无线传感器网络简明教程 试卷与答案 B卷

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（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