2025年中職（物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用）工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)試題及解析

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級______姓名______第I卷（選擇題，共40分）答題要求：本卷共20小題，每小題2分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，用于數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵設(shè)備是（）A.傳感器B.服務(wù)器C.路由器D.網(wǎng)關(guān)2.以下哪種通信技術(shù)常用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的短距離數(shù)據(jù)傳輸？（）A.藍(lán)牙B.4GC.光纖D.衛(wèi)星通信3.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，保障數(shù)據(jù)安全的重要措施是（）A.數(shù)據(jù)加密B.增加傳感器數(shù)量C.提高網(wǎng)絡(luò)速度D.擴(kuò)大存儲容量4.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)主要作用是（）A.數(shù)據(jù)預(yù)處理B.運(yùn)行大型數(shù)據(jù)庫C.控制整個(gè)系統(tǒng)D.與云端直接通信5.對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，以下說法正確的是（）A.采用單一設(shè)備即可B.無需考慮冗余設(shè)計(jì)C.要考慮設(shè)備備份和容錯(cuò)機(jī)制D.只關(guān)注硬件可靠性6.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制的軟件平臺是（）A.辦公軟件B.工業(yè)組態(tài)軟件C.圖像處理軟件D.游戲軟件7.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮不同設(shè)備之間的（）A.兼容性B.價(jià)格差異C.外觀差異D.品牌差異8.以下哪種協(xié)議常用于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備之間的通信？（）A.HTTPB.TCP/IPC.ModbusD.FTP9.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，用于數(shù)據(jù)分析和挖掘的技術(shù)是（）A.人工智能B.機(jī)械制造技術(shù)C.材料科學(xué)技術(shù)D.能源技術(shù)10.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度？（）A.增加數(shù)據(jù)傳輸延遲B.優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和算法C.減少傳感器數(shù)量D.降低設(shè)備性能11.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的設(shè)備標(biāo)識通常采用（）A.二維碼B.條形碼C.電子標(biāo)簽D.以上都是12.對于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性設(shè)計(jì)，錯(cuò)誤的是（）A.預(yù)留接口B.采用模塊化設(shè)計(jì)C.一次性設(shè)計(jì)到位無需升級D.考慮未來業(yè)務(wù)增長需求13.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)設(shè)備智能化控制的核心是（）A.微控制器B.顯示屏C.電源模塊D.外殼14.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮與企業(yè)現(xiàn)有信息系統(tǒng)的（）A.集成B.競爭C.隔離D.替代15.以下哪種傳感器可用于檢測工業(yè)生產(chǎn)中的溫度變化？（）A.壓力傳感器B.溫度傳感器C.流量傳感器D.位移傳感器16.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)存儲的方式可以是（）A.本地存儲B.云端存儲C.分布式存儲D.以上都可以17.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性？（）A.定期重啟設(shè)備B.采用高質(zhì)量設(shè)備和可靠技術(shù)C.頻繁更換軟件D.減少維護(hù)18.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不包括（）A.星型B.總線型C.樹型D.圓形19.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮不同用戶的（）A.使用習(xí)慣B.外貌特征C.地理位置D.語言習(xí)慣20.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中，用于設(shè)備故障診斷的技術(shù)是（）A.機(jī)器學(xué)習(xí)B.化學(xué)分析C.機(jī)械加工D.手工檢測第II卷（非選擇題，共60分）簡答題（共20分）答題要求：簡要回答問題，條理清晰，語言簡潔。21.簡述工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)采集的流程。（5分）22.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何進(jìn)行設(shè)備選型？（5分）23.說明工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)的主要手段。（5分）24.簡述工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中數(shù)據(jù)分析的目的和常用方法。（5分）案例分析題（共15分）答題要求：根據(jù)給定案例，分析并回答問題。某工廠采用工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行管理。在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，發(fā)現(xiàn)部分設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸出現(xiàn)延遲，影響了生產(chǎn)調(diào)度。25.請分析可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸延遲的原因。（5分）26.針對數(shù)據(jù)傳輸延遲問題，提出相應(yīng)的解決措施。（5分）27.若該工廠要進(jìn)一步擴(kuò)大工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，在設(shè)計(jì)方面需要考慮哪些因素？（5分）綜合應(yīng)用題（共15分）答題要求：結(jié)合所學(xué)知識，綜合運(yùn)用進(jìn)行分析和解答。28.設(shè)計(jì)一個(gè)簡單的工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，用于監(jiān)測某車間的溫濕度和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。請說明系統(tǒng)的組成部分、通信方式及工作流程。（10分）29.闡述在該系統(tǒng)設(shè)計(jì)中如何保障數(shù)據(jù)安全和系統(tǒng)可靠性。（5分）材料分析題（共10分）答題要求：閱讀材料，分析并回答問題。材料：隨著工業(yè)4.0的推進(jìn)，工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)在制造業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。某企業(yè)通過引入工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程的數(shù)字化管理，提高了生產(chǎn)效率和質(zhì)量。但在系統(tǒng)實(shí)施過程中，遇到了一些技術(shù)和管理方面的挑戰(zhàn)。30.分析該企業(yè)在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)施過程中可能遇到的技術(shù)挑戰(zhàn)有哪些？（5分）31.針對管理方面的挑戰(zhàn)，提出相應(yīng)的解決建議。（5分）答案：1.A2.A3.A4.A5.C6.B7.A8.C9.A10.B11.D12.C13.A14.A15.B16.D17.B18.D19.A20.A21.首先由傳感器感知工業(yè)環(huán)境中的各種物理量等數(shù)據(jù)，然后通過信號調(diào)理電路將傳感器輸出的微弱信號進(jìn)行放大、濾波等處理，再經(jīng)過數(shù)據(jù)采集卡將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，最后將采集到的數(shù)字信號傳輸?shù)焦I(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的其他部分進(jìn)行后續(xù)處理。22.根據(jù)工業(yè)生產(chǎn)需求確定設(shè)備功能，考慮設(shè)備性能指標(biāo)如精度、可靠性等，關(guān)注設(shè)備的兼容性，確保能與系統(tǒng)中其他設(shè)備協(xié)同工作，還要考慮設(shè)備的可維護(hù)性和成本等因素。23.采用防火墻防止外部非法訪問，進(jìn)行數(shù)據(jù)加密保護(hù)傳輸和存儲數(shù)據(jù)安全，設(shè)置訪問權(quán)限限制不同用戶對系統(tǒng)資源的訪問，定期進(jìn)行安全漏洞掃描和修復(fù)。24.目的是從數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值信息輔助決策等。常用方法有統(tǒng)計(jì)分析如求均值等，機(jī)器學(xué)習(xí)算法如分類、聚類算法，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)如關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘等。25.可能原因有網(wǎng)絡(luò)帶寬不足，設(shè)備故障，通信協(xié)議不匹配，網(wǎng)絡(luò)干擾等。26.增加網(wǎng)絡(luò)帶寬，檢查設(shè)備并更換故障設(shè)備，統(tǒng)一通信協(xié)議，排查網(wǎng)絡(luò)干擾源并消除。27.要考慮系統(tǒng)的兼容性，確保新設(shè)備能接入；擴(kuò)展性，預(yù)留接口以便后續(xù)添加功能；安全性，加強(qiáng)安全防護(hù)適應(yīng)更多設(shè)備接入；還要考慮與企業(yè)整體信息化戰(zhàn)略的契合度等。28.系統(tǒng)組成部分：溫濕度傳感器、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測傳感器、數(shù)據(jù)采集模塊、邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)、遠(yuǎn)程控制終端、服務(wù)器等。通信方式：傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊采用有線或無線短距離通信，數(shù)據(jù)采集模塊與邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)絡(luò)通信，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)與服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)通信，遠(yuǎn)程控制終端與服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)通信實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。工作流程：傳感器采集溫濕度和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)采集模塊收集并初步處理后傳輸給邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)進(jìn)一步處理后上傳到服務(wù)器，服務(wù)器存儲和分析數(shù)據(jù)，遠(yuǎn)程控制終端根據(jù)分析結(jié)果對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。29.數(shù)據(jù)安全方面：對采集和傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行加密，設(shè)置不同用戶的訪問權(quán)限。系統(tǒng)可靠性方面：采用冗余設(shè)計(jì)，如備份服務(wù)器等；設(shè)備選用高可靠性產(chǎn)品；建立故障監(jiān)測和預(yù)警機(jī)制，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理故障。30.技術(shù)挑戰(zhàn)可能有設(shè)備兼