無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案1-2.什么是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大批的靜止或挪動的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)。目的是協(xié)作地探測、辦理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋地區(qū)內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息,并報告給用戶。1-4.圖示說明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)。1-5.傳感器網(wǎng)絡(luò)的終端探測結(jié)點由哪些部分構(gòu)成?這些構(gòu)成模塊的功能分別是什?傳感模塊（傳感器、數(shù)模變換）、計算模塊、通訊模塊、儲存模塊電源模塊和嵌入式軟件系統(tǒng)傳感模塊負責探測目標的物理特色和現(xiàn)象，計算模塊負責辦理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理，儲存模塊負責寄存程序和數(shù)據(jù)，通訊模塊負責網(wǎng)絡(luò)管理信息和探測數(shù)據(jù)兩種信息的發(fā)送和接收。此外，電源模塊負責結(jié)點供電，結(jié)點由嵌入式軟件系統(tǒng)支撐，運轉(zhuǎn)網(wǎng)絡(luò)的五層協(xié)議。1-8.傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)構(gòu)造包含哪些部分?各部分的功能分別是什么?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議：近似于傳統(tǒng)Internet網(wǎng)絡(luò)中的TCP/IP協(xié)議系統(tǒng)。它由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層構(gòu)成。網(wǎng)絡(luò)管理平臺：主假如對傳感器結(jié)點自己的管理和用戶對傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理。包含拓撲控制、服務(wù)質(zhì)量管理、能量管理、安全管理、挪動管理、網(wǎng)絡(luò)管理等。應(yīng)用支撐平臺：成立在網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)講和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的基礎(chǔ)之上。包含一系列鑒于監(jiān)測任務(wù)的應(yīng)用層軟件，經(jīng)過應(yīng)用服務(wù)接口和網(wǎng)絡(luò)管理接口來為終端用戶供給各樣詳細應(yīng)用的支持。1-9.傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造有哪些種類?分別說明各樣網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造的特色及優(yōu)弊端。1）依據(jù)結(jié)點數(shù)目的多少，傳感器網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造能夠分為平面構(gòu)造和分級構(gòu)造。假如網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較小，一般采納平面構(gòu)造；假如網(wǎng)絡(luò)規(guī)模很大，則一定采納分級網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造。（2）平面構(gòu)造：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案特色：平面構(gòu)造的網(wǎng)絡(luò)比較簡單，全部結(jié)點的地位同等，因此又能夠稱為平等式構(gòu)造。長處：源結(jié)點和目的結(jié)點之間一般存在多條路徑，網(wǎng)絡(luò)負荷由這些路徑共同擔當。一般狀況下不存在瓶頸，網(wǎng)絡(luò)比較強健。弊端：①影響網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速率，甚至造成網(wǎng)絡(luò)崩潰。②整個系統(tǒng)宏觀上會消耗巨大能量。③可擴大性差，需要大批控制信息。分級構(gòu)造：特色：傳感器網(wǎng)絡(luò)被區(qū)分為多個簇，每個簇由一個簇頭和多個簇成員構(gòu)成。這些簇頭形成了高一級的網(wǎng)絡(luò)。簇頭結(jié)點負責簇間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，簇成員只負責數(shù)據(jù)的采集。長處：①大大減少了網(wǎng)絡(luò)xx由控制信息的數(shù)目，擁有很好的可擴大性。②簇頭能夠隨時選舉產(chǎn)生，擁有很強的抗毀性。弊端：簇頭的能量耗費較大，很難進人休眠狀態(tài)。1-13.議論無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實質(zhì)生活中有哪些潛伏的應(yīng)用。用在智能家具系統(tǒng)中，將傳感器嵌入家具和家電中，使其與履行單元構(gòu)成無線網(wǎng)絡(luò)，與因特網(wǎng)連結(jié)在一同。用在智能醫(yī)療中，將傳感器嵌入醫(yī)療設(shè)備中，使其能接入因特網(wǎng)，將患者數(shù)據(jù)傳遞至醫(yī)生終端。用在只好交通中，運用無線傳感器監(jiān)測路面、車流等狀況。2-2.傳感器由哪些部分構(gòu)成?各部分的功能是什么?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案2-5.集成傳感器的特色是什么?體積小、重量輕、功能強、性能好。2-7.傳感器的一般特征包含哪些指標?敏捷度、響應(yīng)特征、線性范圍、穩(wěn)固性、重復(fù)性、漂移、精度、分辨（力）、遲滯。2-15.怎樣進行傳感器的正確選型？丈量對象與環(huán)境：剖析被丈量的特色和傳感器的使用條件選擇何種原理的傳感器。敏捷度：選擇較高信噪比的傳感器，并選擇適合的敏捷度方向。3.頻次響應(yīng)特征:依據(jù)信號的特色選擇相應(yīng)的傳感器響應(yīng)頻次，以及xx短的傳感器。線性范圍：傳感器種類確立后察看其量程能否知足要求，而且選擇偏差小的傳感器。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案穩(wěn)固性：依據(jù)使用環(huán)境選擇何時的傳感器或采納適合的舉措減小環(huán)境影響，盡量選擇穩(wěn)固性好的傳感器。精度：選擇知足要求的，相對廉價的傳感器。2-17.簡述磁阻傳感器探測運動車輛的原理。磁阻傳感器在探測磁場的通知探測獲取車輪速度、磁跡、車輛出現(xiàn)和運動方向等。使用磁性傳感器探測方向、角度或電流值，能夠間接測定這些數(shù)值。因為這些屬性變量一定對相應(yīng)的磁場產(chǎn)生變化，一旦磁傳感器檢測出場強變化，則采納一些信號辦理方法，將傳感器信號變換成需要的參數(shù)值。3-2.無線網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)為何要進行調(diào)制和解調(diào)?調(diào)制有哪些方法?1）調(diào)制和解調(diào)技術(shù)是無線通訊系統(tǒng)的重點技術(shù)之一。調(diào)制對通訊系統(tǒng)的有效性和靠譜性有很大的影響。采納什么方法調(diào)制和解調(diào)常常在很大程度上決定著通訊系統(tǒng)的質(zhì)量。調(diào)制技術(shù)經(jīng)過改變高頻載波的幅度、相位或頻次，使其跟著基帶信號幅度的變化而變化。解調(diào)是將基帶信號從載波中提拿出來以便預(yù)約的接收者(信宿)辦理和理解的過程。2）依據(jù)調(diào)制中采納的基帶信號的種類。能夠?qū)⒄{(diào)制分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。依據(jù)原始信號所控制參量的不一樣，調(diào)制分為幅度調(diào)制、頻次調(diào)制和相位調(diào)制。3-4.試描繪無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理層幀構(gòu)造。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案3-6.依據(jù)信道使用方式的不一樣。傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議能夠分為哪幾種種類?時分復(fù)用無競爭接入方式、隨機競爭接入方式、競爭與固定分派相聯(lián)合的接入方式。3-7.設(shè)計鑒于競爭的MAC協(xié)議的基本思想是什么？當結(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，經(jīng)過競爭方式使用無線信道。假如發(fā)送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生了碰撞，就依照某種策略重發(fā)數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)發(fā)送成功或放棄發(fā)送。3-8.試寫(畫）出CSMA/CA的基木接見體制。并說明隨機退避時間的計算方法。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案3-9.IEEE802.11MAC協(xié)議有哪兩種接見控制方式?每種方式是怎樣工作的?（1）散布式協(xié)調(diào)功能（DCF）、點協(xié)調(diào)功能（PCF），期中DCF是基本接見控制方式。3-10.往常有哪些原由致使傳感器網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生無效能耗?安閑偵聽、數(shù)據(jù)矛盾、串擾、控制開支3-11.表達無線傳感器網(wǎng)絡(luò)S-MAC協(xié)議的主要特色和實現(xiàn)體制。（1）S-MAC協(xié)議的合用條件是傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量不大，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部能夠進行數(shù)據(jù)的辦理和交融以減少量據(jù)通訊量，網(wǎng)絡(luò)能容忍必定程度的通訊延緩。它的設(shè)計目標是供給優(yōu)秀的擴展性，減少結(jié)點能耗。2）周期性偵聽和睡眠體制、流量自適應(yīng)體制、矛盾和串音防止體制、信息傳達體制。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案3-12.簡述路由選擇的主要功能。1）找尋源結(jié)點和目的結(jié)點間的優(yōu)化路徑。2）將數(shù)據(jù)剖析沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)。3-14.常有的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議有哪些種類?并說明各樣種類路由協(xié)議的主要特點。1）能量感知路由協(xié)議、鑒于查問的路由協(xié)議、地理地點協(xié)議、靠譜的路由協(xié)議。2）能量感知路由協(xié)議：從數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰亢馁M出發(fā)，議論最少能量耗費和最長網(wǎng)絡(luò)生計期等問題。鑒于查問的路由協(xié)議：主要用于需要不停查問傳感器結(jié)點采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過減少通訊流量來節(jié)儉能量，即數(shù)據(jù)交融技術(shù)與路由協(xié)議的設(shè)計相聯(lián)合。地理地點協(xié)議：主要應(yīng)用于需要知道目的結(jié)點的精準或大概地理地點的問題中，把結(jié)點的地點信息作為路由選擇的依照，進而達成結(jié)點的路由選擇功能，而且降低保護路由協(xié)議的能耗?？孔V的路由協(xié)議：應(yīng)用在對靠譜性和及時性等方面有特別要求的問題中。3-15.怎樣設(shè)計傳感器網(wǎng)絡(luò)的定向擴散路由協(xié)議?4-2.傳感器網(wǎng)絡(luò)常有的時間同步體制有哪些?RBS、Ting/Mini-Sync、TPSN4-3.簡述TPSN時間同步協(xié)議的設(shè)計過程。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案TPSN時間同步協(xié)議采納層次構(gòu)造，實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的時間同步。全部結(jié)點依照層次構(gòu)造進行邏輯分級。表示結(jié)點到根結(jié)點的距離，經(jīng)過鑒于發(fā)送者-接收者的結(jié)點對方式。每個結(jié)點與上一級的一個結(jié)點進行同步。進而最后全部結(jié)點都與根結(jié)點實現(xiàn)時間同步。TPSN協(xié)議包含兩個階段:第

i

第一個階段生成層次構(gòu)造，每個結(jié)點給予一個級別。根結(jié)點給予最高等別第級的結(jié)點起碼能夠與一個第(i-1)級的結(jié)點通訊;

0級。第二個階段實現(xiàn)全部樹結(jié)點的時間同步。第1級結(jié)點同步到根結(jié)點。第i級的結(jié)點同步到第(i-1)級的一個結(jié)點，最后全部結(jié)點都同步到根結(jié)點，實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的時間同步。4-6.簡述以下觀點術(shù)語的含義:錨點、測距、連結(jié)度、抵達時間差、接收信號強度指示、視野關(guān)系。錨點：指經(jīng)過其余方式早先獲取地點坐標的結(jié)點，有時也稱作信標結(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)的其余結(jié)點稱為非錨點。測距：指兩個互相通訊的結(jié)點經(jīng)過丈量方式來預(yù)計出相互之間的距離或角度。連結(jié)度：包含結(jié)點連結(jié)度和網(wǎng)絡(luò)連結(jié)度兩種含義。結(jié)點連結(jié)度是指結(jié)點可探測發(fā)現(xiàn)的街坊結(jié)點個數(shù)。網(wǎng)絡(luò)連結(jié)度是全部結(jié)點的鄰結(jié)點數(shù)目的均勻值，它反應(yīng)了傳感器配置的密集程度。抵達時間差：兩種不一樣流傳速度的信號從一個結(jié)點流傳到另一個結(jié)點所需要的時間之差。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案接收信號強度指示：結(jié)點接收到無線信號的強度大小。視野關(guān)系：假如傳感器網(wǎng)絡(luò)的兩個結(jié)點之間沒有阻礙物，能夠?qū)崿F(xiàn)直接通訊，則稱這兩個結(jié)點問存在視野關(guān)系。4-9.RSSI測距的原理是什么?4-10.簡述ToA測距的原理。4-11.舉例說明TDoA的測距過程。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案4-12.舉例說明AoA測角的過程。4-13.試描繪傳感器網(wǎng)絡(luò)多邊定位法的原理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案4-14.簡述Min-max定位方法的原理。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案4-15.簡述質(zhì)心定位算法的原理及其特色。★4-16.舉例說明DV-Hop算法的定位實現(xiàn)過程。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案4-17.什么是數(shù)據(jù)交融技術(shù)?它在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的主要作用是什么?1）數(shù)據(jù)交融也被稱作信息融，是一種多源信息辦理技術(shù)。它經(jīng)過對來自同一目標的多源數(shù)據(jù)進行優(yōu)化合成，獲取比單調(diào)信息源更精準、完好的預(yù)計或判斷。2）①節(jié)儉整個網(wǎng)絡(luò)的能量②加強所采集數(shù)據(jù)的正確性③提升采集數(shù)據(jù)的效率4-18.簡述數(shù)據(jù)交融技術(shù)的不一樣分類方法及其種類。依照交融前后數(shù)據(jù)的信息含量進行分類：無損失交融、有損失交融依照數(shù)據(jù)交融與應(yīng)用層數(shù)據(jù)語義的關(guān)系進行分類：依靠于應(yīng)用的數(shù)據(jù)交融、獨立于應(yīng)用的數(shù)據(jù)交融、聯(lián)合以上兩種技術(shù)的數(shù)據(jù)交融依照交融操作的級別進行分類：數(shù)據(jù)級交融、特色級交融、決議級交融4-19.什么是數(shù)據(jù)交融的綜合均勻法?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案4-20.常有的數(shù)據(jù)交融方法有哪些?綜合均勻法、卡爾曼濾波法、xx預(yù)計法、D-S憑證推理法、統(tǒng)計決議理論、模糊邏輯法、產(chǎn)生式規(guī)則法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法。4-21.無線通訊的能量耗費與距離的關(guān)系是什么?它反應(yīng)出傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖裁刺厣?1）往常跟著通訊距離的曾加，能耗急劇增添。2）在傳感器網(wǎng)絡(luò)中要減少單跳通訊距離，盡量使用多跳短距離的無線通訊方式。4-22.簡述節(jié)能策略休眠體制的實現(xiàn)思想。當結(jié)點四周沒有感興趣的事件發(fā)生時，計算與通訊單元處十安閑狀態(tài)，把這些組件關(guān)鐘或調(diào)到更低能耗的狀態(tài)，即休眠狀態(tài)。該體制關(guān)于延伸傳感器結(jié)點的生計周期特別重要。但休眠狀態(tài)與工作狀態(tài)的變換需要耗費必定的能量。而且產(chǎn)生時延。因此狀態(tài)變換策略關(guān)于休眠體制比較重要。假如狀態(tài)變換策略不適合，不單沒法節(jié)能，反而會致使能耗的增添。4-23.簡述傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點各單元能量耗費的特色傳感器結(jié)點中耗費能量的模塊有傳感器模塊、辦理器模塊和通訊模塊。跟著集成電路工藝的進步。辦理器和傳感器模塊的功耗都很低。無線通訊模塊能夠處于發(fā)送、接收、安閑或睡眠狀態(tài)。安閑狀態(tài)就是偵聽無線信道上的信息，但不發(fā)送或接收。睡眠狀態(tài)就是無線通訊模塊處于不工作狀態(tài)。4-24.動向電源管理的工作原理是什么?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案當結(jié)點四周沒有感興趣的事件發(fā)生時，部分模塊處于安閑狀態(tài)。應(yīng)當把這些組件關(guān)掉或調(diào)到更低能耗的狀態(tài)(即休眠狀態(tài))。進而節(jié)儉能量。4-25.傳感器網(wǎng)絡(luò)的xx需求包含哪些內(nèi)容?結(jié)點的安全保證、被動抵抗入侵的能力、主動還擊入侵的能力。4-26.什么是傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息安全?4-27.簡述在傳感器網(wǎng)絡(luò)中實行Wormhole攻擊的原理過程4-28.SPINS安全協(xié)議簇能供給哪些功能?無線傳感器網(wǎng)絡(luò)課后習題答案SPINS安個協(xié)議簇是最早的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全框架之一。包含了SNEP和μTESLA兩個安全協(xié)議。SNEP協(xié)議供給點到點通訊認證、數(shù)據(jù)機密性、完好性和xx性等安全服務(wù)；μTESLA協(xié)議則供給對廣播信息的數(shù)據(jù)認證服務(wù)。6-3.低速無線個域網(wǎng)擁有哪些特色?低速無線個域網(wǎng)是一種構(gòu)造簡單、成本便宜的無線通訊網(wǎng)絡(luò)，它使得在低電能和低吞吐量的應(yīng)用環(huán)境中使用無線連結(jié)成為可能。與無線局域網(wǎng)對比。低速無線個域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)只要極少的基礎(chǔ)設(shè)備。甚至不需要基礎(chǔ)設(shè)備。IEEE802.15.4標準為低速無線個域網(wǎng)擬訂了物理層和MAC子層協(xié)議。6-7.簡述ZigBee的技術(shù)特色數(shù)據(jù)傳輸速率低。數(shù)據(jù)率只有l(wèi)okb/s~250kb/s，專注十低速傳輸應(yīng)用。有效范圍小。有效似蓋范圍10~75m之間，詳細依照實質(zhì)發(fā)射功率的大小和各樣不一樣的應(yīng)用模式而定。工作頻段靈巧。使用的頻段分別為2.4GHz,868MHz(xx)及915MHz(xx)，均為無需申請的ISM頻段。省電。因為工作周期很短。收發(fā)信息功耗較低，以及采納了休眠模式，ZigBee可保證兩節(jié)5號電池支持xx6個月至2年左右的使用時間，自然不一樣應(yīng)用的功耗有所不一樣。靠譜。采納碰撞防止體制。并為需要固定帶寬的通訊業(yè)務(wù)預(yù)留專用時隙，防止了發(fā)送數(shù)據(jù)時的競爭和矛盾。MAC層采納完好確認的數(shù)據(jù)傳輸體制。每個發(fā)送的數(shù)