2025年物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)核心協(xié)議MQTT應(yīng)用專項(xiàng)試卷考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪個(gè)選項(xiàng)不是MQTT協(xié)議的主要特點(diǎn)？A.輕量級(jí)B.發(fā)布/訂閱模式C.基于TCP/IP協(xié)議族D.支持復(fù)雜的面向?qū)ο缶幊陶Z言特性2.在MQTT協(xié)議中，ClientID的作用是？A.證明客戶端身份B.唯一標(biāo)識(shí)客戶端C.定義消息優(yōu)先級(jí)D.存儲(chǔ)訂閱Topic信息3.CleanSession參數(shù)為1時(shí)，表示？A.客戶端連接持久化，會(huì)話信息在Broker斷電后丟失B.客戶端連接非持久化，斷開連接后會(huì)話信息丟失C.Broker必須為客戶端存儲(chǔ)會(huì)話信息D.客戶端必須保持心跳連接4.MQTT消息類型中，用于客戶端向Broker發(fā)起連接請(qǐng)求的是？A.PUBLISHB.SUBSCRIBEC.CONNECTD.DISCONNECT5.MQTT協(xié)議中，確保消息至少到達(dá)一次的服務(wù)質(zhì)量（QoS）級(jí)別是？A.0B.1C.2D.36.Topic名稱"home/+/temperature"中的"+"符號(hào)代表？A.必須匹配一個(gè)具體的子TopicB.匹配任意一個(gè)子TopicC.匹配零個(gè)或多個(gè)子TopicD.匹配"home/"和"temperature"兩個(gè)Topic7.當(dāng)Broker收到客戶端的SUBSCRIBE請(qǐng)求后，會(huì)向客戶端發(fā)送什么類型的響應(yīng)消息？A.CONNECTB.PUBLISHC.SUBSCRIBED.ACK8.MQTT協(xié)議中，用于客戶端向Broker斷開連接時(shí)通知Broker的是？A.CONNECTB.PUBLISHC.DISCONNECTD.QoS9.在MQTT應(yīng)用中，KeepAlive機(jī)制的主要作用是？A.確認(rèn)消息是否送達(dá)B.保持客戶端與Broker的連接狀態(tài)C.控制消息發(fā)布頻率D.設(shè)置消息服務(wù)質(zhì)量10.下列哪個(gè)庫是Python中常用的MQTT客戶端庫？A.requestsB.numpyC.Paho-MQTTD.TensorFlow11.在MQTT協(xié)議中，消息ID（MessageID）主要用于哪種QoS級(jí)別？A.QoS0B.QoS1C.QoS2D.所有QoS級(jí)別12.使用MQTT協(xié)議進(jìn)行設(shè)備與云平臺(tái)通信時(shí)，通常需要在客戶端和Broker之間建立？A.HTTP連接B.WebSocket連接C.TCP/IP連接D.UDP連接13.在MQTT安全機(jī)制中，用于驗(yàn)證客戶端身份的通常是？A.API密鑰B.二維碼C.用戶名和密碼D.生物識(shí)別14.MQTT協(xié)議中，WillMessage（遺囑消息）主要用于？A.定期發(fā)送心跳B.訂閱特定TopicC.客戶端異常斷線時(shí)通知BrokerD.優(yōu)先發(fā)布消息15.以下哪個(gè)場(chǎng)景最不適合使用MQTT協(xié)議？A.智能家居設(shè)備狀態(tài)上報(bào)B.工業(yè)生產(chǎn)線傳感器數(shù)據(jù)采集C.大型文件傳輸D.移動(dòng)應(yīng)用與服務(wù)器實(shí)時(shí)通信二、填空題1.MQTT是一種基于______協(xié)議族的消息協(xié)議，其核心通信模式是______模式。2.MQTT客戶端與Broker建立連接時(shí)，客戶端需要發(fā)送______消息，Broker響應(yīng)______消息。3.MQTT協(xié)議定義了______種消息類型，分別是CONNECT,PUBLISH,SUBSCRIBE,DISCONNECT以及MQTT5.0新增的______和______。4.QoS1消息交付保證是______，需要Broker和客戶端之間的消息確認(rèn)機(jī)制。5.MQTT客戶端在發(fā)布消息時(shí)，如果設(shè)置了QoS2，Broker需要為每條消息分配一個(gè)______，并在收到客戶端確認(rèn)后標(biāo)記為已送達(dá)。6.當(dāng)客戶端訂閱了一個(gè)Topic，Broker會(huì)將該Topic下發(fā)布的消息推送給所有______該Topic的客戶端。7.在使用MQTT時(shí)，為了防止數(shù)據(jù)泄露，客戶端與Broker之間的通信通常會(huì)通過______進(jìn)行加密。8.Paho-MQTT庫中，用于創(chuàng)建MQTT客戶端實(shí)例的類是______。9.在MQTT中，Topic的命名規(guī)則類似于文件路徑，可以使用______和______來創(chuàng)建Topic層級(jí)。10.MQTTBroker在收到客戶端的SUBSCRIBE請(qǐng)求后，會(huì)返回一個(gè)包含______和______的響應(yīng)消息。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述MQTT協(xié)議的發(fā)布/訂閱模型中，Broker、ClientProducer和ClientSubscriber各自的角色和職責(zé)。2.解釋MQTT的CleanSession參數(shù)（CleanSession）為0和為1時(shí)，客戶端會(huì)話狀態(tài)在斷開連接后會(huì)發(fā)生什么不同的情況。3.描述使用MQTT協(xié)議進(jìn)行安全通信通常涉及哪些關(guān)鍵步驟或組件（至少列出三項(xiàng)）。四、編程題1.(15分)假設(shè)你正在使用Python的Paho-MQTT庫開發(fā)一個(gè)MQTT客戶端。請(qǐng)寫出以下功能的代碼片段（無需完整程序，僅包含關(guān)鍵代碼行或邏輯）：a)初始化一個(gè)MQTT客戶端實(shí)例，設(shè)置ClientID為"my_client_1"，Broker地址為""，端口為1883。b)定義一個(gè)回調(diào)函數(shù)，當(dāng)客戶端成功連接到Broker時(shí)被調(diào)用，在該函數(shù)中打印"ConnectedtoBroker"。c)定義另一個(gè)回調(diào)函數(shù)，當(dāng)客戶端收到Broker發(fā)布的消息時(shí)被調(diào)用。該函數(shù)需要檢查消息的Topic是否為"sensor/data"，如果是，則打印出消息內(nèi)容（payload）。d)連接到Broker，并訂閱Topic"sensor/+/temperature"（使用QoS1級(jí)別）。這里的"+"需要正確處理，表示訂閱所有子Topic，如"sensor/inside/temperature"和"sensor/outside/temperature"。2.(20分)繼續(xù)基于上述MQTT客戶端場(chǎng)景，請(qǐng)寫出以下功能的代碼片段：a)編寫一個(gè)函數(shù)`publish_temperature_data(topic,temperature)`，該函數(shù)用于向指定的Topic發(fā)布溫度數(shù)據(jù)。要求使用QoS2級(jí)別，并包含一個(gè)唯一的消息ID（MessageID），消息ID值為12345。如果發(fā)布成功，函數(shù)應(yīng)打印"MessagePublished"。b)在主程序邏輯中，調(diào)用`connect()`方法連接到Broker。c)調(diào)用`subscribe()`方法訂閱Topic"sensor/+/humidity"（同樣使用QoS1，并正確處理"+"）。d)調(diào)用`publish_temperature_data("sensor/inside/humidity",45.5)`發(fā)布一條濕度數(shù)據(jù)。e)定義一個(gè)斷開連接的回調(diào)函數(shù)，當(dāng)客戶端與Broker斷開連接時(shí)被調(diào)用，在該函數(shù)中打印"DisconnectedfromBroker"。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.B4.C5.C6.B7.D8.C9.B10.C11.C12.C13.C14.C15.C二、填空題1.TCP/IP,發(fā)布/訂閱2.CONNECT,ACK3.四,PUBLISH,SUBSCRIBE4.至少一次(Atleastonce)5.消息ID(MessageID)6.訂閱(Subscribers)7.TLS/SSL8.MQTTClient9."/"(斜杠),"+"10.訂閱確認(rèn)(SubscriptionAcknowledgement),訂閱信息(SubscriptionInformation)三、簡(jiǎn)答題1.Broker的角色是中心節(jié)點(diǎn)，負(fù)責(zé)接收客戶端的連接請(qǐng)求、管理Topic，并將發(fā)布者發(fā)布的消息根據(jù)訂閱關(guān)系轉(zhuǎn)發(fā)給相應(yīng)的訂閱者。ClientProducer(發(fā)布者)負(fù)責(zé)連接到Broker，并向Broker發(fā)布消息到特定的Topic。ClientSubscriber(訂閱者)負(fù)責(zé)連接到Broker，并訂閱自己感興趣的Topic，Broker會(huì)將匹配的發(fā)布消息推送給訂閱者。2.CleanSession為0時(shí)，如果客戶端斷開連接，Broker不會(huì)存儲(chǔ)該客戶端的會(huì)話信息（訂閱Topic列表、未完成的消息等）。當(dāng)客戶端重新連接時(shí)，需要重新進(jìn)行認(rèn)證和訂閱。CleanSession為1時(shí)，Broker會(huì)為客戶端存儲(chǔ)會(huì)話信息。如果客戶端斷開連接后短時(shí)間內(nèi)（小于KeepAlive周期乘以2）重新連接，Broker會(huì)自動(dòng)恢復(fù)之前的訂閱狀態(tài)，無需重新訂閱。3.使用MQTT協(xié)議進(jìn)行安全通信通常涉及：a)使用TLS/SSL協(xié)議加密客戶端與Broker之間的網(wǎng)絡(luò)傳輸，防止數(shù)據(jù)被竊聽。b)客戶端在CONNECT消息中提供用戶名和密碼，Broker進(jìn)行身份驗(yàn)證。c)配置Broker以啟用認(rèn)證和加密機(jī)制。四、編程題1.a)`client=MQTTClient("my_client_1","",1883)`b)`client.on_connect=on_connect`(假設(shè)`on_connect`是定義好的回調(diào)函數(shù))c)`client.on_message=on_message`(假設(shè)`on_message`是定義好的回調(diào)函數(shù)，其中包含`iftopic=="sensor/data":print(payload)`的邏輯)d)`client.subscribe("sensor/+/temperature",1)`2.a)```pythondefpublish_temperature_data(topic,temperature):msg=str(temperature)client.publish(topic,msg,qos=2,msgid=12345)print("Messa