2026年创新挑战无线传感网技术在实际应用中的问题解答手册

2026年创新挑战：无线传感网技术在实际应用中的问题解答手册一、单选题（每题2分，共10题）题目：1.在智慧农业中，用于监测土壤温湿度的无线传感节点，其最常用的通信协议是？A.ZigbeeB.LoRaWANC.NB-IoTD.Wi-Fi答案：解析：Zigbee适用于低功耗、短距离的传感器网络，适合智慧农业场景中的近距离数据传输。LoRaWAN和NB-IoT更适用于远距离、低功耗场景，Wi-Fi能耗高，不适合移动或低功耗需求。2.在城市环境监测中，用于检测PM2.5浓度的无线传感器节点，其数据传输频率通常为？A.1次/小时B.1次/分钟C.1次/秒D.10次/秒答案：解析：PM2.5浓度变化较慢，通常1次/分钟即可满足监测需求，过高频率会浪费能源且增加网络负担。3.在医疗健康领域，用于监测患者心率的无线传感器，其传输距离一般要求为？A.10米以内B.50米以内C.100米以内D.500米以内答案：解析：医疗监测通常要求近距离传输以保证数据安全，10米以内最常见。4.在工业物联网中，用于监测设备振动状态的无线传感器，其数据采集周期一般为？A.1秒B.10秒C.1分钟D.1小时答案：解析：设备振动状态变化快，需高频采集，1秒或10秒较常见。5.在智能家居中，用于监测室内温湿度的无线传感器，其功耗限制要求为？A.<1mWB.<10mWC.<100mWD.<1W答案：解析：智能家居传感器需低功耗运行，<100mW是常见标准。二、多选题（每题3分，共5题）题目：1.无线传感网在智慧城市应用中可能面临的主要挑战包括？A.传输距离受限B.数据安全风险C.能源供应不稳定D.网络自组能力差E.成本过高答案：解析：智慧城市规模大，传感器需远距离传输、自组网运行，且面临能源和成本问题，数据安全也是关键。2.在仓储物流中，用于定位货物的无线传感器应具备哪些特性？A.低功耗B.高精度定位C.大范围覆盖D.抗干扰能力E.实时传输答案：解析：货物定位需兼顾功耗、精度、覆盖范围和传输效率，抗干扰能力也可提高可靠性。3.无线传感网在环境监测中的典型应用场景包括？A.森林火灾预警B.水质监测C.土壤肥力分析D.空气质量检测E.地震监测答案：解析：环境监测涵盖气象、水文、土壤、空气质量等多领域，地震监测通常依赖专用系统。4.在工业设备预测性维护中，无线传感器需要采集的数据类型可能包括？A.温度B.振动C.声音D.应力E.电流答案：解析：设备状态监测需综合多维度数据，温湿度、振动、声音、应力、电流均属常见指标。5.无线传感网在农业应用中的优势包括？A.低成本部署B.实时数据采集C.自组网能力D.高可靠性E.远距离传输答案：解析：农业场景需低成本、自组网、实时监测，但远距离传输需求较少，可靠性需结合环境优化。三、判断题（每题2分，共10题）题目：1.无线传感网节点通常需要具备高计算能力以处理本地数据。（×）答案：解析：传感器节点计算能力有限，通常仅进行简单数据采集和初步处理，复杂计算由网关完成。2.NB-IoT适用于需要大范围覆盖的物联网应用。（√）答案：解析：NB-IoT基于蜂窝网络，支持长距离、低功耗通信，适合城市级或广域应用。3.Zigbee网络的节点数量越多，其通信效率越低。（√）答案：解析：Zigbee采用树状或网状拓扑，节点过多会导致拥堵，适合中小规模网络。4.无线传感网的数据传输必须保证实时性。（×）答案：解析：部分应用（如环境监测）可接受非实时数据，但工业控制等场景需高实时性。5.在医疗监护中，无线传感器传输的数据必须加密保护。（√）答案：解析：医疗数据涉及隐私，加密传输是合规要求。6.LoRaWAN的传输距离可达数公里，适合偏远地区农业监测。（√）答案：解析：LoRaWAN基于扩频技术，覆盖范围广，适合低功耗远距离场景。7.无线传感网节点通常依赖电池供电，无法使用太阳能补充能量。（×）答案：解析：太阳能、振动能等能量收集技术可延长传感器寿命。8.在智能家居中，无线传感器的部署位置对数据精度影响不大。（×）答案：解析：温湿度传感器需放置在代表性位置，避免遮挡或受局部环境干扰。9.无线传感网的网络安全主要依赖设备物理防护。（×）答案：解析：网络安全需结合加密、认证、入侵检测等技术，物理防护只是辅助手段。10.工业物联网中的无线传感器必须支持5G通信。（×）答案：解析：传感器层多采用Zigbee、LoRa等协议，5G主要面向网关或终端设备。四、简答题（每题5分，共4题）题目：1.简述无线传感网在智慧城市交通管理中的应用场景及优势。答案：无线传感网可通过部署在路侧的传感器监测车流量、车速、交通拥堵等数据，实时传输至交通管理中心。优势包括：低成本覆盖、自组网灵活性、实时数据采集，可优化信号灯配时、缓解拥堵。2.阐述无线传感器在环境监测中的数据采集流程及典型应用。答案：采集流程：传感器采集环境参数（如PM2.5、温湿度）→数据打包→通过Zigbee/LoRa传输至网关→数据上传至云平台→分析展示。典型应用包括空气质量监测、水质监测、土壤墒情分析等。3.分析无线传感网在工业物联网中的安全风险及应对措施。答案：风险：数据窃取、节点篡改、网络攻击。应对措施：采用AES加密传输、设备认证、入侵检测系统（IDS）、定期固件更新。4.描述无线传感器在农业应用中的典型场景及面临的挑战。答案：典型场景：土壤温湿度监测、作物生长状态监测、灌溉控制。挑战：恶劣环境（防水防尘）、低功耗、大规模部署成本、数据准确性。五、论述题（10分，共1题）题目：结合中国智慧城市建设现状，论述无线传感网技术在未来几年可能面临的机遇与挑战。答案：机遇：1.政策支持：中国大力推动智慧城市和数字基建，无线传感网作为基础技术将受益于政策红利。2.应用场景拓展：在交通、环保、医疗等领域需求持续增长，可结合5G、AI等技术提升价值。3.技术成熟：低功耗芯片、自组网协议不断优化，成本下降将加速普及。挑战：1.标准化不足：不同厂商设备兼容性差，需行业统一标准。2.数据安全：大规模数据采集易受攻击，需加强加密和防护。3.能源问题：部分场景（如地下监测）电池寿命有限，需探索能量收集技术。解析：结合中国智慧城市建设目标（如《“十四五”数字经济发展规划》），无线传感网需在政策、技术、应用三方面协同发展，同时解决标准化和数据安全等痛点。答案解析部分（单独列出）1.A（Zigbee适合近距离低功耗场景）2.B（PM2.5浓度变化较慢，1次/分钟足）3.A（医疗监测需近距离保证安全）4.A（设备振动状态变化快，需高频采集）5.C（智能家居传感器需低功耗运行）1.A,B,C,D,E（智慧城市挑战涉及传输、安全、能源、自组网、成本）2.A,B,C,D,E（仓储定位需低功耗、高精度、大范围、抗干扰、实时性）3.A,B,C,D（环境监测涵盖森林火灾、水质、土壤、空气质量）4.A,B,C,D,E（工业设备监测需综合温度、振动、声音、应力、电流）5.A,B,C（农业优势低成本、实时监测、自组网）1.×（传感器节点计算能力有限）2.√（NB-IoT基于蜂窝网络，支持广域覆盖）3.√（Zigbee节点增多导致通信拥堵）4.×（部分应用可接受非实时数据）5.√（医疗数据需加密保护）6.√（LoRaWAN覆盖范围广，适合偏远农业）7.×（可使用太阳能等能量收集技术）8.×（传感器位置影响数据精度）9.×（网络安全需综合技术防护）10.×（传感器层多采用低功耗协议）1.应用场景：路侧传感器监测车流→传输数据→优化信号灯配时→缓解拥堵。优势：低成本、自组网、实时性。2.采集流程