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沈阳理工大学无线传感器网络开卷考试试题 1什么是无线传感器网络 无线传感器网络(Wireless Sensor Networks, WSN)是一种分布式传感网络，它的末梢是可以感知和检查外部世界的传感器。WSN中的传感器通过无线方式通信，因此网络设置灵活，设备位置可以随时更改，还可以跟互联网进行有线或无线方式的连接。通过无线通信方式形成的一个多跳自组织网络。 2图示说明WSN的系统架构 3 WSN的终端探测结点由哪些部分组成？这些模块的功能 答：由传感模块、计算模块、通信模块、存储模块、电源模块和嵌入式软件系统组成。这里传感模块负责探测目标的物理特征和现象，计算模块负责处理数据和系统管理，存贮模块负责存放程序和数据，通信模块负责网络管理信息和探测数据两种信息的发送和接收。另外，电源模块负责节点供电，节点由嵌入式软件系统支撑，运行网络的五层协议。 4 WSN节点的使用限制因素有哪些 限制条件： 电源能量有限，通讯能 力有限，计算 存储能力有限。 5分析WSN网络结构结点消耗电源能量的特征 6讨论WSN在实际生活中有哪些潜在的应用 山体滑坡检测 停车场空位检测 7WSN的通信介质有哪些？它们各有什么特点？ 答：无线通信的介质包括电磁波和声波。电磁波是最主要的无线通信介质，而声波一般仅用于水下的无线通信。根据波长的不同，电磁波分为无线电波、微波、红外线、毫米波和光波等，其中无线电波在无线网络中使用最广泛。无线电波是容易产生，可以传播很远，可以穿过建筑物，因而被广泛地用于室内或室外的无线通信。无线电波是全方向传播信号的，它能向任意方向发送无线信号，所以发射方和接收方的装置在位置上不必要求很精确的对准。无线电波易受发动机和其它电子设备的干扰。 8在设计WSN物理层时，需要着重考虑哪些问题？ 9当前WSN的无线通信主要选择哪些频段？ 各种射频规范中常见的有三种定义3KHz~ 300GHz , 9KHz~ 300GHz , 10KHz~ 300GHz 10设计基于竞争MAC协议的基本思想是什么？ 答：基于竞争的MAC协议采用按需使用信道的方式，它的基本思想是当节点需要发送数据时，通过竞争方式使用无线信道，如果发送的数据产生了碰撞，就按照某种策略重发数据，直到数据发送成功或放弃发送。 11试写（画）出CSMA/CA的基本访问机制，并说明随机退避时间的计算方法。 答：所谓的CSMA/CA机制是指在信号传输之前，发射机先侦听介质中是否有同信 道载波，若不存在，意味着信道空闲，将直接进入数据传输状态；若存在载波，则在随 机退避一段时间后重新检测信道。这种介质访问控制层的方案简化了实现自组织网络应用的过程。随机退避时间按下面公式进行计算： 退避时间=Random()×aSlottime 其中，Random()是在竞争窗口[0，CW]内均匀分布的伪随机整数；CW是整数随机数， 它的数值位于标准规定的aCWmin和aCWmax之间；aSlottime是一个时槽时间，包括发射启动时间、介质传播时延、检测信道的响应时间等。 12无限传感器网络的路由协议具有哪些特点？ 答： （1）能量优先（2）基于局部拓扑信息（3）以数据为中心（4）应用相关 13WSN路由协议LEACH的工作原理 Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy（LEACH）是传感器网络的第一个分簇路由协议，它将节点划分到不同的集群中，每一个集群都有一个叫做簇头的具有额外特权的专门节点，它负责创建和控制TDMA（Time Division Multiple Access）时间表，并将从各节点收到的数据融合后通过CDMA（Code Division Multiple Access）发送给汇聚节点。集群内的剩余的节点都是该簇头的成员节点。