基本传感器实验思考题 无线传感器网络习题

无线传感器网络习题

选择题

基于TOA的定位，即基于（C）的定位机制（第五章）

A、到达角

B、接收信号强度

C、到达时间

D、到达时间差

理想时钟的时钟率的值恒为（B）（第五章）

A、dC/dt=0

B、dC/dt=1

C、dC/dt>1

D、dC/dt<1

传感器节点的无线通信模块在（A）状态下最耗电（第一章）

A、发送

B、接收

C、空闲

D、睡眠

IEEE802.15.4标准定义了27个信道，跨越了三个频道，其中不包括（C）(第六章)

A、2.4GHz频段

B、868MHz频段

C、12GHz频段

D、915MHz频段

攻击者只需要发送（A）个字节就可能产生碰撞，从而损坏整个分组。（第五章）

A、1

B、2

C、3

D、无数

根据CMOS电路设计的理论，微处理器执行单条指令所消耗的能量与（A）的平方成正比（第五章）

A、工作电压

B、工作电流

C、环境温度

D、电场强度

无线传感器网络容错设计不需要考虑（C）（第五章）

A、故障机模型

B、修复机制

C、休眠机制

D、故障检测与诊断机制

多网融合的无线传感器网络技术是在传统无线传感器网络的基础上，利用（B）接入技术，实现无线传感器网络与以太网等多种网络的融合（第七章）

A、路由

B、网关

C、汇聚节点

D、簇头节点

无线传感器网络通信协议的分层结构不包括（C）

A、物理层

B、数据链路层

C、会话层

D、应用层

在无线传感器节点中，最主要的耗能模块是（C）（第一章）

A、处理器模块

B、存储模块

C、无线通信模块

D、传感器模块

EACH(Low-Energy Adaptive Clustering Hierarchy) 是一种面向微传感器网络的低能耗自适应分簇的分层式MAC协议，下面描述的特点不正确的是（D）

A、自适应、自动分簇

B、数据传输局部控制

C、低能耗媒质接入

D、中心化的网络分层

Chipcon公司的无线收发芯片CC2420采取的物理层通信频率是2.4GHz的IS M频段，其传输数据率是(A)

A、250kbps

B、20kbps

C、1115kbps

D、40kbps

无线传感器网络中，基于洪泛flooding的路由协议的主要优点是(A)

A、简单

B、避免死胡同现象

C、网络不易拥塞

D、网络吞吐量高

CIA(Confidentiality，Integrity，Availability)安全模型不包括下面的哪一个（A）A、分布认证

B、机密性

C、完整性

D、可用性

属于按需距离矢量路由协议AdhocOn-Demand Distance Vector(AODV) 特点的是(B)

A、反应式路由

B、支持非对称链路

C、无环路

D、每个路由入口项都有生存时间

Zigbee标准定义的物理层信道数为(A)

A、27

B、16

C、10

D、1

ZigBee采取的MAC协议是(A)

A、CSMA/CA

B、CSMA/CD

C、SMAC

D、TMAC

多选题：

著名的IEEE 802.11系列标准是在1997年提出，它是移动设备最常用的无线网络技术，下列说法正确的有(ABCD）

A、IEEE 802.11b使用2.4GHZ频段

B、IEEE 802.11g使用2.4GHZ频段

C、IEEE 802.11a使用5GHZ频段IEEE 802.11标准的网络协议头部

D、开销比较大，不适用于低功耗的WSN

E、IEEE 802.15.4标准协议因传输速率低而不适用于低功耗的WSN

无线传感器网络中，传感器节点会面临诸多限制，下面正确的有哪些(ABCD)

A、电源能量有限

B、通信能力有限

C、计算能力有限

D、数据存储有限

E、传感器节点有自我管理能力，安全挑战较小

动反击能力是指网络安全系统能够主动地限制甚至消灭入侵者为此需要至少具备的能力有(ABC)

A、入侵检测能力

B、隔离入侵者能力

C、消灭入侵者能力

D、物理隔离能力

E、数据加密能力

传感器网络中常用的测距方法有(ABCDEF)

A、到达时间ToA

B、到达时间差(TDoA)

C、接收信号强度指示(RSSI)

D、到达角(AoA)

E、三角测量法

F、边测量法

载波监听多点接入CSMA(Carrier Sense Multiple Access) 称为载波侦听多点访问协议，主要类型有(ABCEF)

A、1-坚持CSM

B、非坚持CSM

C、P-坚持CSM

D、令牌环Token-ring

E、CSMA/CD(CSMA/Collision DeteEct)

F、CSMA/CA(CSMA/Collision AvoidFance

S-MAC(sensor MAC) 协议和是在802.11MAC协议基础上，针对传感器网络的节省能量需求而提出的传感器网络MAC协议，下面描述正确的有(ABCEF)

A、S-MAC协议假设通常情况下传感A器网络的数据传输量少，节点协作完成共同的任务

B、网络内部能够进行数据的处理和融合以减少数据通信量

C、网络能够容忍一定程度的通信延迟

D、T-MAC协议根据通信流量动态地D调整活动时间

E、能够提供良好的扩展性，减少节点能量的消耗

F、T-MAC协议用突发方式发送信C息，减少空闲侦听时间

判断题：

休眠机制是无线传感器网络电源节能的方法之一（对）

定位计算的基本方法三边测量法可以在已知至少三个节点的定位情况下，计算出未知节点的定位（错）

数据融合技术可以减少系统的信息模糊程度（对）

基础结构网络形式又称为无中心的网络（错）

多网融合的无线传感器网络是在传统无线传感器网络的基础上，利用网关接入技术，实现无线传感器与移动通信网等多种网络的融合（对）

lrDA是一种利用红外线进行点对多点通信的技术（错）

微处理器与传统传感器相结合，产生了功能强大的智能传感器（对）

在传感器网络的MAC层，攻击者需要发送多个字节才能产生碰撞，从而损坏整个分组（错）

集中式故障检测通过在Sink节点放置检测程序，实时检测网络状态（对）

天线自身消耗的能量以热的形式散发的（对）

填空题：

典型的时钟由一个稳定的石英振荡器和一个计数器组成。（第五章）

IEEE802.11协议簇头标准采用CSMA/CA机制，该机制可以采用的握手方式来解决隐藏终端问题，同时也利用ACK信号来避免冲突的发生

对于要发送帧的STA而言，当该STA通过物理或者虚拟载波机制发现媒质忙时，或STA被指出发送没有成功时，STA将调用退避算法

套接字是一个支持网络输入输出的结构

为了拥有一个安全的网络，首先所有设备镜像的创建必须将预处理表示SECURE都置为1

传感器查询和数据分发协议为用户提供了问题查询、查询响应和搜索答复的接口

无线传感器网络的网络拓扑结构是组织无线传感器节点的组网技术，有多种形态和组网方式

整个系统的运行是因为事件驱动而运行的，没有事件发生时，微处理器进入休眠状态，从而可以达到节能的目的

传感器、感知对象和用户是传感器网络的三个基本要素

CC2530芯片使用的8051CPU内核是一处单周期的内核

无线传感器网络的组成模块分为：通信模块、传感器模块、计算机模块、存储模块、电源模块、

传感器节点通信模块的工作模式有发送、接收和空闲

传感器节点的能耗主要集中在通信模块

无线传感器网络是大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳方式构成的无线网络

无线传感器节点是WSN的关键组成部分，节点通常由：感知、数据处理、通信和电源子系统构成

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：星型结构、网状结构和簇树型结构。

根据对传感器数据的操作级别，可将数据融合技术分为三类：特征级融合、数据级融合、决策级融合。

简答题：

传感器网络的三种功能分别是什么？并写出他们对应的现代信息技术的哪三大技术？

传感器网络的三种功能分别是：数据采集、储器和传输，而这对应着现代信息技术的三大基础技术，即传感器技术、计算机技术、通信技术。

根据融合操作的级别可将融合数据融合分为三类，分别输出其类型及相关融合的根本思想：

(1)数据级融合。数据级融合是最底层的融合，操作对象是传感器采集得到的数据，因而是面向数据的融合。对传感器的始数据及预处理各阶段上产生的信息分别进行融合处理，尽可能多地保持了原始信息，肩能够提供其他层次融合所不具有的细微信息。

(2)特征级融合。特征级融合通过一些特征提取手段将数据表示为一系列的特征向量，来反映事物的属性。作为一种面向监测对象特征的融合，它是利用从各个传感器原始数据中提取的特征信息，定进行综合分析和处理的中间层次过程。

(3)决策级融合。决策级融合根据应用需求进行较高级的决策，是最高级的融合。决策级融合的操作可以依据特征级融合提取的数据特征，对监测对象进行判别、分类，并通过简单的逻辑运算，执行满足应用需求的决策。因此，决策级融合是面向应用的融合。

简述无线传感器网络节点能量管理的意义及电源节能的方法？

传感器节点采用电池供电，工作环境通常比较恶劣，一次不只终身使用，所以更换电池比较困难，如何节省电源，最大化网络生命周期和低功耗设计是传感器网络的关键技术。

电源节能的方法：休眠机制、数据融合。

无线传感器网络技术及应用（课后习题答案）（一）

第一章

(1):一个典型的传感器网络的结构包括分布式传感器 节点 （群）、sink节点、互联网和用户界面 等

(2):议栈多采用五层协议： 应用层、 传输层、 网络层、 数据链路层、 物理层

· 物理层提供简单但健壮的信号调制和无线收发技术；

· 数据链路层负责数据成帧、帧检测、媒体访问和 差错控制；

· 网络层主要负责路由生成与 路由选择；

· 传输层负责数据流的传输控制，是保证通信服务质量的重要部分；

· 应用层包括一系列基于监测任务的应用层软件；

(3):无线传感器网络是一个由大量廉价的传感器节点组成的无限自组织的网络。

特点：1、传感器节点体积小，能量有限。2、传感器节点计算和存储能力有限。3、通信半径小，带宽低。4、传感器节点数量大且具有自适应性。5、无中心和自组织。6、网络动态性强。7、以数据为中心的网络。

第二章

(1):传输介质、物理层帧结构、需要考虑编码调制技术、通信速率和通信频段等问题

(2):p16-p21

(3):p22-p26

(4):物理层、MAC层略......

(5)：协调器、路由器、终端设备。

第三章

(1):特点:能量优先、基于局部拓扑信息、以数据为中心。

重点问题:节点部署、数据精确性前提下的能耗、以数据为中心的数据报告模型、鲁棒性、容错性、网络动态性、资料融合。

(2):略

(3):略

(4):p66-p70

第四章

(1):x=80.11m、y=39.605m

(2):检测、定位、通告

(3):p91-p92

(4):p96-p102

第五章

(1):机密性、真实性、完整性、新鲜性、扩展性、可用性、自组织性、鲁棒性。

(2):Dos攻击、Sybil攻击、Sinkhoe攻击、Wormhole攻击、Hello泛洪攻击、选择转发攻击、

(3):对称:密钥短、开销小。非堆成:要求高、具有较强的安全性。

(4):uTESLA协议的核心思想是先发送数据包，然后公布该数据包的认证密钥。是的地方不能在密钥公布之前，伪造出正确的数据包，实现了认证功能。

(5):节点身份认证和信息认证。

(6):略。

(7):虚假路由信息、选择性转发、Hello信息洪泛攻讦、SinkHole、Sybile攻击、环路攻击

(8):运行在可信赖环境中、在定位算法中引入加密和认证机制，对所有接收的信息进行认证，通过认证的消息则接收，没有的则直接丢弃。

(9):无线传感器网络缺乏对入侵的自适应能力，加入入侵检测后，网络就能够及时产生反应以减少损失

(10):1、无线信道质量不稳定，受多种因素的影响

2、VANET中节点分布受道路局限，呈现管状形态，同时节点的稀疏分布受到时间的影响，网络容量有限。

3、车载终端移动速度快，网络拓扑告诉变化，路径存在寿命短。

4、链路不稳定。

5、现有MAC协议应用在VANET中所带来的不公平问题。

(11):1、物联网设备/感知节点的本地安全问题

2、感知网络的传输与信息安全问题

3、核心网络的传输与信息安全问题

4、物联网业务的安全问题

5、物联网业务的安全问题

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