2025年《物聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)與應(yīng)用》期末考試復(fù)習(xí)題庫(含答案)一、單項選擇題（每題2分，共40分）1.以下哪項不屬于物聯(lián)網(wǎng)“三層架構(gòu)”中的核心層級？A.感知層B.網(wǎng)絡(luò)層C.處理層D.應(yīng)用層答案：C2.RFID標(biāo)簽中，需要外部電源供電的是？A.無源標(biāo)簽B.半無源標(biāo)簽C.有源標(biāo)簽D.高頻標(biāo)簽答案：C3.ZigBee協(xié)議棧的物理層和MAC層基于以下哪項標(biāo)準(zhǔn)？A.IEEE802.11B.IEEE802.15.4C.IEEE802.16D.IEEE802.3答案：B4.以下哪種技術(shù)屬于低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）？A.Wi-FiB.藍(lán)牙C.LoRaD.ZigBee答案：C5.物聯(lián)網(wǎng)中，用于設(shè)備身份認(rèn)證的常用技術(shù)是？A.哈希算法B.數(shù)字證書C.對稱加密D.量子通信答案：B6.MQTT協(xié)議的核心特點是？A.高吞吐量B.低帶寬消耗C.強(qiáng)實時性D.復(fù)雜握手流程答案：B7.以下哪項是物聯(lián)網(wǎng)感知層的典型設(shè)備？A.邊緣計算網(wǎng)關(guān)B.4G基站C.溫濕度傳感器D.云服務(wù)器答案：C8.5G網(wǎng)絡(luò)中，支持物聯(lián)網(wǎng)海量連接的關(guān)鍵技術(shù)是？A.eMBB（增強(qiáng)移動寬帶）B.uRLLC（超高可靠低時延）C.mMTC（大規(guī)模機(jī)器類通信）D.波束賦形答案：C9.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理中，“邊緣計算”的主要目的是？A.減少云端計算壓力B.提高數(shù)據(jù)傳輸速率C.增強(qiáng)數(shù)據(jù)安全性D.降低設(shè)備制造成本答案：A10.以下哪種傳感器可用于檢測物體是否存在？A.加速度傳感器B.紅外對射傳感器C.溫濕度傳感器D.氣體傳感器答案：B11.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，“數(shù)字孿生”技術(shù)的核心是？A.實時數(shù)據(jù)采集B.物理實體與虛擬模型的交互映射C.大數(shù)據(jù)分析D.設(shè)備遠(yuǎn)程控制答案：B12.CoAP協(xié)議主要用于以下哪種場景？A.高帶寬視頻傳輸B.低功耗物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備間通信C.云服務(wù)器數(shù)據(jù)存儲D.工業(yè)機(jī)器人協(xié)同控制答案：B13.以下哪項不屬于物聯(lián)網(wǎng)安全的“三元要素”？A.機(jī)密性B.完整性C.可用性D.可擴(kuò)展性答案：D14.藍(lán)牙5.0相比藍(lán)牙4.2，最大的改進(jìn)是？A.更低功耗B.更長傳輸距離C.更高數(shù)據(jù)速率D.支持Mesh網(wǎng)絡(luò)答案：D15.物聯(lián)網(wǎng)中，“M2M通信”的全稱是？A.MachinetoMobileB.MantoMachineC.MachinetoMachineD.MobiletoMobile答案：C16.以下哪種技術(shù)屬于短距離無線通信？A.衛(wèi)星通信B.4GC.NFCD.衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)答案：C17.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的主要功能是？A.數(shù)據(jù)采集與感知B.數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡(luò)連接C.數(shù)據(jù)處理與業(yè)務(wù)實現(xiàn)D.設(shè)備控制與協(xié)議轉(zhuǎn)換答案：C18.以下哪項是LoRa技術(shù)的核心優(yōu)勢？A.高速率B.低功耗、廣覆蓋C.高安全性D.強(qiáng)抗干擾答案：B19.物聯(lián)網(wǎng)中，“北向接口”通常指？A.設(shè)備與網(wǎng)關(guān)的接口B.網(wǎng)關(guān)與平臺的接口C.平臺與應(yīng)用的接口D.應(yīng)用與用戶的接口答案：C20.以下哪種攻擊方式專門針對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的資源限制特性？A.DDoS攻擊B.固件篡改C.睡眠剝奪攻擊D.中間人攻擊答案：C二、填空題（每空1分，共30分）1.物聯(lián)網(wǎng)的核心特征是全面感知、可靠傳輸和智能處理。2.RFID系統(tǒng)由標(biāo)簽（Tag）、閱讀器（Reader）和天線（Antenna）三部分組成。3.傳感器的基本特性包括靜態(tài)特性（如靈敏度、線性度）和動態(tài)特性（如響應(yīng)時間、頻率特性）。4.ZigBee網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括星型、樹型和網(wǎng)狀（Mesh）三種。5.5G網(wǎng)絡(luò)的三大應(yīng)用場景是eMBB（增強(qiáng)移動寬帶）、uRLLC（超高可靠低時延）和mMTC（大規(guī)模機(jī)器類通信）。6.物聯(lián)網(wǎng)安全技術(shù)中，常見的加密算法有AES（高級加密標(biāo)準(zhǔn)）（對稱加密）和RSA（非對稱加密）（非對稱加密）。7.MQTT協(xié)議的三種服務(wù)質(zhì)量（QoS）等級是QoS0（最多一次）、QoS1（至少一次）和QoS2（恰好一次）。8.低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）的典型技術(shù)包括LoRa、NB-IoT和SigFox（任選兩種）。9.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的“四V特性”是大量（Volume）、高速（Velocity）、多樣（Variety）和低價值密度（Value）。10.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）中，OPCUA協(xié)議的全稱是開放平臺通信統(tǒng)一架構(gòu)（OpenPlatformCommunicationsUnifiedArchitecture）。11.藍(lán)牙Mesh網(wǎng)絡(luò)支持多對多設(shè)備通信，適用于智能家居等需要大規(guī)模節(jié)點覆蓋的場景。12.邊緣計算的核心是將數(shù)據(jù)處理邏輯從云端下沉到設(shè)備端或邊緣節(jié)點，以降低時延和帶寬消耗。13.物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的身份認(rèn)證技術(shù)包括預(yù)共享密鑰（PSK）、數(shù)字證書和基于挑戰(zhàn)-響應(yīng)的認(rèn)證（任選兩種）。14.環(huán)境監(jiān)測類物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，常用的傳感器有溫濕度傳感器、光照傳感器、PM2.5傳感器（任選兩種）。15.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的典型技術(shù)包括大數(shù)據(jù)分析、人工智能（如機(jī)器學(xué)習(xí)）和區(qū)塊鏈（用于數(shù)據(jù)存證）（任選兩種）。三、判斷題（每題2分，共20分）1.物聯(lián)網(wǎng)的所有設(shè)備必須直接連接互聯(lián)網(wǎng)。（）答案：×（注：部分設(shè)備通過網(wǎng)關(guān)間接連接）2.RFID無源標(biāo)簽的工作能量完全由閱讀器的射頻信號提供。（）答案：√3.ZigBee技術(shù)適合高速率、大帶寬的實時音視頻傳輸。（）答案：×（注：ZigBee適合低速率、低功耗場景）4.NB-IoT技術(shù)的傳輸速率高于4GLTE。（）答案：×（注：NB-IoT速率較低，約100kbps）5.MQTT協(xié)議采用“發(fā)布-訂閱”模式，支持設(shè)備與服務(wù)器的雙向通信。（）答案：√6.物聯(lián)網(wǎng)感知層的主要任務(wù)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸。（）答案：×（注：感知層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)采集，網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)傳輸）7.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）技術(shù)主要用于保障數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡蜁r延和高可靠性。（）答案：√8.區(qū)塊鏈技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中可用于設(shè)備身份管理和數(shù)據(jù)防篡改。（）答案：√9.藍(lán)牙低功耗（BLE）技術(shù)的功耗高于傳統(tǒng)藍(lán)牙。（）答案：×（注：BLE功耗更低）10.物聯(lián)網(wǎng)安全中，“端到端加密”可以完全解決傳輸過程中的數(shù)據(jù)泄露問題。（）答案：×（注：還需考慮設(shè)備自身的安全漏洞）四、簡答題（每題5分，共40分）1.簡述物聯(lián)網(wǎng)“三層架構(gòu)”的具體內(nèi)容及各層的核心功能。答案：物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)包括感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。-感知層：通過傳感器、RFID、二維碼等設(shè)備采集物理世界的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)“全面感知”；-網(wǎng)絡(luò)層：利用無線通信（如LoRa、5G）、有線網(wǎng)絡(luò)（如以太網(wǎng)）等技術(shù)，將感知層數(shù)據(jù)可靠傳輸至上層，實現(xiàn)“可靠傳輸”；-應(yīng)用層：通過大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，支撐具體業(yè)務(wù)（如智慧農(nóng)業(yè)、工業(yè)監(jiān)控），實現(xiàn)“智能處理”。2.對比ZigBee與LoRa技術(shù)的適用場景。答案：-ZigBee：基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)，短距離（10-75米）、低速率（250kbps）、低功耗，適合家庭自動化（如智能燈泡、傳感器網(wǎng)絡(luò)）等小規(guī)模、低帶寬場景；-LoRa：屬于LPWAN技術(shù)，長距離（幾公里至幾十公里）、低速率（幾百bps至幾十kbps）、極低功耗，適合廣域覆蓋的物聯(lián)網(wǎng)場景（如環(huán)境監(jiān)測、智能抄表）。3.說明MQTT協(xié)議的“發(fā)布-訂閱”模式與傳統(tǒng)“客戶端-服務(wù)器”模式的區(qū)別。答案：-傳統(tǒng)“客戶端-服務(wù)器”模式：設(shè)備（客戶端）直接與服務(wù)器通信，需知道服務(wù)器地址，且僅支持一對一或一對多通信；-MQTT“發(fā)布-訂閱”模式：設(shè)備（發(fā)布者）將消息發(fā)送至中間代理（Broker），訂閱者只需向Broker注冊興趣主題即可接收消息，無需知道發(fā)布者地址，支持多對多通信，靈活性更高，適合物聯(lián)網(wǎng)大規(guī)模設(shè)備連接場景。4.列舉三種物聯(lián)網(wǎng)安全威脅，并說明對應(yīng)的防護(hù)措施。答案（示例）：-設(shè)備偽造：攻擊者冒充合法設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)；防護(hù)措施：采用數(shù)字證書或預(yù)共享密鑰（PSK）進(jìn)行設(shè)備身份認(rèn)證。-數(shù)據(jù)篡改：傳輸過程中數(shù)據(jù)被非法修改；防護(hù)措施：使用AES等對稱加密算法對數(shù)據(jù)加密，或通過哈希算法（如SHA-256）驗證數(shù)據(jù)完整性。-DDoS攻擊：大量設(shè)備被控制發(fā)起洪水攻擊；防護(hù)措施：限制設(shè)備并發(fā)連接數(shù)，部署入侵檢測系統(tǒng)（IDS）監(jiān)測異常流量。5.簡述邊緣計算在物聯(lián)網(wǎng)中的作用及典型應(yīng)用場景。答案：作用：將數(shù)據(jù)處理邏輯從云端下沉到設(shè)備附近的邊緣節(jié)點（如網(wǎng)關(guān)、路由器），減少數(shù)據(jù)上傳云端的時延和帶寬消耗，提升實時性，并降低云端計算壓力。典型場景：智能工廠（實時分析傳感器數(shù)據(jù)并控制設(shè)備）、自動駕駛（車輛實時處理攝像頭數(shù)據(jù)以決策）、智慧安防（攝像頭本地分析異常行為）。6.說明RFID系統(tǒng)中“防碰撞算法”的作用及常見類型。答案：作用：當(dāng)多個RFID標(biāo)簽同時進(jìn)入閱讀器識別范圍時，防碰撞算法用于協(xié)調(diào)標(biāo)簽的響應(yīng)順序，避免信號沖突，確保閱讀器能正確讀取每個標(biāo)簽的信息。常見類型：-基于時分多址（TDMA）的算法（如ALOHA算法、二進(jìn)制搜索算法）；-基于頻分多址（FDMA）的算法（不同標(biāo)簽使用不同頻率）；-基于碼分多址（CDMA）的算法（不同標(biāo)簽使用不同編碼）。7.對比NB-IoT與4GLTE-M的技術(shù)特點。答案：-NB-IoT（窄帶物聯(lián)網(wǎng)）：帶寬僅180kHz，支持超低成本設(shè)備（芯片成本<5美元），深度覆蓋（比GSM提升20dB），適合靜態(tài)、低速率、海量連接場景（如智能水表）；-LTE-M（Cat-M1）：基于4GLTE，支持更高速率（1Mbps）、移動性（支持120km/h移動）和語音功能，適合需要一定實時性或移動性的場景（如物流追蹤）。8.列舉物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的三種典型技術(shù)，并說明其在具體場景中的應(yīng)用。答案（示例）：-大數(shù)據(jù)分析：在智慧農(nóng)業(yè)中，分析土壤濕度、溫度等歷史數(shù)據(jù)，預(yù)測最佳灌溉時間；-機(jī)器學(xué)習(xí)（如決策樹模型）：在工業(yè)預(yù)測性維護(hù)中，通過設(shè)備振動數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型，提前預(yù)警故障；-區(qū)塊鏈：在食品溯源中，將種植、運輸、銷售等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)上鏈存證，確保信息不可篡改。五、綜合應(yīng)用題（每題10分，共30分）1.設(shè)計一個“智慧校園環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)”的物聯(lián)網(wǎng)方案，要求說明：（1）系統(tǒng)架構(gòu)（感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層的具體設(shè)備或技術(shù)）；（2）關(guān)鍵技術(shù)（至少3項）；（3）安全措施（至少2項）。答案：（1）系統(tǒng)架構(gòu)：-感知層：教室/走廊部署溫濕度傳感器（如SHT30）、光照傳感器（如BH1750）、CO?傳感器（如MH-Z19），操場部署PM2.5傳感器（如GP2Y1010AU0F）；-網(wǎng)絡(luò)層：傳感器通過ZigBee（短距離）或LoRa（廣域）將數(shù)據(jù)傳輸至邊緣網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)通過4G/5G或以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)上傳至校園物聯(lián)網(wǎng)平臺；-應(yīng)用層：平臺集成大數(shù)據(jù)分析模塊，展示實時環(huán)境數(shù)據(jù)（如教室溫度過高提醒開窗），并支持移動端APP（如“智慧校園”小程序）查詢。（2）關(guān)鍵技術(shù)：-低功耗傳感器技術(shù)（延長設(shè)備續(xù)航）；-ZigBee/Mesh網(wǎng)絡(luò)（支持多節(jié)點自組織通信）；-邊緣計算（網(wǎng)關(guān)本地過濾無效數(shù)據(jù)，減少上傳量）。（3）安全措施：-設(shè)備認(rèn)證：傳感器與網(wǎng)關(guān)通過預(yù)共享密鑰（PSK）雙向認(rèn)證，防止非法設(shè)備接入；-數(shù)據(jù)加密：傳輸過程中使用AES-128加密，平臺存儲數(shù)據(jù)時采用哈希（SHA-256）+鹽值（Salt）保護(hù)敏感信息（如位置數(shù)據(jù)）。2.某工廠需實現(xiàn)“設(shè)備運行狀態(tài)監(jiān)測與預(yù)測性維護(hù)”，請說明：（1）需要采集哪些類型的設(shè)備數(shù)據(jù)（至少4種）；（2）選擇何種通信技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)（需說明理由）；（3）如何利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)“預(yù)測性維護(hù)”（需結(jié)合具體技術(shù)）。答案：（1）需采集的數(shù)據(jù)類型：-振動數(shù)據(jù)（通過加速度傳感器監(jiān)測設(shè)備機(jī)械故障）；-溫度數(shù)據(jù)（通過紅外傳感器監(jiān)測電機(jī)過熱）；-電流/電壓數(shù)據(jù)（通過電力傳感器監(jiān)測電路異常）；-聲音數(shù)據(jù)（通過麥克風(fēng)陣列識別異常噪音）。（2）通信技術(shù)選擇：推薦使用工業(yè)Wi-Fi（如IEEE802.11ac）或TSN（時間敏感網(wǎng)絡(luò)）。理由：工廠設(shè)備密集，需支持高可靠性、低時延（<10ms）的實時數(shù)據(jù)傳輸；工業(yè)Wi-Fi支持高速率（可達(dá)1Gbps），滿足振動等高頻數(shù)據(jù)（如1kHz采樣率）的傳輸需求；TSN通過時間同步和流量調(diào)度，保障關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如故障預(yù)警）的確定性傳輸。（3）預(yù)測性維護(hù)實現(xiàn)：-數(shù)據(jù)采集：通過傳感器實時采集設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)；-邊緣處理：網(wǎng)關(guān)使用機(jī)器學(xué)習(xí)輕量級模型（如隨機(jī)森林）實時分析數(shù)據(jù)，識別異常（如振動頻率突變）；-云端分析：將歷史數(shù)據(jù)輸入深度學(xué)習(xí)模型（如LSTM），預(yù)測設(shè)備故障時間（如軸承磨損剩余壽命）；-決策輸出：平臺向運維人員推送預(yù)警信息（如