2025年物联网工程与技术认证考试试卷及答案

2025年物联网工程与技术认证考试试卷及答案一、单项选择题（共20题，每题2分，共40分）1.以下哪项不属于物联网“三层架构”中的核心层？A.感知层B.网络层C.应用层D.处理层答案：D2.某智能温室需要监测土壤湿度（范围0-100%），最适合的传感器是？A.温度传感器（-40℃~85℃）B.电容式湿度传感器（0-100%RH）C.光敏电阻（0-100000lux）D.加速度传感器（±2g~±16g）答案：B3.关于LoRa（长距离无线电）技术，以下描述错误的是？A.采用扩频调制，抗干扰能力强B.典型传输距离5-15公里（视距）C.支持高带宽（10Mbps以上）数据传输D.适合低功耗、广覆盖的物联网场景答案：C4.物联网设备接入云平台时，若需支持“一对多”消息订阅（如多个终端监听同一主题），最适合的协议是？A.HTTP/1.1B.MQTTC.CoAPD.Modbus答案：B5.某工业物联网场景要求端到端通信延迟低于10ms，优先选择的网络技术是？A.NB-IoT（窄带物联网）B.5GURLLC（超可靠低延迟通信）C.LoRaWAND.ZigBee答案：B6.以下哪种数据格式最适合低带宽物联网设备传输结构化数据？A.XML（可扩展标记语言）B.JSON（轻量级数据交换格式）C.CBOR（二进制JSON）D.CSV（逗号分隔值）答案：C7.物联网边缘计算的核心优势是？A.降低云端计算压力B.完全替代云计算C.简化设备硬件设计D.无需网络连接答案：A8.某智能水表需每小时上报一次数据，日均数据量约500字节，最适合的无线通信技术是？A.4GLTEB.Wi-Fi6C.蓝牙5.3D.窄带物联网（NB-IoT）答案：D9.关于物联网安全中的“端到端加密”，以下描述正确的是？A.仅加密传输过程中的数据B.数据在发送端加密，接收端解密，中间节点无法查看明文C.依赖基站或网关进行密钥管理D.仅适用于有线网络答案：B10.IPv6协议为物联网设备提供的核心支持是？A.更小的地址长度（32位）B.无限的地址空间（128位）C.与IPv4完全不兼容D.仅支持固定设备接入答案：B11.以下哪项属于物联网应用层的关键技术？A.传感器校准B.数据可视化与分析C.无线信道分配D.物理层调制解调答案：B12.某智慧路灯系统需根据环境光照自动调节亮度，其核心逻辑应部署在？A.传感器节点（路灯终端）B.边缘网关（区域控制器）C.云端数据中心D.运营商核心网答案：B13.关于ZigBee协议，以下描述错误的是？A.基于IEEE802.15.4标准B.支持自组织网络（AdHoc）C.适合高吞吐量、实时性要求高的场景D.典型节点数可达65000个答案：C14.物联网设备固件升级（OTA）的关键安全要求是？A.升级包无需数字签名B.支持断点续传且保证完整性C.升级过程中无需验证设备身份D.强制所有设备同时升级答案：B15.以下哪项是物联网数据预处理的必要步骤？A.直接存储原始传感器数据B.去除重复值和异常值（如温度-200℃）C.对所有数据进行深度学习训练D.忽略时间戳信息答案：B16.工业物联网（IIoT）中，时间敏感网络（TSN）的主要作用是？A.提升网络带宽B.保证确定性延迟（μs级）C.简化设备配置D.降低功耗答案：B17.某智能养殖系统需监测猪舍内CO₂浓度（阈值1500ppm），当超过阈值时触发通风，该功能属于物联网的？A.数据采集B.智能控制C.数据存储D.数据传输答案：B18.关于MEMS（微机电系统）传感器，以下描述正确的是？A.体积大、成本高B.仅能测量单一物理量（如加速度）C.可集成多传感器（如加速度+陀螺仪）D.无法与无线芯片集成答案：C19.物联网平台的“设备影子（DeviceShadow）”功能主要用于？A.存储设备实时位置B.记录设备历史数据C.同步设备状态与云端缓存D.模拟设备故障场景答案：C20.以下哪项是物联网“泛在连接”特征的典型体现？A.仅支持固定IP设备接入B.人、机、物通过多种网络无缝连接C.所有设备必须使用5G通信D.设备只能与特定网关通信答案：B二、填空题（共10题，每题2分，共20分）1.物联网感知层的核心功能是______和______物理世界的信息。（答案：采集、识别）2.NB-IoT技术的典型上行速率为______kbps，适合小数据量传输。（答案：50-250）3.MQTT协议的默认端口号是______，其通信模式为______。（答案：1883、发布-订阅）4.物联网数据的“三维特征”包括______、______和______。（答案：海量性、多源性、实时性）5.工业物联网中，OPCUA协议的主要作用是______。（答案：实现不同厂商设备的互操作性）6.蓝牙5.3的最大传输速率约为______Mbps，支持______（短/长）距离通信。（答案：2、长）7.物联网边缘计算节点的典型部署位置是______和______。（答案：设备端、网关）8.数字孪生技术在物联网中的应用本质是通过______映射物理实体的全生命周期。（答案：虚拟模型）9.物联网安全的“三要素”是______、______和______。（答案：机密性、完整性、可用性）10.5G物联网切片技术通过______隔离不同业务场景的网络资源。（答案：逻辑）三、简答题（共5题，每题8分，共40分）1.简述物联网感知层中“多传感器融合”的意义及典型应用场景。答案：多传感器融合通过整合不同类型传感器（如温度、湿度、加速度）的数据，提高感知准确性和鲁棒性，弥补单一传感器的局限性。典型场景包括自动驾驶（摄像头+激光雷达+毫米波雷达融合定位）、智慧医疗（心率+血压+血氧传感器联合健康监测）、工业设备预测性维护（振动+温度+电流传感器综合故障诊断）。2.比较LoRaWAN与NB-IoT在技术特点和适用场景上的差异。答案：技术特点：LoRaWAN采用扩频技术，工作在非授权频段（如433MHz/868MHz），传输距离5-15公里，支持星型网络；NB-IoT基于蜂窝网络（授权频段），依赖基站部署，传输距离3-10公里，支持广覆盖。适用场景：LoRaWAN适合私有网络、分散区域（如农村、山区）的低功耗设备（如环境监测）；NB-IoT适合运营商公共网络、城市密集区域的规模化设备（如智能水表、烟感）。3.说明物联网数据预处理的主要步骤及其目的。答案：步骤包括：（1）数据清洗：去除噪声、缺失值、异常值（如温度-300℃），保证数据质量；（2）数据集成：合并多源传感器数据（如将温湿度与光照数据关联），解决格式冲突；（3）数据变换：标准化（如将电压值转换为温度值）、归一化（统一量纲），便于后续分析；（4）数据规约：通过降维（如主成分分析）或采样，减少数据量，提升处理效率。目的是为上层分析（如机器学习）提供高质量、高可用性的输入。4.分析工业物联网（IIoT）中“端-边-云”协同架构的优势。答案：（1）端侧（设备）：实时采集数据并执行简单控制（如设备自检），降低延迟；（2）边缘侧（网关/边缘服务器）：本地处理关键数据（如设备异常检测），减少云端传输压力，保障工业场景的实时性（ms级响应）；（3）云端（数据中心）：存储全量数据，进行全局分析（如产线优化）和模型训练（如预测性维护模型）。协同后，既满足工业控制的实时性需求，又通过云端实现全局优化，降低网络带宽和存储成本。5.列举物联网设备身份认证的三种常见方法，并说明其适用场景。答案：（1）预共享密钥（PSK）：设备出厂时预置密钥，与平台协商认证。适用于小规模、静态设备（如家庭智能插座）；（2）数字证书（X.509）：设备持有CA颁发的证书，通过公钥加密验证身份。适用于高安全要求场景（如医疗设备、工业控制终端）；（3）动态令牌（如TOTP）：基于时间同步生成一次性密码。适用于需频繁认证的移动设备（如物流追踪标签）。四、综合应用题（共2题，每题20分，共40分）1.设计一个“智慧农业大棚物联网系统”，要求：（1）画出系统架构图（文字描述即可）；（2）说明各层的核心组件及功能；（3）列举至少3个关键技术点及选择理由。答案：（1）系统架构：感知层→网络层→边缘层→应用层。（2）各层组件及功能：-感知层：土壤湿度传感器（电容式，0-100%RH）、空气温湿度传感器（SHT30，精度±0.3℃）、光照传感器（BH1750，0-65535lux）、二氧化碳传感器（MH-Z19B，0-5000ppm）、执行器（电动卷帘、滴灌电磁阀）。功能：采集环境数据，执行控制指令。-网络层：LoRa网关（集中器），将传感器数据通过LoRa（433MHz）汇总，经4G/5G上传至边缘服务器；部分设备通过ZigBee（2.4GHz）短距通信接入网关。功能：实现设备与边缘层的可靠连接。-边缘层：部署在大棚附近的边缘服务器，运行边缘计算平台（如华为IEF）。功能：实时处理数据（如当土壤湿度<30%时触发滴灌），过滤无效数据（如重复上报的相同值），本地存储关键日志（最近7天的环境数据）。-应用层：农业管理平台（Web/APP），集成数据可视化（折线图显示温湿度变化）、智能决策（基于历史数据推荐施肥时间）、远程控制（手机端手动开关卷帘）。（3）关键技术点及理由：-多传感器融合：单一传感器可能误报（如湿度传感器故障），融合温湿度、光照数据可更准确判断作物需水状态；-LoRa+ZigBee混合组网：LoRa覆盖广（大棚间距大），ZigBee适合短距密集设备（如同一大棚内的多个传感器），降低综合成本；-边缘实时控制：若依赖云端决策，网络延迟可能导致滴灌不及时（如延迟5秒可能错过最佳灌溉时间），边缘侧直接处理可保证ms级响应。2.某企业部署了一套“智能家居物联网系统”，包含智能门锁、摄像头、空调、灯光等设备，均通过Wi-Fi接入家庭网关，再连接至云端平台。请分析该系统可能面临的安全风险，并提出至少4项防护措施。答案：安全风险：（1）设备身份伪造：攻击者仿冒合法设备（如伪造智能门锁的MAC地址），骗取网关信任，非法接入网络；（2）数据泄露：传输过程中未加密（如使用未加密的HTTP协议），导致用户隐私（如家庭成员作息时间）被截获；（3）拒绝服务攻击（DoS）：攻击者向网关发送大量伪造请求，耗尽带宽或计算资源，导致设备无法响应（如门锁无法远程解锁）；（4）固件漏洞利用：设备固件存在未修复的漏洞（如缓冲区溢出），攻击者通过OTA升级植入恶意代码，控制设备（如远程开启摄像头）；（5）弱密码攻击：用户设置简单密码（如“123456”），攻击者暴力破解后控制设备（如修改空调温度）。防护措施：（1）强化设备身份认证：采用数字证书（如X.509）或动态令牌（TOTP），设备接入时需提供唯一证书或实时生成的验证码，防止伪造；（2）加密数据传输：端到端使用TLS1.3协议加密（取代HTTP），敏感数据（如门锁密码）采用AES-