2025年高職工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)(工業(yè)數(shù)據(jù)采集)技能測(cè)試試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，ModbusRTU通信中若主站連續(xù)發(fā)出3次請(qǐng)求均未收到從站響應(yīng)，最合理的下一步操作是A.立即重啟主站PLCB.將波特率降低一檔后重試C.檢查RS485總線終端電阻與極性D.強(qiáng)制從站進(jìn)入維護(hù)模式答案：C解析：ModbusRTU無(wú)響應(yīng)90%以上由物理層故障引起，終端電阻缺失或極性反接會(huì)導(dǎo)致信號(hào)反射，主站無(wú)法解析報(bào)文。重啟PLC或降波特率屬于盲目操作，維護(hù)模式與通信無(wú)關(guān)。2.某4~20mA溫度變送器量程0~200℃，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)電流13.6mA，對(duì)應(yīng)溫度值應(yīng)為A.135℃B.140℃C.145℃D.160℃答案：B解析：線性換算公式T=(I4)/16×200=(13.64)/16×200=140℃。3.OPCUA服務(wù)器發(fā)布節(jié)點(diǎn)“ns=2;s=Robot.Axis1.Position”的Value屬性，客戶端讀取時(shí)發(fā)現(xiàn)StatusCode為0x80200000，其含義為A.良好B.不確定/初始值C.壞/通信故障D.壞/超出工程單位答案：C解析：0x80200000最高位為1表示Bad，低16位0x2000對(duì)應(yīng)Uncertain子類，但OPCUA規(guī)范中該代碼被定義為BadCommunicationError。4.工業(yè)以太網(wǎng)中采用LLDP協(xié)議的主要目的是A.替代DHCP分配IPB.發(fā)現(xiàn)二層拓?fù)洳⒆R(shí)別設(shè)備鄰居C.提供精確時(shí)鐘同步D.實(shí)現(xiàn)安全證書(shū)交換答案：B解析：LLDP（LinkLayerDiscoveryProtocol）用于交換機(jī)與終端互相通告基本信息，形成拓?fù)鋽?shù)據(jù)庫(kù)，與DHCP、1588、TLS無(wú)關(guān)。5.在MQTT采集方案中，若主題為“factory/line2/press/energy”，QoS=1，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)5秒閃斷，broker側(cè)最可能的現(xiàn)象是A.消息丟失B.消息重復(fù)C.消息亂序D.消息被丟棄答案：B解析：QoS1要求至少一次送達(dá)，閃斷重連后客戶端會(huì)重發(fā)PUBLISH，broker未收到PUBACK會(huì)再次轉(zhuǎn)發(fā)，導(dǎo)致重復(fù)。6.某PLC通過(guò)PROFINET帶8個(gè)IO設(shè)備，最小發(fā)送周期250μs，若采用100Mbps全雙工，理論上每幀最大有效數(shù)據(jù)為A.40BytesB.64BytesC.1440BytesD.1500Bytes答案：C解析：PROFINETRT幀結(jié)構(gòu)含1440Bytes用戶數(shù)據(jù)，64Bytes為以太網(wǎng)最小幀，1500為標(biāo)準(zhǔn)MTU，但PROFINET預(yù)留頭部。7.在NodeRED中，要循環(huán)解析ModbusTCP返回的10個(gè)保持寄存器并拆分為5個(gè)浮點(diǎn)數(shù)，應(yīng)選用A.function節(jié)點(diǎn)手動(dòng)位移B.bufferparser節(jié)點(diǎn)，格式選floatbe，長(zhǎng)度10C.split節(jié)點(diǎn)按長(zhǎng)度2D.csv節(jié)點(diǎn)按逗號(hào)分割答案：B解析：bufferparser支持雙字節(jié)序浮點(diǎn)，10寄存器=20Bytes=5×floatbe，無(wú)需手寫(xiě)代碼。8.工業(yè)WiFi6在2.4GHz頻段若采用40MHz頻寬，理論上不重疊信道組合為A.1+5B.6+10C.9+13D.13+14答案：A解析：2.4GHz僅1、5、9、13為20MHz主信道，1+5可綁定40MHz，其余組合跨越12、14不可用。9.某邊緣網(wǎng)關(guān)運(yùn)行Docker，執(zhí)行`dockerstats`發(fā)現(xiàn)容器CPU使用率150%，其含義為A.占用1.5核B.占用150%單核C.容器崩潰D.宿主機(jī)超賣答案：A解析：Docker按核數(shù)百分比累加，150%表示使用1.5個(gè)邏輯核，未超限。10.在IEC611313標(biāo)準(zhǔn)中，關(guān)于STRUCT與UNION的區(qū)別，正確的是A.STRUCT成員地址連續(xù)，UNION成員重疊B.UNION支持方法，STRUCT不支持C.STRUCT只能用于FB，UNION只能用于PRGD.二者無(wú)區(qū)別，僅為別名答案：A解析：STRUCT各成員順序存儲(chǔ)，UNION共用首地址，節(jié)省內(nèi)存，但無(wú)方法概念。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分，多選少選均不得分）11.下列哪些措施可有效降低工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)4~20mA模擬量的共模干擾A.采用屏蔽雙絞線，屏蔽層單端接地B.在PLC側(cè)并聯(lián)250Ω精密電阻C.使用隔離式安全柵D.將變送器負(fù)極與PLC模擬量負(fù)極短接后單點(diǎn)接地E.提高采樣頻率至10kHz答案：A、C、D解析：屏蔽層單端接地避免環(huán)流；隔離柵切斷地電位差；單點(diǎn)接地消除共模。并聯(lián)電阻僅轉(zhuǎn)換電流為電壓，與干擾無(wú)關(guān)；提高采樣頻率反而引入高頻噪聲。12.關(guān)于OPCUAPubSuboverUDP描述正確的是A.支持多播B.依賴TCP三次握手C.可配置UADP報(bào)文簽名D.默認(rèn)端口4840E.支持JSON編碼答案：A、C、E解析：PubSubUDP多播無(wú)需握手；UADP支持簽名；JSON為可選編碼；4840為T(mén)CP默認(rèn)，UDP多播端口自定義。13.工業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，造成“時(shí)標(biāo)漂移”的常見(jiàn)原因有A.NTP同步周期過(guò)長(zhǎng)B.邊緣網(wǎng)關(guān)CPU負(fù)載100%C.傳感器內(nèi)置RTC電池耗盡D.采用MQTTQoS0E.交換機(jī)啟用QoS隊(duì)列答案：A、B、C解析：NTP周期長(zhǎng)導(dǎo)致累積誤差；CPU滿負(fù)載推遲打戳；RTC電池耗盡掉電復(fù)位。QoS0與QoS隊(duì)列不直接影響時(shí)標(biāo)。14.下列關(guān)于PROFINETMRP（介質(zhì)冗余協(xié)議）說(shuō)法正確的是A.環(huán)網(wǎng)中斷后恢復(fù)時(shí)間<200msB.需管理交換機(jī)支持C.環(huán)內(nèi)最多50臺(tái)設(shè)備D.可與RSTP同時(shí)啟用E.支持無(wú)線鏈路答案：A、B、C解析：MRP典型200ms內(nèi)切換；需管理交換；規(guī)范建議≤50臺(tái)。與RSTP沖突；無(wú)線鏈路無(wú)環(huán)概念。15.在NodeRED中，下列哪些節(jié)點(diǎn)可將msg.payload寫(xiě)入InfluxDBA.influxdboutB.influxdbbatchC.mqttinD.httprequestE.influxdb1.xout答案：A、B、E解析：influxout/batch/1.xout均為官方寫(xiě)入節(jié)點(diǎn)；mqttin僅訂閱；httprequest需手寫(xiě)行協(xié)議。三、判斷題（每題1分，共10分，正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）16.ModbusTCP協(xié)議中，事務(wù)標(biāo)識(shí)符由從站生成。答案：×解析：事務(wù)標(biāo)識(shí)符由主站生成，從站回顯，用于匹配響應(yīng)。17.工業(yè)相機(jī)采用GigEVision時(shí)，PTP精確同步可消除圖像抖動(dòng)。答案：√解析：PTP（IEEE1588）使多相機(jī)時(shí)鐘偏差<1μs，幀同步采集避免抖動(dòng)。18.在MQTT中，主題通配符“+”可匹配多層路徑。答案：×解析：“+”僅匹配單層，“”匹配多層。19.邊緣計(jì)算中，Docker的privileged模式可訪問(wèn)宿主機(jī)GPIO。答案：√解析：特權(quán)模式映射/dev，可直接操作GPIO設(shè)備文件。20.OPCUA的Session超時(shí)默認(rèn)60s，可通過(guò)客戶端修改。答案：√解析：CreateSession請(qǐng)求可攜帶RevisedSessionTimeout參數(shù)。21.4G工業(yè)路由器啟用“雙頻合一”后，現(xiàn)場(chǎng)PLC通過(guò)WiFi連接會(huì)優(yōu)先5GHz。答案：×解析：雙頻合一由終端自主選擇，PLC網(wǎng)卡通常僅2.4GHz。22.在Linux系統(tǒng)，命令`chronycsourcesv`可查看NTP源狀態(tài)。答案：√解析：chrony工具實(shí)時(shí)顯示源層級(jí)、偏移、抖動(dòng)。23.工業(yè)防火墻開(kāi)啟“深度包檢測(cè)”后，PROFINETRT實(shí)時(shí)幀不會(huì)被修改。答案：×解析：DPI可能增加延遲或重寫(xiě)VLAN，破壞RT確定性。24.JSON比XML更適合嵌入式網(wǎng)關(guān)上傳時(shí)序數(shù)據(jù)，因?yàn)榻馕稣加脙?nèi)存更小。答案：√解析：JSON無(wú)標(biāo)簽冗余，cJSON解析器<20KB，XML需DOM樹(shù)。25.采用5GuRLLC場(chǎng)景，空口時(shí)延可穩(wěn)定低于1ms。答案：√解析：3GPPR16規(guī)定uRLLC99.99%時(shí)延1ms。四、填空題（每空2分，共20分）26.在RS485總線中，特性阻抗標(biāo)準(zhǔn)為_(kāi)_______Ω，終端電阻常用________Ω。答案：120，120解析：EIA485規(guī)定120Ω雙絞線，終端匹配減少反射。27.ModbusTCP協(xié)議默認(rèn)端口號(hào)為_(kāi)_______，功能碼0x03表示讀________寄存器。答案：502，保持解析：IANA分配502；0x03讀保持寄存器。28.若16位ADC參考電壓2.5V，采樣值0x1A00，對(duì)應(yīng)電壓為_(kāi)_______V（保留兩位小數(shù)）。答案：1.66解析：0x1A00=6656，V=6656/65535×2.5=1.66V。29.OPCUA的BuiltinType中，Double占用________Bytes，DateTime采用________編碼。答案：8，POSIX100ns解析：IEEE754double8Bytes；DateTime為64位100ns間隔。30.在NodeRED中，全局變量應(yīng)使用________對(duì)象存儲(chǔ)，函數(shù)節(jié)點(diǎn)內(nèi)聲明局部變量用________關(guān)鍵字。答案：global，var/let/const解析：global.set/get跨流共享；函數(shù)內(nèi)用var等聲明局部。31.工業(yè)WiFi6的OFDMA技術(shù)將20MHz信道劃分為最多________個(gè)子載波，每個(gè)子載波寬度________kHz。答案：256，78.125解析：20MHz/256=78.125kHz。32.5G網(wǎng)絡(luò)切片中，eMBB切片典型KPI為下行速率________Gbps，時(shí)延________ms。答案：1~10，10解析：3GPP定義eMBB峰值10Gbps，空口10ms。五、綜合應(yīng)用題（共35分）33.某灌裝產(chǎn)線需采集3路4~20mA壓力信號(hào)、2路PT100溫度、1路電機(jī)轉(zhuǎn)速脈沖（0~10kHz），現(xiàn)場(chǎng)已有西門(mén)子S71200PLC（帶PROFINET接口）、圖爾克BL20網(wǎng)關(guān)（支持MQTT）、企業(yè)MQTTbroker地址:1883，主題規(guī)范為`line1/data/<tag>`。請(qǐng)完成：（1）列出所需IO模塊型號(hào)及數(shù)量（3分）；（2）設(shè)計(jì)MQTT主題與JSON載荷格式，含時(shí)間戳、單位（3分）；（3）給出NodeRED流核心節(jié)點(diǎn)配置截圖文字描述（4分）；（4）若要求時(shí)標(biāo)誤差<100ms，寫(xiě)出邊緣側(cè)與云端同步策略（4分）；（5）當(dāng)broker離線30s期間，如何保證數(shù)據(jù)不丟失（4分）；（6）編寫(xiě)一段Python代碼，使用pymongo將接收到的JSON寫(xiě)入MongoDB并按tag+ts建立唯一索引（4分）；（7）若壓力變送器電纜斷線，PLC模擬量輸入值跳變到32767，如何在NodeRED側(cè)實(shí)現(xiàn)壞值剔除并報(bào)警（4分）；（8）給出Grafana查詢語(yǔ)句，展示最近1小時(shí)平均壓力，并按1min窗口平滑（4分）；（9）說(shuō)明如何利用S71200的Web服務(wù)器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程固件升級(jí)（5分）。答案與解析：（1）模塊清單：?6ES72315ND320XB04AI×16bit電流型1塊（3路壓力）?6ES72315PF320XB02AI×RTD1塊（2路PT100）?6ES72213BD300XB04DI×24V1塊（電機(jī)脈沖，接入2路高速計(jì)數(shù)）?圖爾克BL20PGENV3網(wǎng)關(guān)1塊（PROFINET→MQTT）（2）主題與載荷：主題：line1/data/pressure1、line1/data/temp1、line1/data/speedJSON：{"ts":1699823456789,"unit":"bar","value":3.45}{"ts":1699823456789,"unit":"°C","value":78.2}{"ts":1699823456789,"unit":"rpm","value":3521}（3）NodeRED流：?mqttout節(jié)點(diǎn)：服務(wù)器:1883，主題動(dòng)態(tài)使用`line1/data/${tag}`，QoS1，retain=false?function節(jié)點(diǎn)：拼接payload，統(tǒng)一加ts=Date.now()?debug節(jié)點(diǎn)：輸出到側(cè)邊欄（4）時(shí)標(biāo)同步：邊緣側(cè)每日03:00運(yùn)行`chronycamakestep`強(qiáng)制同步；PLC側(cè)通過(guò)NTP客戶端塊同步企業(yè)NTP；MQTT消息攜帶毫秒級(jí)ts，云端入庫(kù)時(shí)若|tsnowts|>100ms標(biāo)記異常。（5）離線緩存：圖爾克網(wǎng)關(guān)啟用本地SQLite，主題+ts為主鍵；斷網(wǎng)后循環(huán)寫(xiě)入；恢復(fù)后按ts順序重發(fā)，重發(fā)完成刪除本地記錄。（6）Python代碼：```pythonfrompymongoimportMongoClient,ASCENDINGclient=MongoClient("mongodb://