(完整word版)无线传感器网络课后习题答案.doc

"无线传感器网络" 无线传感器网络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。其目的是协作地探测、处理和传输网络覆盖区域内感知对象的监测信息，并报告给用户。 无线传感器网络的系统架构主要包括传感模块、计算模块、通信模块、存储模块、电源模块和嵌入式软件系统。其中，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，存储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，电源模块负责结点供电，嵌入式软件系统负责支撑结点的运行。 无线传感器网络的体系结构包括网络通信协议、网络管理平台和应用支撑平台。其中，网络通信协议类似于传统 Internet 网络中的 TCP/IP 协议体系，由物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层组成。网络管理平台主要是对传感器结点自身的管理和用户对传感器网络的管理，包括拓扑控制、服务质量管理、能量管理、安全管理、移动管理、网络管理等。应用支撑平台建立在网络通信协议和网络管理技术的基础之上，包括一系列基于监测任务的应用层软件，通过应用服务接口和网络管理接口来为终端用户提供各种具体应用的支持。 无线传感器网络的结构有两种类型：平面结构和分级结构。平面结构的网络比较简单，所有结点的地位平等，所以又可以称为对等式结构。优点是源结点和目的结点之间一般存在多条路径，网络负荷由这些路径共同承担。但是，影响网络数据的传输速率，甚至造成网络崩溃，整个系统宏观上会损耗巨大能量，扩充性差，需要大量控制消息。分级结构的网络被划分为多个簇，每个簇由一个簇头和多个簇成员组成。这些簇头形成了高一级的网络。簇头结点负责簇间数据的转发，簇成员只负责数据的采集。优点是大大减少了网络中路由控制信息的数量，具有很好的可扩充性。但是，簇头的能量消耗较大，很难进入休眠状态。 无线传感器网络在实际生活中有很多潜在的应用，例如智能家具系统、智能医疗、智能交通等。例如，在智能家具系统中，将传感器嵌入家具和家电中，使其与执行单元组成无线网络，与因特网连接在一起。在智能医疗中，将传感器嵌入医疗设备中，使其能接入因特网，将患者数据传送至医生终端。 传感器是一种可以探测对象的物理特征和现象的设备。它由多个组成部分组成，包括传感模块、计算模块、通信模块、存储模块和电源模块等。每个部分的功能都是独特的，例如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等。 集成传感器的特点是体积小、重量轻、功能强、性能好。它可以应用于各种领域，例如智能家具、智能医疗、智能交通等。 传感器的一般特性包括灵敏度、响应特性、线性范围、稳定性、重复性、漂移、精度、分辨（力）、迟滟等。这些特性都是评估传感器性能的重要指标。 在进行传感器的正确选型时，需要考虑多个因素，例如测量对象与环境、灵敏度、频率响应特性、线性范围、稳定性、精度等。选择合适的传感器可以确保测量结果的准确性和可靠性。 磁阻传感器可以探测运动车辆的运动速度、磁迹、车辆出现和运动方向等。它通过探测磁场的变化来获得这些信息，然后将信号处理并转换成需要的参数值。 无线网络通信系统需要进行调制和解调，以确保信号的传输质量和可靠性。调制技术可以将基带信号转换成高频载波，使其随着基带信号幅度的变化而变化。解调是将基带信号从载波中提取出来以便预定的接收者（信宿）处理和理解的过程。调制方法有多种，例如幅度调制、频率调制等。