2025年計算機技術(shù)與軟件專業(yè)技術(shù)資格（水平）考試模擬試卷程序設(shè)計專項訓(xùn)練之物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧城市中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪一項不屬于智慧城市典型應(yīng)用領(lǐng)域？A.智能交通B.環(huán)境監(jiān)測C.企業(yè)內(nèi)部ERP系統(tǒng)D.智能安防2.在物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)中，負責(zé)收集、感知物理世界信息的是？A.網(wǎng)絡(luò)層B.平臺層C.感知層D.應(yīng)用層3.MQTT協(xié)議通常被用于物聯(lián)網(wǎng)場景的原因之一是其具有？A.極高的傳輸速度B.支持大規(guī)模設(shè)備連接C.復(fù)雜的加密機制D.適用于高吞吐量事務(wù)處理4.若需在智慧城市交通系統(tǒng)中高效地查詢特定時間段內(nèi)通過某個路口的車輛數(shù)量，以下數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)最適合存儲中間狀態(tài)？A.哈希表B.棧C.隊列D.二叉搜索樹5.在設(shè)計一個用于監(jiān)測城市空氣質(zhì)量的應(yīng)用時，傳感器采集的數(shù)據(jù)需要實時傳輸?shù)皆破脚_，對數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性要求較高，網(wǎng)絡(luò)層設(shè)備應(yīng)優(yōu)先考慮？A.路由器B.交換機C.調(diào)制解調(diào)器D.中繼器6.邊緣計算在智慧城市應(yīng)用中的主要優(yōu)勢之一是？A.降低網(wǎng)絡(luò)帶寬壓力B.統(tǒng)一管理所有設(shè)備C.提高數(shù)據(jù)存儲容量D.增強應(yīng)用層復(fù)雜度7.當(dāng)智慧城市中的智能門禁系統(tǒng)需要同時處理多個入口的訪問請求時，后端服務(wù)器應(yīng)具備良好的？A.并發(fā)處理能力B.讀取速度快C.體積小D.低功耗特性8.下列關(guān)于智慧城市信息平臺的說法，錯誤的是？A.通常需要集成來自不同部門、不同類型的數(shù)據(jù)。B.應(yīng)具備較高的數(shù)據(jù)安全和隱私保護能力。C.其主要功能是替代所有前端的應(yīng)用程序。D.需要提供可視化界面以便用戶交互。9.在使用Python編寫一個程序模擬智能溫控器時，若要實現(xiàn)根據(jù)當(dāng)前溫度自動開關(guān)空調(diào)的功能，核心需要運用？A.文件操作B.網(wǎng)絡(luò)通信C.條件判斷邏輯D.圖形界面設(shè)計10.為減少傳感器數(shù)據(jù)傳輸對城市公共無線網(wǎng)絡(luò)的干擾，常在智慧城市中部署哪種通信技術(shù)？A.5GB.ZigbeeC.BluetoothD.DDR二、填空題（每空1分，共15分）1.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，傳感器負責(zé)感知，______負責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，______負責(zé)數(shù)據(jù)處理與應(yīng)用。2.智慧交通系統(tǒng)中，通過地磁線圈或攝像頭檢測到的車輛信息屬于______層的數(shù)據(jù)。3.若要設(shè)計一個程序，根據(jù)接收到的前N個正整數(shù)的序列，實時計算并輸出當(dāng)前平均值，需要使用______來累加數(shù)值，使用______來記錄元素數(shù)量。4.在智慧城市環(huán)境監(jiān)測中，PM2.5、PM10、溫度、濕度等數(shù)據(jù)通常由部署在街道或建筑物頂部的______設(shè)備采集。5.將大量數(shù)據(jù)處理任務(wù)從中心云平臺轉(zhuǎn)移到靠近數(shù)據(jù)源的邊緣節(jié)點，是______的核心思想。6.設(shè)計一個用于智慧停車場的系統(tǒng)時，若需要快速查找空閑車位，可以使用______數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來存儲車位狀態(tài)信息。7.MQTT協(xié)議中，消息發(fā)布者（Producer）和消息訂閱者（Subscriber）通過______進行身份驗證和建立連接。三、問答題（每題5分，共10分）1.簡述物聯(lián)網(wǎng)感知層可能包含的關(guān)鍵技術(shù)及其在智慧城市中的一個具體應(yīng)用實例。2.在開發(fā)一個用于智慧城市公共安全的視頻監(jiān)控分析程序時，需要處理大量的實時視頻流。請簡述在保證實時性的前提下，程序在數(shù)據(jù)傳輸、存儲和處理方面可能需要考慮的關(guān)鍵問題。四、編程題（共35分）1.智慧環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)模擬與處理（15分）假設(shè)有一個智慧城市空氣質(zhì)量監(jiān)測點，每隔5分鐘采集一次PM2.5濃度數(shù)據(jù)（單位：ug/m3），數(shù)據(jù)按采集時間順序排列?，F(xiàn)需編寫程序完成以下任務(wù)：a.模擬生成包含10個時間點（例如，從時間點0到時間點45，間隔5分鐘）的PM2.5濃度數(shù)據(jù)序列，數(shù)據(jù)范圍在[10,150]之間。(4分)b.計算并輸出這10個時間點內(nèi)的PM2.5濃度的平均值。(4分)c.找出并輸出這10個時間點中PM2.5濃度最高的時間點序號（序號從0開始）及其對應(yīng)的濃度值。(4分)d.判斷是否存在PM2.5濃度超過100ug/m3的情況，如果存在，請輸出第一個出現(xiàn)超標的時間點序號及其濃度值；如果不存在，輸出“無超標數(shù)據(jù)”。(3分)2.智能交通信號燈模擬控制（20分）某智慧城市十字路口的交通信號燈按照以下規(guī)則工作：綠燈持續(xù)30秒，黃燈持續(xù)5秒，紅燈持續(xù)35秒，然后循環(huán)。假設(shè)程序每1秒更新一次信號燈狀態(tài)?，F(xiàn)需編寫程序模擬該信號燈的邏輯，并用不同顏色（例如用字符串'G'表示綠燈，'Y'表示黃燈，'R'表示紅燈）按順序輸出信號燈狀態(tài)，模擬運行60秒。a.設(shè)計一個函數(shù)或一段代碼，根據(jù)當(dāng)前運行的總時間（秒），判斷并返回當(dāng)前應(yīng)顯示的信號燈顏色。(8分)b.編寫主程序邏輯，從時間0開始，每秒調(diào)用上述函數(shù)獲取當(dāng)前信號燈顏色，并按順序打印出來，直到模擬運行60秒結(jié)束。(12分)---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.B4.A5.A6.A7.A8.C9.C10.B二、填空題1.網(wǎng)絡(luò),平臺2.感知3.變量,變量4.傳感器5.邊緣計算6.哈希表7.主題三、問答題1.解析思路：首先回答感知層包含的關(guān)鍵技術(shù)，如傳感器技術(shù)（溫度、濕度、圖像、GPS等）、短距離通信技術(shù)（RFID、藍牙、Zigbee）、長距離通信技術(shù)（NB-IoT、LoRa）、嵌入式系統(tǒng)等。然后選擇一項技術(shù)在智慧城市中舉例，例如：傳感器技術(shù)（如部署在路口的攝像頭、地磁傳感器、雷達）用于檢測交通流量、車輛類型、停車位占用情況；短距離通信技術(shù)（如藍牙信標）用于共享單車解鎖或室內(nèi)定位；NB-IoT用于智能水表、電表遠程抄送；嵌入式系統(tǒng)用于智能垃圾桶的填充狀態(tài)監(jiān)測等。結(jié)合具體應(yīng)用說明技術(shù)的作用。2.解析思路：首先指出實時性是核心挑戰(zhàn)。然后分別從數(shù)據(jù)傳輸角度考慮：如何選擇低延遲的網(wǎng)絡(luò)（如5G、城域網(wǎng)專線）、采用高效傳輸協(xié)議（如UDP）、進行數(shù)據(jù)壓縮、使用邊緣節(jié)點進行初步處理和過濾。從存儲角度考慮：是否需要實時存儲所有原始數(shù)據(jù)（可能否），采用內(nèi)存計算、使用高速數(shù)據(jù)庫（如時序數(shù)據(jù)庫）、設(shè)計有效的索引。從處理角度考慮：采用并行計算、分布式處理框架（如Spark、Flink）、將部分處理任務(wù)下放到邊緣設(shè)備、設(shè)計輕量級算法以適應(yīng)資源限制。四、編程題1.智慧環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)模擬與處理```pythonimportrandom#a.模擬生成數(shù)據(jù)序列data_points=[random.randint(10,150)for_inrange(10)]print("PM2.5數(shù)據(jù)序列:",data_points)#b.計算平均值average_pm25=sum(data_points)/len(data_points)print(f"PM2.5平均濃度:{average_pm25:.2f}ug/m3")#c.找出最高濃度及其時間點序號max_value=max(data_points)max_index=data_points.index(max_value)print(f"最高濃度:{max_value}ug/m3,時間點序號:{max_index}")#d.判斷并輸出超標情況forindex,valueinenumerate(data_points):ifvalue>100:print(f"首個超標數(shù)據(jù):濃度={value}ug/m3,時間點序號={index}")breakelse:print("無超標數(shù)據(jù)")```解析思路：a.使用列表推導(dǎo)式結(jié)合`random.randint(10,150)`生成10個指定范圍內(nèi)的隨機整數(shù)模擬PM2.5數(shù)據(jù)。b.使用`sum()`函數(shù)求和，`len()`函數(shù)獲取數(shù)據(jù)點數(shù)量，相除得到平均值。注意結(jié)果保留兩位小數(shù)。c.使用`max()`函數(shù)找出最大值，`index()`方法找出該最大值在列表中的位置（序號）。d.使用`enumerate()`遍歷列表，檢查每個元素的值是否大于100。一旦找到，立即輸出并終止循環(huán)；如果循環(huán)結(jié)束沒有找到，則輸出“無超標數(shù)據(jù)”。2.智能交通信號燈模擬控制```pythonimporttime#定義信號燈周期（秒）GREEN_TIME=30YELLOW_TIME=5RED_TIME=35CYCLE_TIME=GREEN_TIME+YELLOW_TIME+RED_TIME#定義信號燈狀態(tài)LIGHTS=['G','Y','R']#定義當(dāng)前運行的總時間（秒）current_time=0#定義函數(shù)：根據(jù)總時間返回當(dāng)前信號燈顏色defget_light_color(elapsed_seconds):position=(elapsed_seconds//(GREEN_TIME+YELLOW_TIME))%3returnLIGHTS[position]#主程序：模擬運行60秒print("開始模擬交通信號燈...")whilecurrent_time<60:current_light=get_light_color(current_time)print(f"時間:{current_time}秒,信號燈:{current_light}",end='\r')time.sleep(1)#模擬每秒更新一次current_time+=1print("\n模擬結(jié)束.")```解析思路：a.設(shè)計`get_light_color`函數(shù)，核心是計算當(dāng)前時間在周期內(nèi)的位置。使用`elapsed_seconds//(GREEN_TIME+YELLOW_TIME)`計算