2025年物联网综合测试题及答案

2025年物联网综合测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.2025年某智慧城市项目中，需部署覆盖半径10公里、单基站支持10万+连接、功耗低于5mW的物联网终端，最适宜选择的通信技术是（）A.ZigBeeB.Wi-Fi6C.NB-IoTD.UWB2.以下不属于物联网边缘计算节点典型功能的是（）A.实时数据过滤B.本地决策执行C.海量数据长期存储D.轻量级AI推理3.2025年主流物联网操作系统中，支持RISC-V架构、具备硬实时特性且开源的是（）A.FreeRTOSB.ZephyrC.AliOSThingsD.RT-Thread4.某工业物联网场景需实现设备间微秒级同步，应优先采用的时间同步协议是（）A.NTPB.PTP（IEEE1588）C.CoAPD.MQTT5.针对物联网终端资源受限问题，2025年广泛应用的轻量级加密算法是（）A.AES-256B.SM4C.ChaCha20D.RSA-20486.以下属于物联网数据“脏数据”主要来源的是（）A.传感器老化导致的漂移误差B.5G基站的信号衰减C.云服务器的负载均衡D.边缘节点的算力波动7.2025年某智慧物流项目中，需对高速移动（80km/h）的集装箱进行实时定位，定位精度要求±0.5米，最合理的技术组合是（）A.GPS+惯性导航B.UWB+蓝牙AOAC.5GNR定位+IMUD.北斗短报文+RFID8.工业物联网中“数字孪生体”的核心构建要素不包括（）A.物理实体的多维度数据采集B.基于机理模型与数据驱动的仿真C.云端与边缘的实时交互D.实体设备的硬件冗余备份9.以下符合2025年物联网IPv6部署要求的是（）A.终端仅支持IPv4/IPv6双栈B.采用6LoWPAN协议实现低功耗无线IPv6传输C.核心网保留NAT444过渡方案D.边缘网关仅处理IPv4到IPv6的协议转换10.某智能家居设备需通过语音指令控制，为降低云端依赖并提升响应速度，应在终端集成的关键技术是（）A.大语言模型（LLM）推理B.端侧语音识别（ASR）与自然语言处理（NLP）C.5G低时延切片D.边缘节点的语音转文本服务11.2025年物联网安全领域，针对“设备伪造攻击”的主要防御措施是（）A.部署入侵检测系统（IDS）B.采用硬件安全模块（HSM）实现设备身份认证C.加密传输所有传感器数据D.定期更新边缘节点的防火墙规则12.以下属于物联网“雾计算”与“边缘计算”核心差异的是（）A.雾计算更强调分布式节点的广域覆盖B.边缘计算仅部署在设备近端C.雾计算不支持实时数据处理D.边缘计算必须依赖云平台13.某农业物联网项目需监测土壤pH值、电导率（EC）、温度三参数，最合理的传感器选型组合是（）A.玻璃电极pH传感器+电流型EC传感器+热电偶B.固态pH传感器+电压型EC传感器+RTDC.离子选择性电极pH传感器+电容型EC传感器+热敏电阻D.光电式pH传感器+电感型EC传感器+红外测温14.2025年物联网终端芯片设计中，为降低功耗并支持AI功能，主流采用的技术是（）A.14nm工艺+GPU加速B.7nm工艺+NPU专用核C.28nm工艺+CPU多核D.5nm工艺+FPGA可编程逻辑15.以下符合“物联网数据主权”原则的实践是（）A.所有传感器数据默认上传至跨国云平台B.本地边缘节点存储原始数据，仅上传经过脱敏的聚合数据C.用户无法查询个人设备产生的具体数据D.设备厂商保留对用户数据的绝对控制权二、填空题（每空1分，共20分）1.物联网三层架构中，感知层的核心功能是__________，网络层的关键技术包括__________和__________，应用层的典型支撑技术是__________。2.LPWAN技术中，NB-IoT基于__________标准，主要优势是__________；LoRa基于__________调制技术，适合__________场景。3.2025年物联网终端常用的低功耗唤醒机制包括__________（如GPS辅助唤醒）和__________（如传感器阈值触发）。4.工业物联网中的“TSN（时间敏感网络）”主要解决__________问题，其核心机制是__________和__________。5.物联网安全的“零信任模型”要求__________，典型实现技术包括__________和__________。6.数字孪生在智慧城市中的应用场景包括__________、__________和__________（列举3类）。7.2025年主流物联网数据平台需支持__________（如时序数据库）、__________（如流式计算）和__________（如联邦学习）功能。三、简答题（每题8分，共40分）1.对比分析NB-IoT与LoRa在覆盖范围、连接密度、功耗、抗干扰性方面的差异，并说明各自适用的典型场景。2.阐述边缘计算在物联网中的核心作用，结合2025年技术进展，说明边缘节点需具备的新增能力（如AI推理、安全增强等）。3.描述物联网数据从感知层到应用层的典型处理流程，指出各环节的关键技术（如数据采集、传输、存储、分析）。4.分析物联网面临的“设备侧安全威胁”（如固件篡改、拒绝服务攻击），并提出至少3种针对性防御措施。5.2025年“AIoT（人工智能+物联网）”深度融合背景下，说明终端设备、边缘节点、云端的分工模式，并举例说明其在智慧医疗中的应用。四、案例分析题（10分）某企业计划在长三角地区部署“智能电网配变监测系统”，需监测10000台配电变压器的运行状态（电压、电流、温度、局放信号），要求实时性（5秒内报警）、低功耗（终端续航≥5年）、高可靠性（通信中断时本地存储7天数据）。请设计系统架构（画出简化框图），选择通信技术（说明理由），规划数据处理流程，并提出关键安全措施。答案一、单项选择题1.C2.C3.B4.B5.C6.A7.C8.D9.B10.B11.B12.A13.B14.B15.B二、填空题1.信息采集与感知；蜂窝网络（如5GRedCap）；非蜂窝LPWAN（如NB-IoT）；大数据分析与AI应用2.3GPP；与现有移动网络共站部署；扩频（CSS）；广域低速率；3.外部触发（如基站信令唤醒）；内部触发（如传感器数据超阈值唤醒）4.工业网络的确定性传输；时间分片（TimeSlicing）；优先级调度5.持续验证访问请求的合法性；软件定义边界（SDP）；零信任网络访问（ZTNA）6.交通流量仿真；建筑能耗优化；应急救援模拟7.多源数据融合；实时事件处理；隐私保护计算三、简答题1.差异：-覆盖范围：NB-IoT利用运营商蜂窝网络，覆盖半径10-30km；LoRa依赖专用网关，覆盖半径5-15km（视距）。-连接密度：NB-IoT单基站支持10万+连接；LoRa单网关支持约5000-2万连接（取决于速率）。-功耗：NB-IoT终端平均功耗5-10mW（PSM模式下更低）；LoRa终端功耗8-15mW（长距离传输时更高）。-抗干扰性：NB-IoT工作在授权频段（如800/900MHz），干扰少；LoRa工作在非授权频段（如470MHz），需应对同频段其他设备干扰。适用场景：NB-IoT适合运营商覆盖良好的城市公共事业（如智能水表、路灯）；LoRa适合偏远地区或私有网络（如农田监测、矿区设备）。2.核心作用：降低云端带宽压力、缩短响应时间、支持本地决策。2025年新增能力：-AI推理：集成轻量级NPU，支持端侧目标检测（如工业视觉缺陷识别）。-安全增强：内置硬件安全引擎（如国密SM3/SM4），支持设备身份动态认证。-多协议兼容：支持5GRedCap、Wi-Fi7、BluetoothLE5.4等多模通信，适应异构网络。-边缘自治：断网时通过本地存储与规则引擎维持系统运行（如配电网故障时自动切换备用电源）。3.处理流程及关键技术：-感知层：通过传感器（如MEMS加速度计、电化学气体传感器）采集数据，关键技术是低功耗采样（如Δ-Σ调制）与数据压缩（如差分编码）。-传输层：通过LPWAN（如NB-IoT）或短距无线（如Zigbee3.0）传输，关键技术是协议适配（如6LoWPAN）与信道纠错（如LDPC编码）。-边缘层：进行数据清洗（剔除异常值）、特征提取（如FFT分析振动频率），关键技术是实时数据库（如InfluxDB）与边缘计算框架（如KubeEdge）。-应用层：通过大数据平台（如Hadoop）或AI模型（如LSTM预测）分析，关键技术是时序数据挖掘与可视化（如Grafana）。4.设备侧安全威胁及防御：-固件篡改：攻击者通过物理接触或远程漏洞修改终端固件，植入恶意代码。防御措施：启用固件签名（如PKI证书验证）、定期OTA安全升级、硬件级防篡改（如熔丝熔断保护）。-拒绝服务（DoS）攻击：通过大量伪造请求耗尽终端资源（如电池、计算能力）。防御措施：实施流量过滤（边缘节点部署轻量级IDS）、采用动态IP分配（减少攻击目标暴露）、限制单设备最大连接数。-传感器欺骗：伪造虚假传感器数据（如温度异常值）误导系统。防御措施：部署多传感器交叉验证（如同时采集温度与红外热像）、使用加密传感器（如支持SM9的可信传感器）。5.AIoT分工模式：-终端设备：负责低复杂度AI任务（如语音唤醒词检测、简单图像分类），采用轻量级模型（如MobileNet），降低功耗与延迟。-边缘节点：处理中复杂度任务（如医疗影像初步分析、患者生命体征趋势预测），使用中等规模模型（如ResNet-18），支持本地决策（如异常心跳报警）。-云端：执行高复杂度任务（如疑难病例AI辅助诊断、大规模医疗数据训练），利用大模型（如GPT-4医疗版）与高性能计算资源。智慧医疗应用示例：智能手环（终端）实时采集心率、血压数据，通过边缘节点的LSTM模型预测心律失常风险，若风险超阈值则上传云端，由大模型结合电子病历提供诊断建议，最终通过终端提醒用户就医。四、案例分析题系统架构：感知层（配电变压器）→终端节点（集成电压/电流传感器、温度传感器、局放传感器，内置低功耗MCU+NPU）→通信层（NB-IoT/Cat-M1为主，关键节点补充LoRa备份）→边缘网关（部署在变电站，支持数据缓存、清洗、本地规则引擎）→云端平台（时序数据库+AI分析模块+可视化界面）。通信技术选择：主用NB-IoT：利用运营商现网覆盖，支持10万+连接密度，满足长三角地区高节点部署需求；终端功耗低（PSM模式下续航5年），符合要求。备用LoRa：在NB-IoT信号弱的偏远变电站（如山区）部署，通过专用网关回传，确保通信可靠性。数据处理流程：1.终端每10秒采集原始数据（电压、电流等），通过NPU进行异常检测（如电流突增≥20%标记为可疑）。2.正常数据压缩后每30秒上传NB-IoT；可疑数据立即上传，并触发边缘网关1秒级响应。3.边缘网关接收数据后，调用本地规则库（如温度＞85℃报警），若确认异常则向运维人员发送短信/APP通知；同时将