硕士研究生无线传感器网络重点复习题

1、无线传感器网络结点的体系组成？（1）网络通信协议①物理层②数据链路层③网络层④传输层（2）网络管理平台①拓扑控制②服务质量管理③能量管理④安全管理⑤移动管理⑥网络管理（3）应用支撑平台①时间同步②定位③应用服务接口④网络管理平台2、什么传感器是做什么的？枪声定位系统：（1）声响传感器：检测枪口爆炸波及震动冲击波3、传感器有哪些部分组成？各部分的功能是是什么？传感器的组成：敏感元件、转换元件、基本转换电路。各部分的功能：敏感元件能够感受或响应被测量的部分。转换元件将敏感元件感受或响应被测量转换成适于传输或测量的信号的部分。基本转换电路对获得的微弱电信号进行放大、运算调制，必须有辅助电源。4、智能传感器具有哪些特点？（1）具有自动调零和自动校准功能。（2）具有判断和信息处理功能，对测量值进行各种修正和误差补偿。（3）实现多参数综合测量。（4）自动诊断故障。（5）具有数字通信接口，便于与计算机联机。5、如何进行传感器的正确选型？（1）测量对象和环境（2）灵敏度（3）频率响应特性（4）线性范围（5）稳定性（6）精度6、根据信道使用方式的不同，传感器网络的MAC协议可以分为哪几种类型？（1）时分复用无竞争接入方式（2）随机竞争接入方式（3）竞争与固定分配相结合的接入方式7、试写（画）出CSMA/CA的基本访问机制，并说明随机退避时间的计算方法。根据CSMA/CA协议，当结点要传输一个分组时，它首先侦听信道状态。如果信道空闲，而且经过一个帧间间隔时间DIFS后，信道仍然空闲，则站点立刻开始发送信息。如果信道忙，则站点始终侦听信道，直到信道的空闲时间超过DIFS。当信道最终空闲下来的时候，结点进一步使用二进制退避算法，进入退避状态来避免发生碰撞。图3.2描述了这种CSMA/CA的基本访问机制。随机退避时间按下面公式进行计算：退避时间=Random()×aSlottime(3.1)其中，Random()是在竞争窗口[0，CW]内均匀分布的伪随机整数；CW是整数随机数，它的数值位于标准规定的aCWmin和aCWmax之间；aSlottime是一个时糟时间，包括发射启动时间，介质传播时延续、检测信道的相应时间等。答：退避时间=Random()×aSlottimeRandom()是竞争窗口；aSlottime是时槽时间。8、简述路由选择的主要功能。（1）寻找源结点和目的结点间的优化路径（2）将数据分组沿着优化路径正确转发9、传感器网络实现时间同步的作用是什么？（1）传感器结点通常需要彼此协作，去完成复杂的监测和感知任务。（2）传感器网络的一些节能方案是利用时间同步来实现的。10、传感器网络常见的时间同步机制有哪些？（1）RBS同步协议（2）Tiny/Mini-Sync（3）TPSN时间同步协议11、如何对传感器网络的定位方法进行分类？（1）根据是否依靠测量距离，分为基于测距的定位和不需要测距的定位；（2）根据部署的场合不同，分为室内定位和室外定位；（3）根据信息收集方式，网络收集传感器数据用于结点定位称为被动定位，结点主动发出信息用于定位称为主动定位。12、常见的数据融合方法有哪些？（1）综合平均法（2）卡尔曼滤波法（3）贝叶斯估计法（4）D-S证据推理法（5）统计决策理论（6）模糊逻辑法（7）产生式规则法（8）神经网络方法13、天线的性能评价有哪些指标？天线增益；天线效率；电压驻波比14、试写（画）出传感器网络结点软件系统的分层结构？15、ZigBee的物理设备有哪些类型？他们分别具有什么特点？ZigBee的物理设备分为功能简化型设备和功能完备型设备，其中至少有一个功能完备型设备充当网络协调器的角色。功能简化型设备是网络中简单的发送接收节点，具有微型RAM和ROM，简化了堆栈空间，相应存储空间也被减少，成本得以降低。它一般由电池供电，只与功能完备型设备连接通信。它能搜索出可达的网络设备，根据功能完备型设备的请求传送数据、确定自身是否需要发送以及向功能完备型设备请求数据。功能简化型设备在其余时间内休眠以减少电能消耗。功能完备型设备是一种功能完备的设备，可完成路由任务，充当网络协调器。它可与其他的功能完备型设备或功能简单型设备连接通信，一般接有有线电源。16、简述ZigBee的技术特点？（1）数据传输速率低。数据率只有10kb/s-250kb/s,专注于低速传输应用。（2）有效范围小。有效似盖范围10-75m之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同的应用模式而定。（3）工作频段灵活。使用的频段分别为2.4GHz，868MHz(欧洲)及915MHz(美国)，均为无需申请的ISM频段。（4）省电。由于工作周期很短。收发信息功耗较低，以及采用的休眠模式，ZigBee可确保两节5号电池长达6个月至两年左右的使用时间，当然不同应用的功耗有所不同。（5）可靠。采用碰撞避免机制。并为需要固定宽带的通信业务预留专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突。MAC层采用完全确认的数据传输机制。每个发送的数据包都必须等待接收方的确认信息。（6）成本低。由于数据传输速率低，并且协议简单。降低了成本，另外使用ZigBee协议可免专利费。（7）时延短。针对实验敏感的应用优化。通信时延和休眠状态激活的时候时延都非常短。设备搜索时延的典型值为30ms,休眠激活时延的典型值是15ms。活动设备信道接入时延为15ms.（8）网络容量大。一个ZigBee网络可容纳多达254个从设备和一个主设备，一个区域内可同时布置多达100个ZigBee网络。（9）安全。ZigBee提供了数据完整性检查和认证功能。加密算法采用AES-128，应用层安全属性可根据需求来配置。