无线传感器网络试卷

无线传感器网络试卷(总8页-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company Onel-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除中国矿业大学2012-2013学年第一学期无线传感器网络试卷（8卷）（考试时间:100分钟闭卷）班级：姓名：序号：成绩：注意：请把所有试题的答案填写在后面的答题纸上，否则成绩无效。一、填空题（每空1分，共18分）1. 无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、 、计算模块、（2）和电源模块。2. 无线通信的能量消耗与通信距离的关系符合公式：。3. 传感器网络的支撑技术包括：、（5）、数据融合、 。4. 传感器一般由（8）、（9）和基本转换电路组成。5. 传感器节点的能耗主要集中在（10）模块。6. 传感器网络中常用的测距方法有：（11）、到达时间侄U达时间差（ToA/TDoA）、（12）。7. 根据对传感器数据的操作级别，可将数据融合技术分为以下三类： （13）、特征级融合、（14）。8. 对传感器网络物理层的攻击主要有：（15）、（16）。9. ZigBee主要界定了网络、安全和应用框架层，通常它的网络层支持三种拓扑结构：星型（Star）结构、（17） 、（18）。二、名词解释（每小题2分，共16分）1. 信标节点：2. 网络连接度：3. 基础设施：4. zigbee :5. 跳数：6. 到达角度：7. 视线关系(Line of Sight, LoS):8. 红外传感器:三、简答题（每小题5分，共30分）I .2. 传感器网络有哪些限制条件3 .4.传感器的概念是什么？5 .6. 简述传感器灵敏度的度量方法。7 .8.无线传感器网络的路由协议的概念9 .10 .II 什么是数据融合技术，它在传感器网络中的作用是什么？12 .13 .简述传感器网络休眠机制的过程和目的。四、问答题（每小题12分，共36分）1. 画出传感器网络两种结构示意图，分别说明他们的工作方式和各自的优 缺点。2. 简述质心定位算法的步骤，和相应的理论依据。3. 描述TDoA测距机制的工作原理。2012-2013学年第二学期无线传感器网络试卷但卷）答题纸班级：姓名：序号：成绩:题号一四总分分值18163036得分阅卷人一、填空题（每空1分，共18分）1. （1）传感模块（2）存储模块2. （3） E=k*dn3. （4）定位技术（5）时间同步（6）能量管理（7）安全机制4. （8）敏感原件（9）转换原件5. (10)通信6. (11)接收信号强度指示(RSSI)(12)到达角(AoA)7. (13)数据级融合(14)决策级融合8. (15)隔离入侵者能力(16)消灭入侵者的能力9. (17)网状(Mesh)结构(18)簇树型(Cluster Tree)结构二、名词解释(每小题2分，共16分)1. 锚点通过其它方式预先获得位置坐标的节点2. 网络连接度：网络连接度是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。3. 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。4. zigbee :ZigBee技术是一种面向自动化和无线控制的低速率、低功耗、低价格的无 线网络方案。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. 到达角度：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。7. 视线关系：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。红外传感器是一种能够感应目标辐射的红外线，并将其转换成电信号的装三、简答题（每小题5分，共30分）1 .2. 传感器网络有哪些限制条件答：（1）电源能量有限（2）通信能力受限（3）计算和存储能力受限3 .4. 传感器的概念是什么？答：能够把特定的被测量信息按照一定的规律转换成某种可用信号的 器件或者装置，我们把它称为传感器。5 .6.简述传感器灵敏度的度量方法。答：线性传感器的校准曲线的斜率就是灵敏度，对于非线性传感器的 灵敏度，它的数值是最小二乘法求出的拟合直线斜率。k=输出变化量/输入变化量7 .8. 无线传感器网络的路由协议的概念？答：路由是指选择互联网络从源节点向目的节点传输信息的行为，并 且信息至少通过一个中间节点。它包括两部分功能：1、寻找源节点和目的 节点间的优化路径。2、将数据分组沿着优化路径正确转发。9. 什么是数据融合技术，它在传感器网络中的作用是什么？答：数据融合是一种多源信息处理技术，它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、完整的估计或判决。在 传感器网络中的作用在于：节省整个网络的能量，增强所收集数据的准确 性，提高数据收集效率。10 .简述传感器网络休眠机制的过程和目的。答：休眠机制的主要思想是，当节点周围没有感兴趣的事件发生时， 计算与通信单元处于空闲状态，把这些组件关掉或调到更低能耗的状态， 即休眠状态。四、问答题（每小题12分，共36分）1. 画出传感器网络两种结构示意图，分别说明他们的工作方式和各自的优 缺点。解答：平面结构中所有节点的地位平等，源节点和目的节点之间一般 存在多条路经，网络负荷由这些路径共同承担，一般情况下不存在瓶颈， 网络比较健壮。平面型的网络结构在节点的组织、路由建立、控制与维持 的报文开销上都存在问题，这些开销会占用很大的带宽。在分级结构中，传感器网络被划分为多个簇。每个簇由一个簇头和 多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。簇头节点负责簇间数 据的转发，簇成员只负责数据的采集。簇头发送和接收报文的频率要高 出普通节点几倍或十几倍，因而要求可以在簇内运行簇头选择程序来更 换簇头。2. 简述质心定位算法的步骤，和相应的理论依据。解答：在质心定位算法中，锚节点周期性的向临近节点广播分组信 息，该信息包含了锚节点的标识和位置。当某个未知节点接收到来自不 同锚点的分组信息数量超过一个门限之后，就可以计算这些锚点所组成 的多边形的质心，作为确定出自身位置的依据。假设多边形定点位置的坐标向量表示为Pt (气,七)T，则这个多边形 的质心坐标为(元S)，具体的计算公式为3. 描述TDoA测距机制的工作原理。解答：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。假设发射节点同时发射无线射频信号和超声波信号，接收节 点记录下这两种信号的到达时间为T1、T2，无线射频信号和超声波信 号的传播速度分别为cl、c2,那么两点之间的距离为(T2-T1)*S，其中 S=c1*c2/(c1-c2)。