院系院系學(xué)號(hào)姓名…………密………………封………………線………………… 第2頁（共12頁） 第3頁（共12頁）哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015學(xué)年工業(yè)通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)試題題號(hào)一二三四五六七八九十總分得分閱卷人院系院系學(xué)號(hào)姓名……………密………封………線………………… 第1頁（共12頁）本題得分一、判斷題（共15分，每小題1分）1、IEEE802.3定義的三種MAC幀類型為信息幀、監(jiān)控幀和無編號(hào)幀。答：（×）2、若IEEE802.3的MAC幀長度/類型字段設(shè)置為0x8100，則其TCI（標(biāo)簽控制信息）包含有12比特的VLAN標(biāo)識(shí)符。答：（√）3、按軟/硬件實(shí)現(xiàn)方式可以將工業(yè)以太網(wǎng)分為三種類型：（1）采用通用以太網(wǎng)控制器和TCP/IP協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)；（2）采用通用以太網(wǎng)控制器和專有過程數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)；（3）采用專用以太網(wǎng)控制器和TCP/IP協(xié)議的工業(yè)以太網(wǎng)。答：（×）4、Ethernet/IP工業(yè)以太網(wǎng)采用實(shí)時(shí)的高速動(dòng)態(tài)幀處理機(jī)制，僅需一個(gè)或兩個(gè)幀即可完成所有節(jié)點(diǎn)全部通信。答：（×）5、在IEC61158第4版（ED4.0）中包括PROFINET、EtherCAT、EthernetPowerlink、EPA和MODBUS-RTPS等多種實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，其中EtherCAT由中國提出。答：（×）6、安裝在制造或過程區(qū)域的現(xiàn)場(chǎng)裝置與控制室內(nèi)的自動(dòng)控制裝置之間的數(shù)字式、并行、多點(diǎn)通信的數(shù)據(jù)總線稱為現(xiàn)場(chǎng)總線。答：（×）7、在關(guān)于“道路交通工具數(shù)字信息交換”的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO11898和ISO11519中以250kbps這一通信速率區(qū)分高速和低速通信控制器局域網(wǎng)。 答：（×）8、有證實(shí)服務(wù)包括請(qǐng)求、指示和響應(yīng)3個(gè)原語。答：（×）9、令牌訪問原理可用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成令牌環(huán)形網(wǎng)；也可用于總線網(wǎng)，構(gòu)成令牌總線網(wǎng)絡(luò)。答：（√）10、按傳輸技術(shù)可以把網(wǎng)絡(luò)分為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)和廣播式網(wǎng)絡(luò)，廣播式網(wǎng)絡(luò)可以支持廣播和多播傳輸。答：（√）11、CAN總線使用非歸零碼和位填充規(guī)則編碼方式進(jìn)行數(shù)據(jù)編碼。 答：（√）12、與一般雙絞線和同軸電纜相比，光纖具有體積更小、重量更輕、不怕沖激噪聲和串?dāng)_干擾等優(yōu)勢(shì)。 答：（√）13、ISO11898中對(duì)CAN總線電平有所規(guī)定，VCAN–H=2.5V為顯性電平，VCAN-L=0V為隱性電平。答：（×）14、模擬傳輸使用放大器增強(qiáng)信號(hào)能量，同時(shí)也增強(qiáng)了噪聲；數(shù)字傳輸使用轉(zhuǎn)發(fā)器，克服了衰減，噪聲也不累積。 答：（√）15、雙絞線的扭絞結(jié)構(gòu)是為了減少相鄰導(dǎo)線之間的串?dāng)_和消除外界干擾。 答：（√）本題得分二、單選題（共6分，每小題1分）1、下面哪個(gè)國際標(biāo)準(zhǔn)不是關(guān)于現(xiàn)場(chǎng)總線的：A. IEC61158B. IEC62026C. ISO11898D. IEC60068 答：（D）2、下面四個(gè)選項(xiàng)中哪個(gè)不屬于現(xiàn)場(chǎng)總線的技術(shù)特點(diǎn)：A. 現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互換性與互操作性B. 現(xiàn)場(chǎng)總線是開放互連網(wǎng)絡(luò)C. 現(xiàn)場(chǎng)總線是結(jié)構(gòu)與功能高度集中的系統(tǒng)D. 現(xiàn)場(chǎng)總線是數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò) 答：（C）3、ISOOSI開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型共有7層，下列哪個(gè)選項(xiàng)不屬于這7層？A. 網(wǎng)絡(luò)層B. 會(huì)話層C. 主機(jī)至網(wǎng)絡(luò)層D. 應(yīng)用層 答：（C）4、下圖中屬于幅度鍵控ASK編碼的是：答：（C）5、當(dāng)EIA-485網(wǎng)絡(luò)處于空閑狀態(tài)時(shí)，沒有任何驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，則傳輸線狀態(tài)不確定。因此，應(yīng)當(dāng)為網(wǎng)絡(luò)添加哪種電阻使其處于確定狀態(tài)？A.偏置電阻 B.終端電阻C.限流電阻 D.斜率電阻 答：（A）6、下列四種說法中錯(cuò)誤的是A.衰減和衰減失真、時(shí)延失真、噪聲都屬于重要的傳輸損傷。B.噪聲可以分為隨機(jī)噪聲、沖激噪聲或自然噪聲等，隨機(jī)噪聲包括熱噪聲、互調(diào)噪聲和串?dāng)_等。C.任何傳輸系統(tǒng)都只能容納有限的頻率范圍，傳輸系統(tǒng)限制了數(shù)據(jù)在傳輸媒體上傳送的數(shù)據(jù)率。D.數(shù)據(jù)傳輸可以分為異步傳輸和同步傳輸，和同步傳輸相比，異步傳輸使用前同步碼和后同步碼，比同步傳輸效率更高(較少的額外開銷)。 答：（D）本題得分三、簡(jiǎn)答題（共31分）1、闡述以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3采用的退避算法，并分析其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？（本題5分）答：以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3使用一種稱為二進(jìn)制指數(shù)退避的１堅(jiān)持算法：當(dāng)站點(diǎn)連續(xù)多次遇到?jīng)_突時(shí)，它仍然不斷地試圖進(jìn)行重發(fā)。在前10次重傳過程中，每次重傳的隨機(jī)時(shí)延平均值會(huì)加倍。然后再做6次嘗試，此時(shí)的平均時(shí)延值保持不變。在16次不成功的嘗試后，站點(diǎn)放棄傳輸并報(bào)告有差錯(cuò)發(fā)生。優(yōu)點(diǎn)：在擁塞程度不斷嚴(yán)重的情況下，逐漸增大退避量就可以減小沖突發(fā)生的概率。缺點(diǎn)：后進(jìn)先出。2、以圖的方式給出Modbus應(yīng)用數(shù)據(jù)單元（ADU）和協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）的具體組成。在ModbusRTU模式下，報(bào)文幀幀間和幀內(nèi)兩個(gè)字符間的空閑間隔各需滿足什么條件？（本題6分）答： 圖ADU組成在ModbusRTU模式下，報(bào)文幀幀間的空閑間隔需大于等于3.5個(gè)字符時(shí)間，報(bào)文幀幀內(nèi)兩個(gè)字符間的空閑間隔需小于等于1.5個(gè)字符時(shí)間。3、比較CAN、DeviceNet、EIA-485三種總線的最大總線長度（傳輸距離）和最大網(wǎng)絡(luò)速度（最大傳輸速率）。（本題6分）答：CAN：最大總線長度10km；最大網(wǎng)絡(luò)速度1Mbps。DeviceNet:最大總線長度500m；最大網(wǎng)絡(luò)速度500kbps。EIA-485:單網(wǎng)段最大總線長度1200m；最大網(wǎng)絡(luò)速度12Mbps。4、在CAN總線中存在哪5種不同的錯(cuò)誤類型？（本題5分）答：（1）位錯(cuò)誤（2）填充錯(cuò)誤（3）CRC錯(cuò)誤（4）形式錯(cuò)誤（5）應(yīng)答錯(cuò)誤5、簡(jiǎn)述服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系。（本題4分）答：服務(wù)與協(xié)議是兩個(gè)完全不同的概念。服務(wù)是底層的協(xié)議向上層協(xié)議提供的一組原語（操作），盡管服務(wù)定義了該層能夠代表他的上層完成的操作，但絲毫也未涉及這些操作是如何完成的。服務(wù)定義了兩層之間的接口，上層是服務(wù)用戶，下層是服務(wù)提供者。協(xié)議是定義同層對(duì)等實(shí)體之間交換的幀、報(bào)文、分組的格式及意義的一組規(guī)則，實(shí)體可以任意改變他們的協(xié)議。這樣，服務(wù)和協(xié)議就被完全分離開來?；颍ǚ?wù)通過協(xié)議完成，協(xié)議通過服務(wù)體現(xiàn)；服務(wù)代表功能、能力，協(xié)議代表標(biāo)準(zhǔn)化；用戶只能見到服務(wù)；協(xié)議控制同層實(shí)體間的通信，服務(wù)由下層向上層提供。6、HDLC幀由6個(gè)字段組成，按先后順序列出這6個(gè)字段，并簡(jiǎn)單說明前兩個(gè)字段的主要作用。（本題5分）答：標(biāo)志字段以獨(dú)特的01111110模式在幀的兩端起定界作用。地址字段標(biāo)識(shí)出了傳輸該幀或者是準(zhǔn)備接收這個(gè)幀的從站。本題得分四、用雙極性AMI信號(hào)編碼機(jī)制對(duì)二進(jìn)制序列01001100011進(jìn)行信號(hào)編碼，請(qǐng)畫出編碼后的信號(hào)波形，限定二進(jìn)制序列之前的比特1對(duì)應(yīng)的是負(fù)電平。（本題6分）答：本題得分五、連線題（共6分）1、將下列Modbus現(xiàn)場(chǎng)總線中數(shù)據(jù)模型里的基本表與其對(duì)應(yīng)的對(duì)象類型、訪問類型連起來。（本題4分）2、將下列典型的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖形與對(duì)應(yīng)名字連起來。（本題2分）樹形環(huán)形總線型星形本題得分六、計(jì)算題（共18分）1、設(shè)CAN總線網(wǎng)絡(luò)的通信速率為500kbps，某CAN節(jié)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀中包含5個(gè)字節(jié)有效數(shù)據(jù)，請(qǐng)計(jì)算由該節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)幀引起的最小CAN中斷時(shí)間。（本題4分）答：CAN總線網(wǎng)絡(luò)的位時(shí)間：微妙（1分）最小CAN中斷時(shí)間：微妙（3分）2、給定報(bào)文D=1010001101（10位），預(yù)定比特序列（預(yù)定的除數(shù)）P=110101（6位），請(qǐng)采用摸2運(yùn)算計(jì)算該報(bào)文對(duì)應(yīng)的CRC幀檢驗(yàn)序列R（5位）。（本題6分）答：3、已知某CAN節(jié)點(diǎn)使用的獨(dú)立CAN控制器SJA1000的晶振頻率為12MHz，若總線定時(shí)寄存器BTR0=57Hex，BTR1=3BHex，請(qǐng)計(jì)算其設(shè)定的CAN總線網(wǎng)絡(luò)通信速率。（相關(guān)表格參見附頁）（本題8分）答：tCLK=1/fXTAL=1/12M=1/12微秒（1分）因BTR0=57Hex，則==4微秒（2分）因BTR1=3BHex，則（1分）=（1分）=（1分）CAN總線網(wǎng)絡(luò)的位時(shí)間：微妙（1分）CAN總線網(wǎng)絡(luò)的通信速率：kbps（1分）本題得分七、在一個(gè)DeviceNe現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中，MACID值為1的主站分別與MACID值為13、20的從站建立了預(yù)定義主/從連接組關(guān)系，這兩個(gè)從站和主站之間采用COS數(shù)據(jù)觸發(fā)方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的生產(chǎn)/消費(fèi)。請(qǐng)寫出主站發(fā)給每一個(gè)從站的COS報(bào)文和每一個(gè)從站的應(yīng)答報(bào)文、每一個(gè)從站發(fā)給主站的COS報(bào)文和主站的應(yīng)答報(bào)文對(duì)應(yīng)的CID。（相關(guān)表格參見附頁）（本題8分）答：主站發(fā)給13號(hào)從站的COS報(bào)文CID：0x46D，1000110110113號(hào)從站的COS應(yīng)答報(bào)文CID：0x3CD，0111100110113號(hào)從站發(fā)給主站的COS報(bào)文CID：0x34D，01101001101主站的COS應(yīng)答報(bào)文CID：0x46A，10001101010主站發(fā)給20號(hào)從站的COS報(bào)文CID：0x4A5，1001010010120號(hào)從站的COS應(yīng)答報(bào)文CID：0x3D4，0111101010020號(hào)從站發(fā)給主站的COS報(bào)文CID：0x354，01101010100主站的COS應(yīng)答報(bào)文CID：0x4A2，10010100010本題得分八、DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線中MACID為1的客戶機(jī)與MACID為6的服務(wù)器之間欲建立顯式信息連接。假設(shè)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都是UCMM能力設(shè)備，雙方約定將來在組1報(bào)文上通信，客戶機(jī)使用報(bào)文IDB，服務(wù)器使用報(bào)文ID4，類和實(shí)例ID都用16位表示，且服務(wù)器返回的連接實(shí)例ID為2。圖1為客戶機(jī)與服務(wù)器之間成功建立顯式信息連接的過程，圖1中共有5處錯(cuò)誤，請(qǐng)?jiān)趫D上修正這5處錯(cuò)誤。（相關(guān)表格參見附頁）（本題10分）附頁：標(biāo)識(shí)符位標(biāo)識(shí)用途16進(jìn)制范圍1098765432100組1報(bào)文ID源MACID組1報(bào)文000-3ff01101源MACID從站的I/OCOS或周期報(bào)文01110源MACID從站的位選通響應(yīng)報(bào)文01111源MACID從站的I/O輪詢響應(yīng)或COS/周期應(yīng)答報(bào)文10MACID組2報(bào)文ID組2報(bào)文400-5ff10源MACID000主站的I/O位選通命令報(bào)文110源MACID001保留給主站使用-使用為TBD0目的MACID010主站的COS或周期應(yīng)答報(bào)文10源MACID011從站的顯式/未連接響應(yīng)報(bào)文10目的MACID100主站的顯式請(qǐng)求報(bào)文10目的MACID101主站的I/O輪詢/COS/周期報(bào)文10目的MACID110僅限組2未連接顯式請(qǐng)求報(bào)文（保留）10目的MACID111重復(fù)MACID檢驗(yàn)報(bào)文圖1預(yù)定義主/從連接組標(biāo)識(shí)符區(qū)定義報(bào)文頭報(bào)文頭76543210Frag[0]XIDMACID0R/R[0]服務(wù)代碼[4B]保留（所有位=0）請(qǐng)求報(bào)文體格式組選源報(bào)文ID字節(jié)偏移量123報(bào)文體圖2開放顯式信息連接請(qǐng)求格式表1報(bào)文體格式值值含義0DeviceNet(8/8)，類=8位整數(shù)，實(shí)例ID=8位整數(shù)1DeviceNet(8/16)，類=8位整數(shù)，實(shí)例ID=16位整數(shù)2DeviceNet(16/16)，類=16位整數(shù)，實(shí)例ID=16位整數(shù)3DeviceNet(16/8)，類=16位整數(shù)，實(shí)例ID=8位整數(shù)4-F由DeviceNet保留表2組選值值含義0報(bào)文組11報(bào)文組22保留3報(bào)文組34-F由D