2025年大學大一（物聯(lián)網(wǎng)工程）LoRa組網(wǎng)技術(shù)階段測試題

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：每題只有一個正確答案，請將正確答案的序號填在括號內(nèi)。(總共10題，每題3分)1.LoRa技術(shù)的核心優(yōu)勢在于（）A.低功耗B.遠距離C.高帶寬D.低成本2.LoRa的調(diào)制方式是（）A.FSKB.ASKC.LoRaWAND.ChirpSpreadSpectrum3.在LoRa網(wǎng)絡中，負責節(jié)點間通信調(diào)度的是（）A.終端節(jié)點B.網(wǎng)關(guān)C.服務器D.中繼節(jié)點4.LoRa的頻率范圍通常在（）A.433MHzB.868MHzC.915MHzD.以上都是5.以下哪種不是LoRa網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)（）A.星型B.樹型C.網(wǎng)狀型D.總線型6.LoRa節(jié)點的睡眠模式主要作用是（）A.節(jié)省能量B.提高通信速度C.增強信號強度D.擴大覆蓋范圍7.用于LoRa節(jié)點與服務器之間通信的協(xié)議是（）A.LoRaB.LoRaWANC.ChirpStackD.SemtechSX127x8.當多個LoRa節(jié)點同時發(fā)送數(shù)據(jù)時，采用的機制是（）A.CSMA/CAB.TDMAC.FDMAD.隨機發(fā)送9.LoRa網(wǎng)關(guān)的主要功能不包括（）A.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)B.頻率轉(zhuǎn)換C.信號放大D.協(xié)議解析10.以下關(guān)于LoRa技術(shù)特點描述錯誤的是（）A.抗干擾能力強B.傳輸速率快C.組網(wǎng)靈活D.功耗低第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（每題2分，共10分）1.LoRa是一種基于______技術(shù)的無線通信技術(shù)。2.LoRa網(wǎng)絡主要由終端節(jié)點、______、服務器和應用層組成。3.LoRa的擴頻因子范圍是______。4.在LoRa通信中，數(shù)據(jù)速率與______和擴頻因子有關(guān)。5.LoRaWAN協(xié)議定義了三種設(shè)備類型，分別是終端節(jié)點、______和網(wǎng)關(guān)。三、簡答題（每題10分，共30分）1.簡述LoRa技術(shù)相比其他無線通信技術(shù)的優(yōu)勢。2.說明LoRa網(wǎng)絡中終端節(jié)點、網(wǎng)關(guān)、服務器之間的通信流程。3.闡述LoRa的調(diào)制解調(diào)原理。四、分析題（每題15分，共15分）材料：在一個基于LoRa技術(shù)的智能農(nóng)業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)中，有多個傳感器節(jié)點分布在農(nóng)田里，用于監(jiān)測土壤濕度、溫度、光照等信息。這些傳感器節(jié)點通過LoRa無線通信將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，然后由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā)到服務器進行處理和分析。但最近發(fā)現(xiàn)部分傳感器節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)異常，有時數(shù)據(jù)丟失，有時傳輸延遲較大。問題：請分析可能導致這些問題的原因，并提出相應的解決措施。五、設(shè)計題（每題5分,共5分）材料：某小型倉庫需要構(gòu)建一個基于LoRa的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，用于實時監(jiān)測倉庫內(nèi)的溫濕度、門窗狀態(tài)等信息，并能在出現(xiàn)異常情況時及時通知管理員。問題：請設(shè)計該系統(tǒng)的總體架構(gòu)，包括所需的節(jié)點類型、通信方式以及數(shù)據(jù)處理流程。答案：一、選擇題1.B2.D3.B4.D5.D6.A7.B8.A9.C10.B二、填空題1.線性調(diào)頻擴頻2.網(wǎng)關(guān)3.6-124.頻率5.路由器三、簡答題1.優(yōu)勢：遠距離通信，可達數(shù)公里甚至更遠；低功耗，適合電池供電的設(shè)備長期運行；抗干擾能力強，能在復雜環(huán)境下穩(wěn)定通信；組網(wǎng)靈活，可方便構(gòu)建星型、樹型等網(wǎng)絡拓撲；成本相對較低，硬件復雜度不高。2.終端節(jié)點采集數(shù)據(jù)后，將數(shù)據(jù)按照LoRaWAN協(xié)議封裝，通過LoRa無線信號發(fā)送給網(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)接收到數(shù)據(jù)后，進行協(xié)議解析，然后通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給服務器。服務器對接收到的數(shù)據(jù)進行處理和存儲，同時可根據(jù)應用需求進行分析和決策，必要時可向終端節(jié)點發(fā)送控制指令。3.LoRa調(diào)制是將基帶信號通過線性調(diào)頻擴頻技術(shù)調(diào)制到射頻頻段，通過改變頻率的斜率來傳輸數(shù)據(jù)。解調(diào)則是通過相關(guān)的算法從接收到的射頻信號中提取出基帶信號，恢復原始數(shù)據(jù)。具體過程包括對信號進行下變頻、采樣、相關(guān)運算等操作來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的解調(diào)。四、分析題原因：可能是傳感器節(jié)點電池電量不足，導致發(fā)射功率下降，影響通信距離和穩(wěn)定性；周圍環(huán)境存在干擾源，如其他無線設(shè)備、強電磁信號等，干擾了LoRa通信；網(wǎng)關(guān)位置設(shè)置不合理，部分傳感器節(jié)點信號無法有效覆蓋；擴頻因子設(shè)置不當，影響數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性。解決措施：定期檢查傳感器節(jié)點電池電量，及時更換電量低的電池；排查周圍干擾源，采取屏蔽、調(diào)整頻段等措施減少干擾；合理調(diào)整網(wǎng)關(guān)位置，確保信號覆蓋均勻；根據(jù)實際環(huán)境和需求，優(yōu)化擴頻因子設(shè)置，平衡傳輸速率和可靠性。五、設(shè)計題總體架構(gòu)：節(jié)點類型包括溫濕度傳感器節(jié)點、門窗狀態(tài)傳感器節(jié)點、終端節(jié)點（匯聚節(jié)點）。通信方式為各傳感器節(jié)點通過LoRa無線通信將數(shù)據(jù)發(fā)