答案2014-2015-1物联网技术导论试卷A

2014-2015学年第1学期 2014物联网工程专业

物联网技术导论试卷（A）卷

一、填空（每题1分，共20分）

1．人、物或者物理世界 2． 感知识别层、综合应用层 3．空、译码

4．射频信号，自动识别 5．功耗、价格、体积 6．叠加、冲突或碰撞 7．高频、超高频、超高频 8．IP地址、端口号

9．地理位置（空间坐标）、处在该位置的时刻（时间坐标） 10．GPS， GLONASS，伽利略、北斗 11．802.11

12．横向智能化、互联规模化 13．信号强度衰减、多径传播

14．源用户的MAC地址；与接入点相连的路由器的MAC地址 15．网络应用、个人用户携带设备

16．TD-SCDMA3G、W-CDMA、CDMA2000、TD-LTE、FDD-LTE 17．海量性、多态性

18．网络附加存储、存储区域网络 19．缆线系统、可靠性分级 20．隐私方针、数据混淆

二、单项选择题(每个2分，共20分)

ABCAC CCABA

１

三、简答题（每个3分，共30分）

1．物联网的四层体系结构模型

答：根据信息生成、传输、处理和应用的原则，将物联网分为感知识别层、网络构建

层、管理服务层和综合应用层 2．RFID标签冲突

答：多个标签同时处于阅读器识别范围之内或多个标签同时向阅读器发送标志信号

时，信号将产生叠加而导致阅读器不能正常解析标签发送的信号，将发生标签信号冲突。解决冲突问题的方法被称为防冲突算法。 3．无线传感网

答：传感网是网络化催生的全新的传感器应用模式。无线传感网是由部署在监测区域

的大量微型、低成本、低功耗的传感器节点组成的多跳无线网络，用于长期、实时、自动化的环境监测。 4．摩尔定律

答：计算机硬件的发展通常遵循摩尔定律：集成电路上可容纳的晶体管数量，约每隔18个月增加一倍，性能也将提升一倍。 5．蓝牙和Wi-Fi区别

答：Wi-Fi的定位目标是为了取代网络应用中的有线设备，能够真正的实现从有线到无线的转变。蓝牙主要是为了替换一些个人用户携带设备的有线，如耳机，键盘等。 6．数据中心

答：数据中心是一整套复杂的设施。它不仅仅包括计算机系统和其它与之配套的设备（例如通信和存储系统），还包含冗余的数据通信连接、环境控制设备、监控设备以及各种安全装置。 7．多径效应

答：多径效应（multipath effect）：指受障碍物反射，使得电磁波经不同路径传播后，

各分量场到达接收端时间不同，按各自相位相互叠加而造成干扰，使得原来的信号失真，或者产生错误。

２

? 原因：障碍物反射电磁波，反射波和原始波在接收端混叠 ? 室内障碍物众多，多径效应明显 8．数据收集协议（CTP）

答： 在初始化阶段，网络中的每个节点广播自己到汇聚节点的路径ETX，动态选择父

节点，使得自己到汇聚节点的路径ETX之和最小的路径。在每一个节点上只需要记录这条路径上的上一跳节点，即父节点。每一个节点的数据包将发送给父节点，最终通过多跳的方式收集到汇聚节点。

9．RFID系统下拒绝服务攻击(Denial-of-service attack, DoS) 答： 通过不完整的交互请求消耗系统资源，如： ? 产生标签冲突，影响正常读取 ? 发起认证消息，消耗系统计算资源 对标签的DoS

? 消耗有限的标签内部状态，使之无法被正常识别 10． K匿名

答：基本思想：让K个用户的位置信息不可分辨 两种方式

空间上：扩大位置信息的覆盖范围 时间上：延迟位置信息的发布

四、分析题（每题6分，共18分）

1．分析ZigBee网络层采用距离矢量路由协议（AODV）的工作过程 答：ZigBee网络层采用距离矢量路由协议（AODV）

? ?

源节点广播一个路由请求给它的所有邻居

邻居节点在收到消息后，再广播收到的消息给它们的邻居，如此直到消息到达目的节点。 ? ?

当目的节点收到路由请求消息以后，目的节点返回一个路由回复给源节点。 回复不再以广播方式发送到源节点，而是沿着路由请求数据包从源节点到目的节点的路径，这样源节点就可以按照这条路径发送消息到目的节点了。

３

2．分析无线传感器节点的发展并没有像摩尔定律预测的速度发展的原因 答：

?

功耗的制约：无线传感节点一般被部署在野外，不能通过有线供电。其硬件设计必须以节能为重要设计目标。 ?

价格的制约：无线传感节点一般需要大量组网，以完成特定的功能。其硬件设计必须以廉价为重要设计目标。 ?

体积的制约：无线传感节点一般需要容易携带，易于部署。其硬件设计必须以微型化为重要设计目标。

3．为了实施大规模长期部署，简述传感器的设计需求。 答：1）低成本与微型化。

? 低成本的节点才能被大规模部署，微型化的节点才能使部署更加容易 。

? 节点的软件设计也需要满足微型化的需求 。例如TelosB节点的内存大小只有

4KB，程序存储的空间只有10KB。因此，节点程序的设计必须节约计算资源，避免超出节点的硬件能力。 2）低功耗:

? 在硬件设计上采用低功耗芯片,例如,TelosB节点使用的微处理器，在正常工作状

态下功率为3mW，而一般的计算机的功率为200到300W。

? 软件节能策略来实现节能.软件节能策略的核心就是尽量使节点在不需要工作的

时候进入低功耗模式，仅在需要工作的时候进入正常状态。 3）灵活性与扩展性

? 传感器节点被用于各种不同的应用中，因此节点硬件和软件的设计必须具有灵活

性和扩展性。

? 节点的硬件设计需满足一定的标准接口，例如节点和传感板的接口统一有利于给

节点安装上不同功能的传感器 。

? 软件的设计必须是可剪裁的，能够根据不同应用的需求，安装不同功能的软件模

块。 4）鲁棒性

? 鲁棒性是实现传感器网络长时间部署的重要保障

? 对于普通的计算机，一旦系统崩溃了，人们可以采用重启的方法恢复系统，而传

感器节点则不行 ，就整个网络而言，可以适当增加冗余性，增加整体系统的鲁棒性。

五、实际应用题（12分）

结合所学物联网技术导论课程的知识，根据你感兴趣的领域，请提出你设计的物联网系统概要设计。要求：（1）说明该系统的意义（2）需要的传感器、采用组网技术（3）系统功能、应用方案（4）尽量用简洁的语言或图表清楚表达你的设计思。

４

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