2025年大学（物联网工程）传感器网络技术综合测试卷及解析.doc

2025年大学（物联网工程）传感器网络技术综合测试卷及解析

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本大题共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。

1. 以下哪种传感器不是常见的物联网传感器类型？
A. 温度传感器
B. 压力传感器
C. 速度传感器
D. 气体传感器

2. 传感器网络的拓扑结构中，可靠性最高的是？
A. 星型拓扑
B. 树型拓扑
C. 网状拓扑
D. 总线型拓扑

3. 传感器节点的能量消耗主要集中在哪个部分？
A. 数据采集
B. 数据处理
C. 数据传输
D. 以上都是

4. 物联网传感器网络中，数据融合的主要目的不包括？
A. 提高数据准确性
B. 减少数据传输量
C. 增加数据冗余度
D. 提升系统效率

5. 以下关于ZigBee技术特点的描述，错误的是？
A. 低功耗
B. 低成本
C. 高传输速率
D. 自组网能力强

6. 传感器网络的MAC协议主要负责？
A. 数据链路层的介质访问控制
B. 网络层的路由选择
C. 传输层的端到端可靠传输
D. 应用层的数据处理

7. 以下哪种传感器适合用于监测环境中的光照强度？
A 红外传感器
B. 超声波传感器
C. 光照传感器
D. 加速度传感器

8. 物联网传感器网络的安全机制不包括？
A. 用户认证
B. 数据加密
C. 访问控制
D. 数据压缩

9. 传感器网络中，节点定位的方法不包括？
A. 基于距离的定位
B. 基于角度的定位
C. 基于时间的定位
D. 基于颜色的定位

10. 以下哪种无线通信技术适用于长距离、低功耗的物联网传感器网络？
A. Wi-Fi
B. Bluetooth
C. LoRa
D. ZigBee

第II卷（非选择题 共70分）

二、填空题（共20分）
答题要求：本大题共10个空，每空2分。请将正确答案填写在相应的横线上。

1. 物联网传感器网络由传感器节点、______和管理节点组成。
2. 传感器的主要性能指标包括精度、______、响应时间等。
3. 传感器网络的路由协议可分为______路由协议和层次路由协议。
4. 数据融合的方法主要有信息融合、______融合和决策融合。
5. 常见的传感器接口类型有模拟接口、______接口和网络接口。
6. 传感器网络的时间同步机制主要有基于发送者-接收者的时间同步、基于接收者-接收者的时间同步和______时间同步。
7. 物联网传感器网络的应用领域包括智能家居、______、环境监测等。

8. 传感器节点的硬件平台主要包括微控制器、______、传感器模块和通信模块。
9. 传感器网络的MAC协议可分为竞争型MAC协议和______MAC协议。
10. 传感器网络中，数据传输的方式主要有单跳传输和______传输。

三、简答题（共20分）
答题要求：本大题共4小题，每小题5分。请简要回答问题。

1. 简述传感器网络的特点。
2. 什么是传感器网络的数据融合？
3. 列举三种常见的传感器网络路由协议，并简要说明其特点。
4. 简述传感器节点的能量管理策略。

四、材料分析题（共15分）
答题要求：阅读以下材料，回答问题。

材料：在一个智能家居系统中，安装了多个传感器节点，用于监测室内的温度、湿度、光照强度等环境参数。这些传感器节点通过ZigBee无线通信技术将采集到的数据发送到协调器，协调器再将数据上传到云端服务器进行处理和存储。用户可以通过手机APP远程查看和控制智能家居设备。

1. 请分析该智能家居系统中传感器网络的拓扑结构，并说明其优点。（5分）
2. 简述传感器节点采集到的数据在传输过程中可能会遇到的问题及解决方法。（5分）
3. 若要实现对智能家居设备的精准控制，请提出一种基于传感器数据的控制策略。（5分）

五、设计题（共15分）
答题要求：请设计一个基于物联网传感器网络的智能农业监测系统，要求包括以下内容：
1. 系统功能描述（不超过300字）。（5分）
2. 所需传感器类型及作用（不超过300字）。（5分）
3. 简要说明系统的工作流程（不超过300字）。（5分）

答案：
一、1.C 答案 2.C 答案 3.D 答案 4.C 答案 5.C 答案 6.A 答案 7.C 答案 8.D 答案 9.D 答案 10.C 答案
二、1汇聚节点 答案 2灵敏度 答案 3平面 答案 4数据 答案 5数字 答案 6层次式 答案 7智能交通 答案 8存储器 答案 9非竞争型 答案 答案 10多跳
三、1. 传感器网络的特点包括：节点数量众多、分布密集；自组织能力强；动态性高；可靠性要求高；数据量大；能量受限等。 答案 2. 数据融合是指将来自多个传感器的观测数据进行处理和整合，以获得更准确、更完整的信息。 答案 3. 常见的路由协议有：AODV，按需距离矢量路由协议，按需建立路由，减少路由开销但路由建立时延大；DSDV，目的序列距离矢量路由协议，周期性广播路由表，路由更新开销大；LEACH，低功耗自适应聚类分层路由协议，随机循环簇头选举，降低能量消耗。 答案 4. 能量管理策略包括：节点休眠与唤醒机制，降低空闲监听能耗；数据融合，减少数据传输量；合理选择路由协议，降低传输能耗；优化通信模块参数，降低通信能耗等答案。
四、1. 该智能家居系统中传感器网络的拓扑结构为星型拓扑。优点是结构简单，易于实现和管理；故障诊断和隔离容易；单个节点的故障不会影响整个网络答案。2. 可能遇到的问题：信号干扰、丢包、传输延迟等。解决方法：采用抗干扰技术，如扩频通信；增加重传机制，确保数据可靠传输；优化路由协议，减少传输延迟答案。3. 例如，根据温度和湿度传感器的数据，当温度过高时自动启动空调降温，当湿度低于一定阈值时启动加湿器增加湿度等，根据不同设备的功能和环境参数进行精准控制答案。
五、1. 系统功能描述：实时监测农作物生长环境参数，如温度、湿度、光照、土壤肥力等，将数据上传至云端，用户可通过手机APP远程查看和分析数据，当环境参数异常时及时报警答案。2. 所需传感器类型及作用：温度传感器监测环境温度，为农作物生长提供适宜温度范围参考；湿度传感器监测空气湿度，防止过干或过湿影响生长；光照传感器测量光照强度，确保农作物光照充足；土壤肥力传感器检测土壤养分含量，指导施肥答案。3.
工作流程：传感器节点实时采集农作物生长环境参数，通过无线通信模块将数据发送至汇聚节点，汇聚节点再将数据上传至云端服务器。用户通过手机APP登录云端服务器，查看和分析数据，当环境参数超出设定阈值时，系统自动发出报警信息答案。