无线传感网试题汇总

无线传感器网络试题汇总

一、填空题

1、狭义的无线传感网络包含（传感点）（网络协议）（网络拓扑结构）。

2、传感器节点由（传感器模块）（处理器模块）（无线通信模块）（能量供应模块）四部分组成。 3、IEEE802.15.4规范定义了27个物理信道，信道编号从0到26，其中0号信道，1号信道，26号信道的中心频率分别是（868MHz）（900MHz）（2170MHz）。

4、IEEE802.15.4的数据传送有三种方式，一是（终端数据传输器译到协调器）；二是（协调器传送器件到终端器件），三是（在两个对等器件间传输）。

5、IEEE802.15.4标准中共定义了四种类型的帧：（信标帧）（数据帧）（确认帧）（MAC命令帧）。 6、定时器1是一个（16）位定时器，可在时钟（ 上升沿 ）或（ 下降沿 ）递增或者递减计数。 7、定时器1有（自由运行模式）（取模模式）（递增计数/递减计数模式）（通道模式）四种工作模式。 8、定时器通道控制模式包含（输入捕获模式）和（输出比较模式）两种模式。 9、CC2530定时器的精度有（Tmilli (ms)）（T32KHz (32KHz)）（Tmicro (us)）。

10、设置定时器1的控制寄存器T1CTL值为0X0E，则时钟进行了（128）分频，定时器工作于（取模）模式（参看教材246页表6-44）。

11、将定时器通道1设置为下降沿捕获，允许通道1中断，则捕获/比较寄存器T1CCTL1的值为（0x46）；将定时器通道0设置为输出比较模式，输出置0，通道0的比较模式为：“输出置0”，则捕获/比较寄存器T1CCTL0的值为（0x48）（参看教材246页表6-46）。

12、CC2530有（ 21）个IO口，其中（p0）（p1）2个8位端口，P2一个（5）位端 13、将P0口设置为输出，则P0DIR=（0xFF）。（参看教材174页表6-4） 14、将P1口设置为输出，则P1SEL=（0X00）。（参看教材175页表6-5）

15、如果已经允许P0中断，只允许P0口的低4位中断，P0IEN=（0X0F）。（参看教材184页表6-14）。 16、如果P0IFG=0X05，则哪些端口有中断发生（P0.0和p0.2）。

17、TinyOS操作系统是加州大学伯克利分校的David Culler领导的研究小组为无线传感网（Wireless Sensor Net，简称WSN）量身定制的开源的（嵌入式）操作系统。而nesC语言由C语言扩展而来，用来描述TinyOS的（执行模型和结构）；nesC语言是TinyOS的（编程语言），也是TinyOS应用程序的（开发工具）。

18、填写TinyOS结构图。

主组件（调度器） 应用程序组件 数据处理 （传感器）数据 （硬件抽象组件） 19、接口（interface）和组件（component）是nesC语言中最重要的两个元素。组件又包含模块（module）和配置（configuration）两种类型。

20、接口提供命令（command）和事件（event）两种类型函数，但这两种类型接口函数的实现和调用方式完全不一样，向下调用命令，向上触发事件。命令函数（command）必须由接口的提供者（provider）实现，接口使用者调用（call）；事件函数必须由接口提供者触发通知（signal），接口使用者实现事件函数，也就是说，上层组件（接口使用者）调用底层组件（接口提供者）的命令函数，启动底层组件实现命令功能；底层组件实现某种功能后，通过事件触发事件，通知报告上层组件对相应的事件进行处理。

21、模块和配置组件各有两部分代码块，第一块部分为声明部分，主要定义提供或使用接口，第二个块为

通信处理 组件的实现部分，模块的实现（implementation）部分C语言一样，完成组件的逻辑功能的实现；而配置的实现（implementation）部分只包含将组件接口连接在一起的连接（wiring）代码，实现将组件所提供的接口与其他组件使用的接口连接起来。

22、“->”和“<-”两种操作表示提供者（provider）和使用者（user）之间的相互连接，箭头的方向由使用者指向提供者，即调用者->被调用者，这也确定了组件接口中的命令函数和事件函数调用路径。“->”和“<-”操作符在使用上是完全相同。

23、CC2530 是用于2.4-GHz IEEE 802.15.4、ZigBee 和RF4CE 应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。CC2530 结合了领先的RF 收发器的优良性能，业界标准的增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8KB RAM 和许多其他强大的功能。CC2530 具有不同的运行模式，使得它尤其适应超低功耗要求的系统。运行模式之间的转换时间短进一步确保了低能源消耗。

24、CC2530的 ADC转换器支持（14）位模拟数字转换，转换后的有效位数高达（12）位；（ 7-12 ）位的有效分辨率位。

25、如图7-1所示，CC2530的 ADC转换器（8）个独立输入通道，可接受单端或差分信号；还可以通过（tmp_sensor）采集温度；通过（VDD/3）测试电池电量；参考电压可选为（INT 1.25v）、（AIN7）、（AVDD）和（AIN6-AIN7）。

26、CC2530具有（USART0）和（USART1）两个串行通信接口，它们可分别运行于异步UART 模式或者同步SPI模式。

27、CC2530的异步串行接口提供使用（RXD）和（TXD） 的 2 线。

28、当波特率设置为9600bps时，查表7-7确定UxBAUD. BAUD_M[7:0]的值为（59）；xCSR. BAUD_E[4:0] 的值为（8）。

20、SPI，是Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是（串行外设接口）。

30、IIC（Inter – Integrated Circuit）又称（ I2C）总线是菲利浦公司推出的芯片间串行传输总线。它用（2）根线实现完善的全双工同步数据传送。

31、I2C串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线（SDA），另一根是时钟线（SCL）。所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线SCL上。

32、CC2530 是美国TI公司推出的一款用于2.4-GHz （IEEE802.15.4）和（Zigbee）和RF4CE 应用的一个真正的片上系统（SoC）解决方案。

33、TinyOS的主动消息组件ActiveMessageC包含了网络协议中路由层以下的部分，在TinyOS网络通信实际应用，可以利用TinyOS中的主动消息模型（ActiveMessage）的基本功能实现点对点无线通信（Point to Point，简称（P2P）；（Point to MultiPoint，简称（P2M）无线通信。

34、TI 公司提供的Packet Sniffer 软件可以捕获和监听（蓝牙）、（Zigbee）、RF4CE、SimpliciTI等通信协议中的消息包。

35、点对多点通信通常用于数据（收集）或数据（分发）。

36、点对多点通信实例中，中心节点或网关节点地址为 （1），其它同组的节点不能使用这个地址。 37、TinyOS应用系统的启动过程主要包括系统初始化、开启中断、触发启动成功的事件以及循环任务调度四个过程。 二、简答题

1、什么是WSN？有何特点？

答：无线传感网络简称WSN；特点：（1）大规模网络（2）生存能力强

（3）精确性高和可靠性（4）自组织能力强（5）可扩展性强（6）以数据为中兴的网络（7）能量的局限性（8）硬件资源的有限性（9）通信能力的有限性 2、什么是TinyOS？它有何特点？

答：开源的嵌入式操作系统；特点：（1）主动消息通信技术 （2)时间驱动模式（3）轻量级线程技术及两层调度技术

3、一个UART 字节包含哪些内容？

1个起始位， 8个数据位，1作为可选项的第9位数据或者奇偶校验位，1个或两个停止位。 4、什么是IEEE802.15.4？简述其主要特点。

答：IEEE802.15.4是IEEE针对低速率无线个人区域网制定的无线通信标准。

它的主要特点有：工作频段和数据速率；支持简单器件；信标方式和超帧结构；数据传输和低功率；安全性；自配置。

5、接口提供哪两种类型函数？

这两种函数在使用上有何不同？答：接口提供命令和事件两种类型函数，但这两种类型接口函数的实现和调用方式完全不一样，向下调用命令，向上调用事件。命令函数必须由接口提供者实现，由接口的使用者调用；时间函数必须由接口提供者触发通知，由接口使用者实现。也就是说，在上层组件调用底层组件的命令函数，启动底层函数实现命令功能；底层组件实现某种功能后，通过触发事件通知上层组件对相应的事件进行处理。

6、TinyOS操作系统中，每个nesC应用程序通常包括哪几个文件？这些文件各有何用途？

答： TinyOs操作系统中，每个nes C应用程序通常都包括顶层配置文件、核心处理模块文件、编译文件以及其它诸如头文件等。配置文件主要用于说明应用程序所要使用的组件以及组件之间的接口关系，通过配置文件的接口连接，能把许多功能独立且相互联系的软件组件构成一个应用程序框架；模块文件主要负责实现应用程序中的具体逻辑功能；编译文件主要引导nesC编译器对应用程序进行编译，包括编译变量的预定义。

7、定时器1的自由运行模式和模模式有何区别？

自由运行模式从oxoooo开始计数，到计数器达到oxFFFF时重新开始计数，而取模模式是从oxoooo开始计数到寄存器保存的最终技术时，重新计数。自由运行模式可以产生独立的时间间隔，输出信号频率，取模技术模式可以用周期小于oxFFFF的应用程序。

8、什么是看门狗定时器？其用途是什么？CC2530看门狗定时器的特性有哪些？

答：看门狗定时器实际上是一个计数器，一般给看门都定时器一个大数，程序开始运行后看门狗开始倒计数。

用途：可以用于受到电气噪音、电源故障、静电放电等影响的环境，或用于需要高可靠性的环境。 特性：（1)拥有四个可选的定时器间隔，（2）可以运用看门狗模式 （3)可以运用定时器模式（4）能够在定时器的模式下产生中断请求； 9、简述无线传感器网络体系结构。

无线传感器网络体系结构包括物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层和能量管理平台、移动管理平台和任务管理平台。

10、无线传感器网络的关键技术。

网络拓扑控制、网络协议、时间同步、定位技术、数据融合及管理、网络安全、应用层技术等。 11、PPDU报文数据由哪几个部分组成？每部分的作用是什么？

PPDU报文数据由用于数据流同步同步头（SHR），含有帧长度信息的物理层报头（PHR）以及承载有MAC帧数据的净荷组成。前同步码用来为后续数据的的收发提供片或数据的同步；帧定界符用来标识同步域的结束及报文数据的开始；帧的长度域用7位定义物理层净荷的字节数；物理层数据域长度根据情况可变，承载了物理层报文数据，包含有MAC层数据帧。 12、MAC层的主要功能包括哪7方面？

网络协调者，产生并发送信标帧；设备码信标同步；支持PHN网络的关联和取消关联操作；为设备安全性提供支持；信道接入方式采用避免载波监测多路访问机制；处理和维护时隙机制；有两个对等的的MAC实体之间提供一个可靠地信链路。

13、MAC层通用帧格式主要包含哪几个部分？帧控制域 帧类型子域 加密控制子域 后续帧控制位 应答请求位 同一PAN指示 目的地址模式子域 源地址模式子域 序列号 目的PAN标示符 目的地址域 源PAN标示符 源地址域 净荷 帧校验序列 14、CC2530的AES协处理器有何特性。

支持ECB CFB UFB CTR CBC-MAC模式 硬件支持CCM 128位密钥和初始化向量/当前时间 具有DMA传送出发能力

15、异步UART 模式的操作具有哪些特点？

8位或者9位数据 奇校验偶校验或者无奇偶校验 可软件配置起始位和停止位电平 发起数据的顺序可以配置为首先发送待发数据的低位CLSB或者高位CM8B 接受和发送的DMA触发也相互独立 提供奇偶校验和帧校验出错状态

16、SPI 接口由哪四种信号构成？ SPI接口由SDI SDO SCK CS

17、SPI总线通信基于主-从配置，它有哪4个信号？ MOSI MISO SCK SS

18、简述nesC程序开发步骤。

答：（1）建立应用程序文件架（2）编写顶层配置文件 （3)编写模块文件（4）编写编译文件

19、简述AES加密一条消息的步骤。 (1）设置加密模式，（2）加载加密钥匙

（3）载入初始化向量（IV) ,(4)为加密/解密而下载/上传数据。

20、简述定时器的自由运行模式和取模模式有何区别？画图说明。

答：自由运行模式计数器从0x0000开始，每个时钟边沿计数器加1，当计数器达到0xFFFF时计数器载入0x0000重新开始计数，

取模计数时，定时器1的16位计数器从0x0000开始，每个时钟边沿计数器加1，当计数器达到寄存器T1CC0保存的最终计数时，计数器将复位到0x0000，重新开始计数。

四、分析题

1、超声波测距原理分析

超声波测距的原理：超声波在空气中的传播速度已知，测量声波在发射后遇到障碍物反射回来的时间，根据发射和接收的时间差计算出发射点到障碍物的世纪距离。超声波测距原理与雷达原理是一样的。 2、多点组网操作

3、光敏电阻测量原理分析

答：这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下做漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。入射光强，电阻减小；入射广弱，电阻值增大；

4、信道中心频率计算 5、如何实现点对点组网？

6、CC2530 ADC（模拟/数字）转换器有转换数据寄存器（ADCH：ADCL）具体格式参见表7-1和表7-2。假设ADCH的内容为（aaaa aaaa）ADCL为（bbbb bb00），进行程序分析。 语句：

unsigned int a,b,c,d;

a= (ADCH>>2); //0000 0000 00aa aaaa a= a<<8; //00aa aaaa 0000 0000 b= ADCL; //bbbb bb00

c=( ADCH <<6)|(b>>2); //aaaaaa00|00bbbbbb=aabbbb bb d=a|c; //00aa aaaa aabbbb bb

以上语句执行后，变量d的内容是（00aa aaaa aabbbb bb ）。

7、根据ADCCON2（0xB5）--ADC转换控制寄存器2格式，如果设置转换序列转参考电压选择为内部参考，分辨率为12位，对温度传感器进行采样，则ADCCON2的值为（00111110=0x3e ）；如果设置转换序列转参考电压选择为AVDD5引脚，分辨率为10位，对通道AIN7进行采样，则ADCCON2的值为（10 10 0111=0xa7 ）。（参见教材表7-4）

8、IEEE802.15.4规范定义了27个物理信道，信道编号从0到26，每个具体的信道对应着一个中心频率，这27个物理信道覆盖了3个不同的频段。不同频段所对应的带宽不同，标准规定868MHz频段定义了1个信道（0号信道）；915MHz频段定义了10个信道（1~10号信道）；2400MHz频段定义了16个信道（11~26号信道）。这些信道的中心频率定义如下：

fc?868.3MHz k=0

fc?906?2??k?11? ?MHz? k??1,10? fc?2045?5??k?11? ?MHz? k??11,26?

其中，k为信道编号，F为信道对应的中心频率。 当K=0，2，10，12时，信道的中心频率分别是多少？ 9、点对多组网

1)进行点对多组网时，所有节点的GRP应该相同，主节点（网关节点）的NID是1；其它节点的NID怎么设置？取值范围(2-255)，注意每个节点不能相同。

2)如果使用：make enmote install GRP=10 NID=01 编译命令组网主节点，则对NID为2,5,10的节点组网，写出这些组网命令。

make enmote install GRP=10 NID=02 make enmote install GRP=10 NID=05

3)如果要将通信信道以静态的方法设置为20，则写出组网指令。 make enmote install GRP=10 NID=01 CH=20

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