物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用測(cè)試題目及解析一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.在NBIoT網(wǎng)絡(luò)中，eDRX（ExtendedDiscontinuousReception）的最大尋呼周期可配置為多少秒？A.2.56sB.10.24sC.40.96sD.163.84s答案：D解析：3GPPTS36.304規(guī)定，NBIoT的eDRX尋呼周期最大可擴(kuò)展至163.84s，用于極致省電場(chǎng)景，如水表、氣表等超低速業(yè)務(wù)。2.某工廠采用MQTT協(xié)議將機(jī)床振動(dòng)數(shù)據(jù)上傳至云端，若QoS=2，則下列說(shuō)法正確的是：A.消息至多送達(dá)一次B.消息至少送達(dá)一次C.消息恰好送達(dá)一次D.消息送達(dá)順序無(wú)法保證答案：C解析：MQTT的QoS2采用四步握手（PUBLISH→PUBREC→PUBREL→PUBCOMP），確保消息“恰好一次”且按序到達(dá)，適用于高可靠場(chǎng)景。3.在LoRa調(diào)制中，當(dāng)擴(kuò)頻因子SF=12，帶寬BW=125kHz時(shí)，理論空口速率約為：A.250bpsB.980bpsC.293bpsD.540bps答案：C解析：根據(jù)LoRa速率公式R=BW×2^SF/(2^SF/CHIRP)，代入SF=12、BW=125kHz，計(jì)算得293bps，SF越大速率越低、靈敏度越高。4.某智能家居網(wǎng)關(guān)運(yùn)行Thread協(xié)議，其網(wǎng)絡(luò)層采用的路由算法是：A.RPL（RoutingProtocolforLLN）B.OSPFC.AODVD.DSDV答案：A解析：Thread基于IEEE802.15.4，網(wǎng)絡(luò)層直接采用IETFRPL，構(gòu)建低功耗網(wǎng)狀網(wǎng)，支持自修復(fù)和負(fù)載均衡。5.在CoAP協(xié)議中，若服務(wù)器返回碼為“2.31”，其含義為：A.內(nèi)容格式錯(cuò)誤B.繼續(xù)發(fā)送后續(xù)分片C.請(qǐng)求實(shí)體過(guò)大D.驗(yàn)證成功答案：B解析：CoAP采用類(lèi)HTTP語(yǔ)義，2.31表示“Continue”，用于分塊傳輸，提示客戶端繼續(xù)發(fā)送剩余分片。6.某市部署5G智慧路燈，通過(guò)uRLLC切片實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)調(diào)光。以下哪項(xiàng)技術(shù)可保障1ms空口時(shí)延？A.256QAM高階調(diào)制B.自包含子幀（Selfcontainedslot）C.載波聚合D.雙連接答案：B解析：3GPPRel16引入自包含子幀，上下行調(diào)度與反饋在同一時(shí)隙完成，可把空口環(huán)回時(shí)延壓縮至0.5~1ms。7.在邊緣計(jì)算參考架構(gòu)ECC中，開(kāi)放API層的主要作用是：A.提供統(tǒng)一設(shè)備驅(qū)動(dòng)B.屏蔽硬件差異，暴露服務(wù)接口C.實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)虛擬化D.完成數(shù)據(jù)加密答案：B解析：ECC架構(gòu)將能力封裝為RESTfulAPI，供第三方應(yīng)用調(diào)用，實(shí)現(xiàn)南北向解耦，加速業(yè)務(wù)創(chuàng)新。8.某RFID系統(tǒng)工作頻率為860~960MHz，若采用偶極子天線，其最佳長(zhǎng)度約為：A.17cmB.8.5cmC.33cmD.166mm答案：A解析：半波偶極子長(zhǎng)度L≈λ/2，取中心頻率915MHz，λ=32.8cm，則L≈16.4cm，最接近17cm。9.在TensorFlowLiteforMicrocontrollers中，模型默認(rèn)量化位寬是：A.16bitB.8bitC.4bitD.1bit答案：B解析：TFLM面向MCU內(nèi)存極致優(yōu)化，權(quán)重與激活統(tǒng)一采用8bit定點(diǎn)，壓縮至原始25%，推理功耗<1mW。10.下列關(guān)于OPCUAPub/SuboverMQTT的描述，錯(cuò)誤的是：A.可脫離傳統(tǒng)客戶端/服務(wù)器模式B.使用JSON或UADP編碼C.仍須建立會(huì)話（Session）D.支持實(shí)時(shí)組播答案：C解析：Pub/Sub模式以主題為中心，無(wú)需會(huì)話維護(hù)，大幅降低耦合，適用于大規(guī)模傳感網(wǎng)。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分；多選少選均不得分）11.下列哪些技術(shù)組合可實(shí)現(xiàn)室內(nèi)亞米級(jí)定位？A.BLE5.1AoAB.UWBTDoAC.RFID三邊測(cè)量D.WiFiRTT（802.11mc）答案：A、B、D解析：BLEAoA利用到達(dá)角算法，UWB帶寬>500MHz實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)，WiFiRTT通過(guò)測(cè)量飛行時(shí)間，均優(yōu)于1m；RFID在900MHz頻段多徑嚴(yán)重，三邊測(cè)量誤差通常>2m。12.在物聯(lián)網(wǎng)安全測(cè)評(píng)中，屬于STRIDE威脅模型中“篡改”類(lèi)別的有：A.固件遠(yuǎn)程升級(jí)包被替換B.傳感器數(shù)據(jù)注入C.設(shè)備證書(shū)被吊銷(xiāo)D.云端時(shí)間戳被修改答案：A、B、D解析：STRIDE將“篡改”定義為數(shù)據(jù)或代碼被非法修改；證書(shū)吊銷(xiāo)屬于“拒絕服務(wù)”。13.以下關(guān)于ZephyrRTOS的描述正確的有：A.采用模塊化設(shè)備樹(shù)（Devicetree）描述硬件B.支持POSIX接口子集C.內(nèi)核對(duì)象靜態(tài)分配，不支持動(dòng)態(tài)內(nèi)存D.提供LWM2M客戶端協(xié)議棧答案：A、B、D解析：Zephyr支持k_malloc動(dòng)態(tài)內(nèi)存（可配置），故C錯(cuò)誤；其余均正確。14.在工業(yè)邊緣網(wǎng)關(guān)部署Docker容器時(shí)，可顯著降低鏡像體積的技術(shù)有：A.多階段構(gòu)建（Multistagebuild）B.AlpineLinux基礎(chǔ)鏡像C.UnionFS分層緩存D.靜態(tài)編譯BusyBox答案：A、B、D解析：分層緩存提升構(gòu)建速度，但不減少最終體積；多階段與Alpine可壓縮至5~15MB。15.下列哪些3GPP標(biāo)準(zhǔn)版本首次引入了對(duì)RedCap（ReducedCapabilityNR）終端的規(guī)范？A.Rel15B.Rel16C.Rel17D.Rel18答案：C解析：RedCap即NRLight，在Rel17正式立項(xiàng)，目標(biāo)速率為20~100Mbps，天線數(shù)≤2，成本比eMBB降低60%。三、判斷題（每題1分，共10分；正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）16.6LoWPAN采用128bit地址，因此其報(bào)頭開(kāi)銷(xiāo)與原生IPv6完全一致。答案：×解析：6LoWPAN引入IPHC壓縮，可將40byteIPv6頭壓縮至2~7byte，顯著降低功耗。17.在AWSIoTCore中，設(shè)備證書(shū)采用X.509自簽名即可實(shí)現(xiàn)雙向TLS。答案：√解析：AWS允許設(shè)備使用自簽名證書(shū)，通過(guò)注冊(cè)CA或單證書(shū)模式完成雙向TLS認(rèn)證。18.藍(lán)牙Mesh中繼節(jié)點(diǎn)必須保持常電供電，不能由電池供電。答案：×解析：協(xié)議允許低功耗節(jié)點(diǎn)（LPN）與友節(jié)點(diǎn)（Friend）協(xié)作，電池節(jié)點(diǎn)可休眠，友節(jié)點(diǎn)緩存消息。19.根據(jù)GB/T222392019《信息安全技術(shù)網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)保護(hù)基本要求》，第三級(jí)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)“感知節(jié)點(diǎn)對(duì)稱(chēng)密鑰全生命周期在線分發(fā)”。答案：√解析：等保2.0擴(kuò)展要求中，三級(jí)明確密鑰須通過(guò)在線KMS分發(fā)，禁止明文燒錄。20.在MQTT5.0中，用戶屬性（UserProperties）屬于可變頭字段，可攜帶自定義鍵值對(duì)。答案：√解析：MQTT5.0新增用戶屬性，位于可變頭，最大65535組，用于灰度、Trace等擴(kuò)展。21.邊緣節(jié)點(diǎn)使用KubernetesK3s時(shí)，刪除系統(tǒng)默認(rèn)的localpathStorageClass會(huì)導(dǎo)致已掛載PVC數(shù)據(jù)立即丟失。答案：×解析：localpath刪除僅影響新PVC，已有卷在節(jié)點(diǎn)磁盤(pán)路徑保留，手動(dòng)仍可恢復(fù)。22.在LoRaWANClassB模式下，終端必須持續(xù)打開(kāi)接收窗口，因此功耗高于ClassA。答案：√解析：ClassB周期監(jiān)聽(tīng)信標(biāo)，接收窗口密度高于ClassA，平均電流增加3~5倍。23.工業(yè)場(chǎng)景常用的ModbusTCP協(xié)議基于TCP502端口，其報(bào)文最大長(zhǎng)度為260byte。答案：√解析：MBAP頭7byte+PDU253byte，合計(jì)260byte，由協(xié)議規(guī)范固定。24.在RISCVMCU上運(yùn)行FreeRTOS時(shí)，若使用原子指令（AMO）實(shí)現(xiàn)臨界區(qū)，可完全關(guān)閉中斷。答案：×解析：AMO提供硬件原子操作，可替代關(guān)中斷，減少實(shí)時(shí)抖動(dòng)，但非“完全關(guān)閉”。25.根據(jù)ISO/IEC30141:2018物聯(lián)網(wǎng)參考架構(gòu)，功能視圖中的“傳感”與“執(zhí)行”屬于同一實(shí)體角色。答案：√解析：標(biāo)準(zhǔn)允許傳感與執(zhí)行功能集成于同一物理實(shí)體，如智能閥門(mén)。四、填空題（每空2分，共20分）26.在CoAP觀測(cè)（Observe）機(jī)制中，服務(wù)器向客戶端推送狀態(tài)的最大序列號(hào)差值為_(kāi)_____，超出后客戶端須重新注冊(cè)。答案：2^24解析：RFC7641規(guī)定，Observe選項(xiàng)使用24bit無(wú)符號(hào)整數(shù)，最大差值16777215，溢出需重注冊(cè)。27.某NBIoT模塊發(fā)送20byte應(yīng)用數(shù)據(jù)，采用CP（控制面）傳輸，RLC層采用UM模式，經(jīng)IPHC壓縮后，無(wú)線側(cè)總字節(jié)數(shù)為_(kāi)_____。（不計(jì)重傳與MAC填充）答案：56解析：IPHC壓縮IPv6頭至7byte，UDP頭8byte，CoAP20byte，合計(jì)35byte；PDCP頭2byte，RLCUM頭2byte，MAC頭7byte，總計(jì)56byte。28.若UWB信號(hào)中心頻率為6.5GHz，10dB帶寬為1.3GHz，則相對(duì)帶寬為_(kāi)_____%，符合FCCPart15定義。答案：20解析：相對(duì)帶寬=1.3/6.5×100%=20%，>20%即屬UWB。29.在Zephyr設(shè)備樹(shù)中，給I2C傳感器節(jié)點(diǎn)添加自定義屬性“supplygpios”時(shí)，其屬性類(lèi)型應(yīng)聲明為_(kāi)_____。答案：phandlearray解析：ZephyrDT綁定規(guī)范中，GPIO引用需用phandlearray，支持多引腳與標(biāo)志位。30.某工廠OPCUA服務(wù)器發(fā)布周期為10ms，訂閱采樣間隔為5ms，則根據(jù)規(guī)范，最遲在______ms內(nèi)必須發(fā)送一次KeepAlive報(bào)文。答案：40解析：OPCUA訂閱規(guī)定，KeepAlive間隔=Max(發(fā)布周期×3,采樣間隔×3)，即30ms，但不得小于40ms，故取40ms。31.使用TICC1352芯片實(shí)現(xiàn)Sub1GHz通信，當(dāng)數(shù)據(jù)速率為50kbps、頻偏為25kHz時(shí)，其調(diào)制指數(shù)為_(kāi)_____。答案：1.0解析：調(diào)制指數(shù)h=2×頻偏/比特率=2×25/50=1.0，屬于MSK調(diào)制。32.在MQTT5.0中，會(huì)話過(guò)期間隔（SessionExpiryInterval）為0xFFFFFFFF，表示會(huì)話將在______后過(guò)期。答案：永不過(guò)期解析：0xFFFFFFFF為特殊值，會(huì)話持久化至broker重啟或手動(dòng)清除。33.某邊緣網(wǎng)關(guān)使用SQLite存儲(chǔ)10萬(wàn)條時(shí)序記錄，采用INT64時(shí)間戳+FLOAT32值，若關(guān)閉索引，理論最小占用______MB。（保留兩位小數(shù)）答案：1.34解析：每行8+4=12byte，10萬(wàn)行1200000byte≈1.34MB。34.根據(jù)3GPPTS38.213，5GNR子載波間隔為30kHz時(shí)，一個(gè)時(shí)隙持續(xù)時(shí)間為_(kāi)_____ms。答案：0.5解析：μ=1，時(shí)隙長(zhǎng)度1/(30kHz×14)=0.5ms。35.在AWSIoTGreengrass2.0中，組件生命周期腳本由______文件定義。答案：recipe.yaml解析：recipe文件聲明組件版本、啟動(dòng)腳本、依賴(lài)及環(huán)境變量。五、簡(jiǎn)答題（每題10分，共20分）36.某智慧農(nóng)業(yè)大棚部署500個(gè)LoRa傳感器，采用ClassA模式，發(fā)包長(zhǎng)度30byte，每10分鐘上行一次，接收窗口2×1s。請(qǐng)計(jì)算單網(wǎng)關(guān)每天理論可承載的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)，并指出限制因素。（假設(shè)：SF9、BW125、無(wú)碰撞、無(wú)重傳）答案與解析：1)單包ToA計(jì)算：SF9、BW125、CR=4/5，ToA=symbolTime×(8+max(ceil((2×SF+7)/8)×(Payload+2),0))×(CR+4)symbolTime=2^SF/BW=512/125k=4.096msPayload=30byte，前向糾錯(cuò)開(kāi)銷(xiāo)8byte，合計(jì)38byte符號(hào)數(shù)=8+ceil((2×9+7)/8)×38=8+3.25×38≈132ToA=4.096×132≈541ms2)每節(jié)點(diǎn)每周期占用：541ms+2×1sRX≈2.541s3)每天總周期數(shù)：24×6=144次4)單節(jié)點(diǎn)每天占用信道時(shí)間：2.541×144≈366s5)單網(wǎng)關(guān)每天可用時(shí)間：86400s6)最大節(jié)點(diǎn)數(shù)N=86400/366≈236節(jié)點(diǎn)限制因素：a)發(fā)包周期與ToA占比，周期越短節(jié)點(diǎn)數(shù)越少；b)SF增大導(dǎo)致ToA指數(shù)上升；c)實(shí)際環(huán)境存在碰撞、重傳、同頻干擾，需留30~50%余量；d)法規(guī)占空比限制（如EU868頻段1%），若強(qiáng)制1%則單節(jié)點(diǎn)每天僅能發(fā)射864s，對(duì)應(yīng)最大節(jié)點(diǎn)數(shù)864/0.366≈2360，但農(nóng)業(yè)場(chǎng)景通常10分鐘周期已遠(yuǎn)低于1%，故主要瓶頸為信道容量而非法規(guī)。37.說(shuō)明在工業(yè)邊緣側(cè)部署MQTT5.0代理時(shí)，如何利用“共享訂閱”（SharedSubscription）實(shí)現(xiàn)傳感器數(shù)據(jù)的高并發(fā)負(fù)載均衡，并給出主題設(shè)計(jì)示例與故障轉(zhuǎn)移流程。答案與解析：共享訂閱格式：$share/{Group}/{Topic}，代理將消息輪詢(xún)分發(fā)給組內(nèi)活躍客戶端。主題設(shè)計(jì)：傳感器發(fā)布：factory/line1/temperature邊緣應(yīng)用消費(fèi)：$share/edgeGroup/factory/line1/temperature流程：1)啟動(dòng)三個(gè)邊緣應(yīng)用實(shí)例A、B、C，均訂閱同一共享主題；2)傳感器發(fā)布1000msg/s，代理按roundrobin分發(fā)，每實(shí)例約333msg/s，實(shí)現(xiàn)水平擴(kuò)展；3)若實(shí)例A崩潰，代理在5s內(nèi)檢測(cè)TCP斷開(kāi)，將其未確認(rèn)消息重新分發(fā)給B或C，無(wú)需傳感器重發(fā)；4)當(dāng)實(shí)例A恢復(fù)，自動(dòng)重新加入共享組，負(fù)載再次均衡；5)結(jié)合MQTT5.0的ReasonCode與SessionExpiry，可精確控制重平衡策略，避免消息重復(fù)。優(yōu)勢(shì)：無(wú)需邊緣側(cè)部署額外負(fù)載均衡器，代理原生支持，故障轉(zhuǎn)移<5s，滿足工業(yè)毫秒級(jí)要求。六、綜合設(shè)計(jì)題（15分）38.某港口需對(duì)2萬(wàn)臺(tái)冷藏集裝箱實(shí)施全程冷鏈監(jiān)控，要求：溫度精度±0.1℃，采樣周期30s；全球漫游，跨運(yùn)營(yíng)商；電池續(xù)航≥5年（不可拆卸）；單箱成本≤30美元；數(shù)據(jù)丟包率<1%。請(qǐng)給出端到端技術(shù)方案，包括：①通信技術(shù)選型與理由；②超低功耗軟硬件設(shè)計(jì)要點(diǎn)；③數(shù)據(jù)完整性保障機(jī)制；⑤成本估算與風(fēng)險(xiǎn)。答案與解析：①通信技術(shù)：蜂窩：NBIoT+eDRX+PSM，全球頻段B3/B5/B8/B20/B28，模組選用QuectelBC660KGL，單價(jià)2.8美元；衛(wèi)星備份：采用LacunaIoT衛(wèi)星下行，模組1.9美元，僅在NB失聯(lián)24h后觸發(fā)，數(shù)據(jù)量<50byte/日；理由：NB覆蓋海港口岸，漫游協(xié)議支持，衛(wèi)星兜底確保全球可達(dá)。②超低功耗設(shè)計(jì)：MCU：NordicnRF