1、精選文檔1-1簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)的定義，分析物聯(lián)網(wǎng)的“物”的條件。答：物聯(lián)網(wǎng)是通過(guò)射頻識(shí)別（RFID）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把各種物體與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡(luò)。特別注意，物聯(lián)網(wǎng)中的“物”，不是普通意義的萬(wàn)事萬(wàn)物，這里的“物”要滿(mǎn)足以下條件：1、要有相應(yīng)信息的接收器； 2、要有數(shù)據(jù)傳輸通路；3、要有一定的存儲(chǔ)功能；4、要有處理運(yùn)算單元(CPU)；5、要有操作系統(tǒng)；6、要有專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用程序；7、要有數(shù)據(jù)發(fā)送器；8、遵循物聯(lián)網(wǎng)的通信協(xié)議；9、在世界網(wǎng)絡(luò)中有可被識(shí)別的唯一編號(hào)。1-2簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)具

2、備的三個(gè)特征。答：一是全面感知，即利用射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)、傳感器、二維碼等隨時(shí)隨地獲取物體的信息；二是可靠傳遞，通過(guò)各種電信網(wǎng)絡(luò)與互聯(lián)網(wǎng)的融合，將物體的信息實(shí)時(shí)準(zhǔn)確地傳遞出去；三是智能處理，利用云計(jì)算，模糊識(shí)別等各種智能計(jì)算技術(shù)，對(duì)海量的數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行分析和處理，對(duì)物體實(shí)施智能化的控制。1-4名詞解釋?zhuān)篟FID、EPC、ZigBee。答：RFID即射頻識(shí)別，俗稱(chēng)電子標(biāo)簽，一種自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，可以快速讀寫(xiě)、長(zhǎng)期跟蹤管理，通過(guò)無(wú)線(xiàn)射頻方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信對(duì)目標(biāo)加以識(shí)別。EPC(Electronic Product Code)，即產(chǎn)品電子代碼，為每一件單品建立全球的、開(kāi)放的標(biāo)識(shí)標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)全

3、球范圍內(nèi)對(duì)單件產(chǎn)品的跟蹤與追溯。ZigBee技術(shù)是一種近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本的雙向無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)。主要用于距離短、功耗低且傳輸速率不高的各種電子設(shè)備之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸以及典型的有周期性數(shù)據(jù)、間歇性數(shù)據(jù)和低反應(yīng)時(shí)間數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用。1-5簡(jiǎn)要概述物聯(lián)網(wǎng)的框架結(jié)構(gòu)。答：物聯(lián)網(wǎng)可以簡(jiǎn)要分為核心層、接入層，軟件核心層主要是應(yīng)用服務(wù)層，硬件接入層包括網(wǎng)絡(luò)傳輸層和感知控制層。感知控制層一般包括RFID感應(yīng)器、傳感器網(wǎng)關(guān)、接入網(wǎng)關(guān)、RFID標(biāo)簽、傳感器節(jié)點(diǎn)、智能終端等，網(wǎng)絡(luò)傳輸層包括無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)、互聯(lián)網(wǎng)、信息中心、網(wǎng)管中心等；軟件應(yīng)用服務(wù)層是為了管理、維護(hù)物聯(lián)網(wǎng)以及為完成用戶(hù)的某

4、種特定任務(wù)而編寫(xiě)的各種程序的總和。1-6分析物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)和應(yīng)用難點(diǎn)。答：關(guān)鍵技術(shù)為RFID、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能技術(shù)。應(yīng)用難點(diǎn)在于其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)問(wèn)題、數(shù)據(jù)安全問(wèn)題、IP地址問(wèn)題、終端問(wèn)題。1-7舉例說(shuō)明物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用領(lǐng)域及前景。答：物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用領(lǐng)域很廣，幾乎可以包含各行各業(yè)。目前在環(huán)境保護(hù)、社區(qū)服務(wù)、商務(wù)金融等方面，例如“移動(dòng)支付”、 “移動(dòng)購(gòu)物”、“手機(jī)錢(qián)包”、“手機(jī)銀行”、“電子機(jī)票”等，前景廣闊可觀，應(yīng)用潛力巨大，無(wú)論是服務(wù)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)，還是國(guó)家戰(zhàn)略需要，物聯(lián)網(wǎng)都能占據(jù)重要地位。2-4 條形碼分為幾種？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明每種條形碼的特點(diǎn)。答：條形碼可以有一維的，還有二維條形碼，黑條和空白的排

5、列就代表了商品的產(chǎn)品屬性等特征信息，在EPC條形碼的編碼方式中在水平和垂直方向的二維空間存儲(chǔ)信息的條碼，稱(chēng)為二維條碼（2-dimensional bar code），可直接顯示英文、中文、數(shù)字、符號(hào)、圖形；存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量大，可存放1k字符，可用掃描儀直接讀取內(nèi)容，無(wú)需另接數(shù)據(jù)庫(kù)；保密性高（可加密）；安全級(jí)別最高時(shí)，損污50%仍可讀取完整信息。 2-5 RFID系統(tǒng)基本組成部分有哪些？答：RFID系統(tǒng)主要由應(yīng)答器、閱讀器和高層組成。其中應(yīng)答器是集成電路芯片形式，而集成芯片又根據(jù)它的封裝不同表現(xiàn)的形式也不太一樣。閱讀器用于產(chǎn)生射頻載波完成與應(yīng)答器之間的信息交互的功能。高層功能是信息的管理和決策系統(tǒng)。

6、2-6應(yīng)答器的組成。答：應(yīng)答器的基本是由天線(xiàn)、編/解碼器、電源、解調(diào)器、存儲(chǔ)器，控制器以及負(fù)載電路組成。從應(yīng)答器傳送信息到閱讀器，狀態(tài)數(shù)據(jù)在CPU的控制下，從存儲(chǔ)器中取出經(jīng)過(guò)編碼器和負(fù)載調(diào)制單元發(fā)送到閱讀器2-7 RFID產(chǎn)品的基本衡量參數(shù)有哪些？答：RFID產(chǎn)品的基本衡量參數(shù)有工作頻率、讀取距離、讀寫(xiě)速度、方向性、采用通信接口協(xié)議。2-8 簡(jiǎn)述天線(xiàn)的工作原理。答：天線(xiàn)是一種以電磁波形式把前端射頻信號(hào)功率接收或輻射出去的裝置，是電路與空間的界面器件，用來(lái)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)行波與自由空間波能量的轉(zhuǎn)化，在電磁能量的轉(zhuǎn)換過(guò)程中，完成信息的交互。2-10 請(qǐng)說(shuō)出RFID天線(xiàn)主要分為哪幾種？每種的特點(diǎn)如何？答：RF

7、ID天線(xiàn)主要分為近場(chǎng)天線(xiàn)、遠(yuǎn)場(chǎng)天線(xiàn)、偶極子天線(xiàn)、微帶貼片天線(xiàn)和電感耦合射頻天線(xiàn)等。近場(chǎng)天線(xiàn)系統(tǒng)工作在天線(xiàn)的近場(chǎng)，標(biāo)簽所需的能量都是通過(guò)電感耦合方式由讀寫(xiě)器的耦合線(xiàn)圈輻射近場(chǎng)獲得，工作方式為電感耦合。對(duì)于超高頻和微波頻段，遠(yuǎn)場(chǎng)天線(xiàn)要為標(biāo)簽提供能量或喚醒有源標(biāo)簽，工作距離較遠(yuǎn)，一般位于讀寫(xiě)器天線(xiàn)的遠(yuǎn)場(chǎng)。偶極子天線(xiàn)也稱(chēng)為對(duì)稱(chēng)振子天線(xiàn)，由兩段同樣粗細(xì)和等長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)排成一條直線(xiàn)構(gòu)成。信號(hào)從中間的兩個(gè)端點(diǎn)饋入，在偶極子的兩臂上將產(chǎn)生一定的電流分布，這種電流分布就會(huì)在天線(xiàn)周?chē)臻g激發(fā)起電磁場(chǎng)。微帶貼片天線(xiàn)通常是由金屬貼片貼在接地平面上的一片薄層，微帶貼片天線(xiàn)質(zhì)量輕、體積小、剖面薄3-1傳感器的定義是什么?它

8、們是如何分類(lèi)的？答：傳感器是一種能把特定的被測(cè)信號(hào)，按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成某種可用信號(hào)輸出的器件或裝置，以滿(mǎn)足信息的傳輸、處理、記錄、顯示和控制等要求。根據(jù)不同的分類(lèi)方式，有不同的分類(lèi)。3-3傳感器的動(dòng)態(tài)特性、基本概念及主要性能指標(biāo)的含意是什么?答：傳感器的動(dòng)態(tài)特性，是指其輸出對(duì)隨時(shí)間變化的輸入量的響應(yīng)特性。3-4傳感器的主要特性有哪些?答：主要分為靜態(tài)特性 和動(dòng)態(tài)特性。衡量靜態(tài)特性的重要指標(biāo)是線(xiàn)性度、靈敏度、遲滯和重復(fù)性等。3-6什么叫傳感器？由哪幾部分組成？它們的作用與相互關(guān)系怎樣？答：傳感器由兩個(gè)基本元件組成：敏感元件與轉(zhuǎn)換元件。具體由下圖所示：3-10什么叫絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度？答：相對(duì)濕度，

9、指空氣中水汽壓與飽和水汽壓的百分比。絕對(duì)濕度指的是大氣中水汽的密度，即單位大氣中所含水汽的質(zhì)量。3-12超聲波傳感器的基本原理是什么？超聲波探頭有哪幾種結(jié)構(gòu)形式？答：超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波振動(dòng)頻率高于可聽(tīng)聲波。由換能晶片在電壓的激勵(lì)下，發(fā)生振動(dòng)能產(chǎn)生超聲波。超聲波對(duì)液體、固體的穿透能力強(qiáng)，在不透明的固體中它可穿透幾十米的深度。超聲波碰到雜質(zhì)或分界面，會(huì)發(fā)生顯著反射，形成反射成回波碰到活動(dòng)物體能產(chǎn)生多普勒效應(yīng)。超聲波探頭主要由壓電晶片組成，既可以發(fā)射超聲波也可以接收超聲波。小功率超聲探頭多用來(lái)探測(cè)。它有許多不同的結(jié)構(gòu)，可分直探頭、斜探頭、表面波探頭、蘭姆波探頭、雙

10、探頭等。3-14溫度傳感器是怎么分類(lèi)的？答：水分子具有較大的電偶極矩。在氫原子附近有極大的正電場(chǎng)，因而它具有很大的電子親和力，使得水分子易于吸附在固體表面并滲透到固體內(nèi)部。利用水分子這一特性制成的濕度傳感器稱(chēng)為水分子親和力型傳感器。而把與水分子親和力無(wú)關(guān)的濕度傳感器，稱(chēng)為非水分子親和力型傳感器。3-16什么是氣體的濕度？什么叫露點(diǎn)？答：大氣的干濕程度通常用絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度來(lái)表示。露點(diǎn)：降低溫度可使未飽和水汽變成飽和水汽。3-17電容式濕度傳感器的工作原理是什么？有什么特點(diǎn)？使用時(shí)應(yīng)注意什么問(wèn)題？答：電容式濕度傳感器的敏感元件為濕敏電容，主要材料一般為高分子聚合物、金屬氧化物。這些材料對(duì)水分子

11、有較強(qiáng)的吸附能力，吸附水分的多少隨環(huán)境濕度而變化。由于水分子有較大的電偶極矩，吸水后材料的電容率發(fā)生變化。電容器的電容值也就發(fā)生變化。同樣，把電容值的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，就可以對(duì)濕度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。3-18超聲波的基本特性？答：它具有頻率高、波長(zhǎng)短、繞射現(xiàn)象小的特點(diǎn)，特別是方向性好、能夠成為射線(xiàn)而定向傳播等。3-20從超聲波的行進(jìn)方向來(lái)看可分為哪兩種基本類(lèi)型？答：超聲波是一種在彈性介質(zhì)中的機(jī)械振蕩，有兩種形式：橫向振蕩（橫波）及縱向振蕩（縱波）。3-21氣敏傳感器的特性？答：氣敏傳感器的特性主要有靈敏度；響應(yīng)時(shí)間；選擇性；穩(wěn)定性；溫度特性；濕度特性；電源電壓特性。3-23什么是超聲波？答：低于16Hz

12、的機(jī)械波稱(chēng)為次聲波高于2104Hz的機(jī)械波稱(chēng)為超聲波。4-1傳感器節(jié)點(diǎn)在實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，存在哪些現(xiàn)實(shí)約束？答：傳感器節(jié)點(diǎn)在實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，存在以下一些現(xiàn)實(shí)約束。1.電源能量有限，傳感器節(jié)點(diǎn)體積微小，通常攜帶能量十分有限的電池。由于傳感器節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)多、成本要求低廉、分布區(qū)域廣，而且部署區(qū)域環(huán)境復(fù)雜，有些區(qū)域甚至人員不能到達(dá)，所以傳感器節(jié)點(diǎn)通過(guò)更換電池的方式來(lái)補(bǔ)充能源是不現(xiàn)實(shí)的。2.通信能力有限無(wú)線(xiàn)通信的能量消耗與通信距離的關(guān)系為：其中，參數(shù)n滿(mǎn)足關(guān)系2n4。n的取值與很多因素有關(guān)。在復(fù)雜的通信環(huán)境和節(jié)點(diǎn)有限通信能力的情況下，如何設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)通信機(jī)制以滿(mǎn)足傳感器網(wǎng)絡(luò)的通信需求

13、是傳感器網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)之一。3.計(jì)算和存儲(chǔ)能力有限傳感器節(jié)點(diǎn)是一種微型嵌入式設(shè)備，要求它價(jià)格低功耗小，這些限制必然導(dǎo)致其攜帶的處理器能力比較弱，存儲(chǔ)器容量比較小。4-2舉例說(shuō)明無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用領(lǐng)域。答：傳感器網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用前景非常廣闊，能夠廣泛應(yīng)用于軍事、環(huán)境監(jiān)測(cè)和預(yù)報(bào)、健康護(hù)理、智能家居、建筑物狀態(tài)監(jiān)控、復(fù)雜機(jī)械監(jiān)控、城市交通、空間探索、大型車(chē)間和倉(cāng)庫(kù)管理，以及機(jī)場(chǎng)、大型工業(yè)園區(qū)的安全監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。隨著傳感器網(wǎng)絡(luò)的深入研究和廣泛應(yīng)用，傳感器網(wǎng)絡(luò)將逐漸深入到人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域。4-3傳感器節(jié)點(diǎn)由哪幾部分組成？答：傳感器節(jié)點(diǎn)由傳感器模塊、處理器模塊、無(wú)線(xiàn)通信模塊和能量供應(yīng)模塊四部分組成。傳感器模塊

14、負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)信息的采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換；處理器模塊負(fù)責(zé)控制整個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)的操作，存儲(chǔ)和處理本身采集的數(shù)據(jù)以及其他節(jié)點(diǎn)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)；無(wú)線(xiàn)通信模塊負(fù)責(zé)與其他傳感器節(jié)點(diǎn)進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，交換控制消息和收發(fā)采集數(shù)據(jù)；能量供應(yīng)模塊為傳感器節(jié)點(diǎn)提供運(yùn)行所需的能量，通常采用微型電池。4-4簡(jiǎn)述無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)各層協(xié)議和平臺(tái)的功能。答：協(xié)議棧包括物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層，與互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議棧的五層協(xié)議相對(duì)應(yīng)。另外，協(xié)議棧還包括能量管理平臺(tái)、移動(dòng)管理平臺(tái)和任務(wù)管理平臺(tái)。這些管理平臺(tái)使得傳感器節(jié)點(diǎn)能夠按照能源高效的方式協(xié)同工作，在節(jié)點(diǎn)移動(dòng)的傳感器網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)，并支持多任務(wù)和資源共享。各層協(xié)議和平臺(tái)的功能如下：l

15、 物理層提供簡(jiǎn)單但健壯的信號(hào)調(diào)制和無(wú)線(xiàn)收發(fā)技術(shù)；l 數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)成幀、幀檢測(cè)、媒體訪問(wèn)和差錯(cuò)控制；l 網(wǎng)絡(luò)層主要負(fù)責(zé)路由生成與路由選擇；l 傳輸層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)流的傳輸控制，是保證通信服務(wù)質(zhì)量的重要部分；l 應(yīng)用層包括一系列基于監(jiān)測(cè)任務(wù)的應(yīng)用層軟件；l 能量管理平臺(tái)管理傳感器節(jié)點(diǎn)如何使用能源，在各個(gè)協(xié)議層都需要考慮節(jié)省能量；l 移動(dòng)管理平臺(tái)檢測(cè)并注冊(cè)傳感器節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)，維護(hù)到匯聚節(jié)點(diǎn)的路由，使得傳感器節(jié)點(diǎn)能夠動(dòng)態(tài)跟蹤其鄰居的位置；l 任務(wù)管理平臺(tái)在一個(gè)給定的區(qū)域內(nèi)平衡和調(diào)度監(jiān)測(cè)任務(wù)。4-5無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)具有何顯著特點(diǎn)？答：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)具有以下的特點(diǎn)：1.大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)2.自組織網(wǎng)絡(luò)3多跳路由4.動(dòng)

16、態(tài)性網(wǎng)絡(luò)5.可靠的網(wǎng)絡(luò)6.以數(shù)據(jù)為中心的網(wǎng)絡(luò)7.應(yīng)用相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)4-6基于距離的定位的方法分為：基于TOA的定位、基于TDOA的定位、基于AOA的定位和基于RSSI的定位等，比較這四種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。答：基于TOA的定位精度高，但要求節(jié)點(diǎn)間保持精確的時(shí)間同步，因此對(duì)傳感器節(jié)點(diǎn)的硬件和功耗提出了較高的要求。TDOA技術(shù)對(duì)硬件的要求高，成本和能耗使得該種技術(shù)對(duì)低能耗的傳感器網(wǎng)絡(luò)提出了挑戰(zhàn)。但是TDOA技術(shù)測(cè)距誤差小，有較高的精度。AOA定位不僅能確定節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，還能提供節(jié)點(diǎn)的方位信息。但AOA測(cè)距技術(shù)易受外界環(huán)境影響，且AOA需要額外硬件，在硬件尺寸和功耗上不適用于大規(guī)模的傳感器網(wǎng)絡(luò)。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中RS

17、SI表現(xiàn)出良好的特性，但是在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，溫度、障礙物、傳播模式等條件往往都是變化的，使得該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在困難。4-7無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)為什么要使用時(shí)間同步機(jī)制，時(shí)間同步機(jī)制的主要性能參數(shù)包括哪些？答：在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，單個(gè)節(jié)點(diǎn)的能力非常有限，整個(gè)系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能需要網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)互相配合共同完成。時(shí)間同步在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中起著非常重要的作用。在分布式系統(tǒng)中，不同的節(jié)點(diǎn)都有自己的本地時(shí)鐘。由于不同節(jié)點(diǎn)的晶體振蕩器頻率存在偏差，以及溫度變化和電磁波干擾等，即使在某個(gè)時(shí)刻所有節(jié)點(diǎn)都達(dá)到時(shí)間同步，它們的時(shí)間也會(huì)逐漸出現(xiàn)偏差，而分布式系統(tǒng)的協(xié)同工作需要節(jié)點(diǎn)間的時(shí)間同步，因此時(shí)間同步機(jī)制是分

18、布式系統(tǒng)基礎(chǔ)框架的一個(gè)關(guān)鍵機(jī)制。傳感器網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多樣性導(dǎo)致了對(duì)時(shí)間同步機(jī)制需求的多樣性，不可能用一種時(shí)間同步機(jī)制滿(mǎn)足所有的應(yīng)用要求。傳感器網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間同步機(jī)制的主要性能參數(shù)如下：（1）最大誤差（2）同步期限（3）同步范圍（4）可用性（5）效率（6）代價(jià)和體積4-8無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全研究要解決哪些問(wèn)題？答：無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全和一般網(wǎng)絡(luò)安全的出發(fā)點(diǎn)是相同的，都要解決如下問(wèn)題：（1）機(jī)密性問(wèn)題。（2）點(diǎn)到點(diǎn)的消息認(rèn)證問(wèn)題（3）完整性鑒別問(wèn)題（4）新鮮性問(wèn)題（5）認(rèn)證組播/廣播問(wèn)題（6）安全管理問(wèn)題4-9與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議相比，無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議具有哪些特點(diǎn)？答：與傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議相比，無(wú)

19、線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議具有以下特點(diǎn)：（1）能量?jī)?yōu)先。（2）基于局部拓?fù)湫畔?。?）以數(shù)據(jù)為中心。（4）應(yīng)用相關(guān)4-10四種類(lèi)型的路由協(xié)議分別是什么？答：從具體應(yīng)用的角度出發(fā)，根據(jù)不同應(yīng)用對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)各種特性的敏感度不同，將路由協(xié)議分為四種類(lèi)型。四種類(lèi)型的路由協(xié)議分別是：（1）能量感知路由協(xié)議。（2）基于查詢(xún)的路由協(xié)議。（3）地理位置路由協(xié)議。（4）可靠的路由協(xié)議。4-11在設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議時(shí)，需要著重考慮哪幾個(gè)方面？答：在設(shè)計(jì)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議時(shí)，需要著重考慮以下幾個(gè)方面：（1）節(jié)省能量。傳感器網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)一般是以干電池、紐扣電池等提供能量，而且電池能量通常難以進(jìn)行補(bǔ)充，為

20、了長(zhǎng)時(shí)間保證傳感器網(wǎng)絡(luò)的有效工作，MAC協(xié)議在滿(mǎn)足應(yīng)用要求的前提下，應(yīng)盡量節(jié)省使用節(jié)點(diǎn)的能量。（2）可擴(kuò)展性。由于傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)目、節(jié)點(diǎn)分布密度等在傳感器網(wǎng)絡(luò)生存過(guò)程中不斷變化，節(jié)點(diǎn)位置也可能移動(dòng)，還有新節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題，所以無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有動(dòng)態(tài)性。MAC協(xié)議也應(yīng)具有可擴(kuò)展性，以適應(yīng)這種動(dòng)態(tài)變化的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。（3）網(wǎng)絡(luò)效率。網(wǎng)絡(luò)效率包括網(wǎng)絡(luò)的公平性、實(shí)時(shí)性、網(wǎng)絡(luò)吞吐量以及帶寬利用率等。4-12在無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)中可能造成網(wǎng)絡(luò)能量浪費(fèi)的主要原因包括哪幾方面？答：可能造成網(wǎng)絡(luò)能量浪費(fèi)的主要原因包括如下幾方面：（1）如果MAC協(xié)議采用競(jìng)爭(zhēng)方式使用共享的無(wú)線(xiàn)信道，節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)的過(guò)程中，可能會(huì)

21、引起多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間發(fā)送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生碰撞。這就需要重傳發(fā)送的數(shù)據(jù)，從而消耗節(jié)點(diǎn)更多的能量。（2）節(jié)點(diǎn)接收并處理不必要的數(shù)據(jù)。這種串音（over hearing）現(xiàn)象造成節(jié)點(diǎn)的無(wú)線(xiàn)接收模塊和處理器模塊消耗更多的能量。（3）節(jié)點(diǎn)在不需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)一直保持對(duì)無(wú)線(xiàn)信道的空閑偵聽(tīng)（idle listening），以便接收可能傳輸給自己的數(shù)據(jù)。這種過(guò)度的空閑偵聽(tīng)或者沒(méi)必要的空閑偵聽(tīng)同樣會(huì)造成節(jié)點(diǎn)能量的浪費(fèi)。（4）在控制節(jié)點(diǎn)之間的信道分配時(shí)，如果控制消息過(guò)多，也會(huì)消耗較多的網(wǎng)絡(luò)能量。4-13按照采用固定分配信道方式還是隨機(jī)訪問(wèn)信道方式可將傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議分為哪三類(lèi)？答：按照下列條件分類(lèi)MAC協(xié)議：第一，采用

22、分布式控制還是集中控制；第二，使用單一共享信道還是多個(gè)信道；第三，采用固定分配信道方式還是隨機(jī)訪問(wèn)信道方式。按照第三種分類(lèi)方法，將傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAC協(xié)議分為三類(lèi)：（1）采用無(wú)線(xiàn)信道的時(shí)分復(fù)用方式（2）采用無(wú)線(xiàn)信道的隨機(jī)競(jìng)爭(zhēng)方式（3）其他MAC協(xié)議，采用頻分復(fù)用或者碼分復(fù)用等方式4-14在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，為什么要對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制與優(yōu)化。答：在傳感器網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)控制與優(yōu)化有著十分重要的意義，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生存時(shí)間。（2）減小節(jié)點(diǎn)間通信干擾，提高網(wǎng)絡(luò)通信效率。（3）為路由協(xié)議提供基礎(chǔ)。（4）影響數(shù)據(jù)融合。（5）彌補(bǔ)節(jié)點(diǎn)失效的影響。4-15傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂?/p>

23、主要研究的問(wèn)題是什么？答：傳感器網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇刂浦饕芯康膯?wèn)題是：在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)覆蓋度和連通度的前提下，通過(guò)功率控制和骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)選擇，剔除節(jié)點(diǎn)之間不必要的通信鏈路，形成一個(gè)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。具體地講，傳感器網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)淇刂瓢凑昭芯糠较蚩梢苑譃閮深?lèi)：節(jié)點(diǎn)功率控制和層次型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組織。功率控制機(jī)制調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)中每個(gè)節(jié)點(diǎn)的發(fā)射功率，在滿(mǎn)足網(wǎng)絡(luò)連通度的前提下，均衡節(jié)點(diǎn)的單跳可達(dá)鄰居數(shù)目。層次型拓?fù)淇刂评梅执貦C(jī)制，讓一些節(jié)點(diǎn)作為簇頭節(jié)點(diǎn)，由簇頭節(jié)點(diǎn)形成一個(gè)處理并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的骨干網(wǎng)，其他非骨干網(wǎng)節(jié)點(diǎn)可以暫時(shí)關(guān)閉通信模塊，進(jìn)入休眠狀態(tài)以節(jié)省能量。4-16 LR-WPAN具有哪些特點(diǎn)？答：低速WPAN(LR-WPAN)是按照IEEE 802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，為近距離聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)的。IEEE 802.15.4標(biāo)