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1、第二届全国高校物联网应用创新大赛 编程挑战赛预赛试题 2014 年 12 月 2 日 第二届第二届全国高校物联网应用创新大赛编程全国高校物联网应用创新大赛编程挑战赛预赛试题挑战赛预赛试题 编程挑战赛预赛采用网络竞赛方式， 即参赛团队通过大赛网站递交对应代码到大赛指定的平台运行，评委会根据赛项的评分标准对各参赛团队的表现进行评比。 1.1.比赛要求：比赛要求： a) a) 基础环境：基础环境： 软件开发平台：TinyOS 2.1.1+ Ubuntu 12.04 硬件开发平台：比赛平台基于无线传感器节点。无线传感器节点使用MSP430F1611 MCU和CC2420通信模块，支持USB节点程序下载
2、。该平台含50个节点，节点摆放成10行5列（105）的阵列,行间距和列间距均为20cm左右，如图1所示。 图1 节点位置图1 第二届全国高校物联网应用创新大赛 编程挑战赛预赛试题 2014 年 12 月 2 日 b)b)细则：细则： 若无特殊说明，无线传感器节点均使用最小发送功率（级 别1）； 若无特殊说明，节点编号（ID 0-49）为比赛平台随机分配； 参赛团队根据题目要求完成相应的代码设计； 网络预赛要求参赛团队在规定时间内在线提交代码； 决赛要求参赛团队现场提交代码； 根据需要，比赛过程中可能会在节点间加入阻挡或在网络中加入干扰， 参赛者需要考虑阻挡和干扰对通信半径和通信质量的影响； 参
3、赛者必须使用组委会提供的代码接口完成比赛。违反此规定会被判定分数无效； 比赛代码须兼容大赛指定平台设备（详见赛项说明）； 比赛规则最终解释权归组委会所有。 2.2.预赛题目：预赛题目： 第二届全国高校物联网创新应用大赛编程挑战赛预赛试题共2 题，每题 50 分，总分 100 分。 题目题目 A A 第二届全国高校物联网应用创新大赛 编程挑战赛预赛试题 2014 年 12 月 2 日 比赛规则：比赛规则： 给定 50 个传感器节点（如图 2 所示） ，参赛团队需对除 0 号节点以外的 49 个节点进行编程，设计一个路由协议，通过单跳或多跳完成数据的转发，实现网络中任意节点之间的通信。大赛组委会将
4、 0 号节点作为数据源节点发送任务数据包给任意某节点 i（数据包格式见注 3） ，参赛队需将获取到的任务编号发送到节点 k。i 和 k 号节点从 1-49 号随机选取。参赛队需将 k 号节点从 i 号节点收到的任务编号通过串口打印出来，从而表明完成了对应的任务（即能实现 i 到 k 的路由） 。 注： 1）数据源节点（0号节点）由大赛组委会指定，参赛团队无法控制数据源节点或对其进行重新编程，其他节点（1-49）物理位置随机如下图2所示； 图2 节点位置图2 第二届全国高校物联网应用创新大赛 编程挑战赛预赛试题 2014 年 12 月 2 日 2）数据源节点通信距离能到达任意节点，网络中的49个
5、点都会陆续无顺序收到数据源节点发送的数据包， 但数据源节点在发送任务数据包时只会发送到某一指定节点i（此时其他节点无法直接获取该数据包）； 3）任务数据包格式为：i号节点ID （2字节）+ k号节点ID（2字节）+ 任务编号（2字节） ； 4）数据源节点发送的任务包总数 n 不小于 1000（任务量由组委会指定） ，任务包将在参赛队代码烧录完成后 10 秒左右（参赛队可在这断时间内建立路由）开始发送，任务包将在 70 秒内全部发送完成。参赛队需在 90 内（从参赛队代码烧录完成开始计时）完成任务； 5） 组委会提供数据源节点程序样例， 方便参赛团队进行测试； 6）除 0 号数据源节点外，其他所
6、有节点功率强制设定为最小功率（级别 1） ； 7）开销计算：网络开销在参赛队 49 个节点烧录完成开始计算（即计算所有点建立路由和做任务的总发包数） 。 评分细则：评分细则： 本题满分 50 分，其中任务正确性 25 分，网络开销分 25 分。但网络开销分是基于任务完成量计算的，具体如下： 1.正确性得分：25*（正确任务编号-错误任务编号）/n （n为总任务量） 第二届全国高校物联网应用创新大赛 编程挑战赛预赛试题 2014 年 12 月 2 日 2.网络开销分 当正确性得分低于 10 分：无法获得网络开销分 当正确性得分高于 10 分：才可获得网络开销分 实际开销低于 2(n+100)：网
7、络开销分 25 分 实际开销高于 2(n+100)： 网络开销分 25*2(n+100) /实际开销 题目题目 B 比赛规则：比赛规则： 给定 50 个传感器节点（如图 3 所示） ，大赛组委会将 49 号节点作为数据源节点发送任务数据包给其他 48 个节点（不含 0 号节点） ，参赛团队需对除数据源节点以外的 49 个节点进行编程，设计数据转发协议， 通过多跳将从数据源节点产生的数据包汇聚到 0 号节点并通过串口打印出来。 另外参赛队需考虑整个网络的能量消耗（即占空比） ，除 0 号节点外所有节点需采用周期性醒睡的工作模式（duty cycle） ，即每个节点按照参赛者的设计在第i 个 du
8、ty cycle 中首先工作（打开天线）一段时间（Ti1） ，然后睡眠（关闭天线）一段时间（Ti2） 。Ti1 和 Ti2 可以是固定的，也可以都是自适应变化的。对于节点 k，其平均占空比为 ) 12(100 TiTiTi cycledutyii k， 第二届全国高校物联网应用创新大赛 编程挑战赛预赛试题 2014 年 12 月 2 日 对于 48 个节点的网络 （除去 sink 节点和数据源节点） ， 网络平均占空比为 48481kkkcycledutycycleduty Mean。 注： 1）数据源节点（49号节点）由大赛组委会指定，参赛团队无法控制数据源节点或对其进行重新编程； 2）数据
9、源节点通信距离能到达任意节点，网络中的48个点都会陆续无顺序的收到数据源节点发送的数据包， 但数据源节点在发送任务数据包时只会发送到某一指定节点 （此时其他节点无法直接获取该数据包） ，再由此节点转发到汇聚节点（0号节点） ； 3）任务数据包格式为：任务包编号 （2字节）+验证信息（28个字节） ，参赛队需将完整的任务数据包汇聚到0号点，以表明是通过数据源节点获取到的包； 4）数据源节点发送的任务包总数 n 不小于 1000（任务量由组委会指定） ，任务包将在参赛队代码烧录完成后 10 秒左右（参赛队可在这断时间内建立路由）开始发送，任务包将在 70 秒内全部发送完成。参赛队需在 90 秒内（
10、从参赛队代码烧录完成开始计时）完成任务； 5） 组委会提供数据源节点程序样例， 方便参赛团队进行测试； 6）除数据源节点外，其他所有节点功率强制设定为最小功率（级别 1） ； 第二届全国高校物联网应用创新大赛 编程挑战赛预赛试题 2014 年 12 月 2 日 7）节点位置如图 3 所示，其中 0 号节点设定在左下方，49号点设定在右上方，其他 48 个节点物理位置随机。 图 3：节点位置图 3 评分细则：评分细则： 本题满分 50 分，其中任务正确性 25 分，能量消耗 25 分。但能量消耗分是基于任务正确性计算的。 1. 任务正确性得分=25*（正确包-错误包）/n 正确包表示来自数据源节点且验证信息正确的包； 错误包表示验证信息不正确的数据包； 2.能量消耗得分： 正确性得分低于 10 分：无能量消耗分。 正确性得分高于 10 分： 能量消耗得分=25*4%/cycledutyMean（占空比优于 4%则为满分）
