无线传感器网络的特点及优势2.简述无线传感器网络节点结构3.介绍传感器网络的发展历史第2章1.介绍无线传感器网络的使用的频率分配情况2.介绍M-ary调制的优点3.描述自由空间信道模型第3章1.介绍无线传感器网络MAC协议的分类方法2.介绍无线传感器网络数据链路层的关键问题3.介绍S-MAC协议的工作流程第4章1.介绍无线传感器网络网络层的关键问题2.介绍基于数据的路由协议有什么特点，试举例说明。
3.介绍基于地理位置信息的路由协议有什么特点，试举例说明。
第5章1.介绍无线传感器网络传输层研究现状2.介绍无线传感器网络网格体系结构3.什么是MPAS设计？第6章1.IEEE 802.15.4协议是什么？2.Zigbee标准在网络层和应用层有哪些规范？3.比较无线局域网技术和个域网的技术的异同。
第7章1.无线传感器网络为什么需要时间同步技术？2.传统的时间同步技术有哪些，试举例说明。
3.什么是协作同步？第8章1.无线传感器网络为什么需要定位技术？2.基于测距的定位技术有哪些，试举例说明。
3.基于非测距的定位技术有什么优缺点，试举例说明。
第9章1.简述容错设计模型。
2.什么试可靠性分析？3.介绍基于贝叶斯信任网络的故障诊断。
第10章1.什么是无线传感器网络的服务质量？2.感知QoS是什么？3.传输QoS是什么？第11章1.简述网络管理的概念。
2.介绍SNMP网络管理架构3.介绍分布式网络管理系统的特点。
1.常用的无线传感器网络仿真软件有哪些？2.上网调研NS2的历史及最新版本。
3.比较现有仿真软件的优缺点。
第13章1.简述无线传感器节点的硬件设计。
2.简述无线传感器节点的能量模块设计。
3.简述无线传感器网络硬件开发流程。
第14章1.为什么需要无线传感器网络操作系统？2.TinyOS操作系统的起源与现状。
3.MANTIS OS操作系统的起源与现状。
第15章1.无线传感器网络软件开发的特点和设计要求是什么？2.nesC的语言结构是什么？3.什么是无线传感器网络中间件？第16章1.介绍无线传感器网络的主要应用场景。
无线传感器网络设计复习资料
考试题型：闭卷期末考试70%，平时成绩30%1、填空2、选择题3、名词解释4、计算题5、简答题一、填空题1. 敏感元件、转换元件、测量电路、辅助电源四部分组成。
2. 按国家标准定义，传感器是能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可用输出信号的器件或装置。
3.应变片的结构由四部分组成：即敏感栅、基底和面胶、胶黏剂、引出线.4. 金属材料的应变电阻效应以其几何尺寸的变化为主，半导体材料的应变电阻效应主要基于压阻效应。
金属应变片的应变灵敏系数比半导体应变片的应变灵敏系数小。
5.普通型热电偶通常都由热电级、绝缘套管、保护管和接线盒等主要部分组成.6. 热电偶产生热电势有两个条件，一是必须使用两种不同金属材料作热电极，二是其两端存在温差。
制定热电偶分度表的理论基础是中间温度定律。
7. 光照使半导体电阻率变化的现象称为内光电效应效应，基于此效应的器件除光敏电阻外还有处于反向偏置工作状态的光敏二极管。
光敏器件的灵敏度可光照用光谱特性表征，它反映光电器件的输入光量与输出光电流(电压)之间的关系。
8.光纤按纤芯和包层材料性质分类,有璃光纤及塑光纤两大类；按折射率分布分类,有阶跃折射率型和梯度折射率型两种；按光纤的传输模式分类,有多模光纤和单模光纤。
9. 非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用，功能型光纤传感器是把光纤作为敏感元件元件。
光纤的NA值大表明光纤集光能力越强。
10. 霍尔元件需要进行温度补偿的原因是因为其霍尔系数和材料电阻率受温度影响大。
1.光敏晶体管的基本特性有：光谱、伏安、温度5. 热电偶回路中接入中间导体，只要中间导体连段温度相同，中间导体的引入对热电偶回路总电势没有影响，这是中间导体定律6. 光敏电阻一般希望暗电阻越大越好，亮电阻越小越好。
7. 非功能型光纤传感器中的光纤仅仅起传输光信息的作用，功能型光纤传感器是把光纤作为敏感元件元件。
光纤的NA值小表明光纤集光能力越弱。
二、选择题１、电阻应变片式传感器一般不适合用来测量的物理量是（D）。
无线传感器网络期末复习题
无线传感器网络期末复习题《无线传感器网络原理与应用》复习题一、填空题：1.无线传感器网络的三个基本要素是：、和。
2.无线传感器网络实现了、和的三种功能。
3.无线传感器网络包括四类基本实体对象：目标、观测节点、和。
4.根据无线传感器网络系统架构，无线传感器网络系统通常包括传感器节点(sensor node)、和。
5.无线传感器节点通常包含四个模块，他们是：数据采集模块、、无线通信模块和。
6.无线传感器网络的协议栈包括物理层、、、传输层和，还包括能量管理、移动管理和任务管理等平台。
7.无线传感器网络的MAC层和物理层协议采用的是国际电气电子工程师协会(IEEE)制定的协议。
8.无线通信物理层的主要技术包括、、调制技术和。
9.在无线通信系统中，有三种影响信号传播的基本机制：、绕射和。
10.无线传感器节点处于、接收状态、侦听状态和时单位时间内消耗的能量是依次减少的。
11.无线传感器网络MAC协议根据信道的分配方式可分为、和混合式三种。
12.根据无线传感器网络不同的应用可以将其路由协议分为五类，你知道的有：、、。
（任意给出3种）。
13. IEEE 802.15.4标准将无线传感器网络的数据链路层分为两个子层，即和。
14. Zigbee的最低两层即物理层和MAC层使用标准，而网络层和应用层由 Zigbee联盟制定。
15. Zigbee协议中定义了三种设备，它们是：、和Zigbee终端设备。
16.Zigbee支持三种拓扑结构的网络，它们是：、和。
17.无线传感器网络的时间同步方法有很多，按照网络应用的深度可以划分三种：、和。
18.无线传感器网络的时间同步方法有很多，按照时间同步的参考时间可以划分为和。
19.无线传感器网络的时间同步方法有很多，根据需要时间同步的不同应用需求以及同步对象的范围不同可以划分为和。
20.无线传感器网络定位技术大致可以划分为三类：、和。
21.无线传感器网络典型的非测距定位算法有、 APIT算法、以及等。
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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内各种检测对象的信息，并将这些信息发送到网关节点,以实现复杂的指定范围内目标检测与跟踪，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。
无线传感器总结复习资料
无线传感器总结1、现代信息科学的六个组成部分信息的生成、获取、存储、传输、处理及其应用是现代信息科学的六大组成部分2、WSN的定义大规模、无线、自组织、多跳、无分区、无基础设施支持的网络，其中的节点是同构的、成本较低、体积较小、大部分节点不移动、被随意撒布在工作区域，要求网络系统有尽可能长的工作时间。
3、WSN和Ad-hoc网络的区别不同点：（1）网络拓扑结构和工作模式各不相同。
Ad hoc网络: 网络拓扑结构动态变化。
WSN: 网络拓扑结构是静态的。
（2）工作模式不同。
WSN:多对一(Many-to-One)通信，节点之间几乎不会发生消息交换。
以数据为中心（Data Centric），与组播正好相反Ad Hoc网络：网络中任意两节点之间都有通信的可能。
相同点（补充）：基本不需要人的干预，大部分工作是以自组织的方式完成的，二者统称为自组织网络（Self-Organization Networks）。
二者的研究都是追求低功耗的自组织网络设计。
4、无线传感器网络的特点(1)传感器节点数目大，密度高，采用空间位置寻址(2)传感器接点的能量、计算能力和存储能力有限（能量、计算存储低、关键在有效简单的路由协议）(3)无线传感网络的拓扑结构易变化，有自组织能力（与传统的有不同的特点和技术要求：它根据需要可以在工作和休眠之间切换，因此网络的拓扑结构容易发生变化，传统的网络重在QoS和更大的宽带保证，并且是静止的。
无线传感器网络需要节省能量，保证连通性和延长运行寿命）(4)传感器节点具有数据融合能力（与Mesh网络区别，数据小，移动，重能源。
与无线Ad-hoc网络比数量多、密度大、易受损、拓扑结构频繁、广播式点对多通信、节点能量、计算能力受限。
）5、网络拓扑结构(1)组网形态和方式来看，有集中式、分布式和混合式集中式结构：类似移动通信的蜂窝结构，集中管理；分布式结构：类似Ad Hoc网络结构，可自组织网络接人连接，分布管理；混合式结构：包括集中式和分布式结构的组合。
无线传感器期末总复习
一、无线传感器网络概述1.无线传感器分为两种：（1）有基础设施网，需要固定基站（2）无基础设施网，称为无线Ad Hoc网络，节点为分布式A.移动Ad Hoc网络，终端是快速移动的B.无线传感器网络，节点是静止的或移动很慢2.无线传感器网络的标准定义：是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区内感知对象的监测信息，并报告给用户（数据采集[传感器技术]、处理[计算机技术]和传输功能[通信技术]）3.无线传感器网络的三个基本元素（1）传感器（2）感知对象（3）用户4.节点的工作模式：发送、接收、空闲、睡眠5.传感器节点由4个部分组成：传感器单元、处理器单元、无线通信单元、电源单元。
除了电源单元，其他都在消耗能量，传感器单元能耗比处理器与无线传输能耗低很多。
6.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成7.能量消耗的两种类型：通讯相关、计算相关。
8.传感器节点的限制传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在一些限制和约束，这些约束把无线传感器网络和计算机网络区分开来。
（1）电源能量有限（消耗能量的模块有传感器、处理器和无线通信模块[发送、接收、空闲、睡眠]）（2）通信能力有限（3）计算和存储能力有限9.传感器组网的特点（与其他网络的区别）(1)自组织性：自动进行配置和管理，通过图谱控制机制和网络协议，自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统(2)以数据为中心：根据任务采集数据，关心数据本身和数据产生位置(3)应用相关性：不同的应用对传感器网络的要求不同(4)动态性：结点故障失效、通信链路宽带变化、新节点加入、基本元素的移动而造成拓扑结构的改变(5)网络规模大：分布在很大的地理区域内，结点部署密集A.通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比B.分布式处理大量采集信息，提高检测的精确度C.大量冗余节点的存在，使系统具有很强的容错性能D.大量节点增大覆盖监测区域，减少探测遗落地点或盲区(6)可靠性：坚固，不易损坏，能适用恶劣环境条件10.无线传感器网络的关键性能指标（1）网络的工作寿命（能量供给）（2）网络覆盖范围（多跳通信技术可大大扩展网络覆盖范围）（3）网络搭建成本和难易程度（4）网络响应时间（发生安全异常事件时需立刻发送警报消息）11.无线传感器网络的应用（1）军事应用（战场实时监视）（2）环境科学（监视土壤空气情况）（3）空间探索（检测星球表面）（4）医疗健康（监护病人病情）（5）智能家居（自动除尘）（6）建筑物和大型设备安全状态的监控（房屋、桥梁的安全隐患和建筑缺陷）（7）紧急救援（在地震等紧急情况下进行通信）（8）其他商业应用（交互式博物馆）二、无线传感器网络结构、覆盖与连接1.无线传感器网络拓扑结构从组网形态与方式划分：集中式、分布式、混合式从节点功能和结构层次划分：（1）平面网络结构A.简单，易维护，较好的健壮性B.没有中心管理节点，组网算法比较复杂（2）分级网络结构A.骨干节点和一般传感器节点有不同的功能特性B.一般传感器之间可能不能直接通信（3）混合网络结构A．功能强大，但硬件成本更高B．一般传感器节点之间可以直接通信，不需通过汇聚骨干节点来转发数据（4）Mesh网络结构A.由无线节点构成网络，网络内部节点一般都是相同的B.按照Mesh拓扑结构部署，网内每个节点至少可以和一个其他节点通信C.支持多跳路由D.功耗限制和移动性取决于节点类型及应用特点E.存在多种网络接入方式，通过星型、Mesh等节点方式和其他网络集成2.两个定理（r为传感器能够感应的距离，c为传感器的通信半径）（1）当传感器的密度及单位区域的传感器数目为有限时，c≤2r是覆盖包含连接性的充分必要条件（2）当c≥2r，一个凸区域的k阶覆盖必定包含了k阶连接性3.无线传感器网络的点覆盖的目标节点覆盖优化后要求每个目标在任意时间内都能至少被一个无线传感器节点监测三、无线传感器网络通信1.网络通信协议由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成，其中MAC层和物理层协议采用的是IEEE802.15.4协议（1）物理层：负责信号的调制和数据的收发（2）数据链路层：负责数据成帧、帧检测、介质访问和差错控制（3）网络层：负责路由发现和维护（4）传输层：负责数据流的传输控制2.物理层主要功能（1）微数据终端设备（DTE）提供传送数据的通路（2）传输数据（3）其他管理工作：信道状态评估、能量检测3.数据链路层误差控制方法:增加输出传送能量或使用合适的FEC方案都可保证链路可靠性。
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一、无线传感器网络概述1.无线传感器分为两种：（1）有基础设施网，需要固定基站（2）无基础设施网，称为无线Ad Hoc网络，节点为分布式A.移动Ad Hoc网络，终端是快速移动的B.无线传感器网络，节点是静止的或移动很慢2.无线传感器网络的标准定义：是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区内感知对象的监测信息，并报告给用户（数据采集[传感器技术]、处理[计算机技术]和传输功能[通信技术]）3.无线传感器网络的三个基本元素（1）传感器（2）感知对象（3）用户4.节点的工作模式：发送、接收、空闲、睡眠5.传感器节点由4个部分组成，传感器单元、处理器单元、无线通信单元、电源单元。
除了电源单元，其他都在消耗能量，传感器单元能耗比处理器与无线传输能耗低很多。
6.传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四部分组成7.能量消耗的两种类型：通讯相关、计算相关。
8.传感器节点的限制传感器节点在实现各种网络协议和应用系统时，存在一些限制和约束，这些约束把无线传感器网络和计算机网络区分开来。
（1）电源能量有限（消耗能量的模块有传感器、处理器和无线通信模块[发送、接收、空闲、睡眠]）（2）通信能力有限（3）计算和存储能力有限9.传感器组网的特点（与其他网络的区别）(1)自组织性：自动进行配置和管理，通过图谱控制机制和网络协议，自动形成转发监测数据的多跳无线网络系统(2)以数据为中心：根据任务采集数据，关心数据本身和数据产生位置(3)应用相关性：不同的应用对传感器网络的要求不同(4)动态性：结点故障失效、通信链路宽带变化、新节点加入、基本元素的移动而造成拓扑结构的改变(5)网络规模大：分布在很大的地理区域内，结点部署密集A.通过不同空间视角获得的信息具有更大的信噪比B.分布式处理大量采集信息，提高检测的精确度C.大量冗余节点的存在，使系统具有很强的容错性能D.大量节点增大覆盖监测区域，减少探测遗落地点或盲区(6)可靠性：坚固，不易损坏，能适用恶劣环境条件10.无线传感器网络的关键性能指标（1）网络的工作寿命（能量供给）（2）网络覆盖范围（多跳通信技术可大大扩展网络覆盖范围）（3）网络搭建成本和难易程度（4）网络响应时间（发生安全异常事件时需立刻发送警报消息）11.无线传感器网络的应用（1）军事应用（战场实时监视）（2）环境科学（监视土壤空气情况）（3）空间探索（检测星球表面）（4）医疗健康（监护病人病情）（5）智能家居（自动除尘）（6）建筑物和大型设备安全状态的监控（房屋、桥梁的安全隐患和建筑缺陷）（7）紧急救援（在地震等紧急情况下进行通信）（8）其他商业应用（交互式博物馆）二、无线传感器网络结构、覆盖与连接1.无线传感器网络拓扑结构从组网形态与方式划分：集中式、分布式、混合式从节点功能和结构层次划分：（1）平面网络结构A.简单，易维护，较好的健壮性B.没有中心管理节点，组网算法比较复杂（2）分级网络结构A.骨干节点和一般传感器节点有不同的功能特性B.一般传感器之间可能不能直接通信（3）混合网络结构A．功能强大，但硬件成本更高B．一般传感器节点之间可以直接通信，不需通过汇聚骨干节点来转发数据（4）Mesh网络结构A.由无线节点构成网络，网络内部节点一般都是相同的B.按照Mesh拓扑结构部署，网内每个节点至少可以和一个其他节点通信C.支持多跳路由D.功耗限制和移动性取决于节点类型及应用特点E.存在多种网络接入方式，通过星型、Mesh等节点方式和其他网络集成2.两个定理（r为传感器能够感应的距离，c为传感器的通信半径）（1）当传感器的密度及单位区域的传感器数目为有限时，c≤2r是覆盖包含连接性的充分必要条件（2） 当c ≥2r ，一个凸区域的k 阶覆盖必定包含了k 阶连接性3. 无线传感器网络的点覆盖的目标节点覆盖优化后要求每个目标在任意时间内都能至少被一个无线传感器节点监测三、无线传感器网络通信1. 网络通信协议由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成，其中MAC 层和物理层协议采用的是IEEE 802.15.4协议（1） 物理层：负责信号的调制和数据的收发（2） 数据链路层：负责数据成帧、帧检测、介质访问和差错控制（3） 网络层：负责路由发现和维护（4） 传输层：负责数据流的传输控制传输层2.物理层主要功能（1）微数据终端设备（DTE）提供传送数据的通路（2）传输数据（3）其他管理工作：信道状态评估、能量检测3.数据链路层误差控制方法:增加输出传送能量或使用合适的FEC方案都可保证链路可靠性。
增大发送能量可使误码率降低，但节点能量有限，不可随意增大；FEC编码和解码消耗额外处理能量，额外计算和额外传输消耗能量，但可纠正错误使不至于整个数据重传，若浪费能量<节约能量，则使用FEC有意义。
4.传输层协议（1）Event-to-Sink传输Event-to-Sink的可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。
（2）Sink-to-Sensors传输包括了一定等级的重新传送和确认机制。
为了不消耗稀缺资源的节点资源，这些机制应慎重的结合到传输层协议中。
四、无线传感器网络的支撑技术(重点)1.时间同步的意义和作用(1)首先，传感器节点通常需要彼此协作，去完成复杂的监测和感知任务。
数据融合是协作操作的典型例子，不同的结点采集的数据最终融合并形成一个有意义的结果。
例：在车辆跟踪系统中，传感器节点记录车辆的位置和时间，并传送给网关汇聚节点，然后结合这些信息来估计车辆的位置和速度。
如果传感器节点缺乏统一的时间同步，则对车辆的位置估计将会是不准确的。
(2)其次，传感器网络的一些节能方案是利用时间同步来实现的。
例：传感器可在适当的时候休眠，在需要的时候再次被唤醒。
在应用这种节能模式时，网络节点应该在相同的时间休眠或被唤醒，也就是在数据到来时，节点的接收器并没有关闭。
在这里，传感器网络时间同步机制的设计目的是为网络中所有节点的本地时钟提供共同的时间戳2.传感器网络时间同步协议(1)RBS(Reference Broadcast Synchronization)RBS同步协议的基本思想是多个节点接收同一个同步信号，然后在多个收到同步信号的节点之间进行同步。
(2)Ting/Mini-Sync(3)TPSN(Timing sync Protocol for Sensor Network)目的是提供传感器网络全网范围内节点间的时间同步操作过程包括两个阶段：A. 第一阶段：生成层次结构，每个节点都被赋予一个级别，根节点被赋予最高级别0级，第i 级的结点至少能够与一个第i-1级的节点通信B. 第二阶段（同步阶段）：实现所有树节点的时间同步，第1级节点同步到根节点，第i 级的节点同步到第i-1级的一个节点，最终所有节点都同步到根节点，实现整个网络的时间同步相邻级别节点间的同步机制R S SYNC_PKT ACK_PKT 节点S 属于第i 级节点；节点R 属于第i-1级节点△表示两个节点之间的时间偏差，d 表示消息的传播时延推到可得：2143()()2T T T T ---∆=2143()()2T T T T d -+-=节点S 在计算时间偏差之后，将它的时间同步到节点R3. 传感器网络节点定位问题是指自组织的网络通过特定方法提供节点的位置信息。
（1） 这种自组织网络的定位可分为节点自身定位和目标定位A. 节点自身定位是确定网络节点的坐标位置的过程B. 目标定位是确定网络覆盖范围内一个事件或一个目标的坐标位置（2） 从不同的角度出发，无线传感器网络的定位方法可分为：A. 根据是否依靠测量距离，分为基于测距的定位和不需测距的定位B. 根据部署场合的不同，分为室内定位和室外定位C. 根据信息收集的方式，网络收集传感器数据用语节点定位被称为被动定位，节点主动发出信息用于定位被称为主动定位4. 基于测距的定位技术含义：通过测量节点之间的距离，根据几何关系计算出网络节点的位置的技术，常用方法是多变定位和角度定位。
(基于测距的定位技术的方法与工作原理：三边测量算法：已知A 、B 、C 三个节点的坐标，以及它们到节点D 的距离，确定节点D 的坐标三角测量算法：已知A 、B 、C 三个节点的坐标，节点D 相对于节点A 、B 、C 的角度，确定节点D 的坐标。
)测距方法：(1)接收信号强度指示（RSSI ）原理：接收机通过测量射频信号的能量来确定与发送机的距离/n R T P P rR P 是无线信号的接受功率，T P 是无线信号的发射功率，r 是接收单元之间的距离，n 是传播因子优点：实现简单，广泛采用，缺点：遮盖或折射现象使接收端误差大、精度较低(2)到达时间/到达时间差(T oA/TDoA)基本原理：ToA ：根据已知信号的传播速度，根据信号的传播时间来计算节点间距离；TDoA ：发射节点同时发射两种不同传播速度的无线信号，接收节点根据两种信号到达的时间差以及这两种信号的传播速度，计算两个节点之间的距离。
1212/()S c c c c =-21()L T T S =-无线信号速度为1c 超声波速度为2c ，无线信号快1T 为无线信号到达的时间，2T 为超声波信号到达的时间L 为两点之间的距离精度高，但ToA 需节点间保持精确的时间同步，TDoA 有c1与c2的误差5. 无需测距的定位技术（1） 质心算法1111(,)(,)n nn n i i i i x y X Y ===∑∑ 质心算法虽然实现简单，通信开销小，但仅能实现粗粒度定位，并且需要信标锚点具有较高密度，各锚点部署的位置也对定位效果有影响（2） DV-Hop 算法根据矢量路由协议的原理在全网范围内广播条数和位置。
每个节点设置一个至哥锚点跳数最小的计数器，根据接收的信号更新计数器。
锚点广播其坐标位置，当节点接收到新的广播消息时，如果跳数小于存储的数值，则更新并转播该条数6.数据融合含义：数据融合也被称作信息融合，是一种多源信息处理技术。
通过对来自同一目标的多源数据进行优化合成，获得比单一信息源更精确、完整的估计或判断。
内容：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪和识别、情况评估和预测；基本目的是通过融合，得到比各个单独的输入数据更多的信息。
(1)无线传感器网络中数据融合的作用：A.提高信息的准确性和全面性.与单个传感器相比，多传感器的数据融合处理可以获得有关周围环境的更准确、全面的信息B.降低信息的不准确性.一组相似的传感器采集的信息存在着明显的互补性，这种互补性经过适当处理后，可以对单一传感器的不确定性及其测量范围的局限性进行补偿C.提高系统的可靠性.某个或某几个传感器失效时，系统仍能正常运行D.增加系统的实时性(2)数据融合技术的分类.A.根据融合前后数据的信息含量分类Ⅰ无损失融合：所有细节信息均被保留，只去除冗余的部分信息Ⅱ有损失融合：省略一些细节信息或降低数据的质量，从而减少需要存储或传输的数据量，以达到节省存储资源或能量资源的目的B.根据融合操作的级别分类Ⅰ数据级融合：操作对象是传感器采集的数据Ⅱ特征级融合：通过一些特征提取手段将数据表示为一系列的特征向量，来反映事物的属性Ⅲ决策级融合：根据应用需求进行较高级的决策，是最高级的融合C.根据数据融合与应用层数据语义之间的融合Ⅰ依赖于应用的数据融合Ⅱ独立于应用的数据融合Ⅲ结合以上两种技术的数据融合7.无线传感器网络的电源节能方法（1）休眠机制通过休眠实现节能的策略主要体现在以下方面：A．硬件支持（能量消耗从高到低：发送、接收、空闲、休眠）B．采用休眠机制的网络协议C．专门的结点功率管理机制（2）数据融合通过本地计算和融合，原始数据可以在多跳数据传输过程中进行处理，进发送有用信息，有效的减少了通信量。