2025年物联网工程师职业资格考试模拟试卷（附答案）

2025年物联网工程师职业资格考试模拟试卷（附答案）一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.以下哪项技术属于物联网感知层核心技术？A.5G切片技术B.MQTT协议C.温湿度传感器D.边缘计算平台2.LoRaWAN网络中，终端设备与网关之间的通信采用哪种调制方式？A.BPSKB.QPSKC.扩频（CSS）D.OFDM3.某智慧农业项目需监测500亩农田的土壤湿度，要求终端设备续航5年以上且通信距离10公里，最适合的无线技术是？A.Wi-Fi6B.ZigBeeC.NB-IoTD.UWB4.以下哪个协议是物联网平台与设备间双向通信的轻量级协议？A.CoAPB.HTTP/3C.ModbusD.AMQP5.物联网设备身份认证中，基于PKI的数字证书方案通常用于？A.低功耗传感器B.高安全等级工业设备C.消费级智能手表D.蓝牙音箱6.工业物联网中，OPCUA协议的主要作用是？A.实现不同厂商设备的互操作性B.提升5G网络传输速率C.压缩传感器数据D.优化边缘计算任务调度7.某物联网系统需处理每秒10万条传感器数据，且要求实时分析（延迟<100ms），最适合的部署方案是？A.全部上传云端处理B.边缘计算节点预处理+云端存储C.本地服务器批处理D.区块链存证+云端分析8.以下哪种传感器不属于MEMS（微机电系统）传感器？A.三轴加速度计B.激光雷达（LiDAR）C.数字麦克风D.气压传感器9.5GRedCap（轻量级终端）主要优化的物联网场景是？A.低功耗广域网（LPWAN）B.高带宽AR/VRC.中速率、中功耗的工业传感器D.卫星物联网10.物联网数据脱敏的核心目的是？A.提升数据压缩率B.保护用户隐私C.降低存储成本D.加速数据传输11.以下哪项是数字孪生在物联网中的典型应用？A.工厂设备实时状态可视化B.传感器故障预测C.智能电表远程抄表D.智能家居语音控制12.窄带物联网（NB-IoT）的上行峰值速率约为？A.100kbpsB.500kbpsC.1MbpsD.10Mbps13.物联网边缘计算节点的主要功能不包括？A.实时数据过滤B.本地规则引擎决策C.海量数据长期存储D.设备状态聚合14.以下哪种无线技术支持厘米级定位？A.蓝牙5.3AoAB.北斗卫星定位C.ZigBeeD.蜂窝网络定位15.物联网设备固件升级（FOTA）的关键安全措施是？A.使用HTTP协议传输固件B.对固件包进行数字签名C.不验证设备身份D.每次升级覆盖全部历史版本16.工业物联网（IIoT）中，时间敏感网络（TSN）的核心目标是？A.降低网络延迟抖动B.提升网络覆盖范围C.简化设备接入流程D.支持大连接数17.以下哪种物联网应用场景对网络时延要求最高？A.智能路灯远程控制B.自动驾驶车辆协同C.环境监测传感器D.远程医疗监护18.物联网平台的设备影子（DeviceShadow）功能主要用于？A.存储设备历史数据B.同步设备实际状态与云端记录C.实现设备间直接通信D.生成设备运行报告19.以下哪项是物联网数据质量的关键指标？A.数据格式多样性B.数据实时性C.数据存储成本D.数据传输协议20.6G技术中，太赫兹通信主要用于解决物联网的哪类需求？A.低功耗B.超高速率与超大带宽C.广覆盖D.抗干扰二、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.物联网三层架构中，网络层的核心功能是实现感知数据的______与______。2.ZigBee协议栈的物理层（PHY）支持的全球通用工作频段是______GHz。3.物联网安全中，最小特权原则要求设备仅被授予完成任务所需的______权限。4.工业物联网中，TSN（时间敏感网络）通过______机制保障关键数据的确定性传输。5.5GNR的______特性（如uRLLC）可支持物联网中低时延、高可靠的通信需求。6.物联网边缘计算节点的典型部署位置包括______、______（任意两个）。7.传感器数据预处理的常见操作包括______、______（任意两个）。8.数字孪生系统通常由物理实体、______、连接与服务四大模块组成。9.物联网设备的功耗优化策略包括______、______（任意两个）。10.区块链与物联网结合的典型应用场景是______（如设备身份管理、数据存证等）。三、简答题（共5题，每题6分，共30分）1.简述物联网中“端-边-云”协同架构的核心优势，并举例说明其在智慧工厂中的应用。2.对比LoRaWAN与NB-IoT两种LPWAN技术的适用场景（从覆盖范围、功耗、数据速率、成本四个维度分析）。3.说明物联网设备身份认证的常见方法（至少三种），并分析各自的优缺点。4.工业物联网中，如何通过“边缘计算+AI”提升设备预测性维护的效率？请给出技术实现路径。5.列举物联网数据治理的关键步骤，并解释每一步的主要任务。四、综合应用题（共2题，每题15分，共30分）题目1：智慧农业物联网系统设计某农业园区需建设物联网系统，目标包括：-监测200亩农田的土壤湿度（0-100%）、空气温度（-20℃~50℃）、光照强度（0-10万lux）；-控制100个智能灌溉阀门（支持远程开关）；-要求终端设备续航≥3年，通信距离≥5公里；-数据需实时上传至云端平台，并支持阈值报警（如土壤湿度<30%时触发灌溉）。请设计该系统的技术方案，包括：（1）感知层设备选型（传感器、终端节点）；（2）网络层通信技术选择及原因；（3）平台层功能需求（数据存储、处理、报警机制）；（4）终端低功耗优化措施。题目2：工业物联网设备安全防护方案某制造企业有500台工业机器人，通过物联网平台进行远程监控与控制。近期检测到部分设备存在以下安全风险：-设备固件版本老旧，存在已知漏洞；-设备与平台通信使用明文传输；-操作权限未分级，普通运维人员可修改核心参数；-缺乏异常行为监测机制。请设计针对性的安全防护方案，包括：（1）固件安全升级（FOTA）策略；（2）通信链路加密方案；（3）权限管理机制设计；（4）异常行为监测技术实现。参考答案一、单项选择题1.C（感知层核心是传感器等数据采集设备）2.C（LoRa采用扩频调制CSS）3.C（NB-IoT低功耗、广覆盖，适合长续航远距场景）4.A（CoAP是轻量级物联网协议，支持双向通信）5.B（PKI证书适合高安全等级设备）6.A（OPCUA解决工业设备互操作性）7.B（边缘预处理降低延迟，云端存储长期数据）8.B（激光雷达多为光学系统，非MEMS）9.C（RedCap优化中速率、中功耗场景）10.B（脱敏核心是保护隐私）11.A（数字孪生实现物理设备的虚拟映射）12.A（NB-IoT上行约100kbps）13.C（长期存储由云端负责）14.A（蓝牙AoA支持厘米级定位）15.B（数字签名防止固件被篡改）16.A（TSN保障低抖动确定性传输）17.B（自动驾驶需毫秒级时延）18.B（设备影子同步云端与设备状态）19.B（实时性是数据质量关键指标）20.B（太赫兹提供超高速率与带宽）二、填空题1.传输；汇聚2.2.43.最小4.时间分片（或时间同步、流量整形）5.切片（或uRLLC特性）6.工厂网关；智能摄像头；工业PLC（任意两个）7.滤波；归一化；去噪（任意两个）8.虚拟模型（或数字孪生体）9.休眠机制；低功耗模式切换；高效编码（任意两个）10.可信数据存证（或设备身份管理）三、简答题1.核心优势：端（设备）负责数据采集与初步处理，边（边缘节点）实现实时分析与本地决策，云（云端）承担海量数据存储、深度学习与全局优化，三者协同可降低延迟、减少带宽消耗、提升系统可靠性。智慧工厂应用：车间设备（端）采集振动、温度数据，边缘计算节点（边）实时分析数据是否异常（如振动超标），若异常则立即停机并通知运维；云端（云）存储历史数据，训练故障预测模型，优化设备维护策略。2.对比分析：-覆盖范围：LoRaWAN（郊区/农村5-15公里）＞NB-IoT（城市1-10公里）；-功耗：LoRaWAN（AA电池续航5-10年）≈NB-IoT（AA电池续航3-8年）；-数据速率：LoRaWAN（0.3-50kbps）＜NB-IoT（10-250kbps）；-成本：LoRaWAN（需自建网关，初期成本高）＞NB-IoT（运营商网络，部署成本低）。适用场景：LoRaWAN适合偏远地区、低速率、长续航的场景（如环境监测）；NB-IoT适合城市、中速率、依赖运营商网络的场景（如智能水表）。3.常见方法及优缺点：-预共享密钥（PSK）：简单易实现，但密钥泄露风险高，适合小规模设备；-数字证书（X.509）：安全性高（基于PKI），但证书管理复杂，适合高安全设备（如工业控制器）；-动态令牌（OTP）：每次认证生成唯一令牌，防重放攻击，但需设备支持时钟同步，适合移动终端；-生物特征认证（如设备唯一ID+指纹）：不可伪造，需硬件支持，适合高价值设备（如医疗仪器）。4.技术实现路径：-边缘侧部署AI推理模块，实时采集设备振动、电流等数据；-预处理数据（滤波、特征提取）后输入轻量级AI模型（如CNN或LSTM），识别异常模式（如轴承磨损）；-边缘节点本地触发预警（如停机），并将关键数据上传云端；-云端利用历史数据训练更复杂的模型（如Transformer），优化边缘模型参数；-最终实现“实时检测（边缘）+深度分析（云端）”的预测性维护，减少停机时间。5.数据治理关键步骤：-数据采集：明确采集范围（如仅必要传感器数据），确保数据完整性（校验机制）；-数据清洗：去除噪声、纠正错误（如异常值剔除）、统一格式（如JSON标准化）；-数据存储：分类存储（实时数据→时序数据库，历史数据→数据湖），加密敏感数据；-数据共享：制定权限规则（如不同部门访问级别），通过API安全开放；-数据审计：记录数据操作日志（如修改、删除），定期检查合规性（如GDPR）。四、综合应用题题目1：智慧农业物联网系统设计（1）感知层设备选型：-土壤湿度传感器：选择电容式或FDR式（精度±2%，工作温度-40℃~85℃）；-空气温度传感器：数字式（如SHT30，精度±0.3℃）；-光照传感器：光电二极管型（如BH1750，量程0-65535lux）；-终端节点：集成多传感器的低功耗模块（如基于STM32L0系列MCU，支持多协议）；-灌溉阀门：选择电磁式或电动式（DC12V供电，支持ModbusRTU或MQTT控制）。（2）网络层通信技术：选择NB-IoT或LoRaWAN。-若园区无运营商覆盖，选LoRaWAN（自建网关，覆盖5公里）；-若有运营商支持，选NB-IoT（功耗更低，续航更久）；-原因：两种技术均支持低功耗、长距离，符合3年续航和5公里通信需求。（3）平台层功能需求：-数据存储：时序数据库（如InfluxDB）存储实时传感器数据，关系型数据库存储设备信息；-数据处理：规则引擎（如Node-RED）实现阈值判断（土壤湿度<30%触发灌溉指令）；-报警机制：通过短信、APP推送或语音通知管理员，记录报警日志。（4）低功耗优化措施：-传感器分时唤醒（如每30分钟采集一次，其余时间休眠）；-采用低功耗MCU（如ARMCortex-M0+），关闭非必要外设（如ADC空闲时断电）；-通信模块（如NB-IoT）使用eDRX（扩展不连续接收）模式，减少唤醒时间；-数据压缩（如差分编码）降低传输数据量，减少通信时长。题目2：工业物联网设备安全防护方案（1）固件安全升级（FOTA）策略：-采用分阶段升级：先小范围测试（10%设备），确认无异常后全量推送；-固件包加密（AES-256）+数字签名（RSA-2048），设备需验证签名后再升级；-支持回滚机制：升级失败时自动恢复至旧版本；-定期检查固件版本（每周扫描），及时推送漏洞补丁。（2）通信链路加密方案：-设备与平台通信使用TLS1.3协议（取代明文HTTP），协商AES-GCM加密套件；-工业机器人与PLC间通信采用OPCUAoverTSN，内置加密（对称密钥+证书）；-部署入侵检测系统（IDS），监测异常通信流量（如大量重复连接请求）。（3）权限管