無線傳感器網(wǎng)絡試卷(總8頁-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-CompanyOnel-CAL-本頁僅作為文檔封面，使用請直接刪除中國礦業(yè)大學2012-2013學年第一學期《無線傳感器網(wǎng)絡》試卷（8卷）（考試時間:100分鐘閉卷）班級：姓名：序號：成績：注意：請把所有試題的答案填寫在后面的答題紙上，否則成績無效。一、填空題（每空1分，共18分）無線傳感器網(wǎng)絡的組成模塊分為：通信模塊、 ⑴、計算模塊、（2）和電源模塊。無線通信的能量消耗與通信距離的關(guān)系符合公式：⑶ 。傳感器網(wǎng)絡的支撐技術(shù)包括：⑷、（5）、數(shù)據(jù)融合、⑹⑺。傳感器一般由（8）、 （9）和基本轉(zhuǎn)換電路組成。傳感器節(jié)點的能耗主要集中在（10）模塊。傳感器網(wǎng)絡中常用的測距方法有：（11）、到達時間侄U達時間差TOC\o"1-5"\h\z（ToA/TDoA）、 （12）。根據(jù)對傳感器數(shù)據(jù)的操作級別，可將數(shù)據(jù)融合技術(shù)分為以下三類：（13）、特征級融合、（14）。對傳感器網(wǎng)絡物理層的攻擊主要有：（15）、 （16）。ZigBee主要界定了網(wǎng)絡、安全和應用框架層，通常它的網(wǎng)絡層支持三種拓撲結(jié)構(gòu)：星型（Star）結(jié)構(gòu)、（17）、 （18）。二、名詞解釋（每小題2分，共16分）信標節(jié)點：網(wǎng)絡連接度：基礎設施：zigbee:跳數(shù)：到達角度：視線關(guān)系(LineofSight,LoS):紅外傳感器:三、 簡答題（每小題5分，共30分）.傳感器網(wǎng)絡有哪些限制條件3.4.傳感器的概念是什么？5.簡述傳感器靈敏度的度量方法。7.8.無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議的概念TOC\o"1-5"\h\z..? 什么是數(shù)據(jù)融合技術(shù)，它在傳感器網(wǎng)絡中的作用是什么？.. 簡述傳感器網(wǎng)絡休眠機制的過程和目的。四、 問答題（每小題12分，共36分）畫出傳感器網(wǎng)絡兩種結(jié)構(gòu)示意圖，分別說明他們的工作方式和各自的優(yōu)缺點。簡述質(zhì)心定位算法的步驟，和相應的理論依據(jù)。描述TDoA測距機制的工作原理。2012-2013學年第二學期《無線傳感器網(wǎng)絡》試卷但卷）答題紙班級：—姓名：序號：—成績:題號一四總分分值18163036得分閱卷人一、填空題（每空1分，共18分）（1）傳感模塊 （2）存儲模塊（3）E=k*dn（4）定位技術(shù) （5）時間同步 （6）能量管理 （7）安全機制（8）敏感原件 （9）轉(zhuǎn)換原件(10)通信(11)接收信號強度指示(RSSI) (12)到達角(AoA)(13)數(shù)據(jù)級融合 (14)決策級融合(15)隔離入侵者能力 (16)消滅入侵者的能力(17)網(wǎng)狀(Mesh)結(jié)構(gòu) (18)簇樹型(ClusterTree)結(jié)構(gòu)二、名詞解釋(每小題2分，共16分)錨點通過其它方式預先獲得位置坐標的節(jié)點網(wǎng)絡連接度：網(wǎng)絡連接度是所有節(jié)點的鄰居數(shù)目的平均值，它反映了傳感器配置的密集程度。基礎設施：協(xié)助傳感器節(jié)點定位的已知自身位置的固定設備，如衛(wèi)星、基站等。zigbee:ZigBee技術(shù)是一種面向自動化和無線控制的低速率、低功耗、低價格的無線網(wǎng)絡方案。5.跳數(shù)：兩個節(jié)點之間間隔的跳段總數(shù)，稱為這兩個節(jié)點間的跳數(shù)。到達角度：指兩個相互通信的節(jié)點通過測量方式來估計出彼此之間的距離或角度。視線關(guān)系：如果傳感器網(wǎng)絡的兩個節(jié)點之間沒有障礙物，能夠?qū)崿F(xiàn)直接通信，則這兩個節(jié)點間存在視線關(guān)系。紅外傳感器是一種能夠感應目標輻射的紅外線，并將其轉(zhuǎn)換成電信號的裝三、簡答題（每小題5分，共30分）1.傳感器網(wǎng)絡有哪些限制條件答：（1）電源能量有限（2）通信能力受限（3）計算和存儲能力受限3.傳感器的概念是什么？答：能夠把特定的被測量信息按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號的器件或者裝置，我們把它稱為傳感器。5.6.簡述傳感器靈敏度的度量方法。答：線性傳感器的校準曲線的斜率就是靈敏度，對于非線性傳感器的靈敏度，它的數(shù)值是最小二乘法求出的擬合直線斜率。k=輸出變化量/輸入變化量7.無線傳感器網(wǎng)絡的路由協(xié)議的概念？答：路由是指選擇互聯(lián)網(wǎng)絡從源節(jié)點向目的節(jié)點傳輸信息的行為，并且信息至少通過一個中間節(jié)點。它包括兩部分功能：1、尋找源節(jié)點和目的節(jié)點間的優(yōu)化路徑。2、將數(shù)據(jù)分組沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)。什么是數(shù)據(jù)融合技術(shù)，它在傳感器網(wǎng)絡中的作用是什么？答：數(shù)據(jù)融合是一種多源信息處理技術(shù)，它通過對來自同一目標的多源數(shù)據(jù)進行優(yōu)化合成，獲得比單一信息源更精確、完整的估計或判決。在傳感器網(wǎng)絡中的作用在于：節(jié)省整個網(wǎng)絡的能量，增強所收集數(shù)據(jù)的準確性，提高數(shù)據(jù)收集效率。10. 簡述傳感器網(wǎng)絡休眠機制的過程和目的。答：休眠機制的主要思想是，當節(jié)點周圍沒有感興趣的事件發(fā)生時，計算與通信單元處于空閑狀態(tài)，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)。四、問答題（每小題12分，共36分）畫出傳感器網(wǎng)絡兩種結(jié)構(gòu)示意圖，分別說明他們的工作方式和各自的優(yōu)缺點。解答：平面結(jié)構(gòu)中所有節(jié)點的地位平等，源節(jié)點和目的節(jié)點之間一般存在多條路經(jīng)，網(wǎng)絡負荷由這些路徑共同承擔，一般情況下不存在瓶頸，網(wǎng)絡比較健壯。平面型的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)在節(jié)點的組織、路由建立、控制與維持的報文開銷上都存在問題，這些開銷會占用很大的帶寬。在分級結(jié)構(gòu)中，傳感器網(wǎng)絡被劃分為多個簇。每個簇由一個簇頭和多個簇成員組成。這些簇頭形成了高一級的網(wǎng)絡。簇頭節(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。簇頭發(fā)送和接收報文的頻率要高出普通節(jié)點幾倍或十幾倍，因而要求可以在簇內(nèi)運行簇頭選擇程序來更換簇頭。簡述質(zhì)心定位算法的步驟，和相應的理論依據(jù)。解答：在質(zhì)心定位算法中，錨節(jié)點周期性的向臨近節(jié)點廣播分組信息，該信息包含了錨節(jié)點的標識和位置。當某個未知節(jié)點接收到來自不同錨點的分組信息數(shù)量超過一個門限之后，就可以計算這些錨點所組成的多邊形的質(zhì)心，作為確定出自身位置的依據(jù)。假設多邊形定點位置的坐標向量表示為Pt(氣,七)T，則這個多邊形的質(zhì)心坐標為(元S)，具體的計算公式為描述TDoA測距機制的工作原理。解答：節(jié)點同時發(fā)射兩種不同傳播速度的無線信號，接收節(jié)點根據(jù)兩種信號到達的時間差以及這兩種信號