2025年大學(xué)（物聯(lián)網(wǎng)工程）物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議基礎(chǔ)階段測試題及解析

（考試時間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題共30分）答題要求：本卷共6小題，每題5分。在每題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的。1.以下哪種物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議主要用于低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）？（）A.ZigBeeB.LoRaC.Wi-FiD.Bluetooth答案：B2.在物聯(lián)網(wǎng)通信中，負(fù)責(zé)將物理世界的信息轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的是（）。A.傳感器B.微控制器C.通信模塊D.服務(wù)器答案：A3.下列關(guān)于MQTT協(xié)議的說法，錯誤的是（）。A.是一種輕量級的發(fā)布/訂閱消息傳輸協(xié)議B.具有低帶寬、低功耗的特點C.不支持QoS等級D.常用于物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與云端之間的通信答案：C4.物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議中，適合短距離、低功耗、低成本無線通信的是（）。A.Z-WaveB.SigfoxC.NB-IoTD.LTE-M答案：A5.對于HTTP協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用，以下描述正確的是（）。A.非常適合實時性要求高的物聯(lián)網(wǎng)場景B.簡單快速，易于實現(xiàn)C.安全性極高D.不支持傳輸大量數(shù)據(jù)答案：B6.哪種通信協(xié)議常用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中設(shè)備之間的可靠通信？（）A.ModbusB.CoAPC.AMQPD.DDS答案：A第II卷（非選擇題共70分）二、填空題（共20分）答題要求：本大題共4小題，每空2分。請將答案填寫在題中的橫線上。1.LoRa協(xié)議采用了______調(diào)制技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)距離通信。答案：線性調(diào)頻擴頻2.物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議中的CoAP協(xié)議是基于______協(xié)議設(shè)計的。答案：RESTful3.藍(lán)牙協(xié)議工作在______頻段。答案：2.4GHz4.消息隊列遙測傳輸（MQTT）協(xié)議的默認(rèn)端口是______。答案：1883三、簡答題（共15分）答題要求：本大題共3小題，每題5分。簡要回答問題。1.簡述ZigBee協(xié)議的特點。答案：ZigBee協(xié)議具有低功耗、低成本、低速率、近距離、自組網(wǎng)能力強等特點。它適合用于智能家居、工業(yè)監(jiān)控等對成本和功耗要求較高的物聯(lián)網(wǎng)場景。2.說明Wi-Fi協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的優(yōu)勢和局限性。答案：優(yōu)勢：傳輸速率高，適合傳輸大量數(shù)據(jù)；覆蓋范圍相對較大。局限性：功耗較高，設(shè)備電池續(xù)航能力有限；部署相對復(fù)雜，對環(huán)境要求較高。3.什么是MQTT協(xié)議的QoS等級？答案：MQTT協(xié)議的QoS等級包括0、1、2。QoS0表示最多一次傳遞，不保證消息送達(dá)；QoS1表示至少一次傳遞，確保消息送達(dá)，但可能重復(fù)；QoS2表示恰好一次傳遞，確保消息僅送達(dá)一次且不重復(fù)。四、材料分析題（共15分）答題要求：閱讀以下材料，回答問題。材料：在某智能工廠中，使用了多種物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議來實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通。其中，部分傳感器采用ZigBee協(xié)議將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給本地的微控制器，微控制器再通過Wi-Fi將數(shù)據(jù)上傳至工廠的服務(wù)器進(jìn)行分析處理。同時，一些關(guān)鍵設(shè)備之間采用Modbus協(xié)議進(jìn)行可靠通信，確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定運行。1.請分析ZigBee協(xié)議在該智能工廠中的作用。（5分）答案：ZigBee協(xié)議在智能工廠中用于傳感器數(shù)據(jù)的短距離傳輸。它能夠?qū)崿F(xiàn)傳感器與本地微控制器之間的低功耗、低成本通信，將采集到的生產(chǎn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確傳輸，為后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析提供基礎(chǔ)。2.說明Wi-Fi協(xié)議在數(shù)據(jù)上傳過程中的優(yōu)勢。（5分）答案：Wi-Fi協(xié)議在數(shù)據(jù)上傳過程中具有傳輸速率高得優(yōu)勢，能夠快速地將微控制器收集到的大量傳感器數(shù)據(jù)上傳至工廠服務(wù)器。這樣可以及時進(jìn)行數(shù)據(jù)分析處理，以便對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)整，保證生產(chǎn)的高效進(jìn)行。3.為什么關(guān)鍵設(shè)備之間采用Modbus協(xié)議？（5分）答案：關(guān)鍵設(shè)備之間采用Modbus協(xié)議是因為其具有可靠性高的特點。在工業(yè)生產(chǎn)中，關(guān)鍵設(shè)備的穩(wěn)定運行至關(guān)重要，Modbus協(xié)議能夠確保設(shè)備之間通信的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，保障生產(chǎn)過程不出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸錯誤等問題，從而維持生產(chǎn)的正常秩序。五、綜合應(yīng)用題（共20分）答題要求：本大題共2小題，每題10分。結(jié)合所學(xué)知識，解決實際問題。1.假設(shè)你要設(shè)計一個智能家居系統(tǒng)，實現(xiàn)多個智能設(shè)備之間的通信和控制。請選擇合適的物聯(lián)網(wǎng)通信協(xié)議，并說明理由。答案：可以選擇ZigBee協(xié)議。理由如下：智能家居系統(tǒng)中設(shè)備眾多且通常處于近距離環(huán)境，ZigBee協(xié)議具有低功耗、低成本的特點，適合大量智能設(shè)備長期運行。它的自組網(wǎng)能力強，能夠方便地實現(xiàn)設(shè)備之間的互聯(lián)互通，滿足智能家居系統(tǒng)對設(shè)備間通信的要求。2.某物聯(lián)網(wǎng)項目需要將多個分散在不同地點的傳感器數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)皆贫诉M(jìn)行分析處理?？紤]到成本和通信距離等因素，設(shè)計一種通信方案并說明其可行性。答案：通信方案：采用LoRa協(xié)議結(jié)合網(wǎng)關(guān)的方式。在各個傳感器節(jié)點安裝LoRa模塊，將采集的數(shù)據(jù)通過LoRa無線傳輸。在不同地點設(shè)置LoRa網(wǎng)