无线传感器网络简明教程 试卷与答案 共4套

共4页，第=PAGE2*2-13页学生答题注意：勿超黑线两端；注意字迹工整。共4页，第=PAGE2*24页院系：专业班级：姓名：学号：院系：专业班级：姓名：学号：专业业班级姓名学号装订线《无线传感器网络》课程期末考试试卷（A卷,考试）（另附答题纸，请将所有答案写在答题纸上）命题教师：WSN课程组审核人：单项选择（在备选答案中选出一个正确答案，并将其序号填写在答题纸的答题栏内。每题1分，共10分）1．传感器能感知检测的输入变化量越小，表示传感器的（）。A．迟滞越小 B．分辨力越高 C．线性度越好 D．重复性越好2．无线传感器网络的（）和MAC子层通常采用IEEE802.15.4标准。

A．物理层B．传输层C．应用层D．网络层3．（）是指网络选择从源结点向目的结点传输信息的行为，并且信息至少通过一个中间结点。A．消息传递B．路由选择C．扩频D．跳频4．下面哪一项不是无线传感器网络的支撑技术？（）A．时间同步B．定位测距C．节能降耗D．安全机制5．数据融合可以根据不同的准则进行分类，以下的（）不属于根据感知数据操作级别的分类结果。A.物理级融合B.数据级融合C.特征级融合D.决策级融合6．虫洞(Wormhole)攻击通常需要两个恶意结点相串通后合谋发起攻击，属于网络（）面临的安全问题。A．物理层B．链路层C．网络层D．传输层7．基于到达时间(ToA)的定位方法需要两个结点预先实现（）。A．身份认证B．时间同步C．数据融合D．测距8．（）方法是通过配备特殊天线来估测其他结点发射的信号。A．到达角B．到达时间C．到达时间差D．接收信号强度指示9．以下（）指标不能用来衡量天线的性能。A．天线增益B．天线长度C．天线效率D．电压驻波比10．ZigBee无线网络技术主要用于（）无线连接。A．低能耗、远距离B．高能耗、近距离C．低能耗、近距离D．高能耗、远距离二、多项选择（在备选答案中选出二至四个正确答案，将序号填在答题纸上的答题栏内，正确答案未选全或有选择错误的，该题无分。每题2分，共10分）1．能量转换型传感器包括（）。A．压电式B．磁电式C．静电式D．热电式2．定向扩散路由协议包括（）阶段。A．兴趣扩散B．梯度建立C．路径加强D．数据发送3．无需测距的定位方法涉及（）。A．接收信号强度指示法B．质心算法C．多边定位法D．DV-Hop算法4．网络仿真工具中的模拟模型包括（）。A．调度模型B．流量模型C．协议模型D．拓扑模型5．ZigBee技术方案中的物理设备分为（）设备。A．功能可靠型B．功能协调型C．功能简化型D．功能完备型三、判断题（将答案填写在答题纸的答题栏内，正确的打“√”，错误的打“×”，每题1分，共10分）1．分级结构的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。（）2．多边定位法的浮点运算量小，计算代价低。（）3．传感器的输出对于随着时间变化的输入量的响应称为传感器的动态响应。（）4．网络物理层的目的在于实现两个网络物理设备之间的二进制比特流的传输。（）5．传感器网络时间同步协议TPSN的同步误差，不随网络传输跳数的增长而变化。（）6．温度是一种适合采用红外传感器测量的物理量。（）数据融合的综合平均法适用于同类或异构传感器检测同一个信号源的数据。（）8．多个短距离跳的无线数据传输，比一个长跳的传输能耗会更高些。（）9．传感器网络的安全性需求主要来源于通信安全和信息安全。（）10．ZigBee技术方案的数据率只有10～250kb/s，专门针对低速传输应用。（）四、画图解释题（将答案填写在答题纸上，每题15分，共30分）1．画出传感器的一般组成结构图，并解释各部分的功能。网络仿真是网络研究与设计的重要方面，试用图形描述网络仿真的软件体系结构，并解释无线传感器网络不同于其他网络仿真的特点。五、综合问答题（将答案填写在答题纸上，每题10分，共40分）1．根据下图所示的传感器网络结点的能量消耗试验结果，说明结点能耗的特征。2．信息安全是传感器网络安全性需求的主要方面，请解释传感器网络信息安全的具体内容。3．简述以下WSN概念术语的含义：跳数、邻居结点、测距、网络连接度、到达时间。4．低速无线个域网(LR-WPAN)是IEEE802.15.4协议标准的重点应用对象，请阐述这类网络的应用特点。装订线****学院20-20学年度第装订线《无线传感器网络》课程期末考试参考答案和评分标准（A卷,考试）命题教师：WSN课程组审核人：单项选择（在备选答案中选出一个正确答案，将序号填写在答题纸的答题栏内。每题1分，共15分）题号123456789101112131415答案ACDBDCCDDBACDCD二、多项选择（在备选答案中选出二至四个正确答案，将序号填在答题纸上的答题栏内，正确答案未选全或有选择错误的，该题无分。每题2分，共10分）题号12345答案ACDABCDADBCDABD三、填空题（将答案填写在答题纸的答题栏内，每空1分，共15分）1.信息采集路由2.电磁波3.敏感元件传感元件4.精度5.载波侦听多路访问6.无损失融合有损失融合7.8.锚点9.跳数10.通信信息11.物理噪声源四、计算简答题（将答案填写在答题纸上，每题10分，共30分）1.答：根据图示的网络拓扑，锚点L1、L2、L3之间的最小跳数分别为2、5、6，则平均每跳距离为（40+75+100）/（2+5+6）=16.5m。（3分）结点A到三个锚点L1、L2、L3之间的最小跳数分别为3、2、3，则它与3个锚点之间的距离分别是D1=48.6m，D2=33m，D3=49.6m。（3分）DV-Hop定位算法是基于多跳取平均距离的原理，解决了低锚点密度引发的问题，它根据距离矢量路由协议在全网范围内广播跳数和位置，从而确定平均每跳的距离数值。（2分）每个结点设置一个至各锚点最小跳数的计数器，锚点坐标在全网内泛洪，根据接受的锚点位置和跳数，计算出到各锚点的距离，并使用多边测量法确定待定位结点的位置。（2分）2.答：结点R在T2时间收到分组，则。（1分）结点S在T4时间收到应答，则，（1分）因此可以推导出下面算式：，，其中∆就是我们所要求的同步参量。（3分）TPSN协议包括两个阶段：第一个阶段生成层次结构，每个结点赋予一个级别，根结点赋予最高级别第0级，第i级的结点至少能够与一个第（i－1）级的结点通信；（2分）第二个阶段实现所有树结点的时间同步，第1级结点同步到根结点，第i级的结点同步到第（i－1）级的一个结点，最终所有结点都同步到根结点，实现整个网络的时间同步。（2分）TPSN协议能够实现全网范围内结点间的时间同步，同步误差与跳数距离成正比增长。（1分）3.答：通常无线信号的发射功率和接收功率之间的关系表述为，（2分）在上式两边取对数，可得。（2分）由于网络结点的发射功率是已知的，将发送功率带入上式，可得出，A可以看作信号传输1米时接收信号的功率。（2分）这里10lgPR是PR转换为dBm的表达式，可直接写成，即为所要求的理论公式。（1分）RSSI测距的原理如下：接收机通过测量射频信号的能量来确定与发送机的距离。（1分）从理论曲线可以看出，无线信号在传播过程的近距离上信号衰减相当厉害，远距离时信号呈缓慢线性衰减。（1分）RSSI测距方法由于实现简单，已被广泛采用，使用时应注意遮盖或折射现象会引起接收端产生严重的测量误差，精度较低。（1分）五、综合问答题（将答案填写在答题纸上，每题10分，共30分）1．答：传感器是一种能够把特定的被测量信息按一定规律转换成某种可用信号的器件或装置。（2分）能量控制型传感器（或者无源传感器）：可将被测非电量转换成电参量，在工作过程中不能起换能作用，需外接电源才能正常工作。（2分）该类传感器主要包含电阻式传感器、电容式传感器和电感式传感器。（2分）能量转换型传感器（或者有源传感器）：可将被测非电量转换成电能，直接输出或放大后输出信号，其自身犹如电压源或电流源，使用时无需外接电源。（2分）该类传感器主要包含压电式传感器、磁电式传感器和热电式传感器。（2分）2．答：基于按需分配的MAC协议（1分）：结点占用信道的时间由其承担的数据量决定。（2分）基于竞争的MAC协议（1分）：结点发送数据时采用某种机制随机使用无线信道。设计时须考虑若发生冲突，该采用何种冲突避免策略来重发，直到所有数据成功发送。（3分）基于固定分配的MAC协议（1分）：为了避免冲突，结点发送数据的时间是按协议规定执行，无需担心数据在信道中因碰撞而造成的丢包问题。（2分）3．答：物理层：为链路层提供物理连接，负责处理数据传输率并降低出错率，以便透明的传送比特流。（2分）数据链路层：逻辑链路控制子层(LLC)负责流量控制和差错控制；介质访问控制子层(MAC)负责多路访问控制。（2分）网络层：负责拓扑的建立、维护、命名和绑定服务，完成路由建立、数据传送及安全服务。（2分）应用汇聚层：把安全与鉴权、业务数据流的汇聚、设备及业务的发现等不同应用映射至网络层。（2分）应用层：定义各种类型的应用业务。（2分）院系：专业班级：姓名：学号：院系：专业班级：姓名：学号：专业业班级姓名学号装订线《无线传感器网络》课程期末考试试卷（B卷,考试）（另附答题纸，请将所有答案写在答题纸上）命题教师：WSN课程组审核人：单项选择（在备选答案中选出一个正确答案，并将其序号填写在答题纸的答题栏内。每题1分，共10分）1．（）传感器是装有处理器、能够进行信息处理和存储以及逻辑分析的传感器系统。A．集成B．智能C．高灵敏度D．高精度2．（）是指将一种物理能量转变为另一种物理能量的器件总称A．传感器B．执行器C．换能器D．模拟器3．在IEEE802.11MAC协议规定的三种帧间间隔中，（

）的响应时间最短，用于需要立即响应的服务。A．DIFSB．SIFSC．PIFSD．FIFS4．虫洞(Wormhole)攻击通常需要两个恶意结点相互串通，在传感器网络的（）协议栈层次上合谋发起攻击。A.物理层B.链路层C.网络层D.传输层5．（）是指天线以电磁波的形式发射到空中的能量与自身消耗能量的比值。A.天线增益B.天线效率C.天线电压驻波比D.阻抗匹配6．WSN无线通信模块由无线射频电路和（）组成。A．射频芯片B．天线C．电源D．传感器7．TinyOS操作系统采用模块化设计，核心代码和数据大概在（）左右。A．1MBB．250KBC．400BD．20B8．ZigBee的通信速率在2.4GHz时为（）A．20kbpsB．40kbpsC．100kbpsD．250kbps9．IEEE仪器和测量协会传感器技术委员会制定的（）标准，解决了变送器模块与数据处理模块之间的数据接口问题。A.IEEEl451系列B.IEEE802.11bC.IEEE802.15.4D.ZigBee10．以下（）拓扑结构不属于ZigBee技术方案所支持的通常类型。A．星形B．网状C．簇树形D．螺旋形二、多项选择（在备选答案中选出二至四个正确答案，将序号填在答题纸上的答题栏内，正确答案未选全或有选择错误的，该题无分。每题2分，共10分）1．传感器一般由（）组成。A．敏感元件B．变送器C．转换元件D．基本转换电路2．（）传感器属于无源传感器。A．电阻式B．电容式C．电感式D．电桥式3．无线传感器网络S-MAC协议采用的主要机制包括（）。A．周期性侦听和睡眠B．流量自适应侦听C．冲突和串音避免D．消息传递4．TPSN时间同步协议包括（）阶段。A．数据融合B．路径加强C．层次发现D．时钟同步5．通常从事网络研究与设计的方法包括（）。A．数学分析B．模拟仿真C．工程测试D．生产实践三、判断题（将答案填写在答题纸的答题栏内，正确的打“√”，错误的打“×”，每题1分，共10分）1．传感器的作用类似于人体的感觉器官，是传感器网络实现监测的首要环节。（）2．传感器的精度是指能检测出的输入量的最小变化量。（）3．通常无线传感器网络的物理层和网络层设计是采用IEEE802.15.4协议标准。（）4．在满足多跳自组织传感器网络通信连通性的前提下，网络优化设计应该尽量增大单跳的通信距离。（）5．接收信号强度指标(RSSI)是利用信号传播模型将能耗转化为距离的测距技术。（）6．如果两个结点之间没有障碍物、能实现直接通信，则它们之间存在非视距关系。（）质心算法属于一种测距定位技术，仅能实现粗粒度定位。（）8．传感器结点动态电源管理的核心，在于实现微处理器的计算负荷与工作电压及频率之间的匹配。（）9．传感器网络物理层面临的安全攻击主要包括拥塞攻击和物理破坏。（）10．ZigBee技术方案的有效覆盖范围为10～75米。（）四、画图解释题（将答案填写在答题纸上，每题15分，共30分）1．对传感器网络结点的功能进行模块划分，有利于理解结点的具体功能特征，画图并说明传感器网络结点的功能模块组成。可视化的后台管理软件是获取和分析传感器网络数据的重要工具，请辅以图形展示并叙述后台管理软件的具体组成与功能。五、综合问答题（将答案填写在答题纸上，每题10分，共40分）1．根据如下所示的一种传感器网络结构示意图，说明这种结构形式在实际应用中的特点。2．根据如下的传感器线性度示意图，解释线性度的含义和评价指标。3．简述以下WSN概念术语的含义：基础设施、结点连接度、锚点、到达角度、接收信号强度指示。4．通常有哪些原因会导致传感器网络产生无效能耗？装订线****学院20-20学年度第装订线《无线传感器网络》课程期末考试参考答案和评分标准（B卷,考试）命题教师：WSN课程组审核人：单项选择（在备选答案中选出一个正确答案，将序号填写在答题纸的答题栏内。每题1分，共15分）题号123456789101112131415答案AAACABDCACBDACA二、多项选择（在备选答案中选出二至四个正确答案，将序号填在答题纸上的答题栏内，正确答案未选全或有选择错误的，该题无分。每题2分，共10分）题号12345答案BCDABDACABCDBCD三、填空题（将答案填写在答题纸的答题栏内，每空1分，共15分）1.有基础设施无基础设施无线Adhoc网络2.数字型3.漂移4.拥塞攻击物理破坏5.机密性完整性6.频率调制7.源目的8.连接度9.动态电源管理动态电压调节四、计算简答题（将答案填写在答题纸上，每题10分，共30分）1.答：根据已知参数可知，T1–T0=d/c1，T2–T0=d/c2，则T2–T1=d/c2–d/c1，（3分）由此可以计算出发射端与接收端之间的距离d为d=(T2-T1)*k，其中k=c1*c2/(c1-c2)。（2分）在基于TDOA的测距机制中，发射结点同时发射两种不同传播速度的信号，接收结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，根据代数方程，计算两个结点之间的距离。（3分）TDOA测距的条件是发射端与接收端必须预先保持时间同步。（2分）2.答：如果将两个传感器结点之间的距离d除以两个峰值之间的时差Δt，就可以得出机动目标通过这一路段的速度(v)，即。（2分）根据提供的试验参数可知，d=10米，=(880–320)/1000=0.56(秒)，（3分）则车速为v=10/0.56米/秒=17.85×(3600/1600)码=40.1码≈40码（3分）测速算法的精度主要取决于一对传感器结点的时间同步精度和传感器感知的一致性指标。（2分）3.答：根据图示，以各锚点i(i=1,2,3)的坐标()为基础，加上或减去测距值，得到锚点i的边界框：。（2分）在所有位置点中取最小值、所有中取最大值（2分），则交集矩形取作：（2分）。三个锚点共同形成交叉矩形，矩形质心即为所求结点的估计位置（2分）。相对于多边定位法的浮点运算量大、计算代价高而言，min-max定位方法的特点在于计算简单。（2分）五、综合问答题（将答案填写在答题纸上，每题10分，共30分）1．答：无线传感器网络是由大量的静止或移动的传感器以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是协作地感知、采集、处理和传输网络覆盖地理区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。（3分）其组网要素主要包括传感器、感知对象和用户。（2分）其网络体系结构自下而上包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。（2分）无线传感器网络具有结点体积小、能量有限，通信半径小，无中心和自组织，结点计算和存储能量有限，结点数量大且具有自适应性，网络动态性强和以数据为中心等特点。（3分）2．答：数据级融合（1分）：最底层的、面向数据的融合，直接对感知数据进行特征提取和属性判决。仅与传感器有关，与用户需求无关，计算量和处理代价高。（2分）特征级融合（1分）：面向监测对象特征的融合，将数据表示为系列特征向量，进行综合分析和处理的中间层次的融合过程。依据关键特征对多传感器信息进行分类、汇集和综合，数据量和计算量都不大，实时性高。（2分）决策级融合（1分）：最高级融合，直接针对具体决策目标。按照一定准则和传感器的可信度进行协调，做出全局最优决策。数据量、计算量最小；实时性好，带宽低，具有良好的容错性。（2分）不同层次的融合具有不同的特点、原理和算法，不同层次的融合决定了对原始样本的预处理，在实际应用中可根据特点加以综合运用。（1分）3．答：无效能耗包括空闲侦听、数据冲突、控制开销和串音等。（2分）S-MAC通过周期性的侦听/睡眠机制，控制结点尽量睡眠节省能耗，从而减少结点的空闲侦听时间（2分）；通过流量自适应侦听机制，避免因周期性睡眠而导致的数据传输延迟，从而减少通信延迟的累加效应（2分）；沿用CSMA的RTS/CTS握手交互机制（或者带内信令），从而减少重传和避免侦听不必要的数据（串音），降低碰撞几率（2分）；通过消息分割和突发传递机制，减少控制消息的开销。（2分）院系：专业班级：姓名：学号：专业院系：专业班级：姓名：学号：专业业班级姓名学号装订线《无线传感器网络》课程期末考试试卷（C卷,考试）（另附答题纸，请将所有答案写在答题纸上）命题教师：WSN课程组审核人：单项选择（在备选答案中选出一个正确答案，并将其序号填写在答题纸的答题栏内。每题1分，共10分）1．传感器能感知检测的输入变化量越小，表示传感器的（）。A．迟滞越小 B．分辨力越高 C．线性度越好 D．重复性越好2．无线传感器网络的（）和MAC子层通常采用IEEE802.15.4标准。

A．物理层B．传输层C．应用层D．网络层3．（）是指网络选择从源结点向目的结点传输信息的行为，并且信息至少通过一个中间结点。A．消息传递B．路由选择C．扩频D．跳频4．下面哪一项不是无线传感器网络的支撑技术？（）A．时间同步B．定位测距C．节能降耗D．安全机制5．数据融合可以根据不同的准则进行分类，以下的（）不属于根据感知数据操作级别的分类结果。A.物理级融合B.数据级融合C.特征级融合D.决策级融合6．虫洞(Wormhole)攻击通常需要两个恶意结点相串通后合谋发起攻击，属于网络（）面临的安全问题。A．物理层B．链路层C．网络层D．传输层7．基于到达时间(ToA)的定位方法需要两个结点预先实现（）。A．身份认证B．时间同步C．数据融合D．测距8．（）方法是通过配备特殊天线来估测其他结点发射的信号。A．到达角B．到达时间C．到达时间差D．接收信号强度指示9．以下（）指标不能用来衡量天线的性能。A．天线增益B．天线长度C．天线效率D．电压驻波比10．ZigBee无线网络技术主要用于（）无线连接。A．低能耗、远距离B．高能耗、近距离C．低能耗、近距离D．高能耗、远距离二、多项选择（在备选答案中选出二至四个正确答案，将序号填在答题纸上的答题栏内，正确答案未选全或有选择错误的，该题无分。每题2分，共10分）1．能量转换型传感器包括（）。A．压电式B．磁电式C．静电式D．热电式2．定向扩散路由协议包括（）阶段。A．兴趣扩散B．梯度建立C．路径加强D．数据发送3．无需测距的定位方法涉及（）。A．接收信号强度指示法B．质心算法C．多边定位法D．DV-Hop算法4．网络仿真工具中的模拟模型包括（）。A．调度模型B．流量模型C．协议模型D．拓扑模型5．ZigBee技术方案中的物理设备分为（）设备。A．功能可靠型B．功能协调型C．功能简化型D．功能完备型三、判断题（将答案填写在答题纸的答题栏内，正确的打“√”，错误的打“×”，每题1分，共10分）1．分级结构的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。（）2．多边定位法的浮点运算量小，计算代价低。（）3．传感器的输出对于随着时间变化的输入量的响应称为传感器的动态响应。（）4．网络物理层的目的在于实现两个网络物理设备之间的二进制比特流的传输。（）5．传感器网络时间同步协议TPSN的同步误差，不随网络传输跳数的增长而变化。（）6．温度是一种适合采用红外传感器测量的物理量。（）数据融合的综合平均法适用于同类或异构传感器检测同一个信号源的数据。（）8．多个短距离跳的无线数据传输，比一个长跳的传输能耗会更高些。（）9．传感器网络的安全性需求主要来源于通信安全和信息安全。（）10．ZigBee技术方案的数据率只有10～250kb/s，专门针对低速传输应用。（）四、画图解释题（将答案填写在答题纸上，每题15分，共30分）1．画出传感器的一般组成结构图，并解释各部分的功能。画出通常网络仿真的软件体系结构图，并解释无线传感器网络仿真的特点。五、综合问答题（将答案填写在答题纸上，每题10分，共40分）1．根据下图所示的传感器网络结点的能量消耗试验结果，说明结点能耗的特征。2．什么是传感器网络的信息安全？3．简述以下WSN概念术语的含义：跳数、邻居结点、测距、网络连接度、到达时间。4．IEEE802.15.4协议标准定义的低速无线个域网(LR-WPAN)具有哪些特点？装订线**学院20-20学年度第装订线《无线传感器网络》课程期末考试参考答案和评分标准（C卷,考试）命题教师：WSN课程组审核人：单项选择（在备选答案中选出一个正确答案，将序号填写在答题纸的答题栏内。每题1分，共10分）题号12345678910答案BABDACBABC二、多项选择（在备选答案中选出二至四个正确答案，将序号填在答题纸上的答题栏内，正确答案未选全或有选择错误的，该题无分。每题2分，共10分）题号12345答案ABDABCBDBCDCD三、判断题（将答案填写在答题纸的答题栏内，正确的打“√”，错误的打“×”。每题1分，共10分）题号12345678910答案√×√√×√××√√四、画图解释题（将答案填写在答题纸上，每题15分，共30分）1．答：传感器的组成结构图如下：（2分）（2分）（2分）传感器一般由敏感元件、转换元件和基本转换电路组成（2分）。敏感元件是传感器中能感受或响应被测量的部分（2分）。转换元件是将敏感元件感受或响应的被测量转换成适于传输或测量的信号（一般指电信号）部分（2分）。基本转换电路可以对获得的微弱电信号进行放大、运算调制等（2分）。另外，基本转换电路工作时必须有辅助电源。（1分）2．答：通常网络仿真的软件体系结构图如下：（1分）（1分）（1分）（1分）（3分）（2分）无线传感器网络仿真的特点包括：①分布性。无线传感器网络属于一种分布式的网络系统，每个结点一般只处理自己周围的局部信息。（2分）②动态性。在实际应用中无线传感器网络的整个系统应该是处于较为频繁的动态变化过程，网络模型是否能够较好地反映出这种动态变化,会影响仿真结果的可靠性。（2分）③综合性。与传统无线网络相比，无线传感器网络集成了传感、通信和处理功能，这就要求网络仿真具有相应的综合性。（2分）五、综合问答题（将答案填写在答题纸上，每题10分，共40分）1．答：传感器结点消耗能量的模块包括传感器模块、处理器模块和无线通信模块。（2分）随着集成电路工艺的进步，处理器和传感器模块的功耗变得很低，绝大部分能量主要消耗在无线通信模块上。从图中可知传感器结点的绝大部分能量消耗在无线通信模块。传感器结点传输信息时要比执行计算时更消耗电能。（2分）通常无线通信模块在空闲状态会一直监听无线信道的使用情况，检查是否有数据发送给自己，而在睡眠状态则关闭通信模块（2分）。从图中可以看到，无线通信模块在发送状态的能量消耗最大，在空闲状态和接收状态的能量消耗接近，略少于发送状态的能量消耗（2分），在睡眠状态的能量消耗最少。（2分）2．答：信息安全就是要保证网络中传输信息的安全性（2分）。对于无线传感器网络而言，具体的信息安全需求内容包括如下：(1)数据的机密性——保证网络内传输的信息不被非法窃听。（2分）(2)数据鉴别——保证用户收到的信息来自己方结点而非入侵结点。（2分）(3)数据的完整性——保证数据在传输过程中没有被恶意篡改。（2分）(4)数据的实效性——保证数据在时效范围内被传输给用户。（2分）3．答：跳数：两个结点之间间隔的跳段总数，称为这两个结点间的跳数。（2分）邻居结点：传感器结点通信半径范围以内的所有其它结点，称为该结点的邻居结点。（2分）测距：指两个相互通信的结点通过测量方式来估计出彼此之间的距离或角度。（2分）网络连接度：网络连接度是所有结点的邻居数目的平均值，它反映了传感器配置的密集程度。（2分）到达时间：信号从一个结点传播到另一个结点所需要的时间，称为信号的到达时间。（2分）4．答：IEEE802.15.4协议标准定义的低速无线个域网(LR-WPAN)具有如下特点：(1)在不同的载波频率下实现20kbps、40kbps和250kbps三种不同的传输速率；（2分）(2)支持星型和点对点两种网络拓扑结构；（2分）(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；（2分）(4)支持冲突避免的载波多路侦听技术；（2分）(5)支持确认机制，保证传输可靠性。（2分）院系：专业班级：姓名：学号：专业院系：专业班级：姓名：学号：专业业班级姓名学号装订线《无线传感器网络》课程期末考试试卷（D卷,考试）（另附答题纸，请将所有答案写在答题纸上）命题教师：WSN课程组审核人：单项选择（在备选答案中选出一个正确答案，并将其序号填写在答题纸的答题栏内。每题1分，共10分）1．（）传感器是装有处理器、能够进行信息处理和存储以及逻辑分析的传感器系统。A．集成B．智能C．高灵敏度D．高精度2．（）是指将一种物理能量转变为另一种物理能量的器件总称A．传感器B．执行器C．换能器D．模拟器3．在IEEE802.11MAC协议规定的三种帧间间隔中，（

）的响应时间最短，用于需要立即响应的服务。A．DIFSB．SIFSC．PIFSD．FIFS4．虫洞(Wormhole)攻击通常需要两个恶意结点相互串通，在传感器网络的（）协议栈层次上合谋发起攻击。A.物理层B.链路层C.网络层D.传输层5．（）是指天线以电磁波的形式发射到空中的能量与自身消耗能量的比值。A.天线增益B.天线效率C.天线电压驻波比D.阻抗匹配6．WSN无线通信模块由无线射频电路和（）组成。A．射频芯片B．天线C．电源D．传感器7．TinyOS操作系统采用模块化设计，核心代码和数据大概在（）左右。A．1MBB．250KBC．400BD．20B8．ZigBee的通信速率在2.4GHz时为（）A．20kbpsB．40kbpsC．100kbpsD．250kbps9．IEEE仪器和测量协会传感器技术委员会制定的（）标准，解决了变送器模块与数据处理模块之间的数据接口问题。A.IEEEl451系列B.IEEE802.11bC.IEEE802.15.4D.ZigBee10．以下（）拓扑结构不属于ZigBee技术方案所支持的通常类型。A．星形B．网状C．簇树形D．螺旋形二、多项选择（在备选答案中选出二至四个正确答案，将序号填在答题纸上的答题栏内，正确答案未选全或有选择错误的，该题无分。每题2分，共10分）1．传感器一般由（）组成。A．敏感元件B．变送器C．转换元件D．基本转换电路2．（）传感器属于无源传感器。A．电阻式B．电容式C．电感式D．电桥式3．无线传感器网络S-MAC协议采用的主要机制包括（）。A．周期性侦听和睡眠B．流量自适应侦听C．冲突和串音避免D．消息传递4．TPSN时间同步协议包括（）阶段。A．数据融合B．路径加强C．层次发现D．时钟同步5．通常从事网络研究与设计的方法包括（）。A．数学分析B．模拟仿真C．工程测试D．生产实践三、判断题（将答案填写在答题纸的答题栏内，正确的打“√”，错误的打“×”，每题1分，共10分）1．传感器的作用类似于人体的感觉器官，是传感器网络实现监测的首要环节。（）2．传感器的精度是指能检测出的输入量的最小变化量。（）3．通常无线传感器网络的物理层和网络层设计是采用IEEE802.15.4协议标准。（）4．在满足多跳自组织传感器网络通信连通性的前提下，网络优化设计应该尽量增大单跳的通信距离。（）5．接收信号强度指标(RSSI)是利用信号传播模型将能耗转化为距离的测距技术。（）6．如果两个结点之间没有障碍物、能实现直接通信，则它们之间存在非视距关系。（）质心算法属于一种测距定位技术，仅能实现粗粒度定位。（）8．传感器结点动态电源管理的核心，在于实现微处理器的计算负荷与工作电压及频率之间的匹配。（）9．传感器网络物理层面临的安全攻击主要包括拥塞攻击和物理破坏。（）10．ZigBee技术方案的有效覆盖范围为10～75米。（）四、画图解释题（将答案填写在答题纸上，每题15分，共30分）1．画出传感器网络结点的功能模块图，并解释各模块的作用。画出传感器网络后台管理软件的一般组成框图，并解释各部分的功能。五、综合问答题（将答案填写在答题纸上，每题10分，共40分）1．根据如下所示的传感器网络分级结构图，解释分级结构的特点。2．根据如下的传感器线性度示意图，解释线性度的含义和评价指标。3．简述以下WSN概念术语的含义：基础设施、结点连接度、锚点、到达角度、接收信号强度指示。4．通常有哪些原因会导致传感器网络产生无效能耗？装订线**学院20-20学年度第装订线《无线传感器网络》课程期末考试参考答案和评分标准（D卷,考试）命题教师：WSN课程组审核人：