2025年物联网概论知识考核试题题库与答案

2025年物联网概论知识考核试题题库与答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下哪项不属于物联网“感知层”的核心技术？A.温湿度传感器B.NB-IoT通信模块C.图像识别算法D.RFID电子标签答案：C（感知层主要负责数据采集，包括传感器、RFID、短距离通信模块等；图像识别算法属于应用层或平台层的数据分析技术）2.2025年主流的低功耗广域网（LPWAN）技术中，支持双向通信且覆盖距离最远的是？A.LoRaB.SigFoxC.窄带物联网（NB-IoT）D.蓝牙Mesh答案：A（LoRa基于扩频技术，覆盖距离可达15-30公里，支持双向通信；NB-IoT覆盖约10公里，SigFox为单向且覆盖略短；蓝牙Mesh属于短距技术）3.物联网中“M2M”通信的本质是？A.机器与人类的语音交互B.设备间无需人工干预的自动数据传输C.移动终端与基站的信号连接D.工业机器人的协同作业答案：B（M2M即MachinetoMachine，指设备通过网络自动交换数据，无需人工介入）4.以下哪种协议最适合物联网小数据量、低带宽场景下的实时通信？A.HTTPB.MQTTC.TCP/IPD.FTP答案：B（MQTT基于发布-订阅模式，采用轻量级协议，适合低带宽、高延迟或不稳定网络环境下的小数据传输）5.2025年智慧农业中，用于监测土壤墒情的传感器通常采用哪种供电方式以延长寿命？A.太阳能+低功耗芯片B.直接连接220V交流电C.一次性锂电池（3年寿命）D.有线PoE供电答案：A（智慧农业传感器多部署在野外，需长期免维护，太阳能+低功耗芯片（如采用休眠模式）是主流方案）6.物联网“平台层”的核心功能不包括？A.设备接入与管理B.数据存储与分析C.传感器硬件研发D.应用开发接口（API）提供答案：C（平台层负责设备管理、数据处理和应用支撑，传感器硬件研发属于感知层或硬件厂商的职责）7.以下哪项是物联网区别于传统互联网的最本质特征？A.连接对象从“人”扩展到“物”B.传输速率更快C.支持视频通话D.采用5G网络答案：A（物联网的核心是“万物互联”，连接对象从人扩展到物理世界的各类设备）8.2025年车联网（V2X）中，“V2I”指的是？A.车辆与车辆通信B.车辆与基础设施通信C.车辆与行人通信D.车辆与云端通信答案：B（V2X包括V2V（车-车）、V2I（车-基础设施）、V2P（车-行人）、V2N（车-网络））9.物联网边缘计算的主要目的是？A.减少数据传输到云端的延迟B.降低传感器制造成本C.提高5G基站覆盖范围D.替代云计算答案：A（边缘计算在靠近设备的边缘节点处理数据，减少云端传输延迟，适用于实时性要求高的场景）10.以下哪种攻击方式属于物联网特有的安全威胁？A.DDoS攻击B.设备固件篡改C.密码破解D.钓鱼邮件答案：B（物联网设备通常使用嵌入式系统，固件安全（如未授权固件更新）是其特有威胁；其他选项传统网络也存在）11.2025年物联网数据建模中，“数字孪生”技术的核心是？A.实时复制物理设备的状态到虚拟模型B.提高传感器精度C.减少数据存储量D.优化网络传输协议答案：A（数字孪生通过传感器数据实时映射物理对象的状态，实现虚拟与物理世界的交互）12.以下哪项不属于物联网“网络层”的关键技术？A.5G切片B.卫星通信C.边缘服务器D.路由协议优化答案：C（网络层负责数据传输，包括通信技术、网络协议；边缘服务器属于边缘计算层或平台层）13.智能家居中，设备间实现“无感联动”的关键是？A.统一的通信协议标准B.高功率的Wi-Fi路由器C.大量的传感器部署D.用户手动设置规则答案：A（不同厂商设备需通过统一协议（如Matter协议）交互，才能实现自动联动）14.工业物联网（IIoT）中，OPCUA协议的主要作用是？A.提高工业机器人运动精度B.实现不同工业设备间的互操作性C.降低工厂能耗D.优化生产线布局答案：B（OPCUA（统一架构）是工业领域的通信标准，解决不同厂商设备的协议兼容问题）15.2025年物联网隐私保护的核心挑战是？A.传感器数据的实时性B.海量设备产生的个人信息收集与滥用C.网络传输速率不足D.设备计算能力有限答案：B（物联网设备（如智能摄像头、健康手环）会收集大量个人隐私数据，如何防止非法收集和滥用是核心挑战）二、多项选择题（每题3分，共30分，少选、错选均不得分）1.物联网“三层架构”包括以下哪些层？A.感知层B.网络层C.平台层D.应用层答案：ABD（传统物联网架构为感知层、网络层、应用层；部分扩展架构包含平台层，但标准三层为ABD）2.以下属于低功耗广域网（LPWAN）技术的有？A.4GCat.1B.LoRaWANC.ZigBeeD.5GRedCap答案：ABD（ZigBee属于短距离低功耗技术（覆盖<1公里），LPWAN覆盖通常>5公里；4GCat.1、LoRaWAN、5GRedCap（轻量级5G）均为LPWAN）3.物联网数据的特点包括？A.海量性B.低价值密度C.实时性要求高D.结构化程度高答案：ABC（物联网设备数量大，数据量大（海量性）；单条数据价值低（低价值密度）；部分场景（如车联网）需实时处理；但数据多为非结构化（如传感器原始信号））4.2025年推动物联网规模化应用的关键因素有？A.5G/6G网络覆盖完善B.传感器成本持续下降C.数据隐私法规（如《数据安全法》）完善D.边缘计算与AI融合技术成熟答案：ABCD（网络覆盖、硬件成本、法规保障、技术融合均为推动因素）5.以下哪些技术属于物联网“智能处理”范畴？A.机器学习算法B.区块链存证C.传感器校准D.数据可视化答案：ABD（智能处理包括数据清洗、分析、建模（机器学习）、存证（区块链）、展示（可视化）；传感器校准属于感知层硬件优化）6.物联网安全防护的主要措施包括？A.设备身份认证（如数字证书）B.数据加密传输（如TLS）C.固件安全升级（OTA）D.关闭所有设备网络接口答案：ABC（关闭网络接口会丧失物联网功能，正确措施是认证、加密、安全升级）7.智慧医疗物联网的典型应用场景有？A.远程患者监护（如心率、血压实时监测）B.医院药品智能管理（RFID追踪）C.手术机器人5G远程控制D.公共卫生疫情预警（传感器+大数据）答案：ABCD（均为智慧医疗中物联网的实际应用）8.以下关于物联网与云计算关系的描述正确的有？A.云计算为物联网提供海量数据存储与计算资源B.物联网为云计算提供实时、动态的数据源C.所有物联网数据必须经过云计算处理D.边缘计算可部分替代云计算的实时处理需求答案：ABD（部分低延迟场景数据可在边缘处理，无需上传云端，因此C错误）9.2025年物联网标准制定的主要组织包括？A.国际电信联盟（ITU）B.电气电子工程师协会（IEEE）C.中国通信标准化协会（CCSA）D.物联网联盟（IoTA）答案：ABCD（均为参与物联网标准制定的重要组织）10.工业物联网（IIoT）与消费级物联网的主要区别有？A.对可靠性和安全性要求更高B.设备通信延迟要求更严格（如毫秒级）C.数据量通常更小D.设备生命周期更长（5-10年）答案：ABD（工业场景对可靠性、延迟、寿命要求更高；工业设备数据（如生产线传感器）量可能更大）三、判断题（每题1分，共10分，正确填“√”，错误填“×”）1.物联网中的“物”必须具备联网功能，因此传统非智能设备无法接入物联网。（）答案：×（传统设备可通过加装传感器、通信模块实现联网，如旧机床加装IoT网关）2.LPWAN技术的特点是高带宽、低功耗。（）答案：×（LPWAN是低带宽、低功耗、广覆盖）3.MQTT协议采用“客户端-服务器”模式，而CoAP协议采用“请求-响应”模式。（）答案：√（MQTT是发布-订阅，CoAP类似HTTP的请求-响应）4.物联网安全中，“端到端加密”仅需保护传输过程，设备本地存储无需加密。（）答案：×（设备本地存储数据（如传感器原始记录）也需加密，防止物理窃取）5.数字孪生技术只能应用于工业领域，无法用于城市管理。（）答案：×（数字孪生可应用于智慧城市（如虚拟城市模型）、医疗等多领域）6.5G的“切片技术”可以为物联网场景分配专用网络资源，提高可靠性。（）答案：√（5G切片通过网络虚拟化划分独立逻辑网络，满足不同场景需求）7.物联网应用中，边缘计算节点的计算能力一定弱于云端服务器。（）答案：×（部分边缘节点（如工业网关）可集成高性能芯片，计算能力接近小型服务器）8.传感器的“精度”是指测量值与真实值的接近程度，“灵敏度”是指对微小变化的感知能力。（）答案：√（精度反映准确性，灵敏度反映感知能力）9.智能家居中，ZigBee和Wi-Fi设备可以直接通信，无需网关。（）答案：×（ZigBee（2.4GHz）与Wi-Fi（2.4GHz）存在频段干扰，且协议不同，需网关转换）10.2025年物联网发展的瓶颈已从“连接”转向“数据价值挖掘”。（）答案：√（当前连接技术已相对成熟，如何利用数据优化决策成为新瓶颈）四、简答题（每题6分，共30分）1.简述物联网的核心特征。答案：物联网的核心特征包括：①全面感知：通过传感器、RFID等技术采集物理世界数据；②可靠传输：利用LPWAN、5G等网络实现设备间稳定连接；③智能处理：通过云计算、边缘计算、AI等技术对数据进行分析，实现智能化决策；④泛在连接：连接对象从人扩展到物，覆盖场景广泛（如工业、农业、城市）。2.对比LoRa与NB-IoT技术的优缺点及适用场景。答案：LoRa（长距离无线电）：优点是覆盖广（15-30公里）、支持双向通信、自主组网；缺点是需自建基站或使用第三方网络，标准化程度较低。适用场景：农村、偏远地区的分散设备（如环境监测、物流追踪）。NB-IoT（窄带物联网）：优点是基于蜂窝网络（运营商部署）、标准化程度高、支持大规模连接（5万/平方公里）；缺点是覆盖略短（10公里）、上行速率较低（约200bps）。适用场景：城市内密集部署的低速率设备（如智能水表、停车监测）。3.说明MQTT协议的工作原理及在物联网中的优势。答案：MQTT（消息队列遥测传输）采用发布-订阅模式，核心组件包括客户端（设备/应用）和Broker（服务器）。设备作为客户端可发布消息到特定主题（Topic），其他订阅该主题的客户端可接收消息。优势：①协议轻量（固定报头仅2字节），适合低带宽、低计算能力设备；②支持QoS（服务质量）等级（0、1、2级），确保消息可靠传输；③支持保持连接（KeepAlive）机制，检测设备在线状态，减少频繁连接开销。4.列举物联网面临的三大安全挑战，并提出对应的防护措施。答案：挑战①：设备身份伪造（如非法设备接入网络）。措施：采用双向认证（如X.509数字证书），设备出厂预安装唯一证书。挑战②：数据泄露（传感器采集的隐私数据被截获）。措施：端到端加密（如AES-256加密传输数据），敏感数据脱敏处理（如模糊化位置信息）。挑战③：固件安全漏洞（恶意代码通过OTA升级植入）。措施：固件签名验证（仅允许合法签名的固件升级），限制OTA升级权限（如仅管理员可触发）。5.2025年“AIoT”（人工智能+物联网）的典型应用有哪些？简述其技术价值。答案：典型应用：①智能安防：摄像头+AI算法实时识别异常行为（如闯入、摔倒），替代人工监控；②预测性维护：工业设备传感器数据+机器学习模型预测故障，提前维修；③智能农业：土壤、气象数据+AI模型优化灌溉、施肥方案，提高产量。技术价值：AI为物联网提供“决策智能”，将传统“数据采集-传输-展示”升级为“数据采集-分析-自主决策”，降低人工干预成本，提升效率（如故障预测可减少停机时间30%以上）。五、案例分析题（每题10分，共20分）案例1：某智慧工厂计划部署物联网系统，监控1000台生产设备的运行状态（如温度、振动、转速），要求实时性（延迟<50ms）、低丢包率（<0.1%），并支持设备故障预测。问题：（1）设计该系统的分层架构（感知层、网络层、平台层、应用层），并说明各层关键技术。（2）推荐网络层的通信技术，并说明理由。（3）如何实现故障预测？需哪些技术支撑？答案：（1）分层架构：感知层：设备端加装振动传感器（如MEMS加速度计）、温度传感器（如PT100）、转速传感器（如光电编码器），通过边缘计算网关（如工业级ARM+FPGA芯片）收集数据并初步清洗。网络层：采用5G工业专网（URLLC切片）或有线工业以太网（如Profinet），确保低延迟、高可靠传输。平台层：部署工业物联网平台（如华为IoT平台、西门子MindSphere），实现设备管理（注册、配置）、数据存储（时序数据库，如InfluxDB）、模型训练（集成AI框架如TensorFlow）。应用层：开发故障监测APP，实时展示设备状态，输出预测报告。（2）网络层推荐5GURLLC（超可靠低延迟通信）切片：5GURLLC可提供1ms级延迟、99.999%可靠性，满足工厂实时监控需求；工业以太网虽延迟低，但布线成本高，设备移动性差（工厂设备可能调整位置）。（3）故障预测实现：采集设备历史运行数据（正常/故障状态下的温度、振动特征），通过机器学习算法（如LSTM循环神经网络、随机森林）训练故障预测模型；模型部署在边缘网关或平台层，实时分析当前数据，当