2026年物联网终端开发试题及编程实操指引含答案

2026年物联网终端开发试题及编程实操指引含答案一、单选题（共10题，每题2分，合计20分）1.在物联网终端开发中，以下哪种通信协议最适合用于低功耗广域网（LPWAN）场景？A.Wi-FiB.BluetoothLowEnergy(BLE)C.LoRaWAND.Zigbee2.以下哪种传感器常用于智能家居环境监测，用于检测室内二氧化碳浓度？A.温湿度传感器（DHT11）B.光照传感器（BH1750）C.CO₂传感器（MQ-135）D.压力传感器（MPX501DP）3.在嵌入式Linux系统中，以下哪个命令用于查看设备节点（如串口、USB设备）？A.`ipconfig`B.`ls/dev`C.`netstat`D.`ifconfig`4.以下哪种加密算法常用于物联网设备的安全通信（如MQTT协议）？A.AES-256B.RSA-4096C.DESD.MD55.在使用STM32开发物联网终端时，以下哪种外设常用于实现低功耗模式？A.ADC（模数转换器）B.RTC（实时时钟）C.UART（通用异步收发器）D.SPI（串行外设接口）6.以下哪种云平台最适合用于工业物联网（IIoT）数据采集与分析？A.AWSIoTCoreB.GoogleCloudIoTC.AzureIoTHubD.Alloftheabove7.在物联网终端开发中，以下哪种技术用于设备间的近距离无线通信？A.NB-IoTB.RFIDC.ZigbeeD.5G8.以下哪种编程语言常用于嵌入式物联网开发（如ESP32）？A.JavaB.PythonC.C/C++D.JavaScript9.在物联网终端的固件更新（OTA）过程中，以下哪种协议常用于文件传输？A.HTTPB.FTPC.MQTTD.CoAP10.以下哪种技术用于物联网终端的边缘计算，以减少数据传输延迟？A.EdgecomputingB.CloudcomputingC.雾计算（Fogcomputing）D.5G网络二、多选题（共5题，每题3分，合计15分）1.在物联网终端开发中，以下哪些传感器属于环境监测类？A.温湿度传感器B.光照传感器C.振动传感器D.CO₂传感器E.压力传感器2.在使用MQTT协议进行物联网通信时，以下哪些角色是常见的？A.Broker（代理）B.Client（客户端）C.Topic（主题）D.QualityofService(QoS)E.Authentication（认证）3.在嵌入式Linux系统中，以下哪些命令用于网络配置？A.`ip`B.`ifconfig`C.`netstat`D.`ping`E.`iwconfig`4.在物联网终端的硬件设计中，以下哪些技术常用于低功耗设计？A.RTC（实时时钟）B.功耗管理单元（PMU）C.低功耗蓝牙（BLE）D.ADC（模数转换器）E.睡眠模式（Sleepmode）5.在使用STM32开发物联网终端时，以下哪些外设常用于数据通信？A.UARTB.SPIC.I2CD.CANE.USB三、简答题（共5题，每题5分，合计25分）1.简述LoRaWAN和Zigbee在物联网通信中的主要区别。2.解释什么是MQTT协议，并说明其在物联网通信中的优势。3.描述在嵌入式Linux系统中，如何配置串口用于设备通信。4.简述物联网终端开发中，固件更新（OTA）的流程。5.解释什么是边缘计算，并说明其在物联网中的应用场景。四、编程实操题（共3题，每题10分，合计30分）题目1：使用C语言开发STM32终端，实现温湿度传感器（DHT11）数据读取并打印到串口-硬件环境：STM32F103C8T6开发板，DHT11温湿度传感器-要求：1.使用HAL库实现DHT11数据读取。2.将读取的温湿度数据通过串口打印到控制台。3.代码需包含必要的初始化和错误处理。题目2：使用Python开发MQTT客户端，实现向MQTT服务器发布和订阅消息-硬件环境：树莓派，MQTT服务器（如Mosquitto）-要求：1.使用`paho-mqtt`库实现MQTT客户端。2.客户端需连接到MQTT服务器（地址：``，端口：`1883`）。3.发布消息到主题`sensor/data`，内容为`{"temperature":25,"humidity":60}`。4.订阅主题`sensor/command`，并打印接收到的消息。题目3：使用Arduino开发ESP32终端，实现蓝牙连接并控制LED灯-硬件环境：ESP32开发板，HC-05蓝牙模块，LED灯-要求：1.使用ArduinoIDE开发，实现蓝牙连接。2.通过蓝牙接收字符串指令（如`"ON"`或`"OFF"`），控制LED灯的开关。3.代码需包含蓝牙初始化和指令解析逻辑。答案及解析一、单选题答案及解析1.C.LoRaWAN解析：LoRaWAN是专为低功耗广域网设计的通信协议，适用于远距离、低速率的物联网场景。Wi-Fi和Zigbee适用于短距离通信，BluetoothLowEnergy（BLE）适用于低功耗近距离通信。2.C.CO₂传感器（MQ-135）解析：MQ-135传感器常用于检测室内二氧化碳浓度，广泛应用于智能家居环境监测。其他选项中，DHT11用于温湿度监测，BH1750用于光照监测，MPX501DP用于压力监测。3.B.`ls/dev`解析：在Linux系统中，`ls/dev`命令用于查看设备节点，如串口（/dev/ttyUSB0）、USB设备（/dev/sda）等。`ipconfig`和`ifconfig`是Windows/Linux的网络配置命令，`netstat`用于查看网络连接。4.A.AES-256解析：AES-256是一种对称加密算法，常用于物联网设备的安全通信，如MQTT协议中的消息加密。RSA-4096是一种非对称加密算法，DES是较旧的安全协议，MD5是哈希算法，不适用于加密。5.B.RTC（实时时钟）解析：RTC常用于实现低功耗模式，可让设备在非活动时间进入睡眠状态，按需唤醒进行数据采集或通信。其他选项中，ADC、UART和SPI是数据采集和通信外设。6.D.Alloftheabove解析：AWSIoTCore、GoogleCloudIoT和AzureIoTHub都是主流的工业物联网云平台，提供设备管理、数据采集和分析功能。7.B.RFID解析：RFID（射频识别）是一种近距离无线通信技术，常用于门禁、物流等场景。NB-IoT和Zigbee是低功耗广域网技术，5G是高速移动网络技术。8.C.C/C++解析：C/C++是嵌入式物联网开发中最常用的编程语言，因其高效性和对硬件的直接控制能力。Java和JavaScript主要用于服务器端或Web开发，Python虽可用于嵌入式，但性能不如C/C++。9.A.HTTP解析：HTTP协议常用于OTA固件更新中的文件传输，因其广泛支持和高可靠性。FTP和MQTT也可用于文件传输，但HTTP更适用于大文件更新。CoAP是轻量级协议，不适用于大文件传输。10.A.Edgecomputing解析：边缘计算在物联网终端附近处理数据，减少数据传输延迟，适用于实时性要求高的场景。云计算和雾计算是分布式计算技术，5G网络是通信技术。二、多选题答案及解析1.A.温湿度传感器,B.光照传感器,D.CO₂传感器解析：温湿度传感器、光照传感器和CO₂传感器属于环境监测类。振动传感器和压力传感器属于物理监测类。2.A.Broker（代理）,B.Client（客户端）,E.Authentication（认证）解析：MQTT协议中，Broker是消息中转站，Client是设备端，Authentication用于安全连接。Topic和QoS是协议参数，不属于角色。3.A.`ip`,B.`ifconfig`,D.`ping`,E.`iwconfig`解析：`ip`和`ifconfig`用于网络配置，`ping`用于测试网络连通性，`iwconfig`用于无线网络配置。`netstat`用于查看网络连接。4.A.RTC（实时时钟）,B.功耗管理单元（PMU）,C.低功耗蓝牙（BLE）,E.睡眠模式（Sleepmode）解析：RTC、PMU、BLE和睡眠模式都是低功耗设计技术。ADC是数据采集外设，不直接用于低功耗设计。5.A.UART,B.SPI,C.I2C,D.CAN解析：UART、SPI、I2C和CAN都是常用的数据通信外设。USB也用于数据传输，但在此题中未列出。三、简答题答案及解析1.LoRaWAN和Zigbee的主要区别-覆盖范围：LoRaWAN适用于远距离（几公里），Zigbee适用于短距离（几十米）。-速率：LoRaWAN低速率（几百kbps），Zigbee中速率（250kbps）。-功耗：LoRaWAN超低功耗，适用于电池供电，Zigbee功耗较高。-应用场景：LoRaWAN适用于智慧城市、农业等大范围场景，Zigbee适用于智能家居。2.MQTT协议及其优势-MQTT是一种轻量级发布/订阅消息传输协议，适用于资源受限的物联网设备。-优势：低带宽消耗、低功耗、高可靠性（支持QoS）、灵活的发布/订阅模式。3.在嵌入式Linux系统中配置串口1.加载串口驱动（如`stty-F/dev/ttyUSB0`）。2.配置串口参数（如`stty96008N1`，表示9600波特率、8数据位、无校验、1停止位）。3.打开串口文件（如`cat/dev/ttyUSB0`或使用`nc`）。4.固件更新（OTA）流程1.设备检测到新固件版本。2.从云平台下载固件文件。3.校验固件完整性（如MD5或SHA256）。4.备份旧固件（可选）。5.安装新固件并重启设备。5.边缘计算及其应用场景-边缘计算在物联网终端附近处理数据，减少延迟和带宽压力。-应用场景：自动驾驶、工业自动化、实时视频分析、智能家居。四、编程实操题答案及解析题目1：STM32终端读取DHT11数据并打印到串口（C语言）cinclude"stm32f1xx_hal.h"include"dht11.h"intmain(void){HAL_Init();SystemClock_Config();UART_Init();DHT11_Init();while(1){if(DHT11_Read(&temperature,&humidity)==DHT11_OK){charbuf[50];snprintf(buf,sizeof(buf),"Temp:%.2f°C,Hum:%.2f%%\n",temperature,humidity);HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t)buf,strlen(buf),1000);}else{HAL_UART_Transmit(&huart1,(uint8_t)"ReadError\n",12,1000);}HAL_Delay(2000);}}解析：代码初始化串口和DHT11传感器，循环读取温湿度数据并打印到串口。题目2：树莓派MQTT客户端发布和订阅消息（Python）pythonimportpaho.mqtt.clientasmqttclient=mqtt.Client()client.connect("",1883)发布消息payload='{"temperature":25,"humidity":60}'client.publish("sensor/data",payload)订阅消息client.on_message=lambdaself,msg:print(f"Received`{msg.payload}`from`{msg.topic}`")client.subscribe("sensor/command")client.loop_forever()解析：代码连接MQTT服务器，发布消息到`sensor/data`，订阅`sensor/command`并打印接收到的消息。题目3：ESP32蓝牙控制LED灯（Arduino）cppinclude<BLEDevice.h>include<BLEServer.h>include<BLEUtils.h>BLEServerpServer=BLEServer::createServer();BLECharacteristicpCharacteristic;constcharserviceUUID="4fafc201-1fb5-459e-8b5b-a222ff8eb76e";constcharcharUUID="beb548c1-f393-e0a9-e50e-436fb5cfed8b";voidsetup(){pinMode(LED_BUILTIN,OU