无线传感器网络原理及方法复习题.doc

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1、1.简述无线网络介质访问控制方法CSMA/CA的工作原理CSMA/CA机制:当某个站点（源站点）有数据帧要发送时，检测信道。若信道空闲，且在DIFS时间内一直空闲，则发送这个数据帧。发送结束后，源站点等待接收ACK确认帧。如果目的站点接收到正确的数据帧，还需要等待SIFS时间，然后向源站点发送ACK确认帧。若源站点在规定的时间内接收到ACK确认帧，则说明没有发生冲突，这一帧发送成功。否则执行退避算法。2.802.11无线LAN提供的服务有哪些？•802.11规定每个遵从该标准的无线局域网必须提供9种服务，这些服务分为两类，5种分布式服务和4种站服务。分布式服务涉及到对单元（cell

2、）的成员关系的管理，并且会与其它单元中的站点进行交互。由AP提供的5种服务将移动节点与AP关联起来，或者将它们与AP解除关联。•⑴建立关联：当移动站点进入一个新的单元后，立即通告它的身份与能力。能力包括支持的数据速率、需要PCF服务和功率管理需求等。AP可以接受或拒绝移动站点的加入。如果移动站点被接受，它必须证明它自己的身份。•⑵解除关联。无论是AP还是站点都可以主动解除关联，从而中止它们之间的关系•⑶重建关联。站点可以使用该服务来改变它的首选AP。•⑷分发。该服务决定如何将发送到AP的帧发送出去。如果目的站在同一个AP下，帧可以被直接发送出去，否则必须通过有线网络转发。•⑸集成。

3、如果一个帧需要通过一个非802.11网络（具有不同的编址方案或帧格式）传输，该服务可将802.11格式转换成目的网络要求的格式站服务4种站服务用于管理单元内的活动。•⑴身份认证。当移动站点与AP建立了关联后，AP会向移动站点发送一个质询帧，看它是否知道以前分配给它的密钥；移动站点用自己所知道的密钥加密质询帧，然后发回给AP，就可以证明它是知道密钥的；如果AP检验正确，则该移动站点就会被正式加入到单元中。•⑵解除认证。一个以前经过认证的站想要离开网络时，需要解除认证。•⑶保密。处理加密和解密，加密算法为RC4。⑷数据传递。提供了一种数据传送和接收方法3.简述无线传感器网络系统工作过程

4、无线传感器网络(WSN)是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，目的是协作地采集、处理和传输网络覆盖地域内感知对象的监测信息，并报告给用户4.为什么无线传感器网络需要时间同步，简述RBS、TPSN时间同步算法工作原理？在分布式的无线传感器网络应用中，每个传感器节点都有自己的本地时钟。不同节点的晶体振荡器频率存在偏差，以及湿度和电磁波的干扰等都会造成网络节点之间的运行时间偏差，RBS同步协议的基本思想是多个节点接收同一个同步信号，然后多个收到同步信号的节点之间进行同步。这种同步算法消除了同步信号发送一方的时间不确定性。这种同步协议的缺点是协议开销大TPSN协议采

5、用层次型网络结构，首先将所有节点按照层次结构进行分级，然后每个节点与上一级的一个节点进行时间同步，最终所有节点都与根节点时间同步。1.为什么无线传感器网络需要节点定位，简述基于距离的定位算法三边测量算法、三角测量算法的工作原理？传感器节点的自身定位是传感器网络应用的基础。许多应用都要求网络节点预先知道自身的位置，并在通信和协作过程中利用位置信息完成应用要求。若没有位置信息，传感器节点所采集的数据几乎是没有应用价值的。所以，在无线传感器网络的应用中，节点的定位成为关键的问题。基于距离的定位算法：通过测量节点与信标节点间的实际距离或方位进行定位三边测量算法：已知A、B、C三个节点的坐标

6、，以及它们到节点D的距离，确定节点D的坐标三角测量算法：已知A、B、C三个节点的坐标，节点D相对于节点A、B、C的角度，确定节点D的坐标；2.无线传感器网络体系结构包括哪些部分，各部分的功能分别是什么？无线传感器网络体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层和能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。这些管理平台使得传感器节点能够按照能源高效的方式协同工作，在节点移动的传感器网络中转发数据，并支持多任务和资源共享。3.简述基于ZigBee无线传感器网络架构?说明节点设备类型的不同与功能？基于ZigBee无线传感器网络节点的核心部件采用Chipcon公司生产的2.4GHz

7、射频系统单芯片CC2430。该单芯片上整合了ZigBeeRF前端、内存和微控制器等。其结构框图如图所示。 ZigBee的逻辑设备按其功能可分为协调器、路由器和终端设备。协调器的作用在于启动网络初始化、组织网络节点和存储各节点信息。路由器设备的作用是管理每对节点的路由信息。终端设备相当于网络中的叶节点，可以是任意类型的物理设备。4.简述无线传感器应用的开发过程，系统仿真常用哪些软件平台？开发过程　　依据软件工程的思想，结合无线传感器网络及嵌入式系统开发的特征，总结在开发