高校物联网技术课程模拟考试题

高校物联网技术课程模拟考试题本模拟考试题围绕物联网技术核心知识点设计，涵盖概念理解、技术原理、系统设计等维度，题型包含选择题、填空题、简答题与综合应用题，适用于课程学习检测与复习巩固。一、选择题（每题2分，共20分）1.物联网的核心与基础是（）A.互联网B.下一代互联网C.智能感知网络D.融合网络*解析：物联网是互联网的延伸与扩展，核心基础为互联网，选A。*2.以下属于物联网感知层关键技术的是（）A.云计算B.RFIDC.5G通信D.大数据分析*解析：感知层负责数据采集，RFID是典型感知技术；云计算、大数据属应用层，5G属网络层，选B。*3.MQTT协议的通信模式是（）A.客户端-服务器（C/S）B.发布-订阅（Pub/Sub）C.点对点（P2P）D.浏览器-服务器（B/S）*解析：MQTT基于“发布-订阅”模型实现消息路由，选B。*4.适合长距离低功耗物联网场景的无线技术是（）A.WiFiB.蓝牙C.LoRaD.ZigBee*解析：LoRa属于LPWAN（低功耗广域网络），覆盖距离远、功耗低，选C；WiFi/蓝牙/ZigBee适合短距离。*5.物联网架构中，负责数据传输与处理的层级是（）A.感知层B.网络层C.应用层D.平台层*解析：网络层承担设备通信、数据转发功能，选B；感知层采集数据，应用层处理业务逻辑。*6.RFID标签中，无需电池供电的类型是（）A.有源标签B.无源标签C.半有源标签D.半无源标签*解析：无源标签通过阅读器射频能量供电，选B。*7.边缘计算在物联网中的核心作用是（）A.减少云端负载，降低延迟B.替代云计算C.增强感知层设备性能D.提高网络层带宽*解析：边缘计算在设备附近处理数据，减少云端压力与传输延迟，选A。*8.智能家居中，设备互联互通的常见协议是（）A.ModbusB.BACnetC.ZigBeeD.OPCUA*解析：ZigBee适合短距离、低功耗的智能家居设备组网，选C；Modbus/OPCUA偏向工业场景，BACnet偏向楼宇自动化。*9.物联网安全中，针对感知层设备的攻击不包括（）A.伪造数据B.中间人攻击C.物理破坏D.SQL注入*解析：SQL注入针对应用层数据库，感知层攻击多为物理破坏、数据伪造、通信劫持，选D。*10.工业物联网中，设备远程监控与控制的协议是（）A.MQTTB.CoAPC.OPCUA*解析：OPCUA专为工业设备通信设计，支持实时监控与控制，选C；MQTT/CoAP也可用于工业，但OPCUA更聚焦工业场景。*二、填空题（每空1分，共15分）1.物联网典型架构分为______、______、______三层。*答案：感知层、网络层、应用层*2.RFID系统由______、______、______三部分组成。*答案：电子标签、阅读器、天线*3.短距离无线通信技术______（如ZigBee）的网络拓扑结构可分为星型、______、______。*答案：IEEE802.15.4（或ZigBee）；树型；网状型（Mesh）*4.MQTT协议中，负责消息路由与转发的服务器称为______。*答案：代理服务器（Broker）*5.传感器的核心组成部分是______，其作用是将非电信号转换为电信号。*答案：敏感元件*6.边缘计算与云计算的关系是______、______，共同支撑物联网应用。*答案：协同互补；边缘处理实时数据，云端处理全局/大数据分析（合理即可）*7.物联网安全的三个核心维度是______安全、______安全、______安全。*答案：设备；通信；数据*三、简答题（每题10分，共30分）1.简述物联网与互联网的区别与联系联系：物联网是互联网的延伸与扩展，基于TCP/IP等互联网协议实现设备通信；互联网为物联网提供网络传输、数据存储与计算的基础能力。区别：终端类型：互联网终端以计算机、手机等“人机交互设备”为主；物联网终端为传感器、RFID、智能设备等“物”，多为自动感知/执行设备。通信模式：互联网以“人-人”“人-机”交互为主；物联网聚焦“物-物”“物-人”“物-系统”的自动交互（如传感器自动上传数据、设备自动响应指令）。数据特点：物联网数据多为感知类数据（如温度、位置、振动），实时性强、碎片化，需边缘/云端协同处理；互联网数据以文本、多媒体为主，注重内容交互与分享。应用场景：物联网聚焦行业垂直应用（农业、工业、医疗等），解决生产/管理效率问题；互联网聚焦通用信息服务（社交、电商、娱乐），满足生活服务需求。2.分析ZigBee协议在物联网感知层的应用优势ZigBee（基于IEEE802.15.4标准）在感知层的优势包括：低功耗：支持深度睡眠模式，电池供电设备可工作数月至数年，适合环境监测、智能家居等场景。低成本：芯片与模块成本低，便于大规模部署（如百台级传感器组网）。短距离高可靠：传输距离____米（视环境），采用CSMA-CA机制避免冲突；支持Mesh网络拓扑，单节点故障不影响整体通信。自组织网络：节点可自动发现、组网，无需人工配置，降低部署难度。开放性与灵活性：协议开源，支持星型、树型、Mesh等拓扑，适配不同场景（如智能家居用星型，工业监测用Mesh）。3.物联网安全面临的主要威胁及技术防范措施主要威胁：设备层：物理破坏（如传感器被恶意拆除）、固件篡改、弱口令攻击（如默认密码未修改）。通信层：中间人攻击（劫持数据）、数据窃听（如无线信号被截获）、重放攻击（伪造历史指令）。数据层：隐私泄露（如用户位置、行为数据）、数据篡改（如灌溉指令被修改）、DDoS攻击（针对云端平台）。技术防范：设备层：采用硬件加密模块（如TPM）、安全启动（验证固件完整性）、定期更新固件、强身份认证（如基于证书的双向认证）。通信层：采用加密传输（如TLS/DTLS）、安全协议（如MQTToverTLS、CoAPoverDTLS）、接入认证（如802.1X）。数据层：数据脱敏（如位置数据模糊化）、访问控制（如RBAC角色权限）、云端部署防火墙与入侵检测系统（IDS）、数据备份与恢复。四、综合应用题（共35分）题目：设计“智慧农业”物联网系统要求：1.说明系统整体架构（感知层、网络层、应用层）及各层功能；2.分析感知层设备类型及选型依据（传感器、执行器、RFID等）；3.选择网络层通信技术，说明选型理由；4.设计应用层核心功能模块（数据监测、智能控制、预警分析等）；5.指出系统安全隐患，并提出防范方案。参考答案要点：1.系统架构感知层：采集农田环境（温湿度、土壤、光照）、作物状态（生长图像）、农资信息（RFID标签），并执行灌溉、遮阳等控制指令。网络层：实现感知层与应用层的数据传输，支持远程通信与本地组网。应用层：处理数据、生成决策、提供用户交互界面（如手机APP、Web平台）。2.感知层设备选型传感器：土壤湿度传感器（监测灌溉需求）、温湿度传感器（环境监测）、光照传感器（优化种植）、PH传感器（土壤酸碱度）、摄像头（作物生长监测）。*选型依据*：低功耗（如LoRa传感器）、工业级防护（防水、防尘）、适应田间复杂环境。执行器：智能灌溉阀（自动浇水）、遮阳棚电机（光照调节）、通风扇（温湿度调节）。*选型依据*：响应速度快、防水防潮、支持远程/自动控制。RFID：给农机、化肥、种子贴标签，实现资产追踪与使用管理。*选型依据*：无源标签（降低成本）、远距离识别（如UHFRFID，识别距离>10米）。3.网络层通信技术无线方案：LoRa（长距离、低功耗，覆盖田间数公里范围）+局部ZigBee（温室内部多设备组网）。有线方案：光纤（骨干网，连接区域网关与云端，保证带宽与稳定性）。*选型理由*：LoRa适配田间复杂地形（穿透性强、距离远）；ZigBee适合温室小范围、多设备低功耗组网；光纤支撑大数据量传输（如摄像头视频流）。4.应用层功能模块数据监测模块：实时展示土壤、环境、作物数据（图表/仪表盘），支持历史数据查询。智能控制模块：基于阈值自动控制执行器（如湿度<50%启动灌溉），支持远程手动控制。预警分析模块：异常数据（如温度过高、病虫害迹象）告警（短信/APP推送），结合AI算法预测作物生长趋势。农资管理模块：通过RFID追踪农资使用，生成库存预警与使用报表。溯源模块：记录作物生长周期数据，生成溯源二维码，提升农产品品牌价值。5.安全隐患与防范隐患1：感知层传感器被破坏或伪造数据。*防范*：采用防拆传感器，数据加密传输，边缘节点验证数据完整性（如哈希校验）。隐患2：通信层数据被窃听（如LoRa信号截获）。*防范*：采用LoRaWAN加密（AES-128），敏感数据（如控制指令）二次加密。隐患3：应用层云端被DDoS攻击。*防范*：部署云防火墙、流量清洗服务，边缘计算分担云端负载。隐患4：用户账号被盗用。*防范*：多因素认证（密码+短信验证码），定期更换密码，记录异常登录。评分标准架构清晰（5分）