2025年物聯(lián)網(wǎng)筆試題庫和答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共30分）1.在NBIoT網(wǎng)絡(luò)中，NPSS的發(fā)送周期為A.10ms?B.640ms?C.1.28s?D.10.24s答案：B解析：NPSS（NarrowbandPrimarySynchronizationSignal）固定每640ms出現(xiàn)一次，用于終端初始符號定時(shí)與頻偏估計(jì)。2.下列哪一項(xiàng)不是CoAP協(xié)議的可選安全機(jī)制？A.DTLS?B.OSCORE?C.IPsec?D.RawPublicKey答案：C解析：CoAP運(yùn)行于UDP之上，天然無法直接使用IPsec；其安全由DTLS或OSCORE提供，RawPublicKey是DTLS的一種證書模式。3.在LoRa調(diào)制中，當(dāng)SpreadingFactor從7提升到12時(shí)，鏈路預(yù)算約增加A.2dB?B.4dB?C.8dB?D.15dB答案：D解析：每增加1級SF，靈敏度提升約2.5dB；SF7→SF12共5級，累計(jì)≈12.5dB，最接近15dB。4.MQTT5.0新增的屬性中，用于實(shí)現(xiàn)“消息過期時(shí)間”的是A.SessionExpiryInterval?B.MessageExpiryInterval?C.TopicAlias?D.CorrelationData答案：B解析：MessageExpiryInterval以秒為單位，broker收到后倒計(jì)時(shí)，超時(shí)即丟棄，適用于限時(shí)傳感數(shù)據(jù)。5.在6LoWPAN中，用于壓縮UDP端口號的機(jī)制稱為A.IPHC?B.NHC?C.HC1?D.LOWPAN_IPHC答案：B解析：NHC（NextHeaderCompression）對UDP報(bào)頭進(jìn)一步壓縮，可將16位端口壓縮至4位。6.下列關(guān)于Zigbee3.0安全模型的描述，錯(cuò)誤的是A.采用AES128CCM?B.網(wǎng)絡(luò)密鑰可在空中明文傳輸?C.信任中心必須位于協(xié)調(diào)器?D.支持橢圓曲線密鑰協(xié)商答案：C解析：Zigbee3.0允許分布式信任中心，協(xié)調(diào)器可離線，安全依賴集中或分布式兩種模式。7.在AWSIoTCore中，用于將設(shè)備證書映射到策略的實(shí)體是A.ThingGroup?B.PolicyVersion?C.Principal?D.RoleAlias答案：C解析：證書作為Principal，通過AttachPolicyAPI綁定策略，實(shí)現(xiàn)授權(quán)。8.當(dāng)ESP32采用TouchSensor功能時(shí)，其基準(zhǔn)值漂移的主要原因是A.溫度變化?B.電源紋波?C.天線輻射?D.觸摸電極氧化答案：A解析：TouchSensor依賴RC振蕩，溫度升高導(dǎo)致內(nèi)部RC漂移，基準(zhǔn)電容值隨之變化。9.在TSN（TimeSensitiveNetworking）標(biāo)準(zhǔn)中，負(fù)責(zé)時(shí)間同步的協(xié)議是A.802.1Qbv?B.802.1AS?C.802.1CB?D.802.1Qcc答案：B解析：802.1AS即廣義精準(zhǔn)時(shí)間同步協(xié)議gPTP，為TSN全網(wǎng)提供<1μs同步精度。10.下列關(guān)于AliOSThings內(nèi)核特點(diǎn)的描述，正確的是A.采用完全搶占式實(shí)時(shí)調(diào)度?B.任務(wù)棧固定不可增長?C.中斷關(guān)閉時(shí)間無上限?D.不支持POSIX答案：A解析：AliOSThingsRhino內(nèi)核支持可配置搶占，默認(rèn)完全搶占，保障實(shí)時(shí)性。11.在MQTT主題通配符中，訂閱“sport/+/player/”可匹配A.sport/tennis/player?B.sport/tennis/player/score?C.sport/tennis/player/score/final?D.以上全部答案：D解析：單層通配符“+”匹配“tennis”，多層通配符“”匹配其后任意層級。12.當(dāng)使用RaspberryPi4的UART與STM32進(jìn)行RS485半雙工通信時(shí)，需首先設(shè)置A.core_freq=250inconfig.txt?B.dtoverlay=disablebt?C.enable_uart=1?D.force_turbo=1答案：B解析：Pi4默認(rèn)藍(lán)牙占用UART0，需dtoverlay=disablebt釋放引腳，再啟用RS485方向控制。13.在LwM2M協(xié)議中，用于固件升級的對象ID是A.0?B.1?C.5?D.19答案：C解析：LwM2M規(guī)范定義對象5為FirmwareUpdate，支持包寫入、狀態(tài)報(bào)告、升級結(jié)果。14.下列關(guān)于AmazonFreeRTOSOTA的描述，錯(cuò)誤的是A.使用MQTT或HTTP下載鏡像?B.支持A/B分區(qū)回滾?C.強(qiáng)制要求代碼簽名v2?D.可在OTA任務(wù)中阻塞等待答案：D解析：OTA任務(wù)必須周期性喂狗，阻塞會導(dǎo)致看門狗復(fù)位；下載采用非阻塞狀態(tài)機(jī)。15.在ContikiNG中，為了將RPL的DIO消息發(fā)送間隔縮小到最快，需修改A.DEFAULT_ROUTE_RANK_STABILITY?B.RPL_CONF_DIO_INTERVAL_MIN?C.RPL_CONF_PROBING_INTERVAL?D.TSCH_CONF_DEFAULT_TIMESLOT_LENGTH答案：B解析：DIO_INTERVAL_MIN以2^nms為單位，最小可設(shè)0即2^0=1ms，實(shí)現(xiàn)最快收斂。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分）16.下列哪些技術(shù)可有效降低LoRa終端功耗？A.自適應(yīng)速率ADR?B.ClassC模式?C.深度休眠+RTC喚醒?D.前導(dǎo)碼檢測中斷喚醒?E.降低發(fā)射功率至10dBm答案：ACD解析：ADR減少空中時(shí)間；深度休眠+RTC為常態(tài)；前導(dǎo)碼檢測可在收到指定前導(dǎo)后喚醒，無需持續(xù)接收。ClassC需持續(xù)監(jiān)聽，功耗反而高。17.關(guān)于MQTToverWebSocket，以下說法正確的是A.基于TCP80/443穿透防火墻?B.頭部增加14字節(jié)掩碼?C.支持二進(jìn)制負(fù)載無需Base64?D.可復(fù)用同一TCP連接多主題復(fù)用?E.瀏覽器可直接使用原生SocketAPI答案：ACD解析：WebSocket幀頭最小2字節(jié)，掩碼4字節(jié)；瀏覽器受同源策略限制，需借助MQTT.js而非原生Socket。18.在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算場景中，使用時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò)TSN帶來的好處包括A.確定性時(shí)延<1ms?B.降低交換機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)功耗?C.實(shí)現(xiàn)IT/OT流量融合?D.無需專用網(wǎng)關(guān)即可互操作?E.支持冗余路徑無縫切換答案：ACE解析：TSN通過調(diào)度與冗余保證確定性；與功耗無關(guān)；仍需協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)，如OPCUAoverTSN。19.以下哪些屬于ZephyrRTOS的板級配置片段？A.device_tree_source="nrf52840.dts"?B.CONFIG_GPIO=y?C.prj.conf?D.CMakeLists.txt?E.Kjbuild答案：BCD解析：CONFIG_GPIO為Kconfig宏；prj.conf為配置片段；CMakeLists.txt構(gòu)建入口。device_tree_source寫法錯(cuò)誤，應(yīng)為.overlay；Kjbuild屬于ESPIDF。20.在華為OceanConnect平臺中，設(shè)備接入SDK支持的安全模式有A.Token?B.X.509證書?D.IoTDAPSK?D.DTLS+RawPublicKey?E.OAuth2.0授權(quán)碼答案：ABCD解析：OceanConnectSDK支持Token、X.509、PSK、DTLS+RawPublicKey；OAuth2.0用于北向API，非設(shè)備接入。三、判斷題（每題1分，共10分）21.Thread網(wǎng)絡(luò)中，所有節(jié)點(diǎn)必須支持Router角色，終端設(shè)備無法僅作為EndDevice。答案：錯(cuò)解析：Thread允許MinimalEndDevice（MED）僅作為主機(jī)，不轉(zhuǎn)發(fā)路由。22.在CoAP塊傳輸中，Block2選項(xiàng)的M位為1表示還有后續(xù)塊。答案：對解析：M=1需繼續(xù)請求，M=0為最后一塊。23.NBIoT的eDRX模式與PTW窗口大小由NAS消息AttachAccept攜帶。答案：對解析：eDRX參數(shù)在AttachAccept的EPSNetworkFeatureSupport中下發(fā)。24.ESPIDF中，F(xiàn)reeRTOS的tickrate固定為100Hz，不可配置。答案：錯(cuò)解析：menuconfig中可設(shè)置CONFIG_FREERTOS_HZ，最高1000Hz。25.在Kubernetes邊緣部署KubeEdge時(shí)，CloudCore必須運(yùn)行在公有云，不可私有化。答案：錯(cuò)解析：CloudCore可部署于私有數(shù)據(jù)中心，只需與EdgeCore網(wǎng)絡(luò)可達(dá)。26.OPCUAPubSuboverMQTT可使用JSON編碼，也可使用UADP二進(jìn)制編碼。答案：對解析：OPCUA1.04規(guī)范定義兩種編碼，JSON便于調(diào)試，UADP節(jié)省帶寬。27.在ContikiNG的Cooja仿真器中，Mote類型選擇“Sky”即代表nRF52840平臺。答案：錯(cuò)解析：Sky是TIMSP430+CC2420節(jié)點(diǎn)，nRF52840需用“nrf52dk”平臺。28.當(dāng)RPL使用ObjectiveFunction0時(shí)，路由選擇僅依據(jù)ETX，不考慮節(jié)點(diǎn)剩余能量。答案：對解析：OF0僅最小化路徑ETX，無能量指標(biāo)。29.在AliOSThingsuMesh協(xié)議中，泛洪廣播采用Trickle算法抑制冗余。答案：對解析：uMesh對路由發(fā)現(xiàn)、地址注冊等廣播使用Trickle，指數(shù)退避減少沖突。30.5GmMTC場景要求單扇區(qū)連接數(shù)達(dá)到百萬，其MAC層采用GrantFree免授權(quán)調(diào)度以降低信令。答案：對解析：GrantFree上行預(yù)配置資源，終端無需每次請求，滿足大規(guī)模接入。四、填空題（每空2分，共20分）31.在LwM2M協(xié)議中，客戶端向服務(wù)器注冊時(shí)，URI路徑為/rd，接口名稱為______。答案：BootstrapRequestTrigger解析：注冊使用“rd”接口，bootstrap使用“bs”。32.當(dāng)LoRaWAN采用中國470510MHz頻段時(shí)，上行信道0的中心頻率為______MHz。答案：470.3解析：CN470定義信道0=470.3MHz，每200kHz遞增。33.ZephyrRTOS中，使用k_work_submit將工作項(xiàng)提交到系統(tǒng)工作隊(duì)列，該隊(duì)列默認(rèn)優(yōu)先級為______。答案：1解析：系統(tǒng)工作隊(duì)列優(yōu)先級設(shè)為1，高于用戶線程默認(rèn)0。34.在MQTT5.0中，如果服務(wù)器返回原因碼0x87，其含義為______。答案：QuotaExceeded解析：0x87表示超出配額，如發(fā)布頻率限制。35.華為LiteOS的互斥鎖結(jié)構(gòu)體中，用于實(shí)現(xiàn)優(yōu)先級繼承的成員名為______。答案：priorityInherit解析：源碼los_mux.c中通過priorityInherit提升持有者優(yōu)先級，防止反轉(zhuǎn)。36.當(dāng)使用ESP32C3的USBSerial/JTAG接口下載固件時(shí)，ROM引導(dǎo)加載程序默認(rèn)波特率為______bps。答案：115200解析：C3ROM下載器固定115200，不可協(xié)商。37.在TSN802.1Qbv門控循環(huán)中，一個(gè)周期內(nèi)可配置的最大時(shí)間槽數(shù)為______。答案：8解析：標(biāo)準(zhǔn)限制每端口最多8個(gè)GateControlList條目。38.若ContikiNG使用TSCH模式，當(dāng)timeslot長度為10ms時(shí)，信道跳頻序列長度默認(rèn)是______。答案：16解析：TSCH默認(rèn)采用16槽序列，可對抗突發(fā)干擾。39.在AWSIoTGreengrassv2中，組件生命周期腳本由______文件定義。答案：recipe.yaml解析：recipe.yaml描述組件版本、生命周期、依賴。40.當(dāng)RaspberryPi4通過SPI連接SX1262模塊時(shí)，為支持10MHz高速，需啟用SPI______模式。答案：3wire解析：3wire模式使用MOSI共享MISO，減少引線電容，保障10MHz信號完整性。五、簡答題（每題8分，共24分）41.描述NBIoT終端從PowerSavingMode（PSM）喚醒到發(fā)送數(shù)據(jù)完整的信令流程，并指出每一步的時(shí)延量級。答案與解析：1)終端RTC到期喚醒，芯片冷啟動≈30ms；2)重新搜索NPSS/NSSS，完成下行同步≈160ms；3)讀取MIBNB，獲取系統(tǒng)幀號≈40ms；4)隨機(jī)接入前導(dǎo)選擇NPRACH資源，發(fā)送Preamble≈10ms；5)監(jiān)聽NPDCCH，接收RAR（Msg2），窗口20ms；6)發(fā)送Msg3RRC連接請求，等待Msg4ContentionResolution≈30ms；7)建立DRB，進(jìn)入Connected，發(fā)送應(yīng)用數(shù)據(jù)≈50ms；8)服務(wù)器回復(fù)TCPACK，終端接收后進(jìn)入Idle，啟動ActiveTimer≈20ms；9)ActiveTimer超時(shí)，再次進(jìn)入PSM?？倳r(shí)延約360ms，其中同步與RAR占80%。若提前保存頻偏系數(shù)，可省約100ms。42.說明在ZephyrRTOS中如何實(shí)現(xiàn)基于設(shè)備樹的自定義LED驅(qū)動，并給出關(guān)鍵代碼片段。答案與解析：步驟：1)在board.dts新增leds節(jié)點(diǎn)：leds{compatible="gpioleds";led0:led_0{gpios=<&gpio013GPIO_ACTIVE_LOW>;};};2)綁定文件dts/bindings/led/gpioleds.yaml已存在，無需新增；3)應(yīng)用代碼使用DEVICE_DT_GET：conststructdeviceled=DEVICE_DT_GET(DT_NODELABEL(led0));gpio_pin_configure_dt(GPIO_DT_SPEC_GET(led0),GPIO_OUTPUT);gpio_pin_set_dt(GPIO_DT_SPEC_GET(led0),1);解析：Zephyr通過設(shè)備樹生成宏GPIO_DT_SPEC_GET，將硬件描述與驅(qū)動解耦，實(shí)現(xiàn)零開銷抽象。43.比較MQTT與DDS在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分發(fā)場景下的優(yōu)劣，并給出選型建議。答案與解析：MQTT優(yōu)勢：輕量、防火墻友好、生態(tài)成熟；劣勢：Broker單點(diǎn)、無QoS等級2以上、無自動發(fā)現(xiàn)。DDS優(yōu)勢：去中心化、亞毫秒級、豐富QoS（Deadline、Lifespan、Ownership）；劣勢：UDP廣播受限、配置復(fù)雜、資源占用高。選型：若網(wǎng)絡(luò)封閉、節(jié)點(diǎn)<1000、允許中心服務(wù)器，選MQTT；若節(jié)點(diǎn)>1000、需點(diǎn)對點(diǎn)、確定性時(shí)延，選DDS；混合場景可用MQTTDDS網(wǎng)關(guān)橋接。六、綜合設(shè)計(jì)題（21分）44.某冷鏈公司需監(jiān)控1000輛冷藏車，車廂內(nèi)溫濕度每30秒采集一次，溫度精度±0.5℃，濕度±3%RH。車載終端采用4GCat.1模塊，要求電池續(xù)航≥7天（無車載電源時(shí)）。請完成：（1）給出傳感器選型、MCU與電源方案；（5分）（2）設(shè)計(jì)通信協(xié)議幀格式，含幀頭、加密、校驗(yàn)，說明為何選用該格式；（5分）（3）計(jì)算單次數(shù)據(jù)上報(bào)所需字節(jié)數(shù)與月均流量；（3分）（4）提出降低功耗的固件策略，并估算理論續(xù)航；（5分）（5）指出云平臺端需實(shí)現(xiàn)的三個(gè)關(guān)鍵微服務(wù)。（3分）答案與解析：（1）傳感器：SHT35DISF，低功耗0.5μA待機(jī)，I2C接口，16位溫濕度，滿足精度；MCU：STM32L031，運(yùn)行電流1.4mA@32MHz，Standby0.3μA；4G模塊：Air724UG，供電3.6V，睡眠1mA，工作平均200mA；電源：3節(jié)ER18505鋰亞硫酰氯電池并聯(lián)，容量4000mAh×3=12000mAh，能量43.2kJ。（2）幀格式：[2BMagic:0xA55A][1BVer][1BType:0x01上報(bào)][8BDevUUID][4BUnixTime][2BTemp×100][2BHum×100][1BBatt%][1B保留][4BHMACSHA256前4字節(jié)][2BCRC16CCITT]采用HMAC前4字節(jié)作消息認(rèn)證，防篡改；CRC16檢錯(cuò)；選用二進(jìn)制而非JSON，節(jié)省>50%流量。（3）單幀共24字節(jié)；TCP+MQTT頭部約40字節(jié)；TLSRecord29字節(jié)；合計(jì)93字節(jié)；月流量=93B×2×60×24×30=7.8MB。（4）功耗策略：a)休眠期MCU進(jìn)入Standby，RTC喚醒，電流0.3μA；b)傳感器單次上電測量耗時(shí)12ms，平均電流550μA；c)4G模塊每2小時(shí)注冊一次，其余時(shí)間PSM，電流1mA；d)數(shù)據(jù)壓縮：若30秒內(nèi)溫濕度變化<0.1℃且<1%RH，則跳過上報(bào)，采用變化觸發(fā)，實(shí)測可減少40%數(shù)據(jù)；e)理論平均電流=0.3μA+550μA×12ms/30s+1mA×40s/7200s≈0.3+0.22+5.6=6.1μA；續(xù)航=12000mAh/6.1μA≈2.2年，滿足7天要求。（5）云平臺微服務(wù)：a)設(shè)備生命周期服務(wù)：證書下發(fā)、OTA升級；b)流數(shù)據(jù)處理服務(wù)：Kafka→Flink，實(shí)時(shí)計(jì)算溫度超限；c)告警與工單服務(wù)：觸發(fā)釘釘/郵件，生成維修工單，對接ERP。七、編程題（20分）45.使用Python編寫一個(gè)基于asyncio的MQTT邊緣網(wǎng)關(guān)，功能：?訂閱本地傳感器UDP廣播（端口6000），格式“id,temp,hum”?將數(shù)據(jù)打包為JSON，通過MQTTv5.0發(fā)布到遠(yuǎn)端broker，主題“fleet/{id}/telemetry”?支持?jǐn)嗑€重連、遺囑消息、QoS1?采用asynciomqtt庫，代碼需含異常處理與日志?給出requirements.txt與運(yùn)行命令答案與解析：```pythongateway.pyimportasyncio,json,logging,signal,sysfromasyncio_mqttimportClient,MqttErrorBROKER=""WILL={"temp":None,"hum":None,"status":"offline"}logging.basicConfig(level=logging.INFO,format="%(asctime)s%(levelname)s%(message)s")stop=asyncio.Event()asyncdefudp_listener(queue):loop=asyncio.get_running_loop()transport,protocol=awaitloop.create_datagram_endpoint(lambda:UdpProtocol(queue),local_addr=("",6000))awaitstop.wait()transport.close()classUdpProtocol:def__init__(self,queue):self.queue=queuedefdatagram_received(self,data,_):try:id,temp,hum=data.decode().strip().split(",")self.queue.put_nowait((id,float(temp),float(hum)))exceptValueError:logging.warning("badudpframe")asyncdefmqtt_publisher(queue):whileTrue:try:asyncwithClient(BROKER,client_id="edgegw",will={"topic":"fleet/edgegw/status","payload":json.dumps(WILL),"qos":1,"retain":True})asclient:a