苏州大学传感器网络题库

苏州大学无线传感器网络题库 (注：2016 年软嵌一月期末考的B 卷) A A 卷卷 1.简述无线传感器网络后台管理软件结构与组成：后台管理软件通常由数据库、数据处理引 擎、图形用户界面和后台组件四个部分组成。 2.数据融合的内容主要包括：多传感器的目标探测、数据关联、跟踪与识别、情况评估和预 测 3.无线传感器网络可以选择的频段有：868MHZ、915MHZ、2.4GHZ 5GHZ 4.传感器网络的电源节能方法：休眠机制、数据融合等 5.传感器网络的安全问题：(1) 机密性问题。(2) 点到点的消息认证问题。(3) 完整性鉴别问 题。 6.802.11规定三种帧间间隔：短帧间间隔SIFS，长度为28 us、点协调功能帧间间隔PIFS 长 度是 SIFS 加一个时隙(slot)长度，即 78 us，分布协调功能帧间间隔DIFS，长度为 128 us 7.基于竞争的 MAC 协议有：载波侦听多路访问（CSMA） ，， 8.802.11 网络的基本元素 SSID 标示了一个无线服务，这个服务的内容包括了：接入速率、 工作信道、认证加密方法、网络访问权限等 9.传感器是将外界信号转换为电信号的装置：传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路 三部分组成 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 11.物联网是在计算机互联网的基础上，利用RFID、无线数据通信等技术，构造一个覆盖万 物的网络。RIFD 无线识别、嵌入式系统技术、能量供给模块和纳米技术列为物联网关键技 术。 12.任意相邻区域使用无频率交叉的频道是，如：1、6、11 频道 。 1.1.为什么无线传感器网络需要时间同步，简述为什么无线传感器网络需要时间同步，简述RBSRBS、、TPSNTPSN 时间同步算法工作原理？时间同步算法工作原理？ 解：在分布式的无线传感器网络应用中， 每个传感器节点都有自己的本地时钟。 不同节点的 晶体振荡器频率存在偏差， 以及湿度和电磁波的干扰等都会造成网络节点之间的运行时间偏 差，RBS 同步协议的基本思想是多个节点接收同一个同步信号，然后多个收到同步信号的 节点之间进行同步。 这种同步算法消除了同步信号发送一方的时间不确定性。 这种同步协议 的缺点是协议开销大。TPSN 协议采用层次型网络结构，首先将所有节点按照层次结构进行 分级， 然后每个节点与上一级的一个节点进行时间同步， 最终所有节点都与根节点时间同步。 2.为什么无线传感器网络需要节点定位，简述基于距离的定位算法三边测量算法、三角测量为什么无线传感器网络需要节点定位，简述基于距离的定位算法三边测量算法、三角测量 算法的工作原理？算法的工作原理？ 解： 传感器节点的自身定位是传感器网络应用的基础。 许多应用都要求网络节点预先知道自 身的位置，并在通信和协作过程中利用位置信息完成应用要求。 若没有位置信息，传感器节 点所采集的数据几乎是没有应用价值的。 所以，在无线传感器网络的应用中， 节点的定位成 为关键的问题。 通过测量节点与信标节点间的实际距离或方位进行定位 三边测量算法：已知A、B、C 三个节点的坐标，以及它们到节点D 的距离，确定节点D 的 坐标 三角测量算法：已知 A、B、C 三个节点的坐标，节点 D 相对于节点 A、B、C 的角度，确 定节点 D 的坐标 3无线传感器网络体系结构包括哪些部分，各部分的功能分别是什么？无线传感器网络体系结构包括哪些部分，各部分的功能分别是什么？ 解：无线传感器网络体系结构包括物理层、数据链路层、 网络层、传输层和应用层和能量管 理平台、 移动管理平台和任务管理平台。 这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的 方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。 4.什么路由空洞？如何产生的？怎样解决？什么路由空洞？如何产生的？怎样解决？ 解：传感器节点部署的随机性， 使得网络不均匀导致空洞， 不适合部署的地方形成的天然空 洞，网络节点故障或者能量耗尽失效而形成的空洞。 这种存在空洞的网络环境中， 如果单纯 依赖贪婪转发策略来转发数据包， 在转发的过程中数据包会到达没有任何邻居节点比自身跟 接近目的节点的区域，导致数据无法继续传播，这种现象被称为路由空洞。 图解：使用贪婪转发策略会出现所谓路由空洞缺欠。 如图 1 所示S 为源节点D 为目的节点I、J 是以 T 为圆心T 的感应半径为半径的圆 和以 D 为圆心TD 为半径的圆的两个交点在这里我们称两个圆的交点为路由空洞的顶 点。按照贪婪算法思想，从S 选择离 D 最近的邻居 A 为下一跳，同理 A 选择 T 为下一跳。 但是T 的所有邻居都比自己到D的距离远也就是说产生了路由空洞如图1 中阴影所示。 要解决空洞现象，可以使用周边转发机制。 5.定向扩散路由和谣传路由有何区别？定向扩散路由和谣传路由有何区别？ 解：定向扩散路由协议（Directed Diffusion）简称 DD 路由协议，是一种典型BL1117C-33C 的以数据为中心，基于查询的路由机制。汇聚节点根据不同的应用需求定义不同的兴趣 (Interest)请求消息，并通过洪泛的方式将兴趣请求消息数据包发送至全网或者局部网络的传 感器节点。 兴趣请求消息用来表示查询内容， 反应终端用户希望获得全网不同类型的数据服 务，例如，监测区域中环境的温度、湿度、光照度以及流媒体应用等。在进行兴趣消息洪泛 发送过程的同时， 每个节点根据缓存中的兴趣列表， 沿着兴趣消息发送方向的反向建立数据 传输梯度( Gradient)，当兴趣消息到达源节点后，源节点则将数据沿着之前建立好的传输梯 度进行正向传输，直到汇聚节点。 定向扩散路由协议为了能够适应网络拓扑的动态变化， 采用周期性地对网络进行路由维 护与更新，其主要分为 3 个阶段：兴趣消息扩散、数据传输梯度建立、路径加强 谣传路由（Rumor）协议.如果 sink 点的一次查询只需一次上报,Directed Diffusion 协议 开销就太大了,Rumor 协议正是为解决此问题而设计的.该协议借鉴了欧氏平面图上任意两条 曲线交叉几率很大的思想.当节点监测到事件后将其保存,并创建称为 Agent 的生命周期较长 的包括事件和源节点信息的数据包,将其按一条或多条随机路径在网络中转发.收到 Agent 的 节点根据事件和源节点信息建立反向路径,并将 Agent 再次随机发送到相邻节点,并可在再次 发送前在 Agent 中增加其已知的事件信息.sink 点的查询请求也沿着一条随机路径转发,当两 路径交叉时则路由建立;如不交叉,sink 点可 flooding 查询请求.在多 sink 点、 查询请求数目很 大、 网络事件很少的情况下,Rumor协议较为有效.但如果事件非常多维护事件表和收发Agent 带来的开销会很大。 6.简述简述 S S——MACMAC 协议技术特点协议技术特点 解：1．周期性侦听和睡眠 2．流量自适应侦听机制 3．串音避免 4. 消息传递 B B 卷卷 (注：2016 年软嵌一月期末考的B 卷) 1.传感器网络的三个基本要素：传感器，感知对象，观察者 2.传感器网络的基本功能：协作地感