2025年8月物聯(lián)網(wǎng)考試題含參考答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪項(xiàng)技術(shù)不屬于物聯(lián)網(wǎng)感知層的關(guān)鍵支撐技術(shù)？A.射頻識別（RFID）B.窄帶物聯(lián)網(wǎng)（NB-IoT）C.溫濕度傳感器D.MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）2.在物聯(lián)網(wǎng)體系架構(gòu)中，負(fù)責(zé)將感知數(shù)據(jù)進(jìn)行本地化預(yù)處理、降低傳輸負(fù)載的層次是？A.感知層B.網(wǎng)絡(luò)層C.邊緣計(jì)算層D.應(yīng)用層3.某智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目需要監(jiān)測農(nóng)田土壤濕度、溫度及光照強(qiáng)度，要求傳感器節(jié)點(diǎn)續(xù)航3年以上且覆蓋半徑5公里，最適合的無線傳輸技術(shù)是？A.Wi-FiB.ZigBeeC.LoRaD.藍(lán)牙5.34.以下關(guān)于數(shù)字孿生（DigitalTwin）的描述，錯誤的是？A.需基于物理實(shí)體的實(shí)時數(shù)據(jù)同步B.僅用于工業(yè)設(shè)備監(jiān)控，無法應(yīng)用于城市管理C.可通過仿真預(yù)測物理實(shí)體的運(yùn)行狀態(tài)D.需結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)與仿真技術(shù)5.5G網(wǎng)絡(luò)中支持低功耗廣域網(wǎng)（LPWAN）場景的關(guān)鍵技術(shù)是？A.eMBB（增強(qiáng)移動寬帶）B.uRLLC（超高可靠低時延通信）C.mMTC（大規(guī)模機(jī)器類通信）D.邊緣計(jì)算6.物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備身份認(rèn)證中，采用“設(shè)備-網(wǎng)關(guān)-平臺”三級認(rèn)證模式時，最核心的安全風(fēng)險來自？A.設(shè)備硬件損壞B.網(wǎng)關(guān)與平臺間的通信鏈路被竊聽C.設(shè)備固件未及時更新D.平臺數(shù)據(jù)庫邏輯錯誤7.某工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)需要實(shí)時采集10萬臺設(shè)備的振動數(shù)據(jù)（每臺設(shè)備每秒100個數(shù)據(jù)點(diǎn)），最適合的數(shù)據(jù)存儲方案是？A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（如MySQL）B.鍵值存儲（如Redis）C.時序數(shù)據(jù)庫（如InfluxDB）D.文檔數(shù)據(jù)庫（如MongoDB）8.以下哪項(xiàng)不屬于物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算的典型應(yīng)用場景？A.智能攝像頭實(shí)時人臉識別B.工廠PLC控制器實(shí)時調(diào)整生產(chǎn)線參數(shù)C.車載終端將GPS數(shù)據(jù)上傳至云端分析D.智能家居網(wǎng)關(guān)本地控制家電聯(lián)動9.在LoRaWAN協(xié)議中，終端設(shè)備與網(wǎng)關(guān)的通信模式不包括？A.ClassA（雙向通信，終端觸發(fā)）B.ClassB（定時接收，網(wǎng)關(guān)同步）C.ClassC（持續(xù)接收，低功耗）D.ClassD（動態(tài)時隙分配）10.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)清洗的主要目的是？A.增加數(shù)據(jù)量以提升分析準(zhǔn)確性B.去除重復(fù)、錯誤或冗余的數(shù)據(jù)C.將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)D.加密敏感數(shù)據(jù)防止泄露二、填空題（每空1分，共15分）1.物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)通常指感知層、__________和應(yīng)用層。2.LPWAN技術(shù)中，__________（技術(shù)名稱）基于授權(quán)頻譜，由3GPP標(biāo)準(zhǔn)定義；__________（技術(shù)名稱）基于非授權(quán)頻譜，采用擴(kuò)頻調(diào)制。3.傳感器按輸出信號類型可分為模擬傳感器和__________傳感器；按測量原理可分為物理傳感器、化學(xué)傳感器和__________傳感器。4.物聯(lián)網(wǎng)安全的“三元組”防護(hù)目標(biāo)是機(jī)密性、__________和可用性。5.MQTT協(xié)議的核心機(jī)制是__________，支持“發(fā)布-訂閱”模式，適用于低帶寬、高延遲的物聯(lián)網(wǎng)場景。6.工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（IIoT）中，OPCUA協(xié)議的主要作用是解決__________問題，實(shí)現(xiàn)不同廠商設(shè)備的互操作性。7.5G的“切片技術(shù)”通過__________隔離不同物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)資源，滿足差異化服務(wù)需求。8.數(shù)字孿生系統(tǒng)的核心組成包括物理實(shí)體、__________、連接交互與服務(wù)應(yīng)用。9.物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備固件升級（FOTA）的關(guān)鍵挑戰(zhàn)是__________（至少答一點(diǎn)）。三、簡答題（每題6分，共30分）1.簡述NB-IoT與LoRa技術(shù)的主要差異（從頻譜、標(biāo)準(zhǔn)、覆蓋、功耗角度對比）。2.說明邊緣計(jì)算在物聯(lián)網(wǎng)中的核心價值，并列舉2個具體應(yīng)用場景。3.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)建模時，為何需要考慮“時間戳”和“設(shè)備標(biāo)識”字段？請結(jié)合實(shí)際場景解釋。4.分析物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備大規(guī)模接入時，傳統(tǒng)云計(jì)算架構(gòu)的局限性，并提出改進(jìn)方向。5.列舉3種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備身份認(rèn)證技術(shù)（如基于證書、基于密鑰等），并說明各自適用場景。四、綜合題（共35分）（一）某城市擬建設(shè)“智能地下管廊監(jiān)控系統(tǒng)”，需監(jiān)測管廊內(nèi)溫濕度、有害氣體（如甲烷、硫化氫）濃度、水位及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)（如水泵、通風(fēng)機(jī)）。要求：（1）設(shè)計(jì)系統(tǒng)架構(gòu)，畫出分層示意圖（文字描述即可）；（8分）（2）選擇感知層傳感器類型及無線傳輸技術(shù)，并說明理由；（7分）（3）分析網(wǎng)絡(luò)層可能面臨的安全風(fēng)險及防護(hù)措施；（6分）（二）某制造企業(yè)計(jì)劃部署“基于數(shù)字孿生的生產(chǎn)線優(yōu)化系統(tǒng)”，要求：（1）闡述系統(tǒng)需采集的關(guān)鍵數(shù)據(jù)（至少5類）；（5分）（2）說明數(shù)字孿生模型的構(gòu)建步驟（從數(shù)據(jù)采集到仿真優(yōu)化）；（6分）（3）列舉2個可通過該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的具體優(yōu)化目標(biāo)。（3分）參考答案一、單項(xiàng)選擇題1.B2.C3.C4.B5.C6.B7.C8.C9.D10.B二、填空題1.網(wǎng)絡(luò)層2.NB-IoT；LoRa3.數(shù)字；生物4.完整性5.消息代理（Broker）6.工業(yè)設(shè)備通信協(xié)議異構(gòu)7.邏輯網(wǎng)絡(luò)8.虛擬模型（或數(shù)字模型）9.低功耗設(shè)備續(xù)航限制/網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性影響升級成功率/固件回滾風(fēng)險三、簡答題1.差異：頻譜：NB-IoT使用授權(quán)頻譜（如700MHz/800MHz），LoRa使用非授權(quán)ISM頻段（如433MHz/868MHz）；標(biāo)準(zhǔn)：NB-IoT基于3GPP標(biāo)準(zhǔn)（屬于5GmMTC分支），LoRa由LoRaAlliance定義私有協(xié)議；覆蓋：兩者均支持廣覆蓋（10-15公里），但NB-IoT依賴運(yùn)營商基站，LoRa需自建或共享網(wǎng)關(guān)；功耗：NB-IoT終端平均功耗略高于LoRa（因需定期注冊網(wǎng)絡(luò)），但兩者均支持?jǐn)?shù)年續(xù)航。2.核心價值：減少數(shù)據(jù)傳輸延遲（如工業(yè)控制需毫秒級響應(yīng)）、降低云端計(jì)算壓力（本地化處理冗余數(shù)據(jù)）、提升隱私安全（敏感數(shù)據(jù)不上傳）。場景示例：智能工廠：PLC控制器在邊緣側(cè)實(shí)時調(diào)整設(shè)備參數(shù)，避免云端延遲影響生產(chǎn)；自動駕駛：車載邊緣計(jì)算單元實(shí)時處理攝像頭/雷達(dá)數(shù)據(jù)，快速決策避障。3.原因：時間戳：物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)具有時序性（如環(huán)境監(jiān)測需分析不同時段的變化趨勢），缺失時間戳無法進(jìn)行時序分析或異常檢測（如某時段溫度驟升）；設(shè)備標(biāo)識：多設(shè)備并行采集時（如1000個傳感器），需通過設(shè)備ID定位數(shù)據(jù)來源（如確定是3號傳感器的異常值，而非全網(wǎng)問題）。4.局限性：帶寬壓力：百萬級設(shè)備同時上傳數(shù)據(jù)，云端入口流量劇增，易擁塞；延遲問題：實(shí)時控制類業(yè)務(wù)（如工業(yè)機(jī)械臂）需毫秒級響應(yīng)，云端處理延遲無法滿足；成本高：大量原始數(shù)據(jù)上傳增加存儲與計(jì)算成本。改進(jìn)方向：邊緣計(jì)算：本地化預(yù)處理（如過濾重復(fù)數(shù)據(jù)、聚合統(tǒng)計(jì)值）后僅上傳關(guān)鍵數(shù)據(jù)；分布式云架構(gòu)：在靠近設(shè)備的邊緣節(jié)點(diǎn)部署小型云服務(wù)器，分擔(dān)中心云壓力；數(shù)據(jù)壓縮與智能采樣：通過算法減少傳輸數(shù)據(jù)量（如僅上傳變化超過閾值的數(shù)據(jù)）。5.認(rèn)證技術(shù)及場景：預(yù)共享密鑰（PSK）：設(shè)備出廠時寫入固定密鑰，適用于低安全等級、小規(guī)模設(shè)備（如家用智能燈泡）；X.509數(shù)字證書：設(shè)備持有CA頒發(fā)的證書，適用于高安全要求場景（如醫(yī)療設(shè)備、工業(yè)控制系統(tǒng)）；動態(tài)令牌（如TOTP）：每次認(rèn)證提供隨機(jī)令牌，適用于需頻繁認(rèn)證且防重放攻擊的場景（如物流追蹤終端）；SIM卡認(rèn)證：基于運(yùn)營商SIM卡的鑒權(quán)，適用于依賴蜂窩網(wǎng)絡(luò)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（如車載T-BOX）。四、綜合題（一）智能地下管廊監(jiān)控系統(tǒng)（1）系統(tǒng)架構(gòu)分層：感知層：部署溫濕度傳感器、氣體濃度傳感器（電化學(xué)/紅外原理）、水位傳感器（超聲波/投入式）、設(shè)備狀態(tài)傳感器（電流/振動傳感器）；網(wǎng)絡(luò)層：傳感器通過LoRa/NB-IoT上傳至管廊本地網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)通過5G/光纖連接至城市物聯(lián)網(wǎng)平臺；平臺層：包含數(shù)據(jù)存儲（時序數(shù)據(jù)庫）、算法引擎（如氣體泄漏預(yù)測模型）、可視化模塊（GIS地圖展示）；應(yīng)用層：面向運(yùn)維人員的監(jiān)控界面（實(shí)時報警、設(shè)備遠(yuǎn)程控制）、面向管理者的分析報表（如故障頻率統(tǒng)計(jì)）。（2）傳感器與傳輸技術(shù)選擇：傳感器：溫濕度選數(shù)字式（如SHT30，精度±0.3℃）；氣體濃度選電化學(xué)傳感器（針對硫化氫）和紅外傳感器（針對甲烷，抗干擾強(qiáng)）；水位選超聲波傳感器（非接觸，避免液體腐蝕）；設(shè)備狀態(tài)選振動傳感器（如MEMS加速度計(jì)，監(jiān)測水泵異常振動）。傳輸技術(shù)：優(yōu)先LoRa（管廊環(huán)境復(fù)雜，混凝土遮擋多，LoRa長距穿透性強(qiáng)；且管廊通常無運(yùn)營商基站覆蓋，需自建LoRa網(wǎng)關(guān)；低功耗滿足3-5年續(xù)航需求）。（3）網(wǎng)絡(luò)層安全風(fēng)險及防護(hù)：風(fēng)險：LoRa通信易被同頻段設(shè)備干擾或竊聽（非授權(quán)頻譜）；網(wǎng)關(guān)與平臺間的5G/光纖鏈路可能被中間人攻擊；防護(hù)：采用AES-128加密LoRa數(shù)據(jù)包，設(shè)備與網(wǎng)關(guān)預(yù)共享密鑰；網(wǎng)關(guān)與平臺間使用TLS1.3協(xié)議加密傳輸，定期更換會話密鑰；部署入侵檢測系統(tǒng)（IDS），監(jiān)測異常流量（如短時間內(nèi)大量重復(fù)數(shù)據(jù)包）。（二）數(shù)字孿生生產(chǎn)線優(yōu)化系統(tǒng)（1）需采集的數(shù)據(jù)：設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)（如溫度、電流、轉(zhuǎn)速）；工藝參數(shù)（如注塑機(jī)注塑壓力、焊接溫度）；產(chǎn)品質(zhì)量數(shù)據(jù)（如尺寸偏差、缺陷類型）；環(huán)境數(shù)據(jù)（如車間溫濕度、粉塵濃度）；人員操作記錄（如換模時間、參數(shù)調(diào)整日志）。（2）模型構(gòu)建步驟：數(shù)據(jù)采集：通過PLC、傳感器、視覺檢測設(shè)備實(shí)時采集生產(chǎn)線數(shù)據(jù)，存入時序數(shù)據(jù)庫；模型建模：基于物理定律（如熱力學(xué)方程）和歷史數(shù)據(jù)（如設(shè)備磨損曲線），構(gòu)建設(shè)備級數(shù)字模型（如電機(jī)效率模型）和產(chǎn)線級模型（如工序節(jié)拍模型）；模型校準(zhǔn)：將實(shí)時數(shù)據(jù)輸入模型，通過機(jī)器學(xué)習(xí)（如卡爾曼濾波）修正模型參數(shù)，確保虛