江蘇省專升本2025年物聯(lián)網(wǎng)工程物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論試卷（含答案）考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、1.物聯(lián)網(wǎng)通常被描述為三層結(jié)構(gòu)，下列哪個(gè)選項(xiàng)不屬于這三層？（）A.感知層B.網(wǎng)絡(luò)層C.應(yīng)用層D.數(shù)據(jù)層2.能夠?qū)崿F(xiàn)低功耗、遠(yuǎn)距離通信的物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)通常是？（）A.WiFiB.藍(lán)牙C.ZigbeeD.以太網(wǎng)3.下列哪種傳感器不屬于根據(jù)檢測(cè)目標(biāo)物變化的分類？（）A.溫度傳感器B.光敏傳感器C.濕度傳感器D.GPS傳感器4.在物聯(lián)網(wǎng)通信中，MQTT協(xié)議通常被歸類為哪種類型的協(xié)議？（）A.HTTP協(xié)議B.TCP/IP協(xié)議棧底層協(xié)議C.消息隊(duì)列協(xié)議D.傳輸控制協(xié)議5.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層是直接面向用戶的部分，它為用戶提供哪些服務(wù)？（請(qǐng)列舉至少兩種）二、6.簡(jiǎn)述物聯(lián)網(wǎng)感知層的主要功能及其包含的關(guān)鍵技術(shù)。7.簡(jiǎn)要說明TCP/IP協(xié)議棧在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層中的作用。8.什么是物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)？它在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中扮演著怎樣的角色？9.列舉至少三種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景，并簡(jiǎn)述其在其中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)。三、10.為什么說物聯(lián)網(wǎng)的安全問題比傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)更為復(fù)雜和重要？11.簡(jiǎn)述云計(jì)算技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理和分析中的優(yōu)勢(shì)。12.比較WiFi和Zigbee兩種無線通信技術(shù)在傳輸速率、傳輸距離和功耗方面的主要區(qū)別。13.在智能家居系統(tǒng)中，用戶希望實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光、溫度、安防等的遠(yuǎn)程控制。請(qǐng)簡(jiǎn)述實(shí)現(xiàn)這一功能所涉及的主要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)節(jié)。四、14.隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，你認(rèn)為未來物聯(lián)網(wǎng)將呈現(xiàn)哪些主要的發(fā)展趨勢(shì)？15.假設(shè)你需要設(shè)計(jì)一個(gè)用于農(nóng)業(yè)大棚的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，請(qǐng)簡(jiǎn)述該系統(tǒng)需要感知哪些關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)？選擇合適的傳感器類型，并說明選擇理由。試卷答案一、1.D2.C3.D4.C5.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層為用戶提供數(shù)據(jù)服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)、中間件服務(wù)。例如，提供數(shù)據(jù)可視化界面、遠(yuǎn)程控制接口、設(shè)備管理功能等。二、6.感知層是物聯(lián)網(wǎng)的基石，主要負(fù)責(zé)信息采集和初步處理。其主要功能包括：識(shí)別物體、采集信息（如溫度、濕度、光線、聲音等）、執(zhí)行簡(jiǎn)單處理（如數(shù)據(jù)初步過濾、格式轉(zhuǎn)換）、能量供應(yīng)（如電池、能量收集）以及與網(wǎng)絡(luò)層的接口。關(guān)鍵技術(shù)包括傳感器技術(shù)（各種類型傳感器）、執(zhí)行器技術(shù)、短距離通信技術(shù)（如RFID、藍(lán)牙、Zigbee）、嵌入式系統(tǒng)、中間件等。7.TCP/IP協(xié)議棧是物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層的基礎(chǔ)，它負(fù)責(zé)將感知層收集到的數(shù)據(jù)可靠地傳輸?shù)綉?yīng)用層或云端。其各層（網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、應(yīng)用層）為物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備提供端到端的通信服務(wù)。網(wǎng)絡(luò)接口層處理物理層細(xì)節(jié)和介質(zhì)訪問控制；網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)路由選擇和數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)（如使用IP協(xié)議）；傳輸層提供可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)（如TCP協(xié)議）；應(yīng)用層則提供物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用所需的具體協(xié)議（如MQTT、CoAP）。TCP/IP協(xié)議棧確保了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的正確、高效傳輸。8.物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)是連接感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層的核心樞紐。它提供了設(shè)備接入管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與處理、應(yīng)用開發(fā)與集成、安全保障等關(guān)鍵能力。物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的作用是簡(jiǎn)化物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的開發(fā)和部署，屏蔽底層硬件和網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性，提供標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展的服務(wù)，使開發(fā)者能夠更專注于業(yè)務(wù)邏輯的實(shí)現(xiàn)。常見的平臺(tái)功能包括設(shè)備生命周期管理、數(shù)據(jù)采集與聚合、規(guī)則引擎、API接口、可視化展示等。9.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場(chǎng)景廣泛，例如：*智能家居：應(yīng)用技術(shù)包括傳感器（溫濕度、光照、運(yùn)動(dòng)）、執(zhí)行器（燈光、空調(diào)）、控制器（智能音箱、手機(jī)APP）、無線通信（WiFi、Zigbee、藍(lán)牙）、物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)（如阿里云、騰訊云）、應(yīng)用軟件等，實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的自動(dòng)化控制和遠(yuǎn)程管理。*智慧城市：應(yīng)用技術(shù)包括視頻監(jiān)控（攝像頭、圖像識(shí)別）、環(huán)境監(jiān)測(cè)（空氣質(zhì)量、噪聲）、智能交通（信號(hào)燈控制、車聯(lián)網(wǎng)V2X）、智能電網(wǎng)（遠(yuǎn)程抄表、需求側(cè)管理）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等，提升城市管理效率和居民生活品質(zhì)。*工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）：應(yīng)用技術(shù)包括工業(yè)傳感器（振動(dòng)、溫度、壓力）、執(zhí)行器、工業(yè)機(jī)器人、邊緣計(jì)算設(shè)備、無線/有線網(wǎng)絡(luò)（工業(yè)以太網(wǎng)、5G）、數(shù)據(jù)分析平臺(tái)、預(yù)測(cè)性維護(hù)系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化、智能化和優(yōu)化。三、10.物聯(lián)網(wǎng)的安全問題比傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)更為復(fù)雜和重要，主要原因在于：①設(shè)備數(shù)量龐大且分布廣泛，難以統(tǒng)一管理和保護(hù)；②大量設(shè)備資源有限（計(jì)算能力、存儲(chǔ)、功耗），安全防護(hù)能力較弱，容易成為攻擊入口；③感知層數(shù)據(jù)的多樣性、實(shí)時(shí)性和敏感性，一旦泄露或被篡改可能造成嚴(yán)重后果；④物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)通常涉及多個(gè)參與方（設(shè)備制造商、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商、應(yīng)用服務(wù)提供商、最終用戶），安全責(zé)任和邊界不清；⑤許多物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和協(xié)議設(shè)計(jì)時(shí)未充分考慮安全問題，存在先天漏洞；⑥隨著物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的深入，對(duì)個(gè)人隱私和數(shù)據(jù)安全的威脅也日益增加。11.云計(jì)算技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理和分析中的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：①強(qiáng)大的存儲(chǔ)能力：可以海量存儲(chǔ)來自大量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)；②強(qiáng)大的計(jì)算能力：利用云計(jì)算的彈性計(jì)算資源，可以對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)或離線的快速處理和分析；③可擴(kuò)展性：隨著物聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，可以方便地?cái)U(kuò)展云計(jì)算資源以滿足不斷增長的數(shù)據(jù)處理需求；④高可用性：云平臺(tái)通常提供高可用性和容災(zāi)備份機(jī)制，保障物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行；⑤降低成本：相比自建數(shù)據(jù)中心，使用云計(jì)算可以避免大規(guī)模硬件投資，按需付費(fèi)，降低運(yùn)維成本；⑥豐富的分析工具和服務(wù)：云平臺(tái)提供了各種成熟的BigData分析框架（如Hadoop、Spark）和機(jī)器學(xué)習(xí)服務(wù)，便于進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘和智能分析。12.WiFi和Zigbee在物聯(lián)網(wǎng)無線通信技術(shù)中各有特點(diǎn)：*傳輸速率：WiFi的傳輸速率通常遠(yuǎn)高于Zigbee，WiFi（如802.11ac/ax）可以達(dá)到幾百甚至幾千Mbps，而Zigbee的速率一般在250kbps或400kbps左右。*傳輸距離：WiFi的有效傳輸距離相對(duì)較遠(yuǎn)（室內(nèi)幾十米到百米，室外可達(dá)幾百米），而Zigbee的傳輸距離較短（通常為十到一百米），但Zigbee通過中繼節(jié)點(diǎn)可以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。*功耗：Zigbee專為低功耗應(yīng)用設(shè)計(jì)，節(jié)點(diǎn)通常可以使用電池工作數(shù)年，非常適合需要長時(shí)間低功耗運(yùn)行的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。WiFi的功耗相對(duì)較高，不太適合需要長時(shí)間電池供電的設(shè)備。*應(yīng)用場(chǎng)景：WiFi適用于對(duì)速率要求高、距離較遠(yuǎn)、供電有保障的場(chǎng)合，如家庭網(wǎng)絡(luò)、辦公室無線覆蓋。Zigbee適用于低速率、短距離、低功耗、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)眾多的場(chǎng)合，如智能家居、樓宇自動(dòng)化、工業(yè)控制等。13.設(shè)計(jì)一個(gè)用于農(nóng)業(yè)大棚的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，涉及的主要物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)環(huán)節(jié)如下：*感知層：部署各種傳感器來感知關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)，如溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、二氧化碳濃度傳感器、土壤濕度傳感器等。這些傳感器負(fù)責(zé)采集環(huán)境數(shù)據(jù)。*數(shù)據(jù)采集與傳輸：傳感器采集到的數(shù)據(jù)通過合適的通信方式（如Zigbee、LoRa、WiFi）傳輸?shù)骄W(wǎng)關(guān)。網(wǎng)關(guān)可能需要支持多種通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換。*網(wǎng)絡(luò)層：網(wǎng)關(guān)將收集到的數(shù)據(jù)通過以太網(wǎng)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)（如NB-IoT）或WiFi上傳到云平臺(tái)或本地服務(wù)器。網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的可靠傳輸。*平臺(tái)層（云平臺(tái)/邊緣計(jì)算）：數(shù)據(jù)到達(dá)平臺(tái)后進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和分析。平臺(tái)可以運(yùn)行規(guī)則引擎，根據(jù)預(yù)設(shè)條件（如溫度過高、濕度過低）觸發(fā)控制指令。平臺(tái)還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)可視化，提供用戶界面。*控制層：根據(jù)平臺(tái)的分析結(jié)果和用戶指令，通過執(zhí)行器（如風(fēng)扇、卷簾、噴淋系統(tǒng)、補(bǔ)光燈）對(duì)大棚環(huán)境進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，如通風(fēng)、遮陽、灌溉、補(bǔ)光等。*應(yīng)用層：最終用戶通過手機(jī)APP、Web界面等方式遠(yuǎn)程監(jiān)控大棚環(huán)境狀態(tài)，查看歷史數(shù)據(jù)，接收?qǐng)?bào)警信息，并下達(dá)控制指令。四、14.未來物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括：①更加智能化：集成人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)（ML）技術(shù)，實(shí)現(xiàn)更高級(jí)的數(shù)據(jù)分析、預(yù)測(cè)和自主決策能力；②更加互聯(lián)與融合：設(shè)備之間、物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)與社會(huì)網(wǎng)絡(luò)（如車聯(lián)網(wǎng)、智慧城市）的融合更加緊密，形成萬物互聯(lián)的生態(tài)系統(tǒng)；③更加安全可信：隨著應(yīng)用深入，安全防護(hù)能力將得到極大加強(qiáng)，注重?cái)?shù)據(jù)隱私保護(hù)和系統(tǒng)可信度；④邊緣計(jì)算普及化：將計(jì)算和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力下沉到網(wǎng)絡(luò)邊緣，降低延遲，提高實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，減輕云端壓力；⑤行業(yè)應(yīng)用深化：在工業(yè)制造、智慧醫(yī)療、智慧能源、智慧農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域形成更多深度應(yīng)用和解決方案；⑥新型技術(shù)驅(qū)動(dòng)：5G/6G、衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生等新技術(shù)將為物聯(lián)網(wǎng)帶來新的發(fā)展機(jī)遇；⑦綠色低碳：關(guān)注物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的能效和綠色設(shè)計(jì)，降低物聯(lián)網(wǎng)對(duì)環(huán)境的影響。15.設(shè)計(jì)一個(gè)用于農(nóng)業(yè)大棚的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：*需要感知的關(guān)鍵環(huán)境參數(shù)：溫度、濕度、光照強(qiáng)度（或光合有效輻射PAR）、二氧化碳濃度(CO2)、空氣流速、土壤溫度、土壤濕度。*傳感器類型選擇及理由：*溫度傳感器：使用熱敏電阻或數(shù)字溫度傳感器（如DS18B20）。理由：溫度是植物生長和生理活動(dòng)的重要影響因素，需要精確監(jiān)測(cè)。*濕度傳感器：使用濕敏電阻或數(shù)字濕度傳感器（如DHT11/DHT22）。理由：空氣和土壤濕度對(duì)植物生長至關(guān)重要，直接影響水分吸收。*光照強(qiáng)度傳感器：使用光敏電阻或光敏二極管/三極管。理由：光照是植物進(jìn)行光合作用的能量來源，監(jiān)測(cè)光照強(qiáng)度有助于了解光照條件是否適宜。*二氧化碳濃度傳感器：使用非色散紅外（NDIR）傳感器。理由：CO2是植物光合作用的原料，適當(dāng)提高CO2濃度可以促進(jìn)生長（