超声波传感器的基本原理是什么？超声波探头有哪几种结构形式？

(1)【◆题库问题◆】：[问答题,简答题] 超声波传感器的基本原理是什么？超声波探头有哪几种结构形式？

【◆参考答案◆】：超声波传感器是利用超声波的特性研制而成的传感器。超声波振动频率高于可听声波。由换能晶片在电压的激励下，发生振动能产生超声波。超声波对液体、固体的穿透能力强，在不透明的固体中它可穿透几十米的深度。超声波碰到杂质或分界面，会发生显著反射，形成反射成回波碰到活动物体能产生多普勒效应。超声波探头主要由压电晶片组成，既可以发射超声波也可以接收超声波。小功率超声探头多用来探测。它有许多不同的结构，可分直探头、斜探头、表面波探头、兰姆波探头、双探头等。

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(2)【◆题库问题◆】：[问答题,简答题] 在传感器网络中，为什么要对网络进行拓扑结构控制与优化。

【◆参考答案◆】：在传感器网络中，网络的拓扑结构控制与优化有着十分重要的意义，主要表现在以下几个方面：（1）影响整个网络的生存时间。传感器网络的节点一般采用电池供电，节省能量是网络设计主要考虑的问题之一。拓扑控制的一个重要目标就是在保证网络连通性和覆盖度的情况下，尽量合理高效地使用网络能量，延长整个网络的生存时间。（2）减小节点间通信干扰，提高网络通信效率。传感器网络中节点通常密集部署，如果每个节点都以大功率进行通信，会加剧节点之间的干扰，降低通信效率，并造成节点能量的浪费。另一方面，如果选择太小的发射功率，会影响网络的连通性。所以，拓扑控制中的功率控制技术是解决这个矛盾的重要途径之一。（3）为路由协议提供基础。在传感器网络中，只有活动的节点才能够进行数据转发，而拓扑控制可以确定由哪些节点作为转发节点，同时确定节点之间的邻居关系。（4）影响数据融合。传感器网络中的数据融合指传感器节点将采集的数据发送给骨干节点，骨干节点进行数据融合，并把融合结果发送给数据收集节点。而骨干节点的选择是拓扑控制的一项重要内容。（5）弥补节点失效的影响。传感器节点可能部署在恶劣环境中，在军事应用中甚至部署在敌方区域中，所以很容易受到破坏而失效。这就要求网络拓扑结构具有鲁棒性以适应这种情况。

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(3)【◆题库问题◆】：[单选] 以下关于汇聚节点的描述中，错误的是（）。
A．汇聚节点的处理能力、存储能力和通信能力相对较强
B．连接传感器网络与互联网等外部网络，实现两种通信协议之间的转换
C．将收集到的数据转发到外部网络，发布管理节点的监测任务
D．汇聚节点是没有监测功能仅带有无线通信接口的特殊网关设备

【◆参考答案◆】：D

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(4)【◆题库问题◆】：[单选] 以下关于互联网对物联网发展影响的描述中，错误的是（）。
A．物联网就是下一代的互联网
B．强烈的社会需求也为物理世界与信息时间的融合提供了原动力
C．物联网向感知设备的多样化、网络多样化与感控结合多样化的方向发展
D．物联网使传统上分离的物理世界与信息世界实现了互联与融合

【◆参考答案◆】：A

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(5)【◆题库问题◆】：[单选] 以下关于被动式RFID标签工作原理的描述中，错误的是（）。
A．被动式RFID标签也叫做"无源RFID标签"
B．当无源RFID标签接近读写器时，标签处于读写器天线辐射形成的远场范围内
C．RFID标签天线通过电磁感应产生感应电流，感应电流驱动RFID芯片电路
D．芯片电路通过RFID标签天线将存储在标签中的标识信息发送给读写器

【◆参考答案◆】：B

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(6)【◆题库问题◆】：[单选] 出租车智能调度系统提供的功能不包括（）。
A．预付费功能
B．付费及电子账单功能
C．失物请求和失物招领
D．自动寻路功能

【◆参考答案◆】：D

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(7)【◆题库问题◆】：[单选] 智慧城市为城市管理部门提供高效的城市管理手段，为企业提供优质服务和广阔的创新空间，为市民提供更好的（）。
A．生活品质
B．舒适环境
C．便捷交通
D．就业环境

【◆参考答案◆】：A

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(8)【◆题库问题◆】：[问答题,简答题] 解释“数字物理系统概念”，阐述数字物理系统和物联网的关系。

【◆参考答案◆】：数字物理系统（Cyber-PhysicalSystems，CPS）是计算机驱动的数字世界和物理世界交互的网络系统，该系统通过传感器和执行器将数字系统连接到物理世界，具有关键的监视和控制功能，业界常把这种连接物理系统的网络成为物联网。对照国际电信联盟有关物联网的定义以及PCAST咨询报告有关CPS定义，我们认为CPS是物联网的专业称呼，侧重于物联网内部的技术内涵；而物联网是CPS的通俗称呼，侧重于CPS在日常生活中的应用。从专业角度看，CPS提供了物联网研究和开发所需要的理论和技术内涵；从应用角度看，物联网提供了CPS未来应用的一个直观画面，更加适合于普及CPS方面的科学知识。物联网的研究和开发应该从CPS入手和深入，而CPS技术和产品的普及和应用可以从物联网角度介绍和举例。

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(9)【◆题库问题◆】：[单选] 根据被测量的类型，传感器可以分为几种（）。
A．A.2B.3C.4

【◆参考答案◆】：B

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(10)【◆题库问题◆】：[多选] UWB的关键技术是（）。
A．A.脉冲信号的产生B.信号的调制C.信号的接收

【◆参考答案◆】：A, B, C