2025年物聯(lián)網(wǎng)試題含參考答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪類傳感器不屬于物聯(lián)網(wǎng)感知層常用的環(huán)境監(jiān)測傳感器？A.溫濕度傳感器B.加速度計(jì)C.二氧化碳傳感器D.光照強(qiáng)度傳感器2.LPWAN（低功耗廣域網(wǎng)）技術(shù)中，采用非授權(quán)頻段且基于擴(kuò)頻調(diào)制的是？A.NB-IoTB.5GRedCapC.LoRaD.SigFox3.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，針對海量設(shè)備小數(shù)據(jù)量、低頻次上報場景，最適合的通信協(xié)議是？A.HTTP/3B.MQTTC.CoAPD.WebSocket4.某智能農(nóng)業(yè)項(xiàng)目需實(shí)時監(jiān)控500畝農(nóng)田的土壤墑情，要求單節(jié)點(diǎn)續(xù)航3年以上，網(wǎng)絡(luò)覆蓋半徑10公里，優(yōu)先選擇的接入技術(shù)是？A.ZigBeeB.Wi-Fi6C.藍(lán)牙MeshD.衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)（低軌）5.以下物聯(lián)網(wǎng)安全防護(hù)措施中，屬于“端-邊-云”協(xié)同防御的是？A.設(shè)備固件定期升級B.邊緣節(jié)點(diǎn)部署入侵檢測系統(tǒng)（IDS）C.云端數(shù)據(jù)加密存儲D.網(wǎng)絡(luò)層部署防火墻6.數(shù)字孿生技術(shù)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的核心作用是？A.替代物理設(shè)備運(yùn)行B.實(shí)現(xiàn)虛實(shí)數(shù)據(jù)實(shí)時映射與優(yōu)化C.降低傳感器部署成本D.簡化通信協(xié)議配置7.某城市交通物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需支持百萬級路側(cè)設(shè)備（如攝像頭、雷達(dá)）的毫秒級低時延數(shù)據(jù)回傳，最關(guān)鍵的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是？A.5GURLLC（超可靠低時延通信）B.4GCat.1C.窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）D.衛(wèi)星通信8.物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)的主要功能不包括？A.本地?cái)?shù)據(jù)預(yù)處理與過濾B.實(shí)時控制決策C.海量數(shù)據(jù)長期存儲D.設(shè)備狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控9.以下哪項(xiàng)是物聯(lián)網(wǎng)“泛在連接”特性的典型體現(xiàn)？A.智能家居設(shè)備通過Wi-Fi連接互聯(lián)網(wǎng)B.工業(yè)機(jī)器人通過5G與云端協(xié)同控制C.偏遠(yuǎn)山區(qū)的氣象站通過LoRa與基站通信D.所有類型的物理設(shè)備均可按需接入網(wǎng)絡(luò)10.2025年新型物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)計(jì)中，為降低功耗最關(guān)鍵的技術(shù)改進(jìn)是？A.采用低功耗藍(lán)牙5.4協(xié)議B.集成能量harvesting（能量收集）模塊C.優(yōu)化操作系統(tǒng)內(nèi)核D.使用更小尺寸的芯片封裝二、填空題（每空1分，共15分）1.物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)中，______層負(fù)責(zé)信息的采集與感知，______層負(fù)責(zé)信息的傳輸與網(wǎng)絡(luò)連接，______層負(fù)責(zé)信息的處理與應(yīng)用。2.RFID系統(tǒng)通常由______、______和______三部分組成。3.LoRa技術(shù)采用______擴(kuò)頻調(diào)制方式，其通信距離可達(dá)______公里（郊區(qū)環(huán)境）。4.MQTT協(xié)議的QoS等級包括______、______和______三級，其中______等級可保證消息“至少一次”到達(dá)。5.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，OPCUA協(xié)議的核心優(yōu)勢是實(shí)現(xiàn)了______與______的解耦，支持跨平臺、跨協(xié)議的數(shù)據(jù)交互。6.物聯(lián)網(wǎng)安全的“三要素”是______、______和______。三、簡答題（每題8分，共40分）1.對比NB-IoT與LoRa技術(shù)的適用場景，分析兩者在覆蓋范圍、功耗、部署成本上的差異。2.簡述邊緣計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中的核心價值，并舉例說明其在智能電網(wǎng)中的具體應(yīng)用。3.物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備身份認(rèn)證面臨哪些挑戰(zhàn)？請列舉3種常用的認(rèn)證技術(shù)并說明其原理。4.數(shù)字孿生在智慧城市中的應(yīng)用需滿足哪些關(guān)鍵技術(shù)需求？請從數(shù)據(jù)同步、模型構(gòu)建、實(shí)時交互三個方面展開。5.2025年物聯(lián)網(wǎng)“云-邊-端”協(xié)同架構(gòu)中，邊緣節(jié)點(diǎn)與云端的分工發(fā)生了哪些變化？這種變化對系統(tǒng)性能有何提升？四、綜合分析題（共25分）某制造企業(yè)計(jì)劃建設(shè)“智能工廠物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)”，目標(biāo)包括：（1）實(shí)現(xiàn)2000臺生產(chǎn)設(shè)備（如數(shù)控機(jī)床、機(jī)械臂）的實(shí)時狀態(tài)監(jiān)測（數(shù)據(jù)包括溫度、振動、轉(zhuǎn)速，采樣頻率10Hz）；（2）支持設(shè)備間的協(xié)同控制（如A設(shè)備完成工序后觸發(fā)B設(shè)備啟動，響應(yīng)時延≤100ms）；（3）通過數(shù)據(jù)分析優(yōu)化生產(chǎn)流程（需存儲3年歷史數(shù)據(jù)，支持實(shí)時查詢與預(yù)測性維護(hù)）；（4）系統(tǒng)需具備高安全性，防止設(shè)備被非法控制或數(shù)據(jù)泄露。請?jiān)O(shè)計(jì)該系統(tǒng)的技術(shù)架構(gòu)，要求：（1）明確感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層的關(guān)鍵技術(shù)選型；（2）說明各層間數(shù)據(jù)流動的邏輯與通信協(xié)議；（3）提出針對設(shè)備控制時延和系統(tǒng)安全的具體優(yōu)化措施。--參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B（加速度計(jì)多用于運(yùn)動監(jiān)測，非環(huán)境監(jiān)測）2.C（LoRa使用非授權(quán)頻段，采用擴(kuò)頻調(diào)制）3.B（MQTT適合小數(shù)據(jù)量、低頻次的設(shè)備上報）4.D（衛(wèi)星物聯(lián)網(wǎng)覆蓋廣，適合偏遠(yuǎn)地區(qū)長續(xù)航需求）5.B（邊緣節(jié)點(diǎn)部署IDS屬于端邊云協(xié)同防御）6.B（數(shù)字孿生核心是虛實(shí)映射與優(yōu)化）7.A（5GURLLC滿足毫秒級低時延需求）8.C（長期存儲由云端負(fù)責(zé)，邊緣節(jié)點(diǎn)側(cè)重實(shí)時處理）9.D（泛在連接強(qiáng)調(diào)所有設(shè)備按需接入）10.B（能量收集技術(shù)可大幅降低外部供電依賴）二、填空題1.感知；網(wǎng)絡(luò)；應(yīng)用2.電子標(biāo)簽（標(biāo)簽）；讀寫器；后端系統(tǒng)3.Chirp（線性調(diào)頻）；15-304.QoS0（最多一次）；QoS1（至少一次）；QoS2（恰好一次）；QoS15.信息模型；傳輸協(xié)議6.機(jī)密性；完整性；可用性三、簡答題1.適用場景：NB-IoT適用于運(yùn)營商主導(dǎo)的廣覆蓋、低功耗場景（如智能水表）；LoRa適用于企業(yè)自建的局域或廣域私有網(wǎng)絡(luò)（如園區(qū)監(jiān)測）。差異：覆蓋范圍：NB-IoT依賴運(yùn)營商基站，覆蓋半徑5-15公里；LoRa自建基站覆蓋可達(dá)15-30公里（郊區(qū)）。功耗：兩者均低功耗，但LoRa因非授權(quán)頻段可自定義參數(shù)，極端場景下功耗更低。部署成本：NB-IoT需支付運(yùn)營商流量費(fèi)，適合大規(guī)模分散設(shè)備；LoRa需自建基站，初期硬件成本高，長期使用成本低。2.核心價值：減少數(shù)據(jù)傳輸量（本地過濾）、降低云端壓力、滿足實(shí)時性需求（本地決策）。智能電網(wǎng)應(yīng)用：配電站邊緣節(jié)點(diǎn)實(shí)時采集電表、變壓器數(shù)據(jù)，本地計(jì)算負(fù)載均衡策略（如調(diào)整分布式電源輸出），僅將關(guān)鍵異常數(shù)據(jù)上傳云端，避免海量數(shù)據(jù)傳輸時延，提升電網(wǎng)響應(yīng)速度。3.挑戰(zhàn)：設(shè)備數(shù)量大（億級）、資源受限（低算力）、網(wǎng)絡(luò)環(huán)境復(fù)雜（異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)）。常用技術(shù)：預(yù)共享密鑰（PSK）：設(shè)備出廠時與平臺共享密鑰，認(rèn)證時通過加密握手驗(yàn)證，適合低算力設(shè)備。數(shù)字證書（X.509）：設(shè)備持有CA頒發(fā)的證書，平臺驗(yàn)證證書有效性，安全性高但計(jì)算開銷大。輕量級認(rèn)證協(xié)議（如EAP-TLS簡化版）：通過橢圓曲線加密（ECC）降低計(jì)算量，兼顧安全與效率。4.關(guān)鍵技術(shù)需求：數(shù)據(jù)同步：需支持多源異構(gòu)數(shù)據(jù)（如攝像頭、傳感器、GIS）的實(shí)時采集與融合，采用時間戳對齊、協(xié)議轉(zhuǎn)換（如MQTT轉(zhuǎn)OPCUA）技術(shù)。模型構(gòu)建：基于BIM（建筑信息模型）、GIS構(gòu)建城市三維模型，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)訓(xùn)練動態(tài)仿真模型（如交通流量預(yù)測模型）。實(shí)時交互：通過5GURLLC或邊緣計(jì)算實(shí)現(xiàn)虛實(shí)雙向控制（如虛擬模型調(diào)整后，物理設(shè)備同步執(zhí)行策略），時延需≤200ms。5.分工變化：邊緣節(jié)點(diǎn)：從“數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)”升級為“本地智能處理中心”，承擔(dān)更多計(jì)算任務(wù)（如圖像識別、設(shè)備控制邏輯），僅上傳決策結(jié)果或異常數(shù)據(jù)。云端：聚焦全局優(yōu)化（如跨區(qū)域資源調(diào)度）、長期數(shù)據(jù)存儲與深度分析（如AI模型訓(xùn)練）。性能提升：降低網(wǎng)絡(luò)帶寬需求（減少90%以上非必要數(shù)據(jù)傳輸）、縮短業(yè)務(wù)響應(yīng)時間（本地決策時延從秒級降至毫秒級）、提升系統(tǒng)可靠性（邊緣節(jié)點(diǎn)可離線運(yùn)行）。四、綜合分析題技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)：1.各層關(guān)鍵技術(shù)選型：感知層：設(shè)備內(nèi)置工業(yè)級傳感器（如振動傳感器采用MEMS技術(shù)，溫度傳感器精度±0.5℃）；邊緣計(jì)算網(wǎng)關(guān)（支持多協(xié)議接入：ModbusRTU、Profinet、CAN總線）。網(wǎng)絡(luò)層：設(shè)備與網(wǎng)關(guān)通過工業(yè)以太網(wǎng)（IEEE802.3）或5GURLLC（低時延場景）連接；網(wǎng)關(guān)與平臺層通過5GSA（獨(dú)立組網(wǎng)）或?qū)＞€（確保可靠性）傳輸。平臺層：物聯(lián)網(wǎng)操作系統(tǒng)（如華為歐拉IoT版）；時序數(shù)據(jù)庫（InfluxDB）存儲設(shè)備歷史數(shù)據(jù)；AI引擎（TensorFlowLite邊緣版+云端TensorFlow）支持預(yù)測性維護(hù)。應(yīng)用層：生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)（實(shí)時看板）、協(xié)同控制系統(tǒng)（基于規(guī)則引擎）、優(yōu)化分析系統(tǒng)（基于機(jī)器學(xué)習(xí)的OEE[設(shè)備綜合效率]預(yù)測）。2.數(shù)據(jù)流動邏輯與協(xié)議：設(shè)備→網(wǎng)關(guān)：通過ModbusTCP（數(shù)控機(jī)床）、Profinet（機(jī)械臂）上傳狀態(tài)數(shù)據(jù)，周期100ms（滿足10Hz采樣）。網(wǎng)關(guān)→平臺：實(shí)時控制指令（如協(xié)同啟動）通過5GURLLC（QoS等級1）傳輸，時延≤100ms；狀態(tài)數(shù)據(jù)通過MQTT（QoS1）批量上傳（每5秒一次），減少信令開銷。平臺→應(yīng)用：分析結(jié)果通過HTTP/2推送給監(jiān)控界面，預(yù)測模型更新通過OTA（空中下載）發(fā)送至邊緣網(wǎng)關(guān)。3.時延與安全優(yōu)化措施：時延優(yōu)化：控制指令在邊緣網(wǎng)關(guān)本地處理（如A設(shè)備觸發(fā)B設(shè)備啟動的邏輯由網(wǎng)關(guān)執(zhí)行，無需上云）；