2025年物联网安装调试员设备组网方案设计与实施实战试题附答案

2025年物联网安装调试员设备组网方案设计与实施实战试题附答案一、单选题（每题2分，共20分）1.在Zigbee3.0网络中，负责分配网络地址并维护邻居表的是下列哪类节点？A.ZigbeeRouterB.ZigbeeEndDeviceC.ZigbeeCoordinatorD.ZigbeeGreenPowerProxy答案：C解析：Coordinator是网络中心，负责PANID分配、地址分配与邻居表维护；Router仅转发与路由；EndDevice不维护邻居表。2.某工厂需部署Sub1GHzLoRa节点，现场实测RSSI=98dBm，SNR=8dB，若接收灵敏度为120dBm，则链路预算余量约为：A.2dBB.14dBC.22dBD.32dB答案：C解析：余量=灵敏度–RSSI=–120–(–98)=22dB，SNR已高于解调门限，不再叠加。3.在MQTT5.0中，若客户端订阅主题“factory/+/temp”，下列哪条消息会被成功接收？A.factory/line1/humiB.factory/line1/tempC.factory/line1/temp/unitD.factory/line1/temp/答案：B解析：单层通配符“+”仅匹配一级，且必须完整匹配“temp”字段。4.采用Thread协议组网时，若Leader分区后形成两个PartitionID，合并时依据的MLE消息是：A.ParentRequestB.ChildUpdateRequestC.NetworkDataUpdateD.NetworkUpdateRequest答案：D解析：Thread通过NetworkUpdateRequest携带最新PartitionID与版本号，高版本吞并低版本。5.在NBIoT部署中，若eDRX周期为81.92s，PTW为20.48s，则终端在eDRX周期内最长不可达时间为：A.20.48sB.61.44sC.81.92sD.101.4s答案：B解析：不可达时间=周期–PTW=81.92–20.48=61.44s。6.使用ESP32S3作为WiFiSoftAP时，若国家代码配置为“JP”，则2.4GHz频段可使用的最大信道数为：A.11B.13C.14D.16答案：C解析：日本法规允许114信道，但14仅限802.11b，故最大14。7.在OPCUAPub/SuboverUDPUADP中，SecurityKeyServices接口用于：A.发布心跳B.分发对称密钥C.协商加密算法D.校验证书吊销列表答案：B解析：SKS负责向Publisher与Subscriber分发短期对称密钥，实现端到端安全。8.某RS485总线采用半双工通信，波特率115200bps，电缆长度300m，若信号传播速度为2×10⁸m/s，则理论上最小帧间隔应为：A.0μsB.1.5μsC.3μsD.6μs答案：C解析：往返时延=2×300/(2×10⁸)=3μs，需保证总线空闲时间大于该值以避免冲突。9.在Matter协议中，用于设备首次配网的PASE会话采用的加密算法是：A.ECDHP256+HKDFSHA256B.ECDHCurve25519+PBKDF2C.ECDHP384+HKDFSHA512D.RSA2048+AES128GCM答案：A解析：MatterPASE使用ECDHP256协商密钥，经HKDFSHA256派生。10.当使用ChirpStack部署LoRaWAN时，若ADR引擎建议数据速率从SF9提升至SF7，则节点发射功率通常会：A.增加6dBB.减少6dBC.增加20dBD.减少20dB答案：B解析：SF7链路预算比SF9高6dB，为保持同等余量，ADR会降低节点功率6dB。二、多选题（每题3分，共15分，多选少选均不得分）11.下列哪些技术可有效降低WiFi6mesh网络中的隐藏节点问题？A.OFDMAB.RTS/CTSC.BSSColoringD.TWTE.MUMIMO答案：B、C解析：RTS/CTS显式预留信道；BSSColoring降低同频干扰；OFDMA与MUMIMO提升容量但不直接解决隐藏节点；TWT节能。12.在工业现场部署5GuRLLC时，为保证4ms空口时延，需同时满足：A.使用30kHz子载波间隔B.采用自包含时隙C.启用预调度GrantfreeD.部署MECE.使用256QAM高阶调制答案：B、C、D解析：自包含时隙减少等待；Grantfree免调度；MEC缩短回传；30kHz与256QAM对时延无直接保证。13.关于Thread网络层安全，下列说法正确的是：A.网络密钥全网一致B.应用层密钥通过DTLS分发C.帧计数器32位循环D.采用AESCCM128E.支持密钥轮换答案：A、D、E解析：Thread全网共享网络密钥；AESCCM128；支持轮换；应用层密钥由CoAP安全传输；帧计数器64位，不循环。14.在ModbusTCP中，下列哪些异常码表示“服务器失败但可重试”？A.0x01B.0x02C.0x03D.0x04E.0x06答案：D、E解析：0x04服务器故障；0x06服务器繁忙；均可重试；0x01/02/03为请求错误，重试无效。15.使用LwM2M1.2进行固件升级时，必须实现的Object包括：A.DeviceObject(ID:3)B.FirmwareUpdateObject(ID:5)C.ConnectivityMonitoring(ID:4)D.BinaryAppDataContainer(ID:19)E.TLSStore(ID:0)答案：A、B解析：Device与FirmwareUpdate为强制；其余可选。三、判断题（每题1分，共10分，正确打“√”，错误打“×”）16.在BLE5.2中，若使用LECodedPHYS=8，则理论空口速率可达125kbps。答案：√解析：S=8表示8符号/位，1Mbps基速除以8得125kbps。17.CoAP协议中，Token字段长度固定为2字节。答案：×解析：Token长度08字节可变。18.在CANopen中，NodeID0用于广播，不可分配给从站。答案：√解析：NodeID0为保留广播地址。19.在Zigbee网络中，EndDevice可以代表其他节点执行路由发现。答案：×解析：仅Router与Coordinator可路由发现。20.使用Thread1.3的BR（BorderRouter）必须支持DNSSD代理。答案：√解析：Thread1.3BR强制实现DNSSD代理以发现服务。21.NBIoT的MultitoneNPRACH仅适用于覆盖增强等级2以上。答案：×解析：Multitone可用于所有CElevel，但CE0/1更常用Singletone。22.在Matter中，OTAProviderCluster的DefaultOTAProviders属性为可写。答案：√解析：管理员可写入URL与节点ID。23.RS485差分电压低于1.5V时，接收器必须保证输出高电平。答案：×解析：TIA485A规定差分≥±200mV即可识别，1.5V为驱动器最小差分输出。24.在LoRaWANClassB模式下，Beacon周期为128s。答案：√解析：Beacon固定128s。25.OPCUAPub/Sub使用UADPoverMQTT时，可跳过SecurityKeyServices而直接采用TLS。答案：√解析：当使用TLS双向认证，可不再额外使用SKS。四、填空题（每空2分，共20分）26.在WiFi6中，若AP配置8×8MUMIMO，160MHz信道，则理论上最大空口速率为________Mbps。答案：9600解析：8×8×160MHz×8bit/子载波×3.6子载波/MHz≈9600Mbps。27.某Zigbee3.0网络PANID为0x1F61，扩展PANID为0x00124B001F61ABCD，则NWK层加密密钥为________位。答案：128解析：Zigbee使用AES128CCM。28.在Thread网络中，若Router的RouterID为14，则其RLOC16地址为________（十六进制）。答案：0x380E解析：RLOC16=0x3800|(RouterID<<1)|0x0E=0x380E。29.若NBIoT使用CElevel2，重复次数为512，则NPDSCH的TBS为________bit（假设MCS=0）。答案：208解析：CE2MCS0对应TBS索引0，208bit。30.在Matter中，DAC证书的有效期最大为________年。答案：5解析：Matter规范限制DAC≤5年。31.当CANFD数据段波特率设为2Mbps，数据长度为64字节，则理论最短帧时间为________μs（忽略位填充）。答案：288解析：64×8bit=512bit，512/2=256μs，加上固定位场32bit=16μs，共288μs。32.若LoRaWAN节点采用SF12，带宽125kHz，则符号速率约为________bps。答案：293解析：Rs=BW/2^SF=125000/4096≈30.5sym/s，每符号携带SFbit，293bps。33.在OPCUA中，若MonitoredItem采样间隔为50ms，但服务器最小支持100ms，则实际发布间隔为________ms。答案：100解析：服务器向上取整至支持的最小周期。34.使用Thread1.3的SSED（SleepyEndDevice）向父节点发送ChildUpdateRequest时，默认重试间隔为________s。答案：1解析：Thread规范默认1s重试。35.在RS485总线中，若终端电阻为120Ω，双绞线特性阻抗为100Ω，则反射系数约为________（保留两位小数）。答案：0.09解析：Γ=(120100)/(120+100)=20/220≈0.09。五、综合设计题（共35分）36.智慧温室场景（20分）背景：某5000m²玻璃温室需部署物联网系统，监测空气温湿度、土壤EC、CO₂浓度、光照强度，并控制天窗、湿帘、补光灯。现场无有线网络，4G信号105dBm，计划采用LoRaWAN+WiFi6mesh混合组网。要求：(1)画出拓扑图，标注网关、传感器、执行器、MEC位置；（5分）(2)给出LoRaWAN频段、Class、ADR策略；（3分）(3)计算LoRa节点电池寿命：SF9、带宽125kHz、发射电流120mA、休眠电流2μA、每日上行24次、下行8次、CR4/5、payload16字节、电池容量2400mAh；（4分）(4)设计WiFi6mesh回传链路预算，假设AP发射功率20dBm、天线增益5dBi、节点灵敏度82dBm、工作频率5.8GHz、距离150m、遮挡损耗15dB，判断是否需要中继；（3分）(5)给出MatteroverThread补光灯控制方案，包括commissioning流程、安全凭证存储位置、OTA升级对象；（5分）答案与解析：(1)拓扑图（文字描述）：温室中央立杆安装1台室外LoRaWAN网关（470510MHz），通过4G回传；边缘部署3个WiFi6meshAP（太阳能供电），形成星型mesh；MEC盒挂于网关杆内，运行ChirpStack、MQTTbroker、MatterHub（基于OpenThreadBR）。传感器节点（LoRa）分布在垄间；执行器（天窗电机、湿帘水泵）通过MatterThread节点接入mesh；补光灯自带Thread模组。(2)频段：CN470510MHz；Class：A（上行为主，下行控制帧少）；ADR策略：初始SF10，网关根据SNR>10dB且包丢失率<1%时，逐步降至SF7，功率从20dBm降至14dBm。(3)电池寿命计算：ToA=((8+16+4.25)×2^9)/125000=0.115s单次上行耗能=0.115s×120mA=13.8mAs下行ToA≈0.037s，耗能4.4mAs日耗能=(13.8+4.4)×24+2μA×86400≈437+0.173=437.2mAs=0.121mAh理论寿命=2400/0.121≈19800天≈54年，实际考虑自放电15%，寿命约45年，满足10年需求。(4)链路预算：FSPL=32.4+20log(150)+20log(5800)=32.4+43.5+75.3≈151dB总损耗=151+15520=141dB余量=–82–(20+5–141)=–82+116=34dB>0，无需中继。(5)Matter方案：commissioning：补光灯上电后广播BLEbeacon，手机MatterApp扫描，通过OTBR加入Thread网络，DAC证书链验证，NOC由Hub签发。安全凭证：DAC存储在补光灯安全芯片EFUSE，NOC与操作密钥保存在PersistentStorage，启用AESCCM128。OTA：Hub内置MatterOTAProvider，补光灯实现OTARequestorCluster，升级包经Thread下载，签名算法ECDSAP256，升级后自动重启并回滚窗口10min。37.工业PLC加密采集（15分）背景：某车间有30台PLC（ModbusTCP），需通过OPCUAPub/Sub上传至云，要求端到端加密、证书轮换周期30天、单包时延<10ms。任务：(1)给出Pub/Sub网络层与传输层安全组合方案；（4分）(2)设计证书轮换流程，说明如何通知PLC；（4分）(3)若Publisher采样周期5ms，网络抖动±2ms，如何确保订阅端时延<10ms；（3分）(4)若某PLC证书过期未及时更新，给出应急降级通道并说明风险；（4分）答案与解析：(1)采用UADPoverUDPLite，网络层使用AES128GCM，密钥通过SKS分发；传输层叠加DTLS1.3仅用于证书交换，数据阶段跳过DTLS以降低开销。(2)轮换流程：CA在到期前7天生成新证书，通过MQTTTopic“cert/notice”推送通知；PLC内置LwM2M客户端，收到通知后调用EST协议自动续证；若失败，Hub通过CoAPBlockwise传输新证书；旧证书保留48h作为平滑期。(3)订阅端采用LinuxXDP程序，内核旁路接收，使用eBPF过滤器直接拷贝至用户态，跳过TCP/IP栈；缓存3个样本，应用层取最新，确保最大时延=5+2+处理1ms<10ms。