2025年物联网工程师考试试题及答案

2025年物联网工程师考试试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.以下哪种技术属于物联网感知层的核心组件？A.5G基站B.MQTT协议C.温湿度传感器D.边缘计算服务器答案：C2.LoRaWAN网络中，终端设备与网关之间的通信采用的调制方式是？A.FSKB.CSS（扩频调制）C.OFDMD.GFSK答案：B3.物联网应用中，MQTT协议的“保留消息”功能主要用于？A.保证消息传输的实时性B.当新订阅者连接时，立即接收最新状态C.防止消息被重复发送D.加密传输过程中的敏感数据答案：B4.工业物联网场景中，为实现设备状态的毫秒级响应，最适合的通信技术是？A.NB-IoTB.以太网TSN（时间敏感网络）C.LoRaD.蓝牙Mesh答案：B5.以下哪项不属于物联网数据预处理的常见操作？A.数据去重B.特征提取C.加密存储D.异常值检测答案：C6.某智慧物流场景需要追踪跨区域运输的货物位置，且终端设备需支持5年以上续航，最合理的定位技术选择是？A.GPSB.蓝牙AOAC.北斗短报文D.蜂窝网络定位（如ECID）答案：C（注：北斗短报文在无信号区域可通信，且低功耗）7.物联网边缘计算节点的核心优势是？A.降低云端计算成本B.减少数据传输延迟C.提升数据存储容量D.简化终端设备设计答案：B8.以下哪种攻击方式主要针对物联网设备的固件漏洞？A.DDoS攻击B.固件破解（FirmwareExploitation）C.SIM卡克隆D.中间人攻击答案：B9.在ZigBee网络中，协调器（Coordinator）的主要功能是？A.扩展网络覆盖范围B.管理网络拓扑和地址分配C.执行数据加密D.存储历史数据答案：B10.物联网平台的“设备影子（DeviceShadow）”功能主要用于？A.模拟设备运行状态供测试B.存储设备的实时状态与期望状态C.实现设备的远程控制D.记录设备的通信日志答案：B11.以下哪项是窄带物联网（NB-IoT）的典型技术指标？A.峰值速率100MbpsB.连接密度10万个/平方公里C.传输延迟小于10msD.工作频段5GHz答案：B12.物联网终端设备的低功耗设计中，“深度睡眠模式”主要通过哪种方式降低能耗？A.关闭大部分硬件模块，仅保留唤醒接口B.降低CPU运行频率C.减少数据传输量D.使用更高效的编码协议答案：A13.数字孪生在工业物联网中的核心应用是？A.实现设备的远程监控B.构建物理实体的虚拟映射并实时交互C.优化供应链管理D.提升设备的制造精度答案：B14.以下哪种传感器适用于检测液体泄漏？A.红外传感器B.电容式湿度传感器C.振动传感器D.电导率传感器答案：D15.物联网安全体系中，“零信任架构”的核心原则是？A.默认信任内部网络设备B.对所有访问请求进行持续验证C.仅通过物理隔离保障安全D.依赖单一认证机制答案：B二、填空题（每题2分，共20分）1.物联网三层架构中，负责数据传输的是______层。答案：网络2.蓝牙5.0的最大传输速率为______Mbps。答案：23.MQTT协议的QoS（服务质量）等级共有______个级别。答案：3（0、1、2级）4.窄带物联网（NB-IoT）的信道带宽为______kHz。答案：1805.物联网数据处理的三个阶段通常包括感知采集、______和分析应用。答案：传输存储（或边缘处理）6.ZigBee协议栈的物理层和MAC层基于______标准。答案：IEEE802.15.47.工业物联网中，OPCUA协议主要用于解决______问题。答案：设备与系统间的互操作性8.物联网终端的eSIM（嵌入式SIM）技术最大优势是______。答案：无需物理卡，支持远程配置9.低功耗广域网（LPWAN）中，______技术更适合高延迟、低速率的海量连接场景。答案：NB-IoT（或LoRa，需根据具体场景判断，此处以NB-IoT为例）10.物联网安全中，“端到端加密”的密钥管理通常采用______模式。答案：对称加密（或非对称，需结合具体协议，此处以对称为例）三、简答题（每题8分，共40分）1.简述LoRa与NB-IoT在物联网场景中的适用差异。答案：LoRa（长距离无线电）基于非授权频段，部署灵活，适合小范围、自定义网络（如园区、农场），传输速率低但覆盖广（10-20公里），终端成本较低；NB-IoT基于授权频段（蜂窝网络），依赖运营商基础设施，适合大范围、公共网络（如城市抄表、物流追踪），连接密度高（10万/平方公里），但部署受运营商覆盖限制。两者均低功耗，但LoRa更适合私有场景，NB-IoT更适合公共大规模连接。2.说明MQTT协议在物联网通信中的主要优势。答案：①轻量级：协议开销小（固定报头仅2字节），适合低带宽、低计算能力的终端；②发布/订阅模式：支持一对多通信，降低设备间耦合；③QoS分级：支持0（尽力而为）、1（至少一次）、2（恰好一次）的消息传输质量，适应不同可靠性需求；④保留消息与遗嘱消息：保留消息可让新订阅者获取最新状态，遗嘱消息用于设备离线时通知平台，提升系统健壮性。3.边缘计算与云计算在物联网系统中如何协同？请举例说明。答案：边缘计算负责终端侧的实时处理（如工业设备的毫秒级数据过滤、异常检测），减少数据上传量；云计算负责全局数据的存储、分析与长期决策（如设备集群的预测性维护模型训练）。例如，智慧工厂中，边缘节点对传感器数据进行实时滤波和阈值判断，仅将异常数据上传云端；云端基于多设备数据训练故障预测模型，再将模型下发边缘节点用于本地推理，形成“边缘实时处理+云端全局优化”的协同模式。4.物联网数据脱敏的常用方法有哪些？请列举并简要说明。答案：①匿名化：通过哈希（如MD5、SHA-256）对敏感字段（如手机号）进行不可逆转换；②泛化：将精确数据模糊化（如将“25岁”改为“20-30岁”）；③替换：用虚构值替代真实数据（如将“身份证号”替换为“”）；④脱敏规则库：预设规则对特定字段（如地址中的门牌号）进行部分隐藏（如“北京市朝阳区XX号”）；⑤差分隐私：在数据中添加随机噪声，保证个体信息不可追溯的同时保留整体统计特征。5.5G的mMTC（海量机器类通信）场景针对物联网的关键技术特性有哪些？答案：①超大连接密度：支持100万个设备/平方公里，满足海量终端接入需求；②低功耗设计：通过eDRX（扩展不连续接收）、PSM（省电模式）延长终端续航（可达10年）；③低成本终端：简化协议栈（如减少信令交互），降低芯片和模块成本；④覆盖增强：采用重复传输、功率提升等技术，实现比4G更深的覆盖（如地下20米）；⑤切片支持：通过网络切片隔离mMTC流量，保障其他业务（如eMBB）的性能。四、综合应用题（每题15分，共30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）说明感知层、网络层、平台层、应用层的技术选型及设计要点；（3）提出至少2项关键优化措施。答案：（1）系统架构：感知层（传感器节点）→网络层（网关+通信网络）→平台层（物联网平台）→应用层（管理APP/Web端）。（2）各层设计：感知层：选择温湿度传感器（SHT30）、土壤墒情传感器（FDR原理）、光照传感器（BH1750）、CO₂传感器（NDIR原理）；需防水防尘（IP65），支持低功耗（AA电池供电，续航2年），集成MCU实现数据本地缓存。网络层：短距离采用ZigBee（2.4GHz，星型拓扑，网关收集数据）；长距离（到云端）选择NB-IoT（依赖运营商网络，支持广覆盖）或LoRa（自建基站，适合偏远农场）；网关需支持多协议转换（ZigBee→MQTT）。平台层：选用阿里云IoT平台或华为云IoTDA，支持设备接入管理、规则引擎（如温湿度超阈值触发告警）、数据存储（时序数据库）、API开放（供应用层调用）。应用层：开发手机APP，实现实时数据可视化（图表）、自动控制（如超温自动开风机）、历史数据查询（近30天趋势）、告警推送（短信/APP通知）。（3）关键优化：①功耗优化：传感器采用“定时唤醒+休眠”模式（如每30分钟采集1次），网关启用PSM省电模式，降低整体能耗；②数据优化：边缘端（网关）预处理数据（去重、滤波），仅上传有效数据（如异常值或变化超过阈值的数据），减少网络流量和存储成本；③可靠性优化：采用双通信链路（LoRa+4G），当主链路故障时自动切换，保障数据不丢失。2.某制造企业计划部署工业物联网（IIoT）系统，目标是实现设备预测性维护。请设计技术方案，要求包含：（1）数据采集对象与传感器选型；（2）数据传输与处理流程；（3）预测模型的构建与应用方式。答案：（1）数据采集对象与传感器：对象：数控机床（主轴、刀具）、工业机器人（关节、伺服电机）、空压机（气缸、轴承）。传感器选型：振动传感器（加速度计，量程±50g，采样率10kHz，用于检测设备异常振动）、温度传感器（PT100，精度±0.5℃，监测电机发热）、电流传感器（霍尔式，监测电机负载）、声发射传感器（检测刀具磨损的高频信号）。（2）数据传输与处理流程：采集：传感器通过工业总线（如ModbusRTU、Profinet）将数据传输至边缘控制器（如研华UNO系列）；边缘处理：边缘控制器对数据进行时域分析（均方根值、峰值）、频域分析（FFT变换，识别特征频率），提取振动幅值、温度变化率等特征，过滤噪声数据；传输：通过MQTT协议将预处理后的特征数据上传至工业云平台（如西门子MindSphere）；云端处理：平台存储全量历史数据，利用机器学习算法（如LSTM、随机森林）训练故障预测模型（输入：振动特征、温度、电流