2026年综合素质提升跨学科综合知识应用题库无线传感网部分

2026年综合素质提升：跨学科综合知识应用题库无线传感网部分一、单选题（共5题，每题2分）说明：下列每题只有一个正确答案。1.在无线传感网（WSN）中，用于节点间能量高效传输的关键技术是？A.蓝牙技术B.协议栈优化C.低功耗广域网（LPWAN）D.微波通信2.某城市智慧交通系统采用WSN监测车流量，节点部署间距为50米，若传输速率要求不低于100kbps，以下哪种传感器节点最适用？A.Zigbee模块B.LoRa模块C.NB-IoT模块D.Wi-Fi模块3.在山区环境中部署WSN时，为减少信号衰减，应优先考虑哪种网络拓扑结构？A.星型网络B.网状网络C.树型网络D.总线型网络4.若某WSN应用需在-25℃环境下长期运行，以下哪种传感器节点耐低温性能最佳？A.温湿度传感器（DS18B20）B.压力传感器（MPX5010）C.光照传感器（BH1750）D.振动传感器（ADXL345）5.在农业物联网中，用于监测土壤墒情的WSN节点，其数据传输周期不宜过短的原因是？A.避免网络拥堵B.降低节点能耗C.减少数据冗余D.提高传输速率二、多选题（共5题，每题3分）说明：下列每题有多个正确答案，错选、漏选均不得分。6.WSN在环境监测中的典型应用场景包括？A.森林火灾预警B.智能楼宇能耗管理C.水质污染监测D.电力系统故障检测7.影响WSN节点寿命的关键因素有？A.传输功率B.数据包大小C.传感器类型D.网络拓扑结构8.在工业物联网中，WSN节点需满足哪些安全要求？A.数据加密B.认证机制C.防止重放攻击D.低延迟传输9.若某WSN系统需在地下管道中监测气体泄漏，应优先选择哪种传感器组合？A.可燃气体传感器（MQ-5）B.温湿度传感器（SHT31）C.压力传感器（BMP280）D.光纤传感器（OFDR）10.在城市交通流量监测中，WSN节点部署时应考虑哪些因素？A.覆盖范围B.静态与动态节点比例C.数据传输频率D.抗干扰能力三、判断题（共5题，每题2分）说明：下列每题判断正确得2分，错误得0分。11.WSN节点因能量受限，通常采用非易失性存储器存储配置数据。12.协方差矩阵在WSN节点定位中可用于提高精度。13.NB-IoT技术因依赖蜂窝网络，不适合偏远地区部署。14.WSN网络中的簇状网络拓扑可显著降低通信能耗。15.光纤传感器因抗电磁干扰能力强，常用于电力系统监测。四、简答题（共4题，每题5分）说明：请简述并作答。16.简述WSN在智慧农业中的主要应用及优势。17.WSN网络中，如何通过协议优化减少节点能耗？18.在山区或地下环境中部署WSN时，需注意哪些技术挑战？19.比较WSN与蓝牙Mesh网络的优劣势。五、论述题（共2题，每题10分）说明：请结合实际案例或技术原理进行深入分析。20.结合实际案例，分析WSN在环境监测中的数据采集与传输优化策略。21.探讨WSN在智慧城市中的发展趋势及面临的挑战，并提出解决方案。答案与解析一、单选题答案与解析1.C解析：LPWAN（如LoRa、NB-IoT）专为低功耗长距离传输设计，适合WSN场景。蓝牙和Wi-Fi能耗较高，微波通信技术未广泛应用于WSN。2.B解析：LoRa传输距离可达15公里，适合城市车流量监测。Zigbee传输距离短，NB-IoT依赖蜂窝网络，Wi-Fi不适合室外大规模部署。3.B解析：网状网络（Mesh）冗余度高，抗干扰能力强，适合复杂地形。星型和总线型易受单点故障影响，树型网络能耗较高。4.A解析：DS18B20耐低温性能优异，可在-55℃工作。其他传感器在低温下可能因材料性能变化导致误差。5.B解析：土壤墒情变化缓慢，过短传输周期会浪费节点能量，且数据冗余度高。二、多选题答案与解析6.A、C、D解析：森林火灾预警、水质污染监测、电力系统故障检测均需实时数据传输。智能楼宇能耗管理通常依赖BACnet等协议，非WSN典型应用。7.A、B、D解析：传输功率和数据包大小直接影响能耗。传感器类型和拓扑结构虽影响性能，但非直接能耗因素。8.A、B、C解析：工业物联网需高安全性，防重放攻击是常见需求。低延迟传输虽重要，但非安全核心要素。9.A、B解析：地下环境需可燃气体和温湿度监测，压力和光纤传感器适用场景较少。10.A、B、C解析：覆盖范围、节点动态性及传输频率是部署关键。抗干扰能力虽重要，但非首要考虑因素。三、判断题答案与解析11.正确解析：WSN节点功耗低，需非易失性存储器保存配置。12.正确解析：协方差矩阵可用于TDOA定位算法，提高三维空间定位精度。13.错误解析：NB-IoT虽依赖蜂窝网络，但因其低功耗特性，适合偏远地区。14.正确解析：簇状网络通过分摊通信任务降低单个节点能耗。15.正确解析：光纤传感器抗电磁干扰强，适合电力系统等强干扰环境。四、简答题答案与解析16.答案WSN在智慧农业中用于监测土壤温湿度、光照、pH值等，通过低功耗节点实现自动化数据采集，优势包括：-降低人力成本-实时精准数据-节能环保17.答案通过协议优化减少能耗的方法：-采用休眠唤醒机制（如MAC层CSMA/CA）-数据压缩减少传输量-优化路由协议（如LEACH）18.答案技术挑战：-信号传播损耗大-能源补给困难-网络覆盖不均19.答案优势：-WSN传输距离远，成本低-蓝牙Mesh节点密度高，易组网劣势：-WSN节点功能单一-蓝牙Mesh能耗较高五、论述题答案与解析20.答案案例：某山区森林火灾监测系统采用WSN+北斗定位，通过低功耗节点监测温度和烟雾，数据通过网状网络传输至平台。优化策略：-动态调整传输频率（火险高时加密）-多路