2025年(工業(yè)互聯(lián)網技術)工業(yè)互聯(lián)網基礎試題及答案一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.在工業(yè)互聯(lián)網體系架構中，負責把OT網絡與IT網絡進行協(xié)議轉換與數據預處理的核心設備是A.工業(yè)防火墻?B.工業(yè)網關?C.邊緣控制器?D.工業(yè)PON答案：B解析：工業(yè)網關具備多協(xié)議解析、數據緩存、本地計算等功能，是OT與IT的“翻譯官”。防火墻側重安全，PON是光接入技術，邊緣控制器側重實時控制而非協(xié)議轉換。2.下列哪一項最能體現TSN（時間敏感網絡）相較于傳統(tǒng)以太網的本質提升A.帶寬提升到10Gb/s?B.支持IPv6地址即插即用?C.確定性時延與抖動控制?D.支持PoE++供電答案：C解析：TSN通過時間同步、流量整形、冗余路徑等機制，把以太網變成“確定性網絡”，滿足運動控制等亞毫秒級場景。3.OPCUAPub/SuboverMQTT傳輸時，Broker收到一條消息后發(fā)現主題格式為“ua/{ns=2;s=MotorTemp}”，其中“ns=2”指A.命名空間索引?B.安全策略編號?C.MQTTQoS等級?D.數據類型編碼答案：A解析：OPCUA命名空間用于區(qū)分不同信息模型，ns=2表示索引為2的命名空間，避免標識符沖突。4.工業(yè)現場使用ModbusTCP讀取保持寄存器，功能碼正確的是A.0x01?B.0x02?C.0x03?D.0x04答案：C解析：0x03為“ReadHoldingRegisters”，0x01讀線圈，0x02讀離散量輸入，0x04讀輸入寄存器。5.在IEC617843中，對安全現場總線定義的最高SIL等級為A.SIL1?B.SIL2?C.SIL3?D.SIL4答案：C解析：工業(yè)以太網SafetyProfile最高可達SIL3，SIL4需專用硬件冗余或不同原理的復合系統(tǒng)。6.邊緣側AI推理框架OpenVINO的模型中間表示簡稱A.ONNX?B.IR?C.PB?D.TFLite答案：B解析：OpenVINO將模型轉為IntermediateRepresentation（.xml+.bin），再由推理引擎加載。7.數字孿生“閉環(huán)”五大要素不包含A.物理實體?B.虛擬鏡像?C.連接?D.區(qū)塊鏈答案：D解析：經典閉環(huán)為“物理—虛擬—連接—數據—服務”，區(qū)塊鏈是可選增強，非原生要素。8.工業(yè)APP開發(fā)遵循的“微服務+容器”模式中，負責服務注冊與發(fā)現的組件通常是A.etcd?B.MySQL?C.Kafka?D.Hadoop答案：A解析：etcd是CoreOS推出的高可用鍵值系統(tǒng)，Kubernetes用它做服務發(fā)現與配置共享。9.下列關于5GuRLLC參數描述正確的是A.空口時延1ms，可靠性99.9%?B.空口時延10ms，可靠性99.99%?C.空口時延1ms，可靠性99.999%?D.空口時延0.1ms，可靠性99%答案：C解析：3GPPR16定義uRLLC目標為1ms空口時延、99.999%可靠性，用于運動控制安全鏈。10.在工業(yè)互聯(lián)網安全監(jiān)測平臺中，對OT流量進行“深度包檢測”發(fā)現異常，最可能觸發(fā)A.白名單告警?B.黑名單告警?C.灰名單告警?D.蜜罐告警答案：A解析：OT協(xié)議固定、流量規(guī)律強，平臺通?；诎酌麊文Ｐ停x即告警。二、多項選擇題（每題3分，共15分，多選少選均不得分）11.下列哪些屬于工業(yè)邊緣計算節(jié)點必備“三防”特性A.防鹽霧?B.防霉菌?C.防粉塵?D.防強電磁場答案：A、B、C解析：工業(yè)現場鹽霧、霉菌、粉塵常見，強電磁場更多靠屏蔽與接地，非“三防”傳統(tǒng)定義。12.關于MQTT3.1.1協(xié)議，以下說法正確的是A.支持遺囑消息?B.主題名區(qū)分大小寫?C.QoS2保證“僅一次”到達?D.默認端口1883答案：A、B、C、D解析：四項均為MQTT3.1.1規(guī)范原文，需熟記。13.工業(yè)AI視覺質檢系統(tǒng)常用的“數據增強”手段包括A.隨機旋轉?B.色彩抖動?C.隨機裁剪?D.生成對抗網絡擴樣答案：A、B、C、D解析：工業(yè)場景樣本稀缺，四類方法均可提升模型魯棒性。14.下列哪些技術可有效降低工業(yè)WiFi6網絡同頻干擾A.BSSColoring?B.TWT?C.OFDMA?D.1024QAM答案：A、C解析：BSSColoring通過“顏色”區(qū)分鄰頻小區(qū)，OFDMA把信道再細分，減少碰撞。TWT省電，1024QAM提升速率，與干擾無關。15.在工業(yè)區(qū)塊鏈溯源鏈中，屬于“鏈上”存儲的典型數據有A.原料批次哈希?B.生產工藝參數明文?C.質量檢驗報告哈希?D.設備維修視頻原文件答案：A、C解析：鏈上存哈希防篡改，明文與視頻體積大，通常放鏈下IPFS，鏈上再存CID。三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯誤打“×”）16.PROFINETIRT使用UDP/IP封裝，因此可與辦公網直接路由互通。答案：×解析：IRT繞過TCP/IP棧，采用專用硬件ASIC時間片，二層即完成交換，無法直接路由。17.在NodeRED中，function節(jié)點可用JavaScript對msg.payload進行任意結構變換。答案：√解析：function節(jié)點提供完整V8引擎環(huán)境，可寫JS腳本。18.工業(yè)數據湖只能使用HDFS作為底層存儲，否則無法實現“湖倉一體”。答案：×解析：數據湖支持對象存儲、HDFS、私有云多種后端，“湖倉一體”核心在元數據層而非單一存儲。19.時間序列數據庫InfluxDB的RetentionPolicy可以自動降采樣（Downsampling）。答案：√解析：通過CONTINUOUSQUERY實現自動降采樣，節(jié)省存儲。20.在IEC62443中，SLT代表“安全等級—目標”，用于描述系統(tǒng)級整體要求。答案：√解析：SLT為TargetSecurityLevel，是6244333的核心概念。21.“邊緣云”協(xié)同場景下，Kubernetes的KubeEdge通過DeviceCRD把工業(yè)設備抽象成K8s資源。答案：√解析：DeviceCRD允許用戶以yaml方式管理傳感器、PLC等設備。22.工業(yè)AR眼鏡采用SLAM技術主要是為了在室外GPS信號弱時進行高精度定位。答案：×解析：工業(yè)場景多在室內，GPS本就不可用，SLAM用于空間建圖與追蹤，與GPS無關。23.在工業(yè)防火墻策略中，基于“白名單+深層防御”原則，默認應關閉所有端口再按需開放。答案：√解析：白名單是OT安全最佳實踐，先阻斷再授權。24.工業(yè)數字孿生模型精度越高，則實時性一定越好。答案：×解析：高精度意味著網格細、計算量大，反而可能降低實時性，需要折中。25.5G網絡切片管理功能由NSSF網元完成，其全稱是NetworkSliceSelectionFunction。答案：√解析：NSSF為3GPP定義的標準網元，負責切片選擇。四、填空題（每空2分，共20分）26.OPCUA安全架構中，非對稱加密算法默認推薦________，密鑰長度至少________位。答案：RSA，2048解析：OPCUA規(guī)范Part6要求RSA最小2048位，后續(xù)版本支持ECC。27.ModbusTCP協(xié)議中，事務標識符（TransactionIdentifier）字段長度為________字節(jié)，用于________。答案：2，匹配請求與響應解析：事務標識符由客戶端生成，服務器原樣返回，實現異步匹配。28.在TSN802.1Qbv中，把時間軸劃分為多個________，每個________內部再劃分優(yōu)先級隊列。答案：時間片（TimeSlot），門控列表（GateControlList）解析：Qbv通過時間門控實現確定性發(fā)送。29.工業(yè)邊緣容器引擎Docker的________驅動支持將宿主機的/dev、/sys等直接映射到容器，實現________訪問。答案：privileged，硬件解析：特權模式可繞過Namespace隔離，方便調用GPU、CAN口。30.工業(yè)AI訓練時，若正負樣本比例達1:99，可采用________采樣或________損失函數緩解失衡。答案：SMOTE，FocalLoss解析：SMOTE過采樣少數類，FocalLoss降低易分樣本權重。31.在IEC611313標準中，ST語言的全稱是________，其語法類似于________。答案：StructuredText，Pascal解析：ST采用高級語句，適合復雜算法。32.工業(yè)區(qū)塊鏈采用________共識可以在許可網絡中實現秒級確認，并降低________消耗。答案：Raft，能源解析：Raft為BFT類共識，無需PoW算力。33.5G核心網中，________接口負責會話管理，其協(xié)議基于________。答案：Nsmf，HTTP/2解析：SMF提供會話管理，3GPP采用RESTfulHTTP/2。34.工業(yè)數據清洗時，對于明顯超出物理量程的“野值”，通常使用________準則進行剔除。答案：3σ（拉依達）解析：3σ準則假設正態(tài)分布，概率99.7%內為正常。35.在邊緣計算參考架構3.0中，________層負責實時控制，________層負責非實時分析。答案：實時計算，近場計算解析：實時計算<10ms，近場計算10ms~100ms。五、簡答題（每題8分，共24分）36.簡述工業(yè)現場采用“MQTT+Sparkplug”而非原生MQTT的三大原因，并給出Sparkplug主題命名規(guī)范示例。答案：1.狀態(tài)感知：Sparkplug強制定義NBIRTH/NDEATH/DBIRTH/DDEATH，實現設備上下線感知；原生MQTT無標準。2.數據自描述：Payload采用Protobuf編碼，自帶Schema，解析無需額外文檔；原生MQTT隨意定義，兼容性差。3.會話狀態(tài)持久：Sparkplug要求Broker緩存LastWill，確保訂閱方隨時獲得最新全量數據；原生MQTT僅緩存遺囑。示例主題：spBv1.0/Group1/NBIRTH/Node1/Device1解析：spBv1.0為版本，Group1為產線分組，NBIRTH表示節(jié)點上線，Node1/Device1為層級標識。37.說明工業(yè)防火墻“白名單+工業(yè)協(xié)議深度解析”雙引擎的工作流程，并以ProfinetDCP為例給出檢測要點。答案：流程：1.流量鏡像→2.協(xié)議識別→3.白名單匹配→4.深度解析→5.異常告警/阻斷ProfinetDCP檢測要點：識別EtherType0x8892及DCP頭0xFEFE；檢查ServiceID只允許Identify、Set、Get；禁止未公開的FactoryReset；校驗StationName長度≤240字節(jié)且符合DNS子集；檢測Set請求中IP參數是否越出管理員預定義網段；發(fā)現DCPHello頻率>10Hz時觸發(fā)疑似掃描告警。解析：白名單引擎先過濾未知EtherType，深度引擎再細粒度審計，防止非法組態(tài)篡改。38.給出工業(yè)邊緣側“容器化AI推理”冷啟動時延優(yōu)化四項措施，并量化說明收益。答案：1.預啟動池：保持warm容器，推理請求到達即調度，冷啟動從2s降至50ms。2.精簡鏡像：采用distroless基礎鏡像，去除包管理器，鏡像體積由850MB減至110MB，拉取時間縮短80%。3.設備插件預掛載：GPU/CAN驅動以DaemonSet預加載，避免容器內insmod，節(jié)省300ms。4.模型編譯緩存：OpenVINO將IR編譯為.blob存入hostPath，二次啟動跳過編譯，減少1.2s。綜合可將端到端冷啟動由3.5s降至400ms，滿足工業(yè)視覺<500ms需求。解析：邊緣硬件資源有限，冷啟動是容器化最大痛點，四項措施分別從調度、存儲、驅動、計算四階段切入。六、綜合應用題（共31分）39.某汽車零部件廠計劃建設“5G+TSN”融合網絡，實現機器人激光焊接工位到MES的端到端<10ms確定性。請完成：(1)給出網絡拓撲圖文字描述（3分）(2)設計端到端數據流路徑，并標注每段時延預算（6分）(3)列出三種同步機制并比較精度（6分）(4)若焊接機器人突發(fā)丟包>0.1%，給出故障定位四步法（8分）(5)計算：假設TSN周期為1ms，每周期傳輸480B數據，求所需最小帶寬（8分）答案：(1)拓撲：5GgNB←光纖→MEC（UPF+TSN轉換網關）←1000BASET1TSN交換機←機器人TSN端站；MES服務器部署在MEC內，通過內部vSwitch與UPF互通，形成“一跳”路徑。(2)數據流與預算：機器人PLC→(200μs，TSN端站排隊)→TSN交換機→(300μs，StoreFor