2025年物聯(lián)網(wǎng)工程師考試試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共30分）1.以下哪種技術(shù)屬于物聯(lián)網(wǎng)感知層的核心組件？A.5G基站B.MQTT協(xié)議C.溫濕度傳感器D.邊緣計算服務(wù)器答案：C2.LoRaWAN網(wǎng)絡(luò)中，終端設(shè)備與網(wǎng)關(guān)之間的通信采用的調(diào)制方式是？A.FSKB.CSS（擴頻調(diào)制）C.OFDMD.GFSK答案：B3.物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中，MQTT協(xié)議的“保留消息”功能主要用于？A.保證消息傳輸?shù)膶崟r性B.當新訂閱者連接時，立即接收最新狀態(tài)C.防止消息被重復(fù)發(fā)送D.加密傳輸過程中的敏感數(shù)據(jù)答案：B4.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)場景中，為實現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的毫秒級響應(yīng)，最適合的通信技術(shù)是？A.NB-IoTB.以太網(wǎng)TSN（時間敏感網(wǎng)絡(luò)）C.LoRaD.藍牙Mesh答案：B5.以下哪項不屬于物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)預(yù)處理的常見操作？A.數(shù)據(jù)去重B.特征提取C.加密存儲D.異常值檢測答案：C6.某智慧物流場景需要追蹤跨區(qū)域運輸?shù)呢浳镂恢?，且終端設(shè)備需支持5年以上續(xù)航，最合理的定位技術(shù)選擇是？A.GPSB.藍牙AOAC.北斗短報文D.蜂窩網(wǎng)絡(luò)定位（如ECID）答案：C（注：北斗短報文在無信號區(qū)域可通信，且低功耗）7.物聯(lián)網(wǎng)邊緣計算節(jié)點的核心優(yōu)勢是？A.降低云端計算成本B.減少數(shù)據(jù)傳輸延遲C.提升數(shù)據(jù)存儲容量D.簡化終端設(shè)備設(shè)計答案：B8.以下哪種攻擊方式主要針對物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的固件漏洞？A.DDoS攻擊B.固件破解（FirmwareExploitation）C.SIM卡克隆D.中間人攻擊答案：B9.在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，協(xié)調(diào)器（Coordinator）的主要功能是？A.擴展網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍B.管理網(wǎng)絡(luò)拓撲和地址分配C.執(zhí)行數(shù)據(jù)加密D.存儲歷史數(shù)據(jù)答案：B10.物聯(lián)網(wǎng)平臺的“設(shè)備影子（DeviceShadow）”功能主要用于？A.模擬設(shè)備運行狀態(tài)供測試B.存儲設(shè)備的實時狀態(tài)與期望狀態(tài)C.實現(xiàn)設(shè)備的遠程控制D.記錄設(shè)備的通信日志答案：B11.以下哪項是窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）的典型技術(shù)指標？A.峰值速率100MbpsB.連接密度10萬個/平方公里C.傳輸延遲小于10msD.工作頻段5GHz答案：B12.物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備的低功耗設(shè)計中，“深度睡眠模式”主要通過哪種方式降低能耗？A.關(guān)閉大部分硬件模塊，僅保留喚醒接口B.降低CPU運行頻率C.減少數(shù)據(jù)傳輸量D.使用更高效的編碼協(xié)議答案：A13.數(shù)字孿生在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的核心應(yīng)用是？A.實現(xiàn)設(shè)備的遠程監(jiān)控B.構(gòu)建物理實體的虛擬映射并實時交互C.優(yōu)化供應(yīng)鏈管理D.提升設(shè)備的制造精度答案：B14.以下哪種傳感器適用于檢測液體泄漏？A.紅外傳感器B.電容式濕度傳感器C.振動傳感器D.電導(dǎo)率傳感器答案：D15.物聯(lián)網(wǎng)安全體系中，“零信任架構(gòu)”的核心原則是？A.默認信任內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)設(shè)備B.對所有訪問請求進行持續(xù)驗證C.僅通過物理隔離保障安全D.依賴單一認證機制答案：B二、填空題（每題2分，共20分）1.物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)中，負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)氖莀_____層。答案：網(wǎng)絡(luò)2.藍牙5.0的最大傳輸速率為______Mbps。答案：23.MQTT協(xié)議的QoS（服務(wù)質(zhì)量）等級共有______個級別。答案：3（0、1、2級）4.窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）的信道帶寬為______kHz。答案：1805.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)處理的三個階段通常包括感知采集、______和分析應(yīng)用。答案：傳輸存儲（或邊緣處理）6.ZigBee協(xié)議棧的物理層和MAC層基于______標準。答案：IEEE802.15.47.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，OPCUA協(xié)議主要用于解決______問題。答案：設(shè)備與系統(tǒng)間的互操作性8.物聯(lián)網(wǎng)終端的eSIM（嵌入式SIM）技術(shù)最大優(yōu)勢是______。答案：無需物理卡，支持遠程配置9.低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）中，______技術(shù)更適合高延遲、低速率的海量連接場景。答案：NB-IoT（或LoRa，需根據(jù)具體場景判斷，此處以NB-IoT為例）10.物聯(lián)網(wǎng)安全中，“端到端加密”的密鑰管理通常采用______模式。答案：對稱加密（或非對稱，需結(jié)合具體協(xié)議，此處以對稱為例）三、簡答題（每題8分，共40分）1.簡述LoRa與NB-IoT在物聯(lián)網(wǎng)場景中的適用差異。答案：LoRa（長距離無線電）基于非授權(quán)頻段，部署靈活，適合小范圍、自定義網(wǎng)絡(luò)（如園區(qū)、農(nóng)場），傳輸速率低但覆蓋廣（10-20公里），終端成本較低；NB-IoT基于授權(quán)頻段（蜂窩網(wǎng)絡(luò)），依賴運營商基礎(chǔ)設(shè)施，適合大范圍、公共網(wǎng)絡(luò)（如城市抄表、物流追蹤），連接密度高（10萬/平方公里），但部署受運營商覆蓋限制。兩者均低功耗，但LoRa更適合私有場景，NB-IoT更適合公共大規(guī)模連接。2.說明MQTT協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)通信中的主要優(yōu)勢。答案：①輕量級：協(xié)議開銷?。ü潭▓箢^僅2字節(jié)），適合低帶寬、低計算能力的終端；②發(fā)布/訂閱模式：支持一對多通信，降低設(shè)備間耦合；③QoS分級：支持0（盡力而為）、1（至少一次）、2（恰好一次）的消息傳輸質(zhì)量，適應(yīng)不同可靠性需求；④保留消息與遺囑消息：保留消息可讓新訂閱者獲取最新狀態(tài)，遺囑消息用于設(shè)備離線時通知平臺，提升系統(tǒng)健壯性。3.邊緣計算與云計算在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中如何協(xié)同？請舉例說明。答案：邊緣計算負責終端側(cè)的實時處理（如工業(yè)設(shè)備的毫秒級數(shù)據(jù)過濾、異常檢測），減少數(shù)據(jù)上傳量；云計算負責全局數(shù)據(jù)的存儲、分析與長期決策（如設(shè)備集群的預(yù)測性維護模型訓(xùn)練）。例如，智慧工廠中，邊緣節(jié)點對傳感器數(shù)據(jù)進行實時濾波和閾值判斷，僅將異常數(shù)據(jù)上傳云端；云端基于多設(shè)備數(shù)據(jù)訓(xùn)練故障預(yù)測模型，再將模型下發(fā)邊緣節(jié)點用于本地推理，形成“邊緣實時處理+云端全局優(yōu)化”的協(xié)同模式。4.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)脫敏的常用方法有哪些？請列舉并簡要說明。答案：①匿名化：通過哈希（如MD5、SHA-256）對敏感字段（如手機號）進行不可逆轉(zhuǎn)換；②泛化：將精確數(shù)據(jù)模糊化（如將“25歲”改為“20-30歲”）；③替換：用虛構(gòu)值替代真實數(shù)據(jù)（如將“身份證號”替換為“”）；④脫敏規(guī)則庫：預(yù)設(shè)規(guī)則對特定字段（如地址中的門牌號）進行部分隱藏（如“北京市朝陽區(qū)XX號”）；⑤差分隱私：在數(shù)據(jù)中添加隨機噪聲，保證個體信息不可追溯的同時保留整體統(tǒng)計特征。5.5G的mMTC（海量機器類通信）場景針對物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)特性有哪些？答案：①超大連接密度：支持100萬個設(shè)備/平方公里，滿足海量終端接入需求；②低功耗設(shè)計：通過eDRX（擴展不連續(xù)接收）、PSM（省電模式）延長終端續(xù)航（可達10年）；③低成本終端：簡化協(xié)議棧（如減少信令交互），降低芯片和模塊成本；④覆蓋增強：采用重復(fù)傳輸、功率提升等技術(shù)，實現(xiàn)比4G更深的覆蓋（如地下20米）；⑤切片支持：通過網(wǎng)絡(luò)切片隔離mMTC流量，保障其他業(yè)務(wù)（如eMBB）的性能。四、綜合應(yīng)用題（每題15分，共30分）1.設(shè)計一個“智慧農(nóng)業(yè)大棚”物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，要求：（1）畫出系統(tǒng)架構(gòu)圖（文字描述即可）；（2）說明感知層、網(wǎng)絡(luò)層、平臺層、應(yīng)用層的技術(shù)選型及設(shè)計要點；（3）提出至少2項關(guān)鍵優(yōu)化措施。答案：（1）系統(tǒng)架構(gòu)：感知層（傳感器節(jié)點）→網(wǎng)絡(luò)層（網(wǎng)關(guān)+通信網(wǎng)絡(luò)）→平臺層（物聯(lián)網(wǎng)平臺）→應(yīng)用層（管理APP/Web端）。（2）各層設(shè)計：感知層：選擇溫濕度傳感器（SHT30）、土壤墑情傳感器（FDR原理）、光照傳感器（BH1750）、CO?傳感器（NDIR原理）；需防水防塵（IP65），支持低功耗（AA電池供電，續(xù)航2年），集成MCU實現(xiàn)數(shù)據(jù)本地緩存。網(wǎng)絡(luò)層：短距離采用ZigBee（2.4GHz，星型拓撲，網(wǎng)關(guān)收集數(shù)據(jù)）；長距離（到云端）選擇NB-IoT（依賴運營商網(wǎng)絡(luò)，支持廣覆蓋）或LoRa（自建基站，適合偏遠農(nóng)場）；網(wǎng)關(guān)需支持多協(xié)議轉(zhuǎn)換（ZigBee→MQTT）。平臺層：選用阿里云IoT平臺或華為云IoTDA，支持設(shè)備接入管理、規(guī)則引擎（如溫濕度超閾值觸發(fā)告警）、數(shù)據(jù)存儲（時序數(shù)據(jù)庫）、API開放（供應(yīng)用層調(diào)用）。應(yīng)用層：開發(fā)手機APP，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)可視化（圖表）、自動控制（如超溫自動開風機）、歷史數(shù)據(jù)查詢（近30天趨勢）、告警推送（短信/APP通知）。（3）關(guān)鍵優(yōu)化：①功耗優(yōu)化：傳感器采用“定時喚醒+休眠”模式（如每30分鐘采集1次），網(wǎng)關(guān)啟用PSM省電模式，降低整體能耗；②數(shù)據(jù)優(yōu)化：邊緣端（網(wǎng)關(guān)）預(yù)處理數(shù)據(jù)（去重、濾波），僅上傳有效數(shù)據(jù)（如異常值或變化超過閾值的數(shù)據(jù)），減少網(wǎng)絡(luò)流量和存儲成本；③可靠性優(yōu)化：采用雙通信鏈路（LoRa+4G），當主鏈路故障時自動切換，保障數(shù)據(jù)不丟失。2.某制造企業(yè)計劃部署工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）系統(tǒng)，目標是實現(xiàn)設(shè)備預(yù)測性維護。請設(shè)計技術(shù)方案，要求包含：（1）數(shù)據(jù)采集對象與傳感器選型；（2）數(shù)據(jù)傳輸與處理流程；（3）預(yù)測模型的構(gòu)建與應(yīng)用方式。答案：（1）數(shù)據(jù)采集對象與傳感器：對象：數(shù)控機床（主軸、刀具）、工業(yè)機器人（關(guān)節(jié)、伺服電機）、空壓機（氣缸、軸承）。傳感器選型：振動傳感器（加速度計，量程±50g，采樣率10kHz，用于檢測設(shè)備異常振動）、溫度傳感器（PT100，精度±0.5℃，監(jiān)測電機發(fā)熱）、電流傳感器（霍爾式，監(jiān)測電機負載）、聲發(fā)射傳感器（檢測刀具磨損的高頻信號）。（2）數(shù)據(jù)傳輸與處理流程：采集：傳感器通過工業(yè)總線（如ModbusRTU、Profinet）將數(shù)據(jù)傳輸至邊緣控制器（如研華UNO系列）；邊緣處理：邊緣控制器對數(shù)據(jù)進行時域分析（均方根值、峰值）、頻域分析（FFT變換，識別特征頻率），提取振動幅值、溫度變化率等特征，過濾噪聲數(shù)據(jù)；傳輸：通過MQTT協(xié)議將預(yù)處理后的特征數(shù)據(jù)上傳至工業(yè)云平臺（如西門子MindSphere）；云端處理：平臺存儲全量歷史數(shù)據(jù)，利用機器學習算法（如LSTM、隨機森林）訓(xùn)練故障預(yù)測模型（輸入：振動特征、溫度、電流