2025年物聯(lián)網(wǎng)控制測試題及答案1.單項選擇題（每題2分，共20分）1.1在NBIoT上行鏈路中，用于隨機接入的前導(dǎo)碼序列長度為A.64B.128C.838D.2048答案：C1.2下列關(guān)于MQTT協(xié)議“遺囑消息”的描述，正確的是A.由服務(wù)器在客戶端異常斷線時主動發(fā)布B.由客戶端在心跳包中攜帶C.僅支持QoS0等級D.需要客戶端每次重連后重新訂閱答案：A1.3在6LoWPAN適配層中，用于標識IPv6報文分片的頭部類型值為A.41B.44C.60D.0答案：B1.4某Zigbee網(wǎng)絡(luò)最大深度為5，最大子節(jié)點數(shù)為6，則理論上可容納的終端節(jié)點數(shù)為A.5×6B.6^5C.(6^61)/5D.1+6+6^2+6^3+6^4+6^5答案：D1.5在CoAP協(xié)議中，若服務(wù)器返回2.05內(nèi)容，則其對應(yīng)的HTTP狀態(tài)碼為A.200B.201C.204D.206答案：A1.6下列關(guān)于LoRa調(diào)制參數(shù)CR（編碼率）的描述，錯誤的是A.CR越高，抗干擾能力越強B.CR=4/5表示每4位數(shù)據(jù)增加1位冗余C.提高CR會縮短傳輸距離D.CR的取值范圍是4/5～4/8答案：C1.7在IEEE802.15.4信標使能網(wǎng)絡(luò)中，超幀持續(xù)時間SD與信標階數(shù)BO的關(guān)系為A.SD=aBaseSuperframeDuration×2^BOB.SD=aBaseSlotDuration×2^BOC.SD=aBaseSuperframeDuration×2^SOD.SD=aBaseSlotDuration×2^SO答案：A1.8若RPL協(xié)議使用ObjectiveFunction0，選擇父節(jié)點的依據(jù)是A.ETX最小B.跳數(shù)最少C.剩余能量最大D.節(jié)點ID最小答案：B1.9在MQTT5.0中，用戶屬性（UserProperties）最多可攜帶A.8個B.16個C.無限制D.32個答案：C1.10某工業(yè)現(xiàn)場使用ModbusTCP，若事務(wù)標識符字段值為0x1234，則服務(wù)器響應(yīng)報文中該字段值應(yīng)為A.0x0000B.0x1234C.0x4321D.由服務(wù)器隨機生成答案：B2.多項選擇題（每題3分，共15分；多選少選均不得分）2.1下列哪些技術(shù)可降低Zigbee網(wǎng)絡(luò)的隱藏節(jié)點問題A.RTS/CTSB.信標使能C.頻率agilityD.提高發(fā)射功率答案：A、C2.2在NBIoT中，支持的多載波部署模式包括A.StandaloneB.GuardbandC.InbandD.Outband答案：A、B、C2.3以下哪些字段屬于MQTT固定報文頭A.PacketTypeB.RemainingLengthC.TopicNameD.QoS答案：A、B2.4關(guān)于LoRaWANClassB終端，描述正確的有A.接收時隙由網(wǎng)關(guān)周期性信標同步B.必須支持下行pingslotC.終端可主動發(fā)起ClassA通信D.功耗低于ClassA答案：A、B、C2.5在6LoWPAN中，用于壓縮UDP端口號的機制包括A.StatelesscompressionB.StatefulcompressionC.PortlevelcompressionD.Meshundercompression答案：A、B、C3.填空題（每空2分，共20分）3.1在IEEE802.15.4中，2.4GHz頻段共定義________個非重疊信道，信道間隔為________MHz。答案：16，53.2若LoRa符號速率Rs=BW/(2^SF)，當BW=125kHz，SF=7時，Rs=________ksymbols/s。答案：125/128≈0.97663.4MQTT協(xié)議中，客戶端在CONNECT報文中將CleanStart位置1且SessionExpiryInterval設(shè)為0，表示________。答案：不恢復(fù)會話，斷開后會話立即清除3.5RPL協(xié)議中，DODAGID通常采用________位IPv6地址。答案：1283.6在CoAP觀察模式中，若服務(wù)器資源狀態(tài)變化，其通知報文的MessageID需________。答案：重新生成，與原始請求無關(guān)3.7NBIoT下行子載波間隔為________kHz，上行子載波間隔為________kHz。答案：15，3.753.8某Zigbee路由器每秒轉(zhuǎn)發(fā)20個數(shù)據(jù)幀，每幀平均長度為100字節(jié)，若物理層速率為250kbit/s，則信道利用率約為________%。答案：(20×100×8)/250000×100=6.43.9ModbusTCP報文中，功能碼0x10對應(yīng)的主站操作是________。答案：寫多個保持寄存器3.10在6LoWPAN路由頭部中，MeshType值為________表示由源節(jié)點發(fā)起的路由。答案：04.判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯誤打“×”）4.1LoRa的SF越大，傳輸相同數(shù)據(jù)所需時間越短。答案：×4.2MQTT主題通配符“+”只能匹配單層主題。答案：√4.3ZigbeePRO2020支持IPv6直接通信，無需網(wǎng)關(guān)。答案：×4.4RPL協(xié)議中，DAO消息用于向上游報告路由信息。答案：√4.5NBIoT支持VoLTE語音業(yè)務(wù)。答案：×4.6CoAP協(xié)議基于UDP，默認端口為5683。答案：√4.7在IEEE802.15.4中，CSMA/CA的退避周期固定為320μs。答案：×4.86LoWPAN使用HC2壓縮頭部時，UDP校驗和字段必須保留。答案：√4.9LoRaWAN地區(qū)參數(shù)CN470510頻段上行起始頻率為470.3MHz。答案：√4.10ModbusTCP與ModbusRTU在協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）層面完全一致。答案：√5.簡答題（封閉型，每題6分，共18分）5.1簡述NBIoT在覆蓋增強模式下重復(fù)傳輸?shù)臋C制及其對時延的影響。答案：NBIoT通過上行/下行重復(fù)傳輸（Upto2048次）提升覆蓋，重復(fù)次數(shù)由eNB根據(jù)UE上報的覆蓋等級決定。重復(fù)導(dǎo)致傳輸時間成倍增加，例如單次傳輸需10ms，重復(fù)128次后達1.28s，空口時延顯著增大，進而影響端到端業(yè)務(wù)時延。5.2說明Zigbee網(wǎng)絡(luò)中“分布式地址分配”算法計算Cskip的公式及各參數(shù)含義。答案：Cskip(d)=(1+Cm×(Lmd1))，若d=Lm，Cskip=0；其中Cm為最大子節(jié)點數(shù)，Lm為最大深度，d為當前深度。路由器利用Cskip為子節(jié)點分配地址，確保地址空間連續(xù)且唯一。5.3列舉CoAP協(xié)議實現(xiàn)塊傳輸（BlockWiseTransfer）時，服務(wù)器端需維護的上下文信息。答案：包括客戶端端點標識、請求Token、塊大?。⊿ZX）、當前塊號（NUM）、傳輸方向（M位）、資源路徑、已接收/發(fā)送字節(jié)數(shù)、超時定時器。6.簡答題（開放型，每題8分，共16分）6.1某農(nóng)業(yè)大棚需部署電池壽命≥5年的土壤濕度監(jiān)測節(jié)點，請從通信協(xié)議、調(diào)制參數(shù)、喚醒策略三方面給出設(shè)計要點，并估算日均能耗。答案：協(xié)議：選用LoRaWANClassA，最小化下行窗口；應(yīng)用層采用周期性上報+閾值觸發(fā)，避免頻繁喚醒。調(diào)制：SF10/BW125kHz，CR=4/5，平衡距離與時長；包長≤32字節(jié)，空中時間≈370ms。喚醒：MCU深睡電流2μA，LoRa休眠電流1μA，傳感器加熱時間5s，電流8mA；采樣周期30min，每日48次；單次能耗=2μA×3.3V×(30×605)s+(8mA×5s+70mA×0.37s)×3.3V≈0.096J；日總能耗≈4.6J；ER18505鋰亞電池3.6V/4000mAh，能量=51.8kJ，理論壽命≈11.3年，滿足5年要求。6.2某智慧路燈項目采用RPL+6LoWPAN組網(wǎng)，現(xiàn)場出現(xiàn)頻繁父節(jié)點切換導(dǎo)致閃燈現(xiàn)象，請分析根因并提出三層優(yōu)化方案。答案：根因：1.無線鏈路波動導(dǎo)致ETX突變；2.OF0僅考慮跳數(shù)，未評估鏈路質(zhì)量；3.父節(jié)點切換時，下行路由未同步更新，控制命令丟失。優(yōu)化：物理層：啟用頻率agility，避開WiFi干擾信道；鏈路層：采用ETXbasedOF，設(shè)置滯回閾值ΔETX≥50才觸發(fā)切換；網(wǎng)絡(luò)層：開啟DAOACK，確保下行路由確認；應(yīng)用層增加重傳與緩存，父節(jié)點切換期間暫停調(diào)光命令，待DAO確認后批量下發(fā)。7.計算題（共25分）7.1（8分）某LoRa終端每天發(fā)送50幀，每幀20字節(jié)，SF=9，BW=125kHz，CR=4/5，求單終端日占空比及所需最小接收機靈敏度（假設(shè)噪聲基底174dBm/Hz，接收機NF=6dB，所需SNR=10dB）。答案：符號速率Rs=125k/(2^9)=244.14sym/s；每幀符號數(shù)=(20+13前導(dǎo))×8/(SF×CR)=33×8/(9×1.25)=23.47→24sym；空中時間T=24/244.14=0.0983s；日總發(fā)射時間=50×0.0983=4.915s；占空比=4.915/86400=0.0057%；接收靈敏度=174+10log10(125000)+610=123dBm。7.2（9分）某NBIoT小區(qū)采用Inband部署，系統(tǒng)帶寬20MHz，PRB索引10用于NBIoT，求該PRB中心頻率與LTE中心頻率的偏移量，并計算NBIoT終端在該PRB上的最大耦合損耗（MCL）預(yù)算，假設(shè)基站發(fā)射功率46dBm，終端靈敏度128dBm，天線增益各3dB，陰影衰落余量11dB。答案：PRB10中心偏移=(1010)×180kHz=0kHz，與LTE中心頻率重合；MCL=46+3(128+3)11=163dB。7.3（8分）某Zigbee網(wǎng)絡(luò)采用信標使能模式，BO=8，SO=4，求超幀活躍期占空比；若GTS長度為7符號，問最多可分配多少個GTS，并計算留給競爭接入期的符號數(shù)。答案：超幀時長=15.36ms×2^8=3.932s；活躍期時長=15.36ms×2^4=245.76ms；占空比=245.76/3932≈6.25%；每時隙=60符號，GTS=7符號，每GTS占2時隙=120符號；最多分配7個GTS；活躍期符號數(shù)=245.76ms/16μs=15360符號；競爭期符號=1536016(信標)7×120=1536016840=14504符號。8.綜合分析題（共26分）8.1（14分）某工業(yè)園區(qū)需構(gòu)建“5G+MQTT”融合平臺，實現(xiàn)百萬級傳感器接入。平臺采用分層架構(gòu)：終端通過NBIoT/5GRedCap上行，邊緣MQTT集群做協(xié)議轉(zhuǎn)換，云端Kafka+InfluxDB存儲。現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)高峰時段邊緣節(jié)點CPU占用率>90%，消息延遲>2s。請給出端到端性能調(diào)優(yōu)方案，要求包含：1)終端側(cè)MQTT參數(shù)；2)邊緣集群橫向擴展與負載均衡策略；3)云邊協(xié)同的QoS降級機制；4)網(wǎng)絡(luò)側(cè)5GQoS流映射。答案：1)終端啟用MQTT5.0，Topic分片為/region/line/sensor/id，采用QoS0降低ACK；Keepalive=300s，SessionExpiry=60s，減少重連；Payload采用CBOR壓縮，平均包長從256字節(jié)降至80字節(jié)。2)邊緣集群采用EMQX5.0，部署3節(jié)點共享訂閱+Core+Replicant模式，啟用LB(HAProxy)一致性哈希，按ClientID分片；每節(jié)點承載30萬連接，增加2節(jié)點即可降至60%CPU。3)云邊協(xié)同：邊緣側(cè)設(shè)置規(guī)則引擎，當延遲>1s且緩存>10萬條，自動將QoS1降級為QoS0，并啟用批量聚合（100條/包），犧牲5%數(shù)據(jù)完整性換取延遲<500ms；云端發(fā)現(xiàn)缺失數(shù)據(jù)后，通過NBIoT小數(shù)據(jù)包查詢補錄。4)網(wǎng)絡(luò)側(cè)：在5GPDUSession建立時，將MQTT1883端口映射至5QI=6（非保證流比特率），當延遲>1s時，通過URSP策略切換至5QI=9，降低調(diào)度優(yōu)先級，保障高價值視頻流；同時啟用RRCInactive，縮短恢復(fù)時延至80ms。8.2（12分）某冷鏈車隊需20℃環(huán)境下實時監(jiān)控，采用LoRaWAN+MQTT雙模終端。車廂為金屬密閉，外壁貼網(wǎng)關(guān)。現(xiàn)場出現(xiàn)10℃以上數(shù)據(jù)正常，20℃時丟包率>30%。經(jīng)排查，終端晶振溫漂導(dǎo)致頻率偏移>3ppm，LoRa解調(diào)失敗。請給出硬件、軟件、系統(tǒng)三層解決方案，并估算改造成本（以1000輛車計）。答案：硬件：更換工業(yè)級TCXO（±0.5ppm，40℃~+85℃），單價增加2美元；外殼增加EPDM