1、1-2.什么是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)？無線傳感器網(wǎng)絡(luò)是大量的靜止或移動的傳感器以自組織和多跳的方式構(gòu)成的無線網(wǎng)絡(luò)。目的是協(xié)作地探測、處理和傳輸網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域內(nèi)感知對象的監(jiān)測信息，并報告給用戶。1-4.圖示說明無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的系統(tǒng)架構(gòu)。01.3無線怦感器網(wǎng)隼的定班系蛻架拗管用結(jié)盧1-5.傳感器網(wǎng)絡(luò)的終端探測結(jié)點由哪些部分組成？這些組成模塊的功能分別是什么？(1)傳感模塊(傳感器、數(shù)模轉(zhuǎn)換)、計算模塊、通信模塊、存儲模塊電源模塊和嵌入式軟件系統(tǒng)(2)傳感模塊負責探測目標的物理特征和現(xiàn)象，計算模塊負責處理數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理，存儲模塊負責存放程序和數(shù)據(jù),通信模塊負責網(wǎng)絡(luò)管理信息和探測數(shù)據(jù)兩種信息的發(fā)送和接收。另外，

2、電源模塊負責結(jié)點供電，結(jié)點由嵌入式軟件系統(tǒng)支撐，運行網(wǎng)絡(luò)的五層協(xié)議。1-8.傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)包括哪些部分？各部分的功能分別是什么？從無線收網(wǎng)的角度來國,傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的體系由分層的網(wǎng)絡(luò)通信忱議，網(wǎng)絡(luò)管理平臺和應(yīng)“支撐平臺三個部分組成(如圖L7所示)應(yīng)川陽專投應(yīng)用層時間同步定出rM，T抑H1任I育、史電福麗向和欣向百麗詔圖1.7無她傳感僻網(wǎng)培結(jié)點的體系融成(1)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議：類似于傳統(tǒng)Internet網(wǎng)絡(luò)中的TCP/IP協(xié)議體系。它由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層組成。(2)網(wǎng)絡(luò)管理平臺：主要是對傳感器結(jié)點自身的管理和用戶對傳感器網(wǎng)絡(luò)的管理。包括拓撲控制、服務(wù)質(zhì)量管理、能量管理、

3、安全管理、移動管理、網(wǎng)絡(luò)管理等。(3)應(yīng)用支撐平臺：建立在網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理技術(shù)的基礎(chǔ)之上。包括一系列基于監(jiān)測任務(wù)的應(yīng)用層軟件，通過應(yīng)用服務(wù)接口和網(wǎng)絡(luò)管理接口來為終端用戶提供各種具體應(yīng)用的支持。1-9.傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)有哪些類型？分別說明各種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的特征及優(yōu)缺點。(1)根據(jù)結(jié)點數(shù)目的多少，傳感器網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)可以分為平面結(jié)構(gòu)和分級結(jié)構(gòu)。如果網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模較小，一般采用平面結(jié)構(gòu)；如果網(wǎng)絡(luò)規(guī)模很大，則必須采用分級網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。(2)平面結(jié)構(gòu)：特征：平面結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)比較簡單，所有結(jié)點的地位平等，所以又可以稱為對等式結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：源結(jié)點和目的結(jié)點之間一般存在多條路徑，網(wǎng)絡(luò)負荷由這些路徑共同承擔。一般情況下不存在

4、瓶頸，網(wǎng)絡(luò)比較健壯。缺點：影響網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的傳輸速率，甚至造成網(wǎng)絡(luò)崩潰。整個系統(tǒng)宏觀上會損耗巨大能量?？蓴U充性差，需要大量控制消息。分級結(jié)構(gòu)：特征：傳感器網(wǎng)絡(luò)被劃分為多個簇，每個簇由一個簇頭和多個簇成員組成。這些簇頭形成了高一級的網(wǎng)絡(luò)。簇頭結(jié)點負責簇間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)，簇成員只負責數(shù)據(jù)的采集。優(yōu)點：大大減少了網(wǎng)絡(luò)中路由控制信息的數(shù)量，具有很好的可擴充性。簇頭可以隨時選舉產(chǎn)生，具有很強的抗毀性。缺點：簇頭的能量消耗較大，很難進人休眠狀態(tài)。1-13.討論無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在實際生活中有哪些潛在的應(yīng)用。(1)用在智能家具系統(tǒng)中，將傳感器嵌入家具和家電中，使其與執(zhí)行單元組成無線網(wǎng)絡(luò)，與因特網(wǎng)連接在一起。(2)用在智

5、能醫(yī)療中，將傳感器嵌入醫(yī)療設(shè)備中，使其能接入因特網(wǎng)，將患者數(shù)據(jù)傳送至醫(yī)生終端。(3)用在只能交通中，運用無線傳感器監(jiān)測路面、車流等情況。2-2.傳感器由哪些部分組成？各部分的功能是什么？傳感器一般由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和基本轉(zhuǎn)換電路組成如圖2.1所示。地感元件是傳感器中能感受或響應(yīng)被涮后的部分，轉(zhuǎn)換元件是將越感元件感受或響應(yīng)的微測量技換成適廣傳輸或泅量的信號一般指也信號的部分,基本轉(zhuǎn)換電路可以對獲得的微弱電信號進行放大、運算調(diào)制等.另外.基本轉(zhuǎn)換電路T作時必須有輔助也晚./i助中曲|H2.1傳感器的組質(zhì)給構(gòu)2-5.集成傳感器的特點是什么？體積小、重量輕、功能強、性能好。2-7.傳感器的一般特性包

6、括哪些指標？靈敏度、響應(yīng)特性、線性范圍、穩(wěn)定性、重復性、漂移、精度、分辨(力)、遲滯。2-15.如何進行傳感器的正確選型？1 .測量對象與環(huán)境：分析被測量的特點和傳感器的使用條件選擇何種原理的傳感器。2 .靈敏度：選擇較高信噪比的傳感器，并選擇適合的靈敏度方向。3 .頻率響應(yīng)特性：根據(jù)信號的特點選擇相應(yīng)的傳感器響應(yīng)頻率，以及延時短的傳感器。4 .線性范圍：傳感器種類確定后觀察其量程是否滿足要求，并且選擇誤差小的傳感器。5 .穩(wěn)定性：根據(jù)使用環(huán)境選擇何時的傳感器或采用適當?shù)拇胧p小環(huán)境影響，盡量選擇穩(wěn)定性好的傳感器。6 .精度：選擇滿足要求的，相對便宜的傳感器。2-17.簡述磁阻傳感器探測運動車

7、輛的原理。磁阻傳感器在探測磁場的通知探測獲得車輪速度、磁跡、車輛出現(xiàn)和運動方向等。使用磁性傳感器探測方向、角度或電流值，可以間接測定這些數(shù)值。因為這些屬性變量必須對相應(yīng)的磁場產(chǎn)生變化，一旦磁傳感器檢測出場強變化,則采用一些信號處理辦法，將傳感器信號轉(zhuǎn)換成需要的參數(shù)值。3-2.無線網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)為什么要進行調(diào)制和解調(diào)？調(diào)制有哪些方法？(1)調(diào)制和解調(diào)技術(shù)是無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。調(diào)制對通信系統(tǒng)的有效性和可靠性有很大的影響。采用什么方法調(diào)制和解調(diào)往往在很大程度上決定著通信系統(tǒng)的質(zhì)量。調(diào)制技術(shù)通過改變高頻載波的幅度、相位或頻率，使其隨著基帶信號幅度的變化而變化。解調(diào)是將基帶信號從載波中提取出來以便

8、預(yù)定的接收者(信宿)處理和理解的過程。(2)根據(jù)調(diào)制中采用的基帶信號的類型。可以將調(diào)制分為模擬調(diào)制和數(shù)字調(diào)制。根據(jù)原始信號所控制參量的不同，調(diào)制分為幅度調(diào)制、頻率調(diào)制和相位調(diào)制。3-4.試描述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的物理層幀結(jié)構(gòu)。表3方描述了無線傳感箕網(wǎng)絡(luò)結(jié)點普遍他川的一種物理層陋結(jié)構(gòu).由于目的還沒仃出成標準化的物理質(zhì)結(jié)構(gòu),所以在實際祓計時都是在該物理層幀結(jié)構(gòu)的基瑞卜進行改進.表3.2傳感器網(wǎng)絡(luò)物理岳的修結(jié)構(gòu)4字9字節(jié)1字節(jié)可變長度蒯頭帆氏度17比籽）|保留位PSDU同步頭她的長度.量大為128宇節(jié)PHY砒糕物理幀的第一個字段是此導碼字節(jié)數(shù)一般收4.用收發(fā)器進行碼片或者符號的同步.第二個字段是幀頭,長

9、度通常為個字節(jié),表示同步結(jié)束,數(shù)據(jù)包開始傳輸.幀熏F(xiàn)前洋碼構(gòu)成了間步iU幀長度字段通常由一個字節(jié)的低7位表示，其值就是后續(xù)的物現(xiàn)母FHY負載的長度.因此它的后續(xù)PHY負載的長度不會超過127個字節(jié)，物理幀PHY的負載氏度可變,稱為物理眼翳數(shù)據(jù)單元（PUYScrvkcDataUnite.P5DLD攜帶PHY數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù),PSDU域是物加層的載荷.3-6.根據(jù)信道使用方式的不同。傳感器網(wǎng)絡(luò)的MAO議可以分為哪幾種類型？時分復用無競爭接入方式、隨機競爭接入方式、競爭與固定分配相結(jié)合的接入方式。3-7.設(shè)計基于競爭的MACB議的基本思想是什么？當結(jié)點需要發(fā)送數(shù)據(jù)時，通過競爭方式使用無線信道。如果發(fā)送的

10、數(shù)據(jù)產(chǎn)生了碰撞，就按照某種策略重發(fā)數(shù)據(jù)，直到數(shù)據(jù)發(fā)送成功或放棄發(fā)送。3-8.試寫（畫）出CSMA/CA勺基木訪問機制。并說明隨機退避時間的計算方法。根據(jù)CSMACA協(xié)議.當結(jié)點整傳輸一個仆期時.它首先做聽信道狀態(tài)如果信道空闈，而艮絡(luò)過一個幀間間隔葉間DIFS后,信道仍然空闈則站點立即開始發(fā)送信息.如果信道忙，則拈點始終使聽信道.有到宿道的空闈時間斷過DIFS。當信道最終空鬧下來的時候,結(jié)點進步使用二進制退算法.進入退避狀態(tài)來避免發(fā)生碰撞，圖3.2描述這種CSMA.CA的基本訪問機禍.陸機退避時間拉下而公式迸行計算土退避時間=RHndotnfJ乂aSbttimc（3.1其中.Random。是在競

11、爭窗口OCWI內(nèi)均勻分布的偽的機整數(shù)iCW是整鼓隨機數(shù),它的數(shù)值位,標海規(guī)定的aCWminfilaCWmax之間.aSlottime是一個時槽時間包括發(fā)射啟劫時間.介質(zhì)傳播時延、檢測俏道的響應(yīng)時間等。3-9.IEEE802.11MAC協(xié)議有哪兩種訪問控制方式？每種方式是如何工作的？（1）分布式協(xié)調(diào)功能（DCH、點協(xié)調(diào)功能（PCF）,期中DCF是基本訪問控制方式。PCF工作方式是基于優(yōu)先級的JL克件訪問方式:它通過坊M接入點，AmcoPci*API來協(xié)僻結(jié)點的數(shù)樨收發(fā).采用輪詢方式在向當前麻叱結(jié)點有校據(jù)發(fā)送的請求.并在必要時鰭手數(shù)據(jù)發(fā)送權(quán).在DCFI作方式下，就灌使聽機制通過物理或波傳所和虛擬載

12、/偵所來確定無線信道的狀蠡.電理載波/聽由物理層揭供鹿抵載波偵斯由MAC層假供.如用3J所示如果3-10.通常有哪些原因?qū)е聜鞲衅骶W(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生無效能耗？空閑偵聽、數(shù)據(jù)沖突、串擾、控制開銷3-11.敘述無線傳感器網(wǎng)絡(luò)S-MAC協(xié)議的主要特點和實現(xiàn)機制。(1)S-MAC協(xié)議的適用條件是傳感器網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸量不大，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部能夠進行數(shù)據(jù)的處理和融合以減少數(shù)據(jù)通信量，網(wǎng)絡(luò)能容忍一定程度的通信延遲。它的設(shè)計目標是提供良好的擴展性，減少結(jié)點能耗。(2)周期性偵聽和睡眠機制、流量自適應(yīng)機制、沖突和串音避免機制、消息傳遞機制。3-12.簡述路由選擇的主要功能。(1)尋找源結(jié)點和目的結(jié)點間的優(yōu)化路徑。(2)將數(shù)據(jù)分析

13、沿著優(yōu)化路徑正確轉(zhuǎn)發(fā)。3-14.常見的傳感器網(wǎng)絡(luò)路由協(xié)議有哪些類型？并說明各種類型路由協(xié)議的主要特點。定向V敞(DireciedDiffusion.DS路由亦設(shè)是一腫基于杏i何的路由機制.擴散結(jié)點通過興趣信息發(fā)出香ifD任務(wù).采用洪泛方式傳播興擲信息到珞個區(qū)域或部分區(qū)域內(nèi)的所有傳感器結(jié)點.興趣信息用來襲小杏海的任務(wù).表送網(wǎng)絡(luò)用戶對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)感輿趣的具體內(nèi)容，例如整測區(qū)域內(nèi)的溫度、濕度和光照等數(shù)期保興槿信息的傳播過程中.協(xié)議將逐跳地在每個傳述器結(jié)點上建。反向的從數(shù)據(jù)源到匯聚結(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸梯度，傳感器探測結(jié)點將采集到的數(shù)據(jù)沿著梯度方向傳送結(jié)匯聚結(jié)點L定向擴散路由機制可以分為周期性的定向擴散,稀度建

14、立和路徑Jin強二個階段,圖3,7顯示這三個階段的數(shù)據(jù)傳播途徑和方向的示例占di)*甑釀|舊神底好立僮巾H芹.工期圖亂了定向V散路由機制的示例(1)能量感知路由協(xié)議、基于查詢的路由協(xié)議、地理位置協(xié)議、可靠的路由協(xié)議。(2)能量感知路由協(xié)議：從數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰肯某霭l(fā)，討論最少能量消耗和最長網(wǎng)絡(luò)生存期等問題。基于查詢的路由協(xié)議：主要用于需要不斷查詢傳感器結(jié)點采集的數(shù)據(jù)，通過減少通信流量來節(jié)省能量，即數(shù)據(jù)融合技術(shù)與路由協(xié)議的設(shè)計相結(jié)合。地理位置協(xié)議：主要應(yīng)用于需要知道目的結(jié)點的精確或大致地理位置的問題中，把結(jié)點的位置信息作為路由選擇的依據(jù)，從而完成結(jié)點的路由選擇功能，并且降低維護路由協(xié)議的能耗。可靠

15、的路由協(xié)議：應(yīng)用在對可靠性和實時性等方面有特別要求的問題中。3-15.如何設(shè)計傳感器網(wǎng)絡(luò)的定向擴散路由協(xié)議？4-2.傳感器網(wǎng)絡(luò)常見的時間同步機制有哪些？RBSTing/Mini-Sync、TPSN4-3.簡述TPSN時間同步協(xié)議的設(shè)計過程。TPSN時間同步協(xié)議采用層次結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)結(jié)點的時間同步。所有結(jié)點按照層次結(jié)構(gòu)進行邏輯分級。表示結(jié)點到根結(jié)點的距離，通過基于發(fā)送者-接收者的結(jié)點對方式。每個結(jié)點與上一級的一個結(jié)點進行同步。從而最終所有結(jié)點都與根結(jié)點實現(xiàn)時間同步。TPSN協(xié)議包括兩個階段：第一個階段生成層次結(jié)構(gòu)，每個結(jié)點賦予一個級別。根結(jié)點賦予最高級別第0級。第i級的結(jié)點至少能夠與一個第(

16、i-1)級的結(jié)點通信第二個階段實現(xiàn)所有樹結(jié)點的時間同步。第1級結(jié)點同步到卞!結(jié)點。第i級的結(jié)點同步到第(i-1)級的一個結(jié)點，最終所有結(jié)點都同步到根結(jié)點，實現(xiàn)整個網(wǎng)絡(luò)的時間同步。4-6.簡述以下概念術(shù)語的含義：錨點、測距、連接度、到達時間差、接收信號強度指示、視線關(guān)系。錨點：指通過其他方式預(yù)先獲得位置坐標的結(jié)點，有時也稱作信標結(jié)點。網(wǎng)絡(luò)中相應(yīng)的其余結(jié)點稱為非錨點。測距：指兩個相互通信的結(jié)點通過測量方式來估計出彼此之間的距離或角度。連接度：包括結(jié)點連接度和網(wǎng)絡(luò)連接度兩種含義。結(jié)點連接度是指結(jié)點可探測發(fā)現(xiàn)的鄰居結(jié)點個數(shù)。網(wǎng)絡(luò)連接度是所有結(jié)點的鄰結(jié)點數(shù)目的平均值，它反映了傳感器配置的密集程度。到達時

17、間差：兩種不同傳播速度的信號從一個結(jié)點傳播到另一個結(jié)點所需要的時間之差。接收信號強度指示：結(jié)點接收到無線信號的強度大小。視線關(guān)系：如果傳感器網(wǎng)絡(luò)的兩個結(jié)點之間沒有障礙物，能夠?qū)崿F(xiàn)直接通信，則稱這兩個結(jié)點問存在視線關(guān)系。4-9.RSSI測距的原理是什么？R5ST測距的原理如下*接收機通過測量射頻信號的能量來確定與發(fā)送機的距離無線信號的發(fā)射功率和接收功率之何的關(guān)系如式5)所示.其中以是無線信號的接收功率巴是尤續(xù)信號的發(fā)射功率是收發(fā)單元之間的距離e傳播因手.傳播因的數(shù)值大小取決于無線信號傳播的環(huán)境“人=4(L5)4-10.簡述ToA測距的原理。ToA機制是已知信號的傳播速度,根據(jù)信號的傳播時何來計算

18、結(jié)點時的距離.圖4,4給出其于ToA測蹌的荷單實現(xiàn)過程小例采用偽噪聲序列信號作為聲波信號根據(jù)聲波的傳播時間來測量結(jié)點之間的距離國九4ToA惻距原理的過程示例4-11.舉例說明TDoA的測距過程。在基FTDoA的定位機制中,發(fā)射結(jié)點同時發(fā)射兩種不同傳播速度的無線信號.接收結(jié)點根據(jù)兩種信號到達的時間差以及這兩種信號的傳播速度H算兩個結(jié)點之間的昵離如圖4,5所示發(fā)射結(jié)點同時發(fā)射無線射頻信號和超聲波信號，接收結(jié)點汜錄下這兩種信號的到達時間T,八，已知無線射頻信號和超聲波的傳播速度為小、仃,那么兩點之間的距離為f丁卓一Ti)5.其中o4-12.舉例說明AoA測角的過程。在在AoA的定位機制中,接收結(jié)點通

19、過天線陣列或多個超由波接收機來感知發(fā)射結(jié)點信號的到達方向，計算接收結(jié)點和發(fā)射結(jié)點之間的相對方位和角度.再通過三角測量法計算結(jié)點的位置.如圖4.6所示,接收站點通過麥克風陣列,探測發(fā)射站點信號的到達方向.AoA定位不僅能夠確定結(jié)點的坐標還能夠確定結(jié)點的方位信息.但是AoA測距技術(shù)易受外界環(huán)境影響.且需要額外硬件.它的辿件尺寸和影影指標不適用伊大規(guī)模的K感器網(wǎng)絡(luò),住某些影用領(lǐng)域可以發(fā)押作用.4-13.試描述傳感器網(wǎng)絡(luò)多邊定位法的原理。多邊定位法基了距離測量（如RSSLT口ATDoA）的結(jié)果.確定：堆坐標至少兒仃三個結(jié)點至錨點的即陽ffih確定三維坐標，叫儒四個此類洲脅值.耀設(shè)已考1信標錨點AA4,

20、Ai,的坐標依次分別為（上1.vi）,（上工,m）.心，g）.（事八）,即告錨照位置為看,普兒。=123,:如果待定位結(jié)點的坐標為并且已知它至各錨點的測距數(shù)值為M,可耐j”一r）*+=瑞I!（4.9）I居-J）3+（%其中為待求的未知坐標.將第削一1個等式減去最后等式：后一W-2（4-工4皆一證2（“一義）丫=宙dv;4.10）-ti-i2（二_1.）上+*tyl2（y,_Ly）y=次Ji用矩陣和向量表達為形式人工=人其中：-HiH*）2（,ytyt）-1十y?一*$十求一裙A=:.b=：!-.r,）2y|一乂）_Mr一十資1一十片一犬根據(jù)最小均方括計tMinimumMeanSquareErr

21、or.MMSEI的方法唯理*用因求得解為：=61*認,當矩陣求逆不能計算時,這種方法不適用.否則可成功得到位置估計已從上述過程可以看出.這種定位方法本質(zhì)上就是最小二乘估計.4-14.簡述Min-max定位方法的原理。多邊定位法的浮點運秣城大計舞代價高Min-wx定位是根據(jù)若干錨點位置和至恃求結(jié)盧的涸距他,創(chuàng)世多個邊界振所有邊界樞的交俱矩冊.取此規(guī)形的危心作為待定位票點的坐標I中.這種定位方法計算前單.后人多rz此為基礎(chǔ)衍生用自己的定位方案.圖4.8為采用三個錨點進行定位的Min-max方法示例.即設(shè)某錯點Hi=1.2,3）登標5*%，為基戰(zhàn),加上或減去測距值一，福利錨點r的邊界樁.口一*F-X

22、十*.y+&.在所有位置點匹+比小十乩1中取最小值，所有工,一小，,%dJ中取最大值一則交集排收聯(lián)作：max（:一）,/,）XminJ,+JJ，miu（3，卜J，=三個錨點共同心成交叉矩形矩形質(zhì)心即為所求結(jié)點的林汁位置.4-15.簡述質(zhì)心定位算法的原理及其特點。我fu知道，在計克幾何學里多邊形的幾何中心稱為質(zhì)心，多邊形蹊點坐標的平均液就是慌心結(jié)點的坐標自假度多邊形定點位置的坐標向量表示為加=1*，）則這個多邊形的面心坐標（H.V）為E衛(wèi)（9小，幡巧）14.11）例如.如聚四邊膨ABCD的，點坐標分別為（巧，力），（知卜5“孫則它的而心坐標計算如下：7）（包J-，+#）這種方法的計算與實現(xiàn)都非常

23、茴單.根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的連通性蛹定出目標結(jié)點同國的信柯參節(jié)結(jié)點直接求解信標參考結(jié)點構(gòu)成的彩邊形的破心.在傳感器網(wǎng)輅質(zhì)心定位系統(tǒng)的輿現(xiàn)中，錨點周期性地向也近S點廣界分閨信息，憤俏息包含了端點的標識和位置，當未知結(jié)點接收到來自不同諦點的分組信息數(shù)量超過總門限或在接收一定時問之后.就可以計算這件橘點所紐成的多邊形的質(zhì)心,作為確定出I身附ill/質(zhì)心算法完全基網(wǎng)絡(luò)連通性*工需錨點和未知結(jié)點之間的協(xié)作和交運式通信辦調(diào).因而易于實現(xiàn).在傳感非網(wǎng)絡(luò)質(zhì)心定位系統(tǒng)的寓現(xiàn)中錨點周期性地向臨近結(jié)點廣播分期信息.讀信息包含輻點的忸也和位置,當未知結(jié)點接收到來自不同描點的分組信息數(shù)址出過菜門限或在接收淀時間之后.就可以計標這些

24、鋪點所組成的多邊形的痛心,作為確定出自號位詈由于師心算法完全基于網(wǎng)絡(luò)連通性,無需輸點和未知結(jié)點之間的稱作和交訂式通信珞州.因而易于實現(xiàn).質(zhì)心定位弁法雖然實現(xiàn)前單、通信開銷小，但僅能實現(xiàn)粗粒度定忖，希望信標錨點具TF較高的密度,各錨點部署的位置也對定位效果有影響u4-16.舉例說明DV-Hop算法的定位實現(xiàn)過程。DV-Hop算法就決r低錨點陷度由發(fā)的回腔.它根據(jù),距離矢量踣由協(xié)議的辱理在金網(wǎng)范國內(nèi)廣播跳數(shù)和位直。加個結(jié)點怛置-個至各借點最小跳數(shù)的計數(shù)器,根據(jù)接受的消息更新計敬器.鋪點廣播其堡標位置，當結(jié)點接受到新的廣播消息時,如果跳數(shù)小于存儲的數(shù)值*則更薪并轉(zhuǎn)播核踹數(shù).不定型算由采用類似跖理,幡

25、點坐標在空網(wǎng)內(nèi)洪泛，結(jié)點維護到輔點的跳數(shù).根據(jù)接受的鋪點佗置和跳數(shù)計算自身位首如圖4.9所示，已如毓點L與一之間的跑離和跳數(shù)3計算得到校正值(即T均址跳距離)為EO-I75r卜5標=16.睚m假設(shè)傳感器網(wǎng)端中的待定位結(jié)點人從L士茨用校正值,則它與3個鋪點之同的距離分別是正3X16.42,5之2乂16.42*5=3XI&43然后使用多邊測盤法斷定靖點八的位-IT4,9DVHep算法定位過程的示例4-17.什么是數(shù)據(jù)融合技術(shù)？它在傳感器網(wǎng)絡(luò)中的主要作用是什么？(1)數(shù)據(jù)融合也被稱作信息融，是一種多源信息處理技術(shù)。它通過對來自同一目標的多源數(shù)據(jù)進行優(yōu)化合成，獲得比單一信息源更精確、完整的估計或判斷。

26、(2)節(jié)省整個網(wǎng)絡(luò)的能量增強所收集數(shù)據(jù)的準確性提高收集數(shù)據(jù)的效率4-18.簡述數(shù)據(jù)融合技術(shù)的不同分類方法及其類型。(1)依據(jù)融合前后數(shù)據(jù)的信息含量進行分類：無損失融合、有損失融合(2)依據(jù)數(shù)據(jù)融合與應(yīng)用層數(shù)據(jù)語義的關(guān)系進行分類：依賴于應(yīng)用的數(shù)據(jù)融合、獨立于應(yīng)用的數(shù)據(jù)融合、結(jié)合以上兩種技術(shù)的數(shù)據(jù)融合(3)依據(jù)融合操作的級別進行分類：數(shù)據(jù)級融合、特征級融合、決策級融合4-19.什么是數(shù)據(jù)融合白綜合平均法？讀方法是把來自多個傳感器的球多數(shù)據(jù)進行綜合r均,它適用于同類傳德器檢測同t個檢測目標.這坦最檢單,最有觀的數(shù)據(jù)融合方法，該療法將一組傳感器提供的冗余信息進行加權(quán)平均，結(jié)果作為融合仰.如果時-個檢測

27、目標進行Tk次檢測,則綜合平均的結(jié)果為C4.12)其中，小，為分配給第i次檢測的權(quán)重.4-21.(1)(2)4-22.D-S證據(jù)推理法、統(tǒng)計決策理論、模糊邏輯法、產(chǎn)生式規(guī)則法、神經(jīng)?它反映出傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖裁刺攸c4-20.常見的數(shù)據(jù)融合方法有哪些？綜合平均法、卡爾曼濾波法、貝葉斯估計法、網(wǎng)絡(luò)方法。無線通信的能量消耗與距離的關(guān)系是什么通常隨著通信距離的曾加，能耗急劇增加。在傳感器網(wǎng)絡(luò)中要減少單跳通信距離，盡量使用多跳短距離的無線通信方式。簡述節(jié)能策略休眠機制的實現(xiàn)思想。當結(jié)點周圍沒有感興趣的事件發(fā)生時，計算與通信單元處十空閑狀態(tài)，把這些組件關(guān)鐘或調(diào)到更低能耗的狀態(tài)，即休眠狀態(tài)。該機制對于延

28、長傳感器結(jié)點的生存周期非常重要。但休眠狀態(tài)與工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換需要消耗一定的能量。并且產(chǎn)生時延。所以狀態(tài)轉(zhuǎn)換策略對于休眠機制比較重要。如果狀態(tài)轉(zhuǎn)換策略不合適，不僅無法節(jié)能，反而會導致能耗的增加。4-23.簡述傳感器網(wǎng)絡(luò)結(jié)點各單元能量消耗的特點傳感器結(jié)點中消耗能量的模塊有傳感器模塊、處理器模塊和通信模塊。隨著集成電路工藝的進步。處理器和傳感器模塊的功耗都很低。無線通信模塊可以處于發(fā)送、接收、空閑或睡眠狀態(tài)?？臻e狀態(tài)就是偵聽無線信道上的信息，但不發(fā)送或接收。睡眠狀態(tài)就是無線通信模塊處于不工作狀態(tài)。4-24.動態(tài)電源管理的工作原理是什么？當結(jié)點周圍沒有感興趣的事件發(fā)生時，部分模塊處于空閑狀態(tài)。應(yīng)該把這些

29、組件關(guān)掉或調(diào)到更低能耗的狀態(tài)（即休眠狀態(tài)）。從而節(jié)省能量。4-25.傳感器網(wǎng)絡(luò)的安全性需求包括哪些內(nèi)容？結(jié)點的安全保證、被動抵御入侵的能力、主動反擊入侵的能力。4-26.什么是傳感器網(wǎng)絡(luò)的信息安全？信息安全就是要保證網(wǎng)絡(luò)中傳輸信息的安余性時于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)而不,共體的信息安全篇求內(nèi)容包括如下：數(shù)據(jù)的機密性保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)傳輸?shù)男畔⒉槐环欠ǜ`聽.數(shù)據(jù)鑒別保證用戶收到的信息來自己方結(jié)點而非入侵結(jié)點.數(shù)據(jù)的完整性保讓數(shù)樹在傳輸過程中沒有被惡意其改口數(shù)據(jù)的實效性一保證數(shù)據(jù)在時敬范圍內(nèi)被傳檢埼用戶.4-27.簡述在傳感器網(wǎng)絡(luò)中實施Wormhole攻擊的原理過程Wmmho上攻擊這種攻擊通常需超兩個惡意結(jié)點相百申通,合謀進行攻擊.如圖4.14所示，在通常情況下一個惡意結(jié)點位于酊成（即簇頭結(jié)點）附近，另一個惡意結(jié)點離垃徐較遠.較遠的那個結(jié)點聲稱自己和sink附近的結(jié)點可以建立低時延和高帶寬的路.從而吸”I同困結(jié)點招