14、下面不属于无线通信信道的是( A )。
A.光纤 B.自由空间信道 C.加性噪声信道 D.多径信道 15、下面哪些MAC层协议是竞争型协议(A B D)。
A.SMAC协议 B.TMAC协议 C.SMACS协议 D.PMAC协议 16、下面那些MAC层协议是分配型MAC协议( B D )。
A.SMAC协议 B.SMACS协议 C.DMAC协议 D.TRAMA协议 17、下面哪些协议是以数据为中心的路由协议( A )。
A.DD协议 B.GAF协议 C.TTDD协议 D.SPEED协议 18、下面哪些协议不是地理位置信息路由协议( B C D)。
A.GPSR协议 B.TTDD协议 C.GAF协议 D.GEAR协议 19、下列哪一项是超高频RFID系统的工作频率范围?( C )
A、<150KHz B、433.92MHz 和860~960MHz C、13.56MHz D、2.45~5.8GHz
20、ISO18000-3ISO14443和ISO15693这三项通信协议针对的是哪一类RFID系统?( B ) A、低频系统 B、高频系统 C、超高频系统 D、微波系统
21、( B )是电子标签的一个重要组成部分,它主要负责存储标签内部信息,还负责对标签接收到的信号以及发送出去的信号做一些必要的处理。
A、天线 B、电子标签芯片 C、射频接口 D、读写模块
22、电子标签正常工作所需要的能量全部是由阅读器供给的这一类电子标签称为 B )。 A、有源标签 B、无源标签 C、半有源标签 D、半无源标签 23、RFID卡( C )可分为:主动式标签(TTF)和被动式标签(RTF)。 A、按供电方式分 B、按工作频率分 C、按通信方式分 D、按标签芯片分 24、下列物联网相关标准中那一个由中国提出的。(C )
A、 IEEE802.15.4a B、IEEE802.15.4b C、IEEE802.15.4c D、IEEE802.15.4n 25、数据采集和感知用于采集物理世界中发生的物理事件和数据,主要( ABCD )。 A、传感器 B、RFID C、二维码 D、多媒体信息采集
26、RFID标签的分类按标签芯片分( ABD )。 A、只读(R/O)标签 B、CPU标签
C、被动式标签(RTF)
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D、读写(R/W)标签
27、移动通信系统包括(ABCD )。
A. 无绳电话 B. 无线寻呼 C. 陆地蜂窝移动通信 D. 卫星移动通信 28、GSM系统中信道的频率间隔是(B )。 A.1.23MHz B. 200kHz C. 400kHz D. 100kHz
29、移动通信中电波的传播方式主要有( ABC )。
A. 直射波 B. 反射波 C.地表面波 D. 水平面波 30、 RFID属于物联网的哪个层( A )
A感知层 B网络层 C业务层 D应用层
四、简述题:
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、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。
3、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。
4、无线传感器网络的路由协议有哪些类型?路由协议的设计要求?
由协议主要分为四类:基于聚簇的路由协议、以数据为中心路由协议、基于地理位置路由协议和能量感知路由协议。现有的无线传感器网络路由协议设计以节能、延长网络生命周期为主要目的。
(1)QoS 路由。目前传感器网络路由协议的研究重点主要集中在能量效率上, 而在未来的研究中可能还需
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要解决由视频和成像传感器以及实时应用引起的QoS 问题。
(2)支持移动性。目前的WSNs 路由协议对网络的拓扑感知能力和移动性的支持比较差,如何在控制协议开销的前提下,支持快速拓扑感知是一个重要挑战。
(3)安全路由。由于WSNs 的固有特性,其路由协议极易受到安全威胁, 是网络攻击的主要目标, 设计简单、有效、适用于WSNs 的安全机制是今后努力的方向。
(4)有效功耗。WSNs 中数据通信最为耗能,今后尽量通过使用数据融合技术、数据传输中采用过滤机制来减少通信量,并通过让各节点平均消耗能量来保持通信量的负载均衡。
(5)容错性。由于WSNs 节点容易发生故障,应尽量利用节点易获得的网络信息计算路由, 以确保在路由出现故障时能够尽快得到恢复,可采用多路径传输来提高数据传输的可靠性。 5、无线传感器网络的路由协议具有哪些特点?
(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 6、什么是数据融合技术,它在传感器网络中的作用是什么?
数据融合是一种多源信息处理技术,它通过对来自同一目标的多源数据进行优化合成,获得比单一信息源更精确、完整的估计或判决。在传感器网络中的作用在于:节省整个网络的能量,增强所收集数据的准确性,提高数据收集效率。
7、 描述TDoA测距机制的工作原理。
节点同时发射两种不同传播速度的无线信号,接收节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,计算两个节点之间的距离。假设发射节点同时发射无线射频信号和超声波信号,接收节点记录下这两种信号的到达时间为T1、T2,无线射频信号和超声波信号的传播速度分别为c1、c2, 那么两点之间的距离为(T2-T1)*S,其中S=c1*c2/(c1-c2)。
8、RFID系统主要由哪几部分组成?RFID工作原理是什么。 (1)电子标签、读写器、RFID中间件、应用系统
(2)标签进入磁场后,如果接收到阅读器发出的特殊射频信号,就能凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息(即Passive Tag,无源标签或被动标签),或者主动发送某一频率的信号(即Active Tag,有源标签或主动标签),阅读器读取信息并解码后,送至中央信息系统进行有关数据处理。 9、简述与条形码相比RFID技术具有的优点 (1)可识别单个非常具体的物体。 (2)采用无线电射频,可以隔箱扫描
(3)可以同时对多个物体进行读识,可以整箱扫描。 (4)存储信息量大 可以重复擦写。 (5)易于构成网络应用环境
10、什么是EPC,EPC编码有何特点,简述EPC的好处
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(1)EPC的全称是Electronic Product Code,中文称为产品电子代码。EPC的载体是RFID电子标签,并借助互联网来实现信息的传递。EPC旨在为每一件单品建立全球的、开放的标识标准,实现全球范围内对单件产品的跟踪与追溯,从而有效提高供应链管理水平、降低物流成本。EPC是一个完整的、复杂的、综合的系统。 (2)编码容量大、兼容性强、应用广泛、具有合理性、国际性
(3)EPC电子标签技术,可以实现数字化库房管理;并配合使用EPC编码,使得库存货品真正实现网络化管理。
11、简述ZigBee与IEEE802.15.4标准的联系与区别。
答: IEEE802.15.4协议是国际无线电委员会定义的底层通信协议,而ZIGBEE是在底层协议的基础上,增加了一些应用层,网络层应用信息,起到了扩充细化IEEE802.15.4协议的作用!
ZigBee建立在802.15.4标准之上,它确定了可以在不同制造商之间共享的应用纲要。IEEE802.15.4是IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineer, 电子电机学会)确定的低速率,无线个域网(personal area network)标准。这个标准定义了“实体层”(physical layer)和“介质访问层”(medium access layer)。 实体层(PHY)规范确定了在2.4G赫兹以250kbps的基准传输率工作的低功耗展频无线电。(另有一些以更低数据传播率工作的915兆赫兹和868兆赫兹的实体层规范, 但它们不太流行)。
介质访问层(MAC)规范定义了在同一区域工作的多个802.15.4无线电信号如何共享空中通道。 介质存取层支持几种架构,包括星状拓扑结构(一个节点作为网络协调点,类似于802.11的接入点),树状拓扑结构(一些节点依次经过另一些节点才到达网络协调点),和网状拓扑结构(无须主协调点,各个节点之间分享路由职责)。
但是仅仅定义实体层和介质访问层并不足以保证不同的设备之间可以对话。于是便有了ZigBee联盟。ZigBee从802.15.4标准开始着手,目前正在定义允许不同厂商制造的设备相互对话的应用纲要。 例如,ZigBee“灯纲要”会确定相关的所有协议,因此你从A公司买的ZigBee灯开关会和B公司的灯正常工作。 12、竞争型、分配型和混合型MAC协议各有什么特点?基于竞争的MAC协
多数分布式MAC协议采用载波侦听或冲突避免机制并采用附加的信令控制消息来处理隐藏和暴露节点问题。基于竞争随机访问的MAC协议是节点需要发送数据时,通过竞争方式使用无线信道。IEEE802.11 MAC协议采用带冲突避免的载波侦听多路访问(Carrier SensorMultiple Access with Collision Avoidance,CSMA/CA)是典型的基于竞争MAC协议。在IEEES02.11 MAC协议的基础上,研究人员提出了许多用于传感器\传感器网络的基于竞争的MAC协议,例如:S-MAC协议、T-MAC协议、ARC-MAC协议、Sift-MAC协议、Wise-MAC协议等。
分配型MAC协议
在竞争型MAC协议中,随着网络通信流量的增加,控制包和数据包发生冲突的可能性都会增加,降低了网络的带宽利用率,同时数据信息的重传也会降低能量效率。分配型MAC协议通常采用TDMA(时分多址)、CDMA(码
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分多址)、FDMA(频分多址)等技术将一个物理信道分为多个子信道,并将子信道静态或动态地分配给需要通信的节点,避免冲突。基于分配式的无线传感器网络MAC协议具有如下优点无冲突。比较有代表协议有SMACS、TRAMA、DMAC协议。 竞争型MAC协议
能很好地适应网络规模和网络数据流量的变化,能灵活地适应网络拓扑的变化,无需精确的时钟同步机制,比较容易实现;但是由于冲突重传、空闲监听、串扰等引起能量损耗,存在能量效率不高的缺点。分配型MAC协议将信道资源按时隙、码型或频段分为多个子信道,各子信道之间无冲突,互不干扰。数据包在传输过程中不存在冲突重传,所以能量效率较高。但是分配型MAC协议节点在网络中形成簇,不能灵活地适应网络拓扑结构变化。因此,研究人员提出了混合型MAC协议。比较有代表性的混合型MAC协议:ZMAC协议。 13、无线传感器网络的网络拓扑结构有哪几种形式?并说明每一种拓扑结构的特点。 14、简述目前主流的近距离无线通信技术。
EnOcean无线通信标准被采纳为国际标准“ISO/IEC 14543-3-10”,这也是世界上唯一使用能量采集技术的无线国际标准。EnOcean能量采集模块能够采集周围环境产生的能量,从光、热、电波、振 动、人体动作等获得微弱电力。这些能量经过处理以后,用来供给EnOcean超低功耗的无线通讯模块,实现真正的无数据线,无电源线,无电池的通讯系统。 EnOcean无线标准ISO/IEC14543-3-10使用868MHz,902MHz,928MHz和315MHz频段,传输距离在室外是300 米,室内为30米。
Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。是一种便宜的,低功耗的近距离无线组网通讯技术。Zigbee使用频段为2.4G,868MHz以及915MHz。在不使用功率放大器的前提下,Zigbee的有效传输范围为10-75m。
Z-Wave是由丹麦公司Zensys所主导的无线组网规格, Z-Wave是一种新兴的基于射频的、低成本、低功耗、高可靠、适于网络的短距离无线通信技术。工作频带为908.42MHz,868.42MHz信号的有效覆盖范围在室内是30m,室外可超过100m,适合于窄带宽应用场合。Z-Wave技术也是低功耗和低成本的技术,有力地推动着低速率无线个人区域网。
蓝牙技术主要分为BT3.0+HS和4.0版本中加入的Wibree标准也就是Bluetooth Low Energy(BLE)。在轻家居领域,主要讨论BLE部分。低功耗蓝牙(BLE)技术是低成本,短距离,可互操作的鲁棒性无线技术,工作在2.4G频段。BLE采用可变连接时间间隔,几毫秒到几秒,利用快速的连接方式,平时可以处于“非连接”状态节省能源,此时链路两端相互间只是知晓对方,只有在必要时才开启链路,然后在尽可能短的时间内关闭链路,因此拥有极低的运行和待机功耗。
15、简述目前主流广域网无线通信技术。
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微波中距通信:微波中继通信是实现远距离通信,一般说来,通信距离往往长达数千米甚至上万米,或环绕地球曲面,由于地球曲面的影响以及空间传输的损耗,每隔50公里左右,就需要设置中继站,将电波放大转发而延伸。这种通信方式,也称为微波中继通信或称微波接力通信。微波是一种频率极高的,波长很短的电磁波。微波的所谓“微”是指其波长比普通无线电波波长更微小。微波对应频率大约为300MHz~3000GHz,波长范围大约在1m~0.1mm之间
卫星通信:卫星通信简单地说就是地球上(包括地面和低层大气中)的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是:通信范围大;只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内,从任何两点之间都可进行通信;不易受陆地灾害的影响(可靠性高);只要设置地球站电路即可开通(开通电路迅速);同时可在多处接收,能经济地实现广播、多址通信(多址特点);电路设置非常灵活,可随时分散过于集中的话务量;同一信道可用于不同方向或不同区间(多址联接)。
长波通信:长波通信(long-wave communication)是利用波长长于1000米(频率低于300KHz)的电磁波进行的无线电通信,亦称低频通信。它可细分为在长波(波长10一1000米),甚长波(100km一10km),超长波(10000km一1000km)和极长波(1~10万公里)波段的通信。
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