江蘇省專升本2025年物聯(lián)網(wǎng)工程物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論試卷(含答案)一、單項選擇題（每題2分，共30分。每題只有一個正確答案，錯選、多選、未選均不得分）1.在IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)中，2.4GHz頻段被劃分為多少個非重疊信道？A.8??B.16??C.27??D.32答案：B解析：IEEE802.15.4在2.4GHz頻段定義了16個信道，編號11～26，信道間隔5MHz，中心頻率2405+5×(k11)MHz。2.下列哪一項不是MQTT協(xié)議報文固定頭部的組成部分？A.報文類型??B.剩余長度??C.協(xié)議名長度??D.標(biāo)志位答案：C解析：協(xié)議名長度屬于可變頭部，固定頭部僅含報文類型、標(biāo)志位和剩余長度字段。3.在LoRa調(diào)制中，當(dāng)擴頻因子SF從7提高到12時，數(shù)據(jù)速率約下降多少倍？A.2??B.8??C.16??D.32答案：D解析：LoRa速率R≈BW×(SF2×CR)/2^SF，SF每增1，速率近似減半，故SF7→12下降2^5=32倍。4.下列關(guān)于6LoWPAN分片報文的描述，正確的是：A.第一分片攜帶完整UDP端口信息??B.后續(xù)分片攜帶完整IPv6頭部??C.第一分片壓縮頭部后攜帶分片偏移??D.后續(xù)分片不攜帶流量標(biāo)簽答案：C解析：6LoWPAN第一分片攜帶壓縮頭部及分片偏移，后續(xù)分片僅攜帶分片頭部，不重復(fù)IPv6頭部。5.在NBIoT中，eDRX周期最大可配置為：A.2.92h??B.10.24s??C.2.56s??D.163.84s答案：A解析：3GPPTS36.304規(guī)定，eDRX周期最大2^12×1.28s=2.92h。6.下列哪項技術(shù)最適合實現(xiàn)“亞毫秒級”時間同步精度？A.NTP??B.PTP(IEEE1588v2)??C.SNTP??D.GPSPPS答案：B解析：PTP通過硬件時間戳與邊界時鐘，局域網(wǎng)內(nèi)可達(dá)亞微秒級，滿足亞毫秒需求。7.在ZigBee網(wǎng)絡(luò)中，負(fù)責(zé)綁定表維護的設(shè)備角色是：A.終端設(shè)備??B.路由器??C.協(xié)調(diào)器??D.信任中心答案：C解析：協(xié)調(diào)器保存綁定表，用于端到端設(shè)備通信的源/目的映射。8.下列關(guān)于CoAPOBSERVE機制的描述，錯誤的是：A.使用Confirmable報文可確保順序??B.觀察者需定期刷新注冊??C.服務(wù)器推送狀態(tài)碼2.05??D.令牌用于匹配請求與通知答案：B解析：OBSERVE注冊一次長期有效，除非服務(wù)器取消或客戶端顯式取消，無需定期刷新。9.在邊緣計算參考架構(gòu)3.0中，用于“跨域協(xié)同”的核心層是：A.云中心??B.邊緣云??C.邊緣節(jié)點??D.現(xiàn)場設(shè)備答案：B解析：邊緣云提供跨域資源調(diào)度與服務(wù)編排，實現(xiàn)云邊協(xié)同。10.若RFID標(biāo)簽采用ISO180006C協(xié)議，其返回鏈路調(diào)制方式為：A.ASK??B.FSK??C.PSK??D.FM0答案：D解析：ISO180006C規(guī)定標(biāo)簽→讀寫器采用FM0基帶編碼+ASK反向散射。11.在MQTT5.0中，用于實現(xiàn)“請求/響應(yīng)”模式的屬性是：A.TopicAlias??B.ResponseTopic??C.SubscriptionIdentifier??D.ContentType答案：B解析：ResponseTopic攜帶響應(yīng)主題名，實現(xiàn)異步RPC。12.下列關(guān)于區(qū)塊鏈在物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)完整性保護中的應(yīng)用，正確的是：A.鏈上存儲全部感知數(shù)據(jù)??B.鏈下存儲原始數(shù)據(jù)，鏈上存哈希??C.采用PoW共識降低能耗??D.智能合約無法驗證數(shù)據(jù)時間戳答案：B解析：鏈上僅保存數(shù)據(jù)哈希，降低存儲與延遲，PoW能耗高，物聯(lián)網(wǎng)場景多用PoA或PBFT。13.在TinyOS操作系統(tǒng)中，用于主動消息（ActiveMessage）通信的接口是：A.StdControl??B.AMSend??C.SplitControl??D.Timer答案：B解析：AMSend接口提供send()/sendDone()事件，實現(xiàn)基于AM的多跳通信。14.當(dāng)使用RPL協(xié)議時，ObjectiveFunction0(OF0)選擇父節(jié)點的依據(jù)是：A.最小跳數(shù)??B.最大ETX??C.最小剩余能量??D.最大吞吐量答案：A解析：OF0僅依據(jù)跳數(shù)，忽略鏈路質(zhì)量或能量。15.在OPCUA發(fā)布/訂閱模型中，心跳報文的作用是：A.發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)代理??B.?；畈z測訂閱者存活??C.協(xié)商安全策略??D.壓縮數(shù)據(jù)報文答案：B解析：心跳由發(fā)布者周期性發(fā)送，確保訂閱者在線，避免無效組播。二、多項選擇題（每題3分，共15分。每題至少有兩個正確答案，多選、少選、錯選均不得分）16.下列哪些機制可有效降低NBIoT終端功耗？A.PSM??B.eDRX??C.多Tone傳輸??D.23dBm最大功率??E.ReleaseAssistanceIndication答案：A、B、E解析：PSM與eDRX延長休眠，RAI提前釋放連接，多Tone與最大功率反而增加能耗。17.關(guān)于ZigBee3.0安全體系，正確的有：A.采用AES128/CCM??B.網(wǎng)絡(luò)密鑰全網(wǎng)共享??C.信任中心動態(tài)更新鏈接密鑰??D.支持ECC公鑰加密??E.允許OTA安全升級答案：A、B、C、E解析：ZigBee3.0未采用ECC，仍用對稱密鑰體系。18.以下哪些字段屬于IPv6基本頭部？A.TrafficClass??B.FlowLabel??C.NextHeader??D.FragmentOffset??E.HopLimit答案：A、B、C、E解析：FragmentOffset僅存在于分片擴展頭部。19.在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)IIoT中，時間敏感網(wǎng)絡(luò)（TSN）關(guān)鍵組件包括：A.gPTP??B.Qbv時間感知整形器??C.FramePreemption??D.TCP擁塞控制??E.Netconf答案：A、B、C解析：Netconf用于配置管理，非TSN數(shù)據(jù)面組件。20.下列關(guān)于邊緣AI推理優(yōu)化的描述，正確的有：A.模型剪枝可降低內(nèi)存占用??B.知識蒸餾提升模型精度??C.INT8量化加速推理??D.聯(lián)邦學(xué)習(xí)保護數(shù)據(jù)隱私??E.增加batchsize一定降低延遲答案：A、C、D解析：知識蒸餾訓(xùn)練小模型，但精度通常略低于原模型；batchsize過大反而增加延遲。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯誤打“×”）21.6LoWPAN采用HC2壓縮UDP端口字段，可將8字節(jié)壓縮至1字節(jié)。答案：√解析：HC2壓縮將源、目的端口各壓縮4bit，共1字節(jié)。22.LoRaWANClassB終端在固定周期打開pingslot，需網(wǎng)關(guān)同步Beacon。答案：√解析：ClassB依賴網(wǎng)關(guān)每128s發(fā)送Beacon，終端同步后打開pingslot。23.MQTTQoS2報文只需一次TCP傳輸即可保證“僅一次”到達(dá)。答案：×解析：QoS2需四步握手，至少兩次TCP報文交互。24.OPCUA內(nèi)置PubSub支持MQTT與AMQP兩種傳輸映射。答案：√解析：OPCUAPart14定義MQTT、AMQP、UDP三種映射。25.RFID標(biāo)簽的TID內(nèi)存區(qū)用于存儲用戶自定義數(shù)據(jù)。答案：×解析：TID為標(biāo)簽標(biāo)識符，只讀，用戶數(shù)據(jù)應(yīng)寫入User區(qū)。26.在ContikiNG中，etimer與ctimer均可用于實時音頻流采樣定時。答案：×解析：etimer為事件定時器，精度受調(diào)度延遲影響，不適合實時采樣。27.NBIoT支持VoLTE語音業(yè)務(wù)，但需額外優(yōu)化抖動緩沖。答案：×解析：NBIoT設(shè)計為低速數(shù)據(jù)，不支持VoLTE。28.區(qū)塊鏈+IPFS可構(gòu)建去中心化的物聯(lián)網(wǎng)固件升級平臺。答案：√解析：IPFS存儲固件鏡像，鏈上記錄哈希與版本，實現(xiàn)可信分發(fā)。29.RPL協(xié)議中，DAO消息用于構(gòu)建上行路由。答案：×解析：DAO用于下行路由，DIO用于上行。30.在TSN網(wǎng)絡(luò)中，Qcc用于集中式用戶配置，Qbv用于流量調(diào)度。答案：√解析：Qcc定義CUC與CNC接口，Qbv定義門控列表。四、填空題（每空2分，共20分）31.在IEEE802.11ah中，信道帶寬最小為________MHz，最大為________MHz。答案：1；16解析：802.11ah定義1、2、4、8、16MHz五種帶寬。32.若LoRa符號速率Rs=BW/2^SF，當(dāng)BW=125kHz、SF=9時，Rs=________symbol/s。答案：244解析：125000/2^9=125000/512≈244.14。33.MQTT5.0報文屬性中，TopicAliasMaximum默認(rèn)值為________，0表示________。答案：0；不允許使用TopicAlias解析：服務(wù)端在CONNACK中返回TopicAliasMaximum，0即禁用。34.在6LoWPAN中，用于指示后續(xù)分片的全局標(biāo)識符字段稱為________，長度為________字節(jié)。答案：datagram_tag；2解析：RFC4944定義datagram_tag，16bit。35.OPCUA內(nèi)置安全策略“Basic256Sha256”使用________對稱加密算法，密鑰長度________bit。答案：AES256；256解析：Basic256Sha256采用AES256CBC+SHA256HMAC。36.在RPL存儲模式下，父節(jié)點需維護________表，用于下行________轉(zhuǎn)發(fā)。答案：路由；多播/單播解析：存儲模式需維護下行路由表。37.若NBIoT部署在Inband模式，其載波與LTE載波之間的最小保護間隔為________kHz。答案：200解析：3GPP規(guī)定Inband場景保護間隔200kHz，避免干擾。五、簡答題（每題8分，共24分）38.簡述MQTT協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)場景下相較于HTTP的三大優(yōu)勢，并給出量化對比數(shù)據(jù)。答案與解析：1.連接開銷：MQTTCONNECT報文最小2byte，HTTPHTTPS握手需5～7KB，降低99.9%。2.消息頭開銷：MQTT固定頭部2byte，HTTP頭部≥400byte，節(jié)省>99%。3.功耗：實驗表明，在PSM模式下，MQTT傳輸200byte數(shù)據(jù)平均電流0.16mA，HTTP輪詢平均電流2.3mA，功耗降低93%。綜上，MQTT在低帶寬、高延遲、高功耗敏感場景優(yōu)勢明顯。39.描述LoRaWANADR（自適應(yīng)速率）算法的工作流程，并說明其如何兼顧網(wǎng)絡(luò)容量與終端功耗。答案與解析：1.網(wǎng)關(guān)持續(xù)測量終端上行SNR并上報NS；2.NS計算最近20條報文的SNR中位數(shù)，與目標(biāo)區(qū)間對比；3.若SNR富余>5dB，則提高數(shù)據(jù)速率（降低SF）一步；若SNR不足，則降低速率；4.同時調(diào)整發(fā)射功率，使鏈路余量保持5dB；5.終端在下次ADRBit=1的報文中應(yīng)用新參數(shù)。通過提高SF7～9比例，網(wǎng)絡(luò)容量可提升3～5倍；終端發(fā)射時間縮短90%，功耗降低80%，實現(xiàn)雙贏。40.說明6LoWPAN如何在802.15.4幀中實現(xiàn)IPv6鄰居發(fā)現(xiàn)（ND）優(yōu)化，并給出壓縮后報文長度對比。答案與解析：1.使用RFC6775優(yōu)化，取消多播NS/NA，改為單播；2.地址注冊：終端發(fā)送攜帶ARO選項的單播NS，邊緣路由器返回NA確認(rèn)；3.頭部壓縮：IPv6頭部40byte壓縮至約5byte，ICMPv6類型、代碼、校驗和保留；4.實驗測得原始NS72byte，壓縮后18byte，減少75%，降低沖突概率與能耗。六、綜合應(yīng)用題（共51分）41.（本題21分）某智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)需部署萬畝農(nóng)田監(jiān)測系統(tǒng)，要求：a)土壤溫濕度采樣周期30min，數(shù)據(jù)量20B；b)支持遠(yuǎn)程OTA升級，固件大小512kB；c)電池壽命≥5年（4.2Ah/3.6V鋰亞電池）；d)覆蓋半徑≥3km，無蜂窩信號?，F(xiàn)有LoRa與NBIoT兩種候選技術(shù)，請完成：1.給出兩種方案鏈路預(yù)算對比（12分）；2.計算并判斷哪種技術(shù)滿足電池壽命要求（6分）；3.從運維角度給出最終推薦并說明理由（3分）。答案與解析：1.鏈路預(yù)算：LoRa：BW=125kHz，SF=10，CR=4/5，靈敏度132dBm，終端發(fā)射功率17dBm，天線增益2dBi，總EIRP15dBm；路徑損耗模型Lp=128+35log10(d/km)，3km時Lp=144dBm；接收余量=15(132)144=3dB，滿足。NBIoT：無基站，無法覆蓋，鏈路預(yù)算缺失，直接淘汰。2.功耗：LoRa休眠電流2μA，發(fā)送電流45mA，時長=512×1024×8/（125000/2^10）=34ms，每30min一次，平均電流=2μA+45mA×34ms/1800s≈2.85μA；電池容量4.2Ah，理論壽命=4.2/(2.85×10^3)≈1474年，遠(yuǎn)大于5年。OTA：采用遠(yuǎn)程分批升級，每天傳輸64kB，連續(xù)8天，每天額外電流=45mA×(64×1024×8)/(125000/2^10)×8/1800≈0.7μA，仍可忽略。3.推薦LoRa：無需基站，CAPEX低；電池壽命遠(yuǎn)超需求；運維僅需網(wǎng)關(guān)，NBIoT無信號無法實施。42.（本題15分）某工廠欲在TSN網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)運動控制閉環(huán)周期250μs，jitter<1μs。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇樾切停粨Q機支持Qbv、Qbu、gPTP。請設(shè)計：1.門控列表周期與保護帶策略（6分）；2.gPTP同步參數(shù)配置（4分）；3.給出驗證jitter的測試方法（5分）。答案與解析：1.周期250μs，門控列表長度250μs；保護帶=最大幀長1500byte×8/1Gb/s=12μs；將周期劃分為：ST段（運動控制幀，長64byte，傳輸時間0.512μs）×8軸=4.1μs，保護帶12μs，剩余233.9μs用于BE流量；ST段置于周期起始，門控關(guān)閉BE隊列，確保無搶占。2.gPTP：announceInterval=3（125ms），syncInterval=4（62.5ms），pdelayReqInterval=3（125ms），優(yōu)先級=255，本地時鐘為GrandMaster；使用硬件時間戳，鄰居延遲機制測量路徑延遲，校正系數(shù)<50ns。3.測試：在終端注入周期性測試幀，使用EndtoEnd測量儀記錄Rx時間戳，連續(xù)采集10^6周期，計算maxminjitter；同時利用示波器探測GPIO觸發(fā)信號，驗證實際jitter<1μs。43.（本題15分）某高校實驗室擬搭建基于IPv6的物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺，需支持ContikiNG與RIOT雙協(xié)議?；ゲ僮鳎W(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇镽PL+6LoWPAN。請完成：1.設(shè)計邊界路由器（BR）配置腳本，實現(xiàn)SLAAC與DHCPv6雙棧地址分配（7分）；2.給出跨棧互通的ICMPv6回聲請求抓包示例（4分）；3.說明如何基于Cooja+Wireshark驗證RPLDAO觸發(fā)過程（4分）。答案與解析：1.BR腳本（基于ContikiNG）：```bashecho1>/proc/sys/net/ipv6/conf/eth0/for