《无线传感器网络技术与应用开发》习题与答案

1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章一、填空题：1传感器网络的三个基本要素：传感器、感知对象、用户（观察者）。 2传感器网络的基本功能：协作式的感知、数据采集、数据处理_、发布感知信息_。3无线传感器节点的基本功能：采集数据、数据处理、控制、通信。41996年，美国UCLA大学的William J Kaiser教授向DARPA提交的“低能耗无线集成微型传感器”揭开了现代WSN网络的序幕。52006年10月，在中国北京，中国计算机学会传感器网络专委会正式成立，标志着中国WSN技术研究开始进入一个新的历史阶段。6网络中间件完成无线传感器网络接入服务、网络生成服务、网络自愈合服务、网络连通等。7无线传感

2、器网络的核心关键技术主要包括：组网模式、拓扑控制、媒体访问控制和链路控制、路由、数据转发及跨层设计、QoS保障和可靠性设计、移动控制模型。8无线传感器网络的关键支撑技术主要包括：网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定信技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等。9无线传感器网络特点：大规模网络、自组织网络、可靠的网络、以数据为中心的网络、应用相关的网络。10传感器节点由传感器模块、处理器模块、无线通信模块、和能量供应模块四部分组成。二、简答题1请简述无线传感器网络的定义。 答：无线传感器网络可以定义为：无线传感器网络就是部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成，通过无线通信方式形成的一个多

3、跳自组织网络的网络系统，其目的是协作感知、采集和处理网络覆盖区域中感知对象的信息，并发送给观察者。2无线传感器网络具有哪些特点？答：无线传感器网络具有许多其鲜明的特点：(1) 电源能量有限传感器节点体积微小，通常携带能量十分有限的电池。(2) 通信能量有限传感器网络的通信带宽窄而且经常变化，通信覆盖范围只有几十到几百米。(3) 传感器接点的能量、计算能力和存储能力有限(能量、计算存储低、关键在有效简单的路由协议)。(4) 网络规模大，分布广传感器网络中的节点分布密集，数量巨大。此外，传感器网络可以分布在很广泛的地理区域。(5) 自组织、动态性网络在传感器网络应用中，有可能传感器节点的位置不能预

4、先精确设定，节点之间的相互邻居关系预先也不知道，而是通过随机布撒的方式。这就要求传感器节点具有自组织能力，能够自动进行配置和管理，通过拓扑控制机制和网络协议自动形成转发监控数据的多跳无线网络系统。(6) 传感器节点具有数据融合能力，与Mesh网络区别是数据小，移动，重能源。 与无线Ad-hoc网络相比数量多、密度大、易受损、拓扑结构频繁、广播式点对多通信、节点能量、计算能力受限。3无线传感器网络的发展分为哪几个阶段？无线传感器网络的发展分为以下3个阶段：第一阶段：最早可以追溯二十世纪70年代越战时期使用的传统的传感器系统。第二阶段：是二十世纪80年代至90年代之间。主要是美军研制的分布式传感器

5、网络系统、海军协同交战能力系统、远程战场传感器系统等。第三阶段：21世纪开始至今。这个阶段的传感器网络技术特点在于网络传输自组织、节点设计低功耗。4无线传感器网络中间件有如哪几种？答：无线传感器网络中间件有如下几种：(1) 网络中间件：完成无线传感器网络接入服务、网络生成服务、网络自愈合服务、网络连通等。(2) 配置中间件：完成无线传感器网络的各种配置工作，例如路由配置，拓扑结构的调整等。(3) 功能中间件：完成无线传感器网络各种应用业务的共性功能，提供各种功能框架。(4) 管理中间件：为无线传感器网络应用业务实现各种管理功能，例如目录服务，资源管理、能量管理、生命周期管理。(6) 安全中间件

6、：为无线传感器网络应用业务实现各种安全功能，例如安全管理、安全监控、安全审计。5简述无线传感器网络的节点结构。答：图1.2 传感器节点的体系结构节点同时具有传感、信息处理和进行无线通信及路由的功能。对于不同的应用环境，节点的结构也可能不一样，但它们的基本组成部分是一致的，一个节点通常包含传感器、微处理器、存储器、A/D转换接口、无线发射以及接收装置和电源组成。概括之，可分为传感器模块、处理器模块、无线通信模块和能量供应模块四个部分，无线传感器节点的体系结构如图1.2所示。传感器模块负责信息采集和数据转换；处理模块控制整个传感器节点的操作，处理本身采集的数据和其他节点发来的数据，运行高层网络协议

7、；无线收发模块负责与其他传感器节点进行通信；能量供应模块为传感器节点提供运行所需的能量，通常是微型蓄电池。第二章一、填空题：1IEEE 802.15.4标准主要包括：物理层、介质访问控制层。2IEEE 802.15.4网络根据应用的需要可以组织成星型网络，也可以组织成点对点网络。3IEEE 802.15.4标准包括物理层PHY和介质访问控制MAC(Media Access Control) 子层协议。4物理层定义了物理无线信道和MAC子层之间的接口，提供物理层数据服务和物理层管理服务。5无线传感器网络可以选择的频段有：800MHz、915MHz、2.4GHz、5GHz。6在IEEE 802系列

8、标准中，OSI参考模型的数据链路层进一步划分为逻辑链路控制 (Logical Link Control，LLC)和媒介接入控制 (Media Access Control，MAC)两个子层。7MAC子层提供两种服务：MAC层数据服务和MAC层管理服务(MAC sublayer management entity, MLME)。前者保证MAC协议数据单元在物理层数据服务中的正确收发，后者维护一个存储MAC子层协议状态相关信息的数据库。8传感器网络的安全问题：机密性问题、点到点的消息认证问题、完整性签别问题。9MAC子层可以为输入输出的MAC帧提供安全服务。提供的安全服务主要包括四种：访问控制、数

9、据加密、帧完整性检查和顺序更新。10在LR-WPAN网络中设备可以根据自身需要选择不同的安全模式：无安全模式，ACL模式和安全模式。11根据应用要求分类。传感器网络中的路由协议按应用要求可分为：能量感知路由、基于查询的路由、地理位置路由和可靠性路由。12根据传输过程中采用的路径的跳数分类。传感器网络中的路由协议按传输过程中采用的路径的跳数分为单路径路由和多路径路由。二、简答题1IEEE 802.15.4标准定义的LR-WPAN网络具有哪些特点？ 答：IEEE 802.15.4标准定义的LR-WPAN网络具有如下特点：(1) 在不同的载波频率下实现了20kbps、40kbps和250kbps三种

10、不同的传输速率；(2) 支持星型和点对点两种网络拓扑结构；(3) 有16位和64位两种地址格式，其中64位地址是全球惟一的扩展地址；(4) 支持冲突避免的载波多路侦听技术(carrier sense multiple access with collision avoidance，CSMA-CA)；(5) 支持确认(ACK)机制，保证传输可靠性。2物理层数据服务包括哪几个方面的功能？答：物理层数据服务包括以下五方面的功能： 激活和休眠射频收发器； 信道能量检测(energy detect)； 检测接收数据包的链路质量指示(link quality indication , LQI)； 空闲信道

11、评估(clear channel assessment, CCA)； 收发数据。3媒介接入控制(Media Access Control，MAC)子层主要功能包括哪几个方面？答：包括下面六个方面：(1)协调器产生并发送信标帧，普通设备根据协调器的信标帧与协议器同步；(2)支持PAN网络的关联(association)和取消关联(disassociation)操作；(3)支持无线信道通信安全；(4)使用CSMA-CA机制访问信道；(5)支持时隙保障(guaranteed time slot, GTS)机制；(6)支持不同设备的MAC层间可靠传输。4Zigbee技术的主要特点有哪些？答：Zigbe

12、e技术的主要特点包括以下几个部分：数据传输速率低：只有10k字节/秒到250k字节/秒。功耗低：在低耗电待机模式下，两节普通5号干电池可使用6个月到2年，免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。成本低：因为Zigbee数据传输速率低，协议简单，所以大大降低了成本。网络容量大：每个Zigbee网络最多可支持255个设备，也就是说，每个Zigbee设备可以与另外254台设备相连接。时延短：通常时延都在15毫秒至30毫秒之间。安全：Zigbee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，同时可以灵活确定其安全属性。有效范围小：有效覆盖范围1075米之间，具体依据实际发射功率的大小和各种不同

13、的应用模式而定，基本上能够覆盖普通的家庭或办公室环境；工作频段灵活： 使用的频段分别为2.4GHz、868MHz(欧洲)及915MHz(美国)，均为免执照频段。5按协议的应用特征分类。传感器网络中的路由协议可分为哪几种？答：按协议的应用特征分类。传感器网络中的路由协议可分为如下几种：基于多径路由协议、基于可靠路由协议、基于协商路由协议、基于查询路由协议、基于位置路由协议和基于QoS 路由协议。第三章一、单选题1下列哪项不是传感器的组成元件（D）。A、敏感元件 B、转换元件 C、变换电路 D、电阻电路2力敏传感器接受（A）信息，并转化为电信号。A、力 B、声 C、光 D、位置3声敏传感器接受（

14、B ）信息，并转化为电信号。A、力 B、声 C、光 D、位置4位移传感器接受（D）信息，并转化为电信号。A、力 B、声 C、光 D、位置 5光敏传感器接受（C）信息，并转化为电信号。A、力 B、声 C、光 D、位置 6（A）年哈里.斯托克曼发表的“利用反射功率的通讯”奠定了射频识别RFID的理论基础。A、1948 B、1949 C、1960 D、19707美军全资产可视化5级：机动车辆采用（A）。 A、全球定位系统 B、无源RFID标签 C、条形码 D、有源RFID标签8哪个不是物理传感器（B）。 A、视觉传感器 B、嗅觉传感器 C、听觉传感器 D、触觉传感器9机器人中的皮肤采用的是（D）。

15、A、气体传感器 B、味觉传感器 C、光电传感器 D、温度传感器10利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，指的是（）。 BA、可靠传递 B、全面感知 C、智能处理 D、互联网11（）标签工作频率是30-300kHz。AA、低频电子标签 B、高频电子标签 C、特高频电子标签 D、微波标签12（）标签工作频率是3-30MHz。BA、低频电子标签 B、高频电子标签 C、特高频电子标签D、微波标签13（）标签工作频率是300MHz-3GHz。CA、低频电子标签B、高频电子标签C、特高频电子标签 D、微波标签14（）标签工作频率是2.45GHz。DA、低频电子标签 B、高频电子标签 C、

16、特高频电子标签D、微波标签15二维码目前不能表示的数据类型（）。DA、文字B、数字C、二进制D、视频二、简答题1. 简述传感器的作用及组成。简单地说，传感器实际上是一种功能快，其作用是将来自外界的各种信号转换成电信号。传感器一般有敏感元件，转换元件，基本转换电路三部分组成。敏感元件：它是直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一种物理量的元件。转换元件：敏感元件的输出就是它的输入，它把输入转换层电路产量。转换电路完成被测量参数至电量的基本转换输入到测控电路中，进行放大，运算，处理等进一步转换，以获得被测值或进行过程控制。2. 简述传感器的选用原则（1） 根据测量对象与测量环境确定传感器的类

17、型（2） 灵敏度的选择通常，在传感器的线性范围内，希望传感器的灵敏度越高越好。因为只有灵敏度高时，与被测量变化对应的输出信号的值才比较大，有利于信号处理。（3） 频率响应特性传感器的频率响应特性决定了被测量的频率范围，必须在允许频率范围内保持不失真的测量条件，实际上传感器的响应总有定延迟，希望延迟时间越短越好。（4） 线性范围传感器的线形范围是指输出与输入成正比的范围。以理论上讲，在此范围内，灵敏度保持定值。传感器的线性范围越宽，则其量程越大，并且能保证一定的测量精度。在选择传感器时，当传感器的种类确定以后首先要看其量程是否满足要求。（5） 稳定性传感器使用一段时间后，其性能保持不变化的能力称

18、为稳定性。影响传感器长期稳定性的因素除传感器本身结构外，主要是传感器的使用环境。因此，要使传感器具有良好的稳定性，传感器必须要有较强的环境适应能力。（6） 精度精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。3简述智能传感器的结构和功能。答：1）智能传感器的典型结构如下：智能传感器的结构是：智能传感器除了检测物理、化学量的变化之外，还具有测量信号调理（如滤波、放大、A/D转换等）、数据处理以及数据显示等能力，它几乎包括了仪器仪表的全部功能。智能传感器结构框图如图4.25所示。 图 3.25 智能传感器结构框图如果从结构上划分，智能传感器可以分为集成式、混合式和模

19、块式。集成智能传感器是将一个或多个敏感器件与微处理器、信号处理电路集成在同一硅片上，集成集成度高，体积小，但目前的技术水平还很难实现；将传感器和微处理器、信号处理电路做在不同芯片上，则构成混合式智能传感器，目前这类结构较多；初级的智能传感器也可以由许多互相独立的模块组成，如将微计算机、信号调理电路模块、数据电路模块、显示电路模块和传感器装配在同一壳结构内则组成模块式智能传感器。2）智能传感器应具有如下功能：(1)自补偿功能：根据给定的传统传感器和环境条件的先验知识，处理器利用数字计算方法，自动补偿传统传感器硬件线性、非线性和漂移以及环境影响因素引起的信号失真，以最佳地恢复被测信号。计算方法用软

20、件实现，达到软件补偿硬件缺陷的目的。(2)自校准功能：操作者输入零值或某一标准量值后，自校准软件可以自动地对传感器进行在线校准。(3)自诊断功能：因内部和外部因素影响,传感器性能会下降或失效，分别称为软、硬故障。处理器利用补偿后的状态数据，通过电子故障字典或有关算法可预测、检测和定位故障。(4)数值处理功能：可以根据智能传感器内部的程序， 自动处理数据，如进行统计处理、剔除异常值等。 (5)双向通信功能：微处理器和基本传感器之间构成闭环，微处理机不但接收、处理传感器的数据，还可将信息反馈至传感器，对测量过程进行调节和控制。(6)自计算和处理功能 根据给定的间接测量和组合测量数学模型，智能处理器

21、利用补偿的数据可计算出不能直接测量的物理量数值。利用给定的统计模型可计算被测对象总体的统计特性和参数。利用已知的电子数据表，处理器可重新标定传感器特性。 (7)数字量输出功能：数据交换通信接口功能,数字和模拟输出功能及使用备用电源的断电保护功能等。 (8)自学习与自适应功能传感器通过对被测量样本值学习,处理器利用近似公式和迭代算法可认知新的被测量值,即有再学习能力。同时,通过对被测量和影响量的学习,处理器利用判断准则自适应地重构结构和重置参数。例如,自选量程,自选通道、自动触发、自动滤波切换和自动温度补偿等。 4光纤传感器有哪些特点？ 答：光纤传感器具有如下特点：(1)灵敏度较高； (2)几何

22、形状具有多方面的适应性，可以制成任意形状的光纤传感器； (3)可以制造传感各种不同物理信息（声、磁、温度、旋转等）的器件； (4)可以用于高压、电气噪声、高温、腐蚀、或其它的恶劣环境； (5)而且具有与光纤的内在相容性。5生物传感器主要有哪几类？ 答：用固定化生物成分或生物体作为敏感元件的传感器称为生物传感器（biosensor）。生物传感器并不专指用于生物技术领域的传感器，它的应用领域还包括环境监测、医疗卫生和食品检验等。 生物传感器主要有下面三种分类命名方式： (1)根据生物传感器中分子即敏感元件可分为五类：（enzymesensor），微生物传感器（microbialsensor），（o

23、rganallsensor），组织传感器（tis-suesensor）和（immunolsensor）。显而易见，所应用的敏感材料依次为酶、微生物个体、细胞器、动植物组织、抗原和抗体。 (2)根据生物传感器的换能器即信号转换器分类有：生物电极（bioelectrode）传感器，半导体生物传感器（semiconductbiosensor），光生物传感器（opticalbiosensor），热生物传感器（calorimetricbiosensor），压电晶体生物传感器（piezoelectricbiosensor）等，换能器依次为电化学电极、半、压电晶体等。 (3)以被测目标与分子识别元件的相互作

24、用方式进行分类有生物亲合型生物传感器（affinitybiosensor）。 三种分类方法之间实际互相交叉使用。6检测技术按测量过程的特点分类可分为哪几类？ 答：1按测量过程的特点分类(1)直接测量法在使用仪表或传感器进行测量时，对仪表读数不需要经过任何运算就能直接表示测量所需结果的测量方法称为直接测量。例如，用磁电式电流表测量电路的某一支路电流、用弹簧管压力表测量压力等，都属于直接测量。直接测量的优点是测量过程既简单又迅速，缺点是测量精度不高。偏差法。用仪表指针的位移（即偏差）决定被测量的量值的测量方法称为偏差测量。在测量时，插入被测量，按照仪表指针在标尺上的示值决定被测量的数值。这种方法测

25、量过程比较简单、迅速，但测量结果精度较低。零位法。用指零仪表的零位指示检测测量系统的平衡状态，在测量系统平衡时，用已知的标准量决定被测量的值，这种测量方法称零位测量。在测量时，已知的标准量直接与被测量相比较，已知量应连续可调，指零仪表指零时，被测量与已知标准量相等。微差法。微差法测量是综合了偏差法测量与零位法测量的优点而提出的一种测量方法。它将被测量与已知的标准量相比较，取得差值后，再用偏差法测得此差值。应用这种方法测量时，不需要调整标准量，而只需测量两者的差值。微差法测量的优点是反应快，而且测量精度高，特别适用于在线控制参数的测量。(2)间接测量法在使用仪表或传感器进行测量时，首先对与测量有

26、确定函数关系的几个量进行测量，将被测量代入函数关系式，经过计算得到所需要的结果，这种测量称为间接测量。间接测量的测量手续较多，花费时间较长，一般用于直接测量不方便或者缺乏直接测量手段的场合。(3)组合测量法组合测量是一种特殊的精密测量方法。被测量必须经过求解联立方程组才能得到最后结果，将这样的测量称为组合测量。组合测量操作手续复杂，花费时间长，多用于科学实验或特殊场合。第四章一、单选题1物联网有四个关键性的技术，下列哪项技术被认为是能够让物品“开口说话”的一种技术？（B）A、传感器技术 B、电子标签技术 C、智能技术 D、纳米技术2. （A）是物联网中最为关键的技术。 A、RFID标签 B、阅

27、读器 C、天线 D、加速器3RFID卡（C）可分为：主动式标签（TTF）和被动式标签（RTF）。 A、按供电方式分 B、按工作频率分 C、按通信方式分 D、按标签芯片分4射频识别卡同其他几类识别卡最大的区别在于(B)A、功耗 B、非接触 C、抗干扰 D、保密性5物联网技术是基于射频识别技术而发展起来的新兴产业，射频识别技术主要是基于什么方式进行信息传输的呢?(A)A、电场和磁场 B、同轴电缆 C、双绞线 D、声波6作为射频识别系统最主要的两个部件阅读器和应答器，二者之间的通信方式不包括以下哪个选项？(A)A、串行数据通信 B、半双工系统 C、全双工系统 D、时序系统7RFID卡的读取方式（C）

28、。A、CCD或光束扫描 B、电磁转换 C、无线通信 D、电擦除、写入8RFID卡（A）可分为：有源(Active)标签和无源(Passive)标签。A、按供电方式分 B、按工作频率分 C、按通信方式分 D、按标签芯片分9利用RFID 、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息，指的是（B）。 A、可靠传递 B、全面感知 C、智能处理 D、互联网10（A）标签工作频率是30-300kHz。A、低频电子标签 B、高频电子标签 C、特高频电子标签 D、微波标签11（B）标签工作频率是3-30MHz。A、低频电子标签 B、高频电子标签 C、特高频电子标签 D、微波标签12（C）标签工作频率是300MHz

29、-3GHz。A、低频电子标签 B、高频电子标签 C、特高频电子标签 D、微波标签13（D）标签工作频率是2.45GHz。A、低频电子标签 B、高频电子标签 C、特高频电子标签 D、微波标签14二维码目前不能表示的数据类型（D）。A、文字 B、数字 C、二进制 D、视频15（A）抗损性强、可折叠、可局部穿孔、可局部切割。 A、二维条码 B、磁卡 C、IC卡 D、光卡17行排式二维条码有（A）。A、PDF417 B、QR Code C、Data Matrix D、Maxi Code22QR Code是由（A）于1994年9月研制的一种矩阵式二维条码。 A、日本、 B、中国 C、美国 D、欧洲23哪

30、个不是QR Code条码的特点（C）。A、超高速识读 B、全方位识读 C、行排式 D、能够有效地表示中国汉字、日本汉字24（B）对接收的信号进行解调和译码然后送到后台软件系统处理。A、射频卡 B、读写器 C、天线 D、中间件25低频RFID卡的作用距离（A）。 A、小于10cm B、1 20cm C、38m D、大于10m26高频RFID卡的作用距离（B）。 A、小于10cm B、1 20cm C、38m D、大于10m27超高频RFID卡的作用距离（C）。 A、小于10cm B、1 20cm C、38m D、大于10m28微波RFID卡的作用距离（D）。 A、小于10cm B、1 20cm

31、C、38m D、大于10m二、判断题1物联网中RFD标签是最关键的技术和产品。（对 ）2中国在RFD集成的专利上并没有主导权。（对）3RFD系统包括:标签，阅读器，天线。（对）5射频识别系统一般由阅读器和应答器两部分构成。5RFID是一种接触式的识别技术。 错 6物联网的实质是利用射频自动识别(RFID)技术通过计算机互联网实现物品(商品)的自动识别和信息的互联与共享。对 7物联网目前的传感技术主要是RFID。植入这个芯片的产品，是可以被任何人进行感知的。 错 8射频识别技术(RFID Radio Frequency Identification)实际上是自动识别技术(AEIAutomatic

32、 Equipment Identification)在无线电技术方面的具体应用与发展。对 9射频识别系统与条形码技术相比，数据密度较低。×10射频识别系统与IC卡相比，在数据读取中几乎不受方向和位置的影响。三、简答题1RFID系统中如何确定所选频率适合实际应用?答：不同的频率有不同的特性,从而也使不同的频率适合用于不同的场合.例如,低频的功耗小,且可穿透非金属物体,适合用于识别含水量较高的物体(如水果),但低频的识别距离最大不超过一英尺,即0.33米.高频标签识别金属和含水量较高的物体的性能比较好,其最大识别距离约为三英尺,即1米左右.相对低频与高频而言,超高频标签识别距离相对较远,

33、数据传输速率也较快.但其功耗大,且金属穿透能力很差.超高频标签工作的方向性也很强,要求标签与阅读器之间有明确的信道。2简述RFID的基本工作原理，RFID技术的工作频率。答：RFID的工作原理是：标签进入磁场后，如果接收到阅读器发出的特殊射频信号，就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(即Passive Tag，无源标签或被动标签)，或者主动发送某一频率的信号(即Active Tag，有源标签或主动标签)，阅读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。RFID技术的典型的工作频率有：125 kHz、133 kHz、13.56 MHz、27.12 MHz、433 M

34、Hz、902928 MHz、2.45 GHz、5.8 GHz等。3简述RFID的分类。对于RFID技术，可依据标签的供电形式、工作频率、可读性和工作方式进行分类。(1) 根据标签的供电形式分类按照标签获取电能的方式不同，常把标签分成有源式标签、无源式标签及半有源式标签。(2) 根据标签的工作频率分类可为低频段电子标签、中高频段电子标签、超高频与微波标签、(3) 根据标签的可读性分类根据使用的存储器类型，可以将标签分成只读（Read Only，RO）标签、可读可写（Read and Write，RW）标签和一次写入多次读出（Write Once Read Many，WORM）标签。(4) 根据标

35、签的工作方式分类根据标签的工作方式，可将RFID分为被动式、主动式和半主动式。一般来讲，无源系统为被动式，有源系统为主动式。4射频标签的能量获取方法有哪些？答：一般来说主动式RFID系统为有源系统，即主动式电子标签用自身的射频能量主动地发送数据给读写器，在有障碍物的情况下，只需穿透障碍物一次。被动式电子标签必须利用读写器的载波来调制自身的信号，标签产生电能的装置是天线和线圈。在半主动式RFID系统里，电子标签本身带有电池，但是标签并不通过自身能量主动发送数据给读写器，电池只负责对标签内部电路供电。标签需要被读写器的能量激活，然后才通过反向散射调制方式传送自身数据。总之，有源式电子标签通过标签自

36、带的内部电池进行供电，它的电能充足，工作可靠性高，信号传送的距离远。无源式电子标签的内部不带电池，需靠外界提供能量才能正常工作。5射频标签的天线有哪几种？各自的作用是什么？答：RFID 主要有线圈型、微带贴片型、偶极子型3 种基本形式的天线。其中，小于1 m 的近距离应用系统的RFID 天线一般采用工艺简单、成本低的线圈型天线,它们主要工作在中低频段. 而1 m 以上远距离的应用系统需要采用微带贴片型或偶极子型的RFID 天线,它们工作在高频及微波频段。6简述RFID的中间件的功能和作用。答：RFID系统中间件是介于读写器和后端软件之间的一组独立软件，它能够与多个RFID读写器和多个后端软件应

37、用系统连接。应用程序使用中间件所提供的通用应用程序接口（API），就能够连接到读写器，读取RFID标签数据。中间件屏蔽了不同读写器和应用程序后端软件的差异，从而减轻了多对多连接的设计与维护的复杂性。使用RFID中间件有3个主要目的：隔离应用层和设备接口；处理读写器和传感器捕获的原始数据，使应用层看到的都是有意义的高层事件，大大减少所需处理的信息；提供应用层接口用于管理读写器和查询RFID观测数据，目前，大多数可用的RFID中间件都有这些特性。第五章一、单选题1下列物联网相关标准中那一个由中国提出的。（C）A、 IEEE802.15.4a B、IEEE802.15.4b C、IEEE802.15

38、.4c D、IEEE802.15.4n 2ZigBee（B）：无需人工干预，网络节点能够感知其他节点的存在，并确定连结关系，组成结构化的网络。 A、自愈功能 B、自组织功能 C、碰撞避免机制 D、数据传输机制3下列哪项不属于无线通信技术的（C）。A、数字化技术 B、点对点的通信技术 C、多媒体技术 D、频率复用技术4蓝牙的技术标准为（A）。A、IEEE802.15 B、IEEE802.2 C、IEEE802.3 D、IEEE802.165下列哪项不属于3G网络的技术体制（D）。A、 WCDMA B、CDMA2000 C、TD-SCDMA D、IP6ZigBee（A）：增加或者删除一个节点，节点

39、位置发生变动，节点发生故障等等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应的调整，无需人工干预，保证整个系统仍然能正常工作。 A、自愈功能 B、自组织功能 C、碰撞避免机制 D、数据传输机制7ZigBee采用了CSMA-CA（），同时为需要固定带宽的通信业务预留了专用时隙，避免了发送数据时的竞争和冲突；明晰的信道检测。（C）A、自愈功能 B、自组织功能 C、碰撞避免机制 D、数据传输机制8通过无线网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递给用户，指的是（C）。 A、可靠传递 B、全面感知 C、智能处理 D、互联网9ZigBee网络设备（C），只能传送信息给FFD或从FFD接收信息。A、网

40、络协调器 B、全功能设备（FFD） C、精简功能设备（RFD） D、交换机10ZigBee堆栈是在（A）标准基础上建立的。A、IEEE 802.15.4 B、IEEE 802.11.4 C、IEEE 802.12.4 B、IEEE 802.13.411ZigBee（A）是协议的最底层，承付着和外界直接作用的任务。A、物理层 B、MAC层 C、网络/安全层 D、支持/应用层12ZigBee（B）负责设备间无线数据链路的建立、维护和结束。A、物理层 B、MAC层 C、网络/安全层 D、支持/应用层13ZigBee（C）建立新网络，保证数据的传输。A、物理层 B、MAC层 C、网络/安全层 D、支持

41、/应用层14ZigBee（D）根据服务和需求使多个器件之间进行通信。A、物理层 B、MAC层 C、网络/安全层 D、支持/应用层15ZigBee的频带，（A）传输速率为20KB/S 适用于欧洲。A、868MHZ B、915MHZ C、2.4GHZ D、2.5GHZ16ZigBee的频带，（B）传输速率为40KB/S 适用于美国。 A、868MHZ B、915MHZ C、2.4GHZ D、2.5GHZ17ZigBee的频带，（C）传输速率为250KB/S 全球通用。 A、868MHZ B、915MHZ C、2.4GHZ D、2.5GHZ18ZigBee网络设备（A）发送网络信标、建立一个网络、管

42、理网络节点、存储网络节点信息、寻找一对节点间的路由消息、不断地接收信息。A、网络协调器 B、全功能设备（FFD） C、精简功能设备（RFD） D、路由器19（A）,zigbee Alliance成立。A、2002年 B、2003年 C、2004年 D、2005年20MAC层采用了完全确认的（），每个发送的数据包都必须等待接受方的确认信息。 （D）A、自愈功能 B、自组织功能 C、碰撞避免机制 D、数据传输机制二、判断题1Zigbee是 802.15.4协议的代名词。ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。2物联网、泛在网、传感网等概念基本没有交集。（×）3RFID

43、技术、传感器技术和嵌入式智能技术、纳米技术是物联网的基础性技术。（）42009年8月7日，温家宝考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心。强调“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，把传感系统和3G中的TD技术结合起来”。 （）52010年1月，传感(物联)网技术产业联盟在无锡成立。（）6感知延伸层技术是保证物联网络感知和获取物理世界信息的首要环节，并将现有网络接入能力向物进行延伸。（）7传感器不是感知延伸层获取数据的一种设备。（×）8RFID是一种接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据。（×）9无线传输用于补充和延伸接入网络

44、，使得网络能够把各种物体接入到网络，主要包括各种短距离无线通信技术。（）10IEEE802.15.4是一种经济、高效、低数据速率（<250kbps）、工作在2.4GHz和868/928MHz的无线技术，用于个人区域网和对等网络。（）11蓝牙是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。（）12传感器网：由各种传感器和传感器节点组成的网络。（）13RFID是物联网的灵魂。（×）14传感网：WSN、OSN、BSN等技术是物联网的末端神经系统，主要解决“最后100米”连接问题，传感网末端一

45、般是指比M2M末端更小的微型传感系统。错 15无线传感网（物联网）有传感器，感知对象和观察者三个要素构成（）16传感器网络通常包括传感器节点，汇聚节点和管理节点。（）17中科院早在1999年就启动了传感网的研发和标准制定，与其它国家相比，我国的技术研发水平处于世界前列，具有同发优势和重大影响力。 （）18低成本是传感器节点的基本要求。只有低成本，才能大量地布置在目标区域中，表现出传感网的各种优点。19物联网和传感网是一样的。×20传感器网络规模控制起来非常容易。（错）21物联网的单个节点可以做的很大，这样就可以感知更多的信息（×）22传感器不是感知延伸层获取数据的一种设备。

46、（×）三、简答题1无线网与物联网的区别？答：从范围来看，无线网是属于物联网传输层，无线通讯技术是物联网包含的应用技术之一。2蓝牙核心协议有哪些？蓝牙网关的主要功能是什么？答：蓝牙核心协议核心协议：Baseband，LMP，L2CAP，SDP，即(1)基带协议(Baseband)：基带协议就是确保各个蓝牙设备之间的物理射频连接，以形成微微网。(2)连接管理协议(LMP)：连接管理协议负责蓝牙各设备间连接的建立。首先，它通过连接的发起、交换、核实，进行身份认证和加密；其次它通过设备间协商以确定基带数据分组的大小；另外，它还可以控制无线部分的电源模式和工作周期，以及微微网内各设备的连接状态

47、。(3)逻辑链路控制和适配协议(L2CAP)：逻辑链路控制和适配协议是基带的上层协议，可以认为它是与LMP 并行工作的，它们的区别在于当数据不经过LMP 时，则L2CAP 将采用多路技术、分割和重组技术、群提取技术等为上层提供数据服务。虽然基带协议提供了SCO 和ACL 两种连接类型，但是L2CAP 只支持ACL，并允许高层协议以64 KB/S的速度收发数据分组。(4)服务发现协议(SDP)：使用服务发现协议，可以查询到设备信息和服务类型，之后，蓝牙设备之间的连接才能建立。3WLAN无线网技术的安全性定义了哪几级？答：WLAN无线网技术的安全性由下面4级定义：(1) 扩频、跳频无线传输技术本身

48、使盗听者难以捕捉到有用的数据；(2) 设置严密的用户口令及认证措施，防止非法用户入侵；(3) 设置附加的第三方数据加密方案，即使信号被盗听也难以理解其中的内容。(4) 采取网络隔离及网络认证措施；第六章1简单LED实验。实验要求：根据提供的实验程序，了解nesC程序的结构，以及LED亮灯的控制。实验具体要求如下： (1) 掌握编译及烧录telosb程序的方法；(2) 修改程序，只使用一个Timer，三个LED灯作为3位二进制数表示(亮灯为1，不亮为0)，按照07R 顺序循环显示，间隔1秒。试写出实验步骤。第七章一、填空题1在传感器网络中，节点定位技术就是无线传感器网络节点通过某种方法在基于已知

49、节点位置信息的情况下来计算和确定未知节点或者目标节点的坐标位置的技术。2定位系统可提供两种类型的定位结果，即物理位置和符号位置。3所谓紧密耦合定位系统是指锚节点不仅被仔细地部署在固定的位置，并且通过有线介质连接到中心控制器。4松散型定位系统的节点采用无中心控制器的分布式无线协调方式。5定位技术也可分为三角测量、场景分析和接近度3类6Range-Based定位通过测量节点间点到点的距离或角度信息，使用三边测量(trilateration)、三角测量(triangulation)或最大似然估计(multilateration)定位法计算节点位置；Range-Free定位则无须距离和角度信息，仅根据

50、网络连通性等信息即可实现。7按照跟踪对象数量的不同，传感器网络的目标跟踪可以分为单目标跟踪和多目标跟踪。8按照目标形状的不同，可以分为点目标跟踪和面目标跟踪。9按照传感器节点运动方式的不同，可以分为静态目标的侦测和移动目标的跟踪。10依据定位所需信息的粒度可将定位算法和系统分为两类：根据信号强度或时间等来度量与锚节点距离的称为细粒度定位技术；根据与锚节点的接近度(proximity)来度量的称为粗粒度定位技术。二、简答题1通常用哪几个标准来评定定位技术的性能？答：通常用以下几个标准来评定定位技术的性能的(1) 定位精度 ：无线传感器网络定位技术首先要考虑到定位精度。(2) 代价：定位算法需要很

51、多代价，包括以下几个方面：时间代价，包括一个系统的安装时间、配置时间、定位所需时间；资金代价则包括实现定位系统的基础设施和节点设备的总费用；硬件代价，包括一个定位系统或算法所需的基础设施和网络节点的数量、硬件尺寸等。(3) 规模：不同的定位算法适用的应用场合范围和规模也不同。(4) 定位覆盖率：在定位系统中，能够实现定位的未知节点的数目占整个未知节点数目的比例。(5) 锚节点密度：锚节点通常需要人工部署，这些节点常常会受到网络部署环境的制约，会严重影响无线传感器网络应用的可扩展性。所以锚节点的密度严重影响整个传感器网络的成本。因此，锚节点密度也是评价定位系统和算法性能的重要指标之一。(6) 网

52、络连通度：在定位系统中，网络的连通性如何直接影响到定位算法的精度。(7) 鲁棒性：在理想的实验室环境内，大部分定位算法误差性比较小。但是在实际应用场合，有许多干扰因素影响测量结果。2目前无线传感器网络自身定位系统和定位算法非常多，通常有哪几种分类？答：通常有以下几种分类。物理定位与符号定位(physical position and symbolic location)、绝对定位与相对定位(absolute versus relative)、紧密耦合与松散耦合(tightly coupled versus loosely coupled)、集中式计算与分布式计算(centralized com

53、putation versus distributed computation)、基于测距技术的定位和无须测距技术的定位(range-based versus range-free)、粗粒度与细粒度(fine-grained localization versus coarse-grained localization)和三角测量、场景分析和接近度定位(triangulation，scene analysis，and proximity)。3何为目标跟踪系统，试画出目标跟踪系统框图。目标跟踪系统就是为了保持对目标当前状态的估计而对所接收到的量测信息进行处理的软、硬件系统。首先使用传感器获取相关

54、的原始数据，然后根据先验信息(数据库、数学模型等)对原始数据进行处理，从而得到一些决策支持信息。图7.9是目标跟踪系统框图。图7.9 目标跟踪系统框图4目前无线传感器网络自身定位系统和定位算法非常多，通常有哪几种分类？答：无线传感器网络自身定位系统和定位算法非常多，通常以下几种分类：物理定位与符号定位(physical position and symbolic location)、绝对定位与相对定位(absolute versus relative)、紧密耦合与松散耦合(tightly coupled versus loosely coupled)、集中式计算与分布式计算(centralized computati