沈陽(yáng)理工大學(xué)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開卷考試試題

1、沈陽(yáng)理工大學(xué)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)開卷考試試題1什么是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks, WSN)是一種分布式傳感網(wǎng)絡(luò)，它的末梢是可以感知和檢查外部世界的傳感器。WSN中的傳感器通過無線方式通信，因此網(wǎng)絡(luò)設(shè)置靈活，設(shè)備位置可以隨時(shí)更改，還可以跟互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線或無線方式的連接。通過無線通信方式形成的一個(gè)多跳自組織網(wǎng)絡(luò)。2圖示說明WSN的系統(tǒng)架構(gòu) 3 WSN的終端探測(cè)結(jié)點(diǎn)由哪些部分組成？這些模塊的功能答：由傳感模塊、計(jì)算模塊、通信模塊、存儲(chǔ)模塊、電源模塊和嵌入式軟件系統(tǒng)組成。這里傳感模塊負(fù)責(zé)探測(cè)目標(biāo)的物理特征和現(xiàn)象，計(jì)算模塊負(fù)責(zé)處理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理，存貯模塊負(fù)責(zé)

2、存放程序和數(shù)據(jù)，通信模塊負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理信息和探測(cè)數(shù)據(jù)兩種信息的發(fā)送和接收。另外，電源模塊負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)供電，節(jié)點(diǎn)由嵌入式軟件系統(tǒng)支撐，運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的五層協(xié)議。4 WSN節(jié)點(diǎn)的使用限制因素有哪些限制條件：電源能量有限，通訊能 力有限，計(jì)算存儲(chǔ)能力有限。5分析WSN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)結(jié)點(diǎn)消耗電源能量的特征6討論WSN在實(shí)際生活中有哪些潛在的應(yīng)用山體滑坡檢測(cè)停車場(chǎng)空位檢測(cè)7WSN的通信介質(zhì)有哪些？它們各有什么特點(diǎn)？答：無線通信的介質(zhì)包括電磁波和聲波。電磁波是最主要的無線通信介質(zhì)，而聲波一般僅用于水下的無線通信。根據(jù)波長(zhǎng)的不同，電磁波分為無線電波、微波、紅外線、毫米波和光波等，其中無線電波在無線網(wǎng)絡(luò)中使用最廣泛。無線電波是

3、容易產(chǎn)生，可以傳播很遠(yuǎn)，可以穿過建筑物，因而被廣泛地用于室內(nèi)或室外的無線通信。無線電波是全方向傳播信號(hào)的，它能向任意方向發(fā)送無線信號(hào)，所以發(fā)射方和接收方的裝置在位置上不必要求很精確的對(duì)準(zhǔn)。無線電波易受發(fā)動(dòng)機(jī)和其它電子設(shè)備的干擾。 8在設(shè)計(jì)WSN物理層時(shí)，需要著重考慮哪些問題？ 9當(dāng)前WSN的無線通信主要選擇哪些頻段？各種射頻規(guī)范中常見的有三種定義3KHz 300GHz , 9KHz 300GHz , 10KHz 300GHz10設(shè)計(jì)基于競(jìng)爭(zhēng)MAC協(xié)議的基本思想是什么？答：基于競(jìng)爭(zhēng)的MAC協(xié)議采用按需使用信道的方式，它的基本思想是當(dāng)節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，通過競(jìng)爭(zhēng)方式使用無線信道，如果發(fā)送的數(shù)據(jù)產(chǎn)生

4、了碰撞，就按照某種策略重發(fā)數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)發(fā)送成功或放棄發(fā)送。11試寫（畫）出CSMA/CA的基本訪問機(jī)制，并說明隨機(jī)退避時(shí)間的計(jì)算方法。答：所謂的CSMA/CA機(jī)制是指在信號(hào)傳輸之前，發(fā)射機(jī)先偵聽介質(zhì)中是否有同信道載波，若不存在，意味著信道空閑，將直接進(jìn)入數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)；若存在載波，則在隨機(jī)退避一段時(shí)間后重新檢測(cè)信道。這種介質(zhì)訪問控制層的方案簡(jiǎn)化了實(shí)現(xiàn)自組織網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的過程。隨機(jī)退避時(shí)間按下面公式進(jìn)行計(jì)算：退避時(shí)間=Random()×aSlottime 其中，Random()是在競(jìng)爭(zhēng)窗口0，CW內(nèi)均勻分布的偽隨機(jī)整數(shù)；CW是整數(shù)隨機(jī)數(shù)，它的數(shù)值位于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的aCWmin和aCWmax之間；aSlottime是一個(gè)時(shí)槽時(shí)間，包括發(fā)射啟動(dòng)時(shí)間、介質(zhì)傳播時(shí)延、檢測(cè)信道的響應(yīng)時(shí)間等。12無限傳感器網(wǎng)絡(luò)的路由協(xié)議具有哪些特點(diǎn)？答：（1）能量?jī)?yōu)先（2）基于局部拓?fù)湫畔ⅲ?）以數(shù)據(jù)為中心（4）應(yīng)用相關(guān)13WSN路由協(xié)議LEACH的工作原理 Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy（LEACH）是傳感器網(wǎng)絡(luò)的第一個(gè)分簇路由協(xié)議，它將節(jié)點(diǎn)劃分到不同的集群中，每一個(gè)集群都有一個(gè)叫做簇頭的具有額外特權(quán)的專門節(jié)點(diǎn)，它負(fù)責(zé)創(chuàng)建和控制TDMA（Time Division Multiple Access）時(shí)間表，并將