院系院系學(xué)號(hào)姓名…………密………………封………………線………………… 第6頁(yè)（共12頁(yè)） 第7頁(yè)（共12頁(yè)）哈爾濱工業(yè)大學(xué)2016學(xué)年春工業(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(yè)（共12頁(yè)）本題得分一、名詞解釋（共8分，每小題1分）1、DCS答：集散控制系統(tǒng)/分散控制系統(tǒng)/分布式控制系統(tǒng)2、PDU答：協(xié)議數(shù)據(jù)單元3、TCP答：傳輸控制協(xié)議4、CSMA答：載波監(jiān)聽(tīng)（偵聽(tīng)）多點(diǎn)（多路）訪問(wèn)5、HDLC答：高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制6、UCMM答：未連接報(bào)文管理器7、MAC答：媒體（介質(zhì)）訪問(wèn)控制8、UART答：通用異步收發(fā)器本題得分二、單選題（共10分，每小題1分）1、CAN的正常位時(shí)間由同步段、傳播時(shí)間段、相位緩沖段1和相位緩沖段2這4個(gè)時(shí)間段組成，1次采樣時(shí)其采樣點(diǎn)位于A. 同步段的終點(diǎn)B. 傳播時(shí)間段的終點(diǎn)C. 相位緩沖段1的終點(diǎn)D. 相位緩沖段2的終點(diǎn) 答：（C）2、下面哪個(gè)現(xiàn)場(chǎng)總線國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)是關(guān)于低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)？A. IEC61158B. IEC62026C. ISO11898D. ISO11519 答：（B）3、在DeviceNet中，報(bào)文組被分為幾組？A. 2B.3C4、DeviceNet的網(wǎng)絡(luò)速度為250kbps時(shí)，總線長(zhǎng)度應(yīng)為A.125mB.250mC.500mD.以上都不是 答：（B）5、按照EIA485的規(guī)定，當(dāng)傳輸邏輯“1”時(shí)，在接收端，A線電位VA和B線電位VB之間需滿足條件：A.B.C. D. 答：（A）6、下列四種說(shuō)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(kāi)銷)。 答：（D）7、突發(fā)性差錯(cuò)的專有特征是：A. 孤立的差錯(cuò)狀態(tài)B. 只改變1位C. 連續(xù)B位中第一和最后一位以及任意多個(gè)中間位接收不正確D. 由白噪聲引起 答：（C）8、CAN總線中，若具有下列標(biāo)識(shí)符的4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀爭(zhēng)用總線，則勝出的是A. 11001000001B. 11001000010C. 11001100001D. 11001101001 答：（A）9、ISO11898對(duì)CAN總線典型電平規(guī)定如下：A. 顯性：VCAN–H＝VCAN–L＝2.5V，Vdiff=0V；隱性：VCAN–H＝3.5V，VCAN–L=1.5V，Vdiff=2V。B. 隱性：VCAN–H＝VCAN–L＝2.5V，Vdiff=0V；顯性：VCAN–H＝3.5V，VCAN–L=1.5V，Vdiff=2V。C. 顯性：VCAN–H＝1.75V，VCAN–L=3.25V，Vdiff=-1.5V；隱性：VCAN–H＝4V，VCAN–L＝1V，Vdiff=3V。D. 隱性：VCAN–H＝1.75V，VCAN–L=3.25V，Vdiff=-1.5V；顯性：VCAN–H＝4V，VCAN–L＝1V，Vdiff=3V。 答：（B）10、下列選項(xiàng)中哪個(gè)不屬于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的數(shù)字信號(hào)編碼方式？A. 單極性碼B. 非歸零碼C. 歸零碼D. 幅度鍵控 答：（D）本題得分三、判斷題（10分，每小題1分）1、若IEEE802.3的MAC幀長(zhǎng)度/類型字段設(shè)置為0x8100，則其TCI（標(biāo)簽控制信息）包含有12位的VLAN標(biāo)識(shí)符。答：（對(duì)）2、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(guó)提出。答：（錯(cuò)）3、有證實(shí)服務(wù)包括請(qǐng)求、指示和響應(yīng)3個(gè)原語(yǔ)。答：（錯(cuò)）4、使用EIA-485標(biāo)準(zhǔn)組網(wǎng)，共享介質(zhì)上只允許有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器處于發(fā)送狀態(tài)。答：（對(duì)）5、CAN分為物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，其數(shù)據(jù)鏈路層又可以分為邏輯鏈路控制子層和介質(zhì)訪問(wèn)控制子層。答：（對(duì)）6、CAN數(shù)據(jù)幀中的遠(yuǎn)程發(fā)送請(qǐng)求位即RTR位為隱性。答：（錯(cuò)）7、所有DeviceNet模塊均被要求參與一個(gè)重復(fù)MACID檢驗(yàn)算法。答：（對(duì)）8、使用返回NARQ，發(fā)送器必須重傳有差錯(cuò)的幀及后面所有的幀。答：（對(duì)）9、雙絞線各個(gè)線對(duì)螺旋排列的主要目的是使各線對(duì)之間的電磁干擾最小。答：（對(duì)）10、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，消除了衰減問(wèn)題，噪聲也不累積。 答：（對(duì)）本題得分四、簡(jiǎn)答題（共27分）1、闡述以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3采用的二進(jìn)制指數(shù)退避的１堅(jiān)持算法的基本原理，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)。（本題5分）答：IEEE802.3采用的二進(jìn)制指數(shù)退避的１堅(jiān)持算法的基本原理：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(guò)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：沒(méi)有或幾乎沒(méi)有發(fā)生過(guò)沖突的站點(diǎn)要比已經(jīng)等了很長(zhǎng)時(shí)間的站點(diǎn)有更多的機(jī)會(huì)先傳輸。2、請(qǐng)列出現(xiàn)場(chǎng)總線的6個(gè)技術(shù)特點(diǎn)。（本題3分）答：（1）現(xiàn)場(chǎng)通信網(wǎng)絡(luò)；（4）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備互連網(wǎng)絡(luò)；（2）數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)；（5）結(jié)構(gòu)與功能高度分散的系統(tǒng)；（3）開(kāi)放互連網(wǎng)絡(luò)；（6）現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的互操作性與互換性。3.簡(jiǎn)述服務(wù)與協(xié)議的關(guān)系。（本題6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(yǔ)（操作）。盡管服務(wù)定義了該層能夠代表它的上層完成的操作，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)議是通信同層對(duì)等實(shí)體之間交換的幀、報(bào)文、分組的格式及意義的規(guī)則，實(shí)體利用協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)他們的服務(wù)定義。只要不改變它提供給用戶的服務(wù)，實(shí)體可以任意改變它們的協(xié)議。這樣，服務(wù)和協(xié)議就被完全分離開(kāi)來(lái)?；颍ǚ?wù)代表可提供的功能；協(xié)議是一組規(guī)則，必須被準(zhǔn)確定義。服務(wù)通過(guò)協(xié)議完成；協(xié)議是服務(wù)的內(nèi)部實(shí)現(xiàn)手段。用戶只能見(jiàn)到服務(wù)。服務(wù)由下層向上層提供；協(xié)議用于實(shí)現(xiàn)同層實(shí)體間的通信。）4、在CAN總線中有哪幾種錯(cuò)誤類型？就故障界定而言一個(gè)單元（節(jié)點(diǎn)）可能處于哪三種狀態(tài)？（本題5分）答：在CAN總線中，存在5種不同的錯(cuò)誤類型：位錯(cuò)誤，填充錯(cuò)誤，CRC錯(cuò)誤，形式錯(cuò)誤，應(yīng)答錯(cuò)誤。就故障界定而言一個(gè)單元（節(jié)點(diǎn)）可能處于錯(cuò)誤激活、錯(cuò)誤認(rèn)可和總線脫離這三種狀態(tài)。5、OSI參考模型分為哪7層？（本題3.5分）答：OSI參考模型分為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會(huì)話層、表示層和應(yīng)用層。6、按先后順序列出以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3的MAC幀的各個(gè)組成部分，并列出IEEE802.3定義的三種MAC幀。（本題4.5分）答：以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.3的MAC幀由以下幾部分組成：目的地址、原地址、長(zhǎng)度/類型、MAC客戶數(shù)據(jù)、填充、幀檢測(cè)/檢驗(yàn)序列。IEEE802.3定義的三種MAC幀：基礎(chǔ)幀、Q標(biāo)志幀和包裝幀。本題得分五、用偽三進(jìn)制信號(hào)編碼機(jī)制對(duì)二進(jìn)制序列11000011010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)制序列之前的位0對(duì)應(yīng)的是負(fù)電平。（本題6分）答：本題得分六、計(jì)算題（共23分）1、設(shè)Modbus總線采用RTU模式進(jìn)行報(bào)文傳輸，每個(gè)報(bào)文幀內(nèi)包含5個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，幀內(nèi)兩個(gè)字符之間的空閑間隔為4個(gè)位時(shí)間，位速率為9600bps，求發(fā)送一個(gè)RTU報(bào)文幀的時(shí)間。（本題7分）解：RTU模式下每個(gè)字符包含的位數(shù)：11位RTU模式下每個(gè)RTU報(bào)文幀包含的字符個(gè)數(shù)：1+1+5+2=9RTU模式下每個(gè)RTU報(bào)文幀包含的位數(shù)：位時(shí)間：秒發(fā)送一個(gè)RTU報(bào)文幀的時(shí)間：（毫秒） 2、給定報(bào)文D=1010001101（10位），預(yù)定位序列（預(yù)定的除數(shù)）P=110101（6位），請(qǐng)采用多項(xiàng)式除法計(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）解：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，采用標(biāo)準(zhǔn)格式數(shù)據(jù)幀，若其總線定時(shí)寄存器BTR0=07Hex、BTR1=9BHex，則其設(shè)定的CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)位速率是多少？每個(gè)位時(shí)間內(nèi)CAN總線被采樣幾次？設(shè)該節(jié)點(diǎn)要周期性地向CAN總線上發(fā)送5個(gè)字節(jié)的（數(shù)據(jù)場(chǎng)）數(shù)據(jù)，則它最快可以實(shí)現(xiàn)的發(fā)送周期（連續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀的間隔時(shí)間）是多少？（相關(guān)表格參見(jiàn)附頁(yè)）（本題10分）解：tCLK=1/fXTAL=1/12=1/12（微秒）因BTR0=07Hex，故==4/3（微秒）因BTR1=9BHex，故==因此，CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)的位時(shí)間：（微秒）即CAN總線通信網(wǎng)絡(luò)的位速率：50kbpsBTR1=9BHex，對(duì)應(yīng)SAM位為1，則每個(gè)位時(shí)間內(nèi)CAN總線被采樣3次。最快發(fā)送周期：（微秒）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8、15、16的從站建立了預(yù)定義主/從連接組關(guān)系，這三個(gè)從站和主站之間采用位選通數(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)給從站的位選通命令報(bào)文和每一個(gè)從站的位選通響應(yīng)報(bào)文對(duì)應(yīng)的CID，要求同時(shí)給出CID的十六進(jìn)制和二進(jìn)制表達(dá)形式。（相關(guān)表格參見(jiàn)附頁(yè)）（本題8分）答：主站的位選通命令報(bào)文CID：0x408，100000010008號(hào)從站的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：0x388，0111000100015號(hào)從站的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：0x38F，011100011116號(hào)從站的位選通響應(yīng)報(bào)文CID：0x390，01110010000本題得分八、請(qǐng)以圖解的方式詳細(xì)給出DeviceNet現(xiàn)場(chǎng)總線中MACID為2的客戶機(jī)與MACID為7的服務(wù)器之間成功建立顯式信息連接時(shí)的開(kāi)放顯示信息連接請(qǐng)求報(bào)文的CID和數(shù)據(jù)場(chǎng)、開(kāi)放顯示信息連接響應(yīng)報(bào)文的CID和數(shù)據(jù)場(chǎng)。假設(shè)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)都是UCMM能力設(shè)備，雙方約定將來(lái)在組1報(bào)文上通信，客戶機(jī)使用報(bào)文ID5，服務(wù)器使用報(bào)文ID7，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3。（相關(guān)表格參見(jiàn)附頁(yè)）（本題8分）答：附頁(yè)：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(kāi)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