无线传感器网络与RFID专业技术复习题.docx

### 无线传感器网络与RFID专业技术知识点解析 #### 一、无线传感器网络基本概念与关键技术 **1. 传感器网络的三个基本要素** - **传感器**：用于收集环境或设备的信息。 - **感知对象**：被检测的对象或环境。 - **观察者（用户）**：使用传感器网络获取数据的实体。 **2. 无线通信物理层的主要技术** - **介质的选择**：选择合适的传播介质，如空气、光纤等。 - **频段的选择**：确定适合特定应用场景的无线频段。 - **调制技术**：将信息编码到载波信号上。 - **扩频技术**：通过扩展信号带宽来提高通信质量。 **3. 无线传感器网络的特点** - **大规模网络**：包含成千上万个节点。 - **自组织网络**：网络能够自动配置和维护。 - **可靠的网络**：即使部分节点失效，网络仍能正常运行。 - **以数据为中心的网络**：关注于数据而非特定节点。 - **应用相关的网络**：根据具体应用场景进行设计。 **4. 无线传感器网络的关键技术** - **网络拓扑控制**：调整网络结构以优化性能。 - **网络协议**：确保数据的有效传输。 - **时间同步**：保持网络内部时间的一致性。 - **定位技术**：确定网络中节点的位置。 - **数据融合及管理**：处理和整合来自多个节点的数据。 - **网络安全**：保护网络不受攻击。 - **应用层技术**：面向特定应用的服务和技术。 **5. 传感器节点的组成** - **传感器模块**：采集数据。 - **处理器模块**：处理数据。 - **无线通信模块**：传输数据。 - **能量供应模块**：为节点供电。 **6. 无线传感器网络的组成模块** - **通信模块**：实现节点间的通信。 - **传感模块**：负责数据采集。 - **计算模块**：处理数据。 - **存储模块**：保存数据。 - **电源模块**：提供电力。 **7. 传感器网络的支撑技术** - **时间同步**：确保数据的时间一致性。 - **定位技术**：确定节点位置。 - **数据融合**：整合数据。 - **能量管理**：延长网络寿命。 - **安全机制**：保护网络免受攻击。 **8. 传感器节点通信模块的工作模式** - **发送**：向外发送数据。 - **接收**：接收外部数据。 - **空闲**：等待数据传输。 **9. 传感器节点的能耗** - 主要集中在**通信模块**。 **10. 当前广泛应用的通信协议** - **ZigBee**：低功耗、低成本。 - **IEEE802.15.4**：基础通信标准。 **11. ZigBee的网络拓扑结构** - **星型(Star)**：中心节点管理所有节点。 - **网状（Mesh）**：节点间相互连接。 - **簇树型（ClusterTree）**：分层次管理。 **12. 数据融合技术** - **特征级融合**：提取关键特征进行融合。 - **数据级融合**：直接合并原始数据。 - **决策级融合**：基于决策结果进行融合。 **13. 信道的概念** - **狭义信道**：信号传输的物理媒介。 - **有线信道**：如电缆。 - **无线信道**：无线电波。 - **广义信道**：包括传输媒介和转换器。 - **模拟信道**：传输模拟信号。 - **数字信道**：传输数字信号。 **14. 可选频段** - **868MHz**：欧洲。 - **915MHz**：北美。 - **2.4GHz**：全球通用。 - **5.8GHz**：部分国家和地区。 **15. IEEE802.15.4标准** - 包括**物理层**和**MAC层**。 **16. 传感器网络中常用的测距方法** - **到达时间/到达时间差(ToA/TDoA)**：基于信号到达时间。 - **接收信号强度指示(RSSI)**：利用信号强度。 - **到达角(AoA)**：测量信号入射方向。 **17. 无线传感器网络的协议栈** - **物理层**：定义传输介质和信号。 - **数据链路层**：处理数据传输错误。 - **网络层**：路由选择。 - **传输层**：确保端到端可靠传输。 - **应用层**：提供应用程序接口。 **18. 能量消耗状态** - 发送 > 接收 > 侦听 > 睡眠。 **19. 数据链路层的子层** - **逻辑链路子层(LLC)**：高层协议与MAC层之间的接口。 - **介质访问控制子层(MAC)**：控制节点如何访问介质。 **20. Zigbee的标准化情况** - **物理层**和**MAC层**采用IEEE802.15.4标准。 - **网络层**和**应用层**由Zigbee联盟制定。 **21. 时间同步方法** - 按照网络应用的深度： - **简单排序**：仅按时间顺序排列事件。 - **相对同步**：节点之间的时间相对一致。 - **绝对同步**：所有节点与一个参考时钟同步。 - 按照时间同步的参考时间： - **内同步**：基于网络内部节点。 - **外同步**：与外部时钟同步。 - 按照同步对象的范围： - **局部同步**：仅限于邻近节点。 - **全网同步**：覆盖整个网络。 **22. 物理层帧结构** - **同步头**：标识帧的开始。 - **物理帧头**：包含帧的相关信息。 - **PHY负载**：实际数据。 **23. MAC层帧形式** - **信标帧**：广播网络信息。 - **数据帧**：传输数据。 - **确认帧**：确认数据接收。 - **命令帧**：发送控制指令。 **24. 典型的时间同步协议** - **DMTS协议**：基于距离和时间差。 - **RBS协议**：使用广播信号同步。 - **TPSN协议**：通过递归算法实现全网同步。 **25. 数据融合策略** - **应用层数据融合**：在网络边缘处理数据。 - **路由层数据融合**：在网络路由过程中整合数据。 - **独立的数据融合协议层**：专门处理数据融合问题。 **26. 定位技术** - **多边定位/三边定位**：通过测量距离或距离差。 - **接收信号角度定位**：基于信号到达角度。 **27. Zigbee网络的分层** - **物理层**：定义物理特性。 - **MAC层**：介质访问控制。 - **网络层**：网络管理。 - **应用层**：面向用户的接口。 #### 二、RFID技术基础与应用 **1. RFID系统的分类** - 根据**供电方式**：有源标签、无源标签、半有源标签。 - 根据**工作频率**：低频标签、高频标签、超高频标签、微波标签。 **2. RFID系统的组成** - **读写器**：读取或写入标签信息。 - **标签**：存储信息。 - **高层应用系统**：处理读写器数据。 **3. ISO标准体系** - **ISO14443**：近距离非接触式识别。 - **ISO15693**：中距离非接触式识别。 - **ISO18000**：远距离非接触式识别。 **4. EPCGlobal体系架构** - **EPC物理对象交换标准**：定义EPC数据格式。 - **EPC基础设施标准**：规范基础设施建设。 - **EPC数据对象交换标准**：数据交换规则。 **5. WIFI技术简介** - **全称**：Wireless Fidelity。 - **标准**：IEEE802.11b。 - **优点**：传输速度快，最高可达11Mbps。 **6. IEEE802.11标准** - 包括**物理层**和**媒体访问控制层**。 **7. 初始版本的物理层** - **调频序列扩频**：跳频技术。 - **直接序列扩频**：直序扩频技术。 - **红外物理层**：红外线通信。 **8. 网关的分类** - **协议网关**：转换不同协议。 - **应用网关**：处理应用层面的转换。 - **安全网关**：提供安全保障。 **9. 无线传感器网络网关** - 属于**协议网关**的一种，用于不同协议间的转换。 **10. RFID系统中的碰撞** - **多标签碰撞**：多个标签同时响应。 - **多读写器碰撞**：多个读写器同时操作同一标签。 通过以上详细解析，我们可以清晰地了解到无线传感器网络与RFID技术的基本概念、关键技术及其应用，这对于深入理解和掌握这些技术具有重要意义。