2025年物联网面试题库及答案

2025年物联网面试题库及答案一、通信协议与网络架构1.单选题题目：在NBIoT网络中，哪一条系统消息首次携带了“支持不建立PDN连接的附着”标志位？A.MIBNBB.SIB1NBC.SIB2NBD.SIB3NB答案：B解析：SIB1NB的schedulingInfoList字段中新增“attachWithoutPDNConnectivity”1bit标志，用于指示网络侧是否允许终端做CPonly优化附着，MIBNB仅含10bit系统帧号与操作模式，SIB2/3负责PRACH与小区重选参数，不含该标志。2.多选题题目：下列哪些MQTT5.0属性可在一次PUBLISH报文中同时出现且不会触发协议违规？A.TopicAliasB.ResponseTopicC.CorrelationDataD.SubscriptionIdentifier答案：A、B、C解析：SubscriptionIdentifier由SUBSCRIBE报文携带，PUBLISH报文只能携带TopicAlias、ResponseTopic与CorrelationData，三者可同时存在，D项会导致协议栈返回0x82（ProtocolError）。3.计算题题目：某LoRaWANClassA节点采用SF9、BW125kHz、CR4/5，每次上行20Byte应用负载，需重传2次，接收窗口1下行16Byte。若每天上报96次，求一年（365天）该节点在470510MHz频段占用的总空中时间（秒），并判断是否超出中国SRRC≤1%占空比限制（单信道）。答案：t_packet=(8×20+13+8)×2^9/125000×4/5=0.898st_total=0.898×3×96×365=94054s≈26.1h单信道1%占空比允许：24h×1%=0.24h=864s26.1h>0.24h，超出限制。解析：先算单包ToA，再乘重传3次（1次原始+2次重传），再乘次数与天；占空比按24h计算，结果远大于1%，需改用跳频或降低频次。4.简答题题目：阐述CoAP协议中“分离模式（SeparateResponse）”对低功耗终端的两大收益，并给出抓包过滤表达式。答案：收益1：服务器可延迟响应，终端立即进入PSM，无长轮询功耗。收益2：避免UDP重组，降低Rx窗口时长。抓包过滤：udpport5683and(coap.type==1orcoap.type==2)andcoap.code!=0.00二、嵌入式硬件与低功耗设计5.单选题题目：STM32U5系列在Stop3模式下，保留SRAM2全部内容的最小电流典型值（VDD=1.8V，25℃）为？A.1.2µAB.2.7µAC.4.5µAD.7.8µA答案：B解析：数据手册表46，Stop3+SRAM2retention=2.7µA，Stop2为1.2µA但SRAM2掉电，Stop0为7.8µA。6.多选题题目：下列哪些外设中断可将ESP32C3从Deepsleep唤醒？A.RTCGPIOB.ULPRISCVC.TouchSensorD.USBSerialJTAG答案：A、B解析：Deepsleep仅保留RTC域，Touch与USB电源域关闭，ULPRISCV属于RTC子系统可唤醒，RTCGPIO亦可。7.设计题题目：给出一张采用TICC1352P的传感器板，要求用单节AAA碱性电池（1000mAh）工作3年，每日上报8次，每次射频+MCU活动总电荷0.8mC，休眠电流1µA，电池自放电2%，计算所需休眠电容（假设DCDC效率90%）。答案：年电荷=0.8mC×8×365=2.336C可用容量=1000mAh×3600×0.98=3.528kC剩余容量=3.528kC–2.336C≈3.526kC休眠电荷=1µA×3×24×3600=0.2592kC结论：休眠电容无需额外增加，0.2592kC<3.526kC，裕量充足。8.简答题题目：解释“静态漏电流反转温度特性”及其在40℃低温下对电池供电IoT设备的实际影响。答案：当T<25℃，MOSFET亚阈斜率减小，漏电流随温度降低反而增大（表面粗糙散射主导），导致低温下休眠电流高于室温，电池寿命缩短；需在规格书中查Idss温度曲线，并在40℃做实测验证。三、边缘计算与RTOS9.单选题题目：ZephyrRTOS中，哪一项Kconfig符号用于启用“用户空间线程”？A.CONFIG_USERSPACEB.CONFIG_APPLICATION_MEMORYC.CONFIG_HW_STACK_PROTECTIOND.CONFIG_MPU_ALLOW_FLASH_WRITE答案：A解析：CONFIG_USERSPACE启用syscall门与特权级分离，B仅划分应用内存，C为栈溢出检测，D与MPU写Flash相关。10.多选题题目：在FreeRTOS下使用Newlibnano时，可能导致malloc线程不安全的因素有？A.未重入__malloc_lockB.configUSE_NEWLIB_REENTRANT=0C.启用configUSE_POSIXD.栈溢出触发__stack_chk_fail答案：A、B解析：Newlibnano默认无锁，需由移植层提供__malloc_lock；configUSE_NEWLIB_REENTRANT=0时任务切换不更新_impure_ptr，导致全局errno与malloc状态竞争；C、D与线程安全无直接关系。11.编程题题目：在NuttX上实现一个零拷贝的SPIslaveDMA接收驱动，要求：1)使用DMAMUX请求号15；2)接收32Byte后产生回调；3)不得使用memcopy。请写出关键结构体与中断处理伪代码。答案：```cstructspi_slave_dma_s{uint8_trxbuf;void(callback)(void);voidarg;};staticvoiddma_callback(DMA_HANDLEhandle,voidarg,intresult){structspi_slave_dma_spriv=arg;if(result==OK)priv>callback(priv>arg);}intspi_slave_rxzero(structspi_slave_dma_scfg){DMA_HANDLErx=stm32_dmachannel(15);stm32_dmasetup(rx,(uint32_t)cfg>rxbuf,32,DMA_RX);stm32_dmastart(rx,dma_callback,cfg,false);returnOK;}```解析：通过DMA直接写rxbuf，回调通知应用，无需CPU搬运，实现零拷贝。12.简答题题目：说明“时间片轮转+优先级继承”在混合实时/非实时IoT网关中的内存开销公式，并给出降低20%开销的两种方法。答案：公式：O=n×(sizeof(TCB)+sizeof(pri_inherit_mutex)×m)n为任务数，m为互斥锁数。方法1：使用静态对象池，将TCB中12B的malloc元数据去除；方法2：启用CONFIG_PRIORITY_INHERITANCE_DYNAMIC，仅在锁争用时动态分配继承节点，平均m下降40%，综合O下降约20%。四、安全与固件升级13.单选题题目：在ARMv8M架构下，哪条指令用于非安全态调用安全态的入口函数？A.SGB.BLXNSC.BXNSD.BLX答案：A解析：SG（SecureGateway）切换安全状态，BLXNS/BXNS用于非安全调用，BLX不切换。14.多选题题目：下列哪些机制可抵御针对BLELL的“长度覆盖”攻击？A.LL_LengthReq白名单校验B.数据长度扩展DLE强制最大27BC.启用MIC失败计数器D.应用层L2CAP固定CID=0x0004答案：A、C解析：长度覆盖通过伪造LL_LengthReq实现，白名单可过滤陌生设备；MIC失败计数器触发配对断开；B、D与长度覆盖无关。15.计算题题目：某ECDSAP256固件签名方案使用RFC6979确定性k，若私钥d=0x1234…（32B），消息哈希z=0xabcd…（32B），SHA256(z)=c4c1…，求k的第一次候选值（给出前8Byte即可）。答案：k=SHA256(z||0x00||d)=0x7f6e5d4c3b2a1908…解析：RFC6979步骤a，先计算H1=SHA256(z)，再计算K=MAC(d,H1||0x00)，取前32B作为k。16.设计题题目：给出一种基于AESCCM16的差分升级压缩算法，要求升级包<原固件15%，并抵抗回滚攻击。答案：1)使用bsdiff生成差分包；2)用AESCCM16加密，Nonce=版本号||0x00…，附加数据=芯片ID；3)引导加载程序验证版本号单调递增，CCMMIC校验附加数据；4)若回滚版本号<eFuse熔丝版本，拒绝升级。解析：bsdiff对嵌入式固件压缩率可达510%，CCM提供保密+完整性，版本号熔丝防回滚。五、云平台与大数据17.单选题题目：AWSIoTCore的“DeviceShadow”服务默认QoS等级为？A.0B.1C.2D.由设备自选答案：B解析：Shadow更新采用MQTTQoS1，确保至少一次到达，规则引擎重试5次。18.多选题题目：下列哪些指标属于AzureIoTHub“ServiceAPI”SLA的计费维度？A.每日消息总数B.云到设备消息大小C.设备孪生读取次数D.文件上传次数答案：A、C、D解析：C2D消息大小不计费，只按“消息数”计费；孪生读取与文件上传均单独计量。19.计算题题目：某时序数据库写入速率为20kpoints/s，每个point12Byte，压缩比1:8，求单节点SSD保留90天所需最小容量（GB），并评估双副本下的年费用（SSD0.12$/GB/月）。答案：日容量=20k×12×86400/8=2.488GB90天=224GB双副本=448GB年费用=448×0.12×12=645$解析：压缩后乘以秒数与天，副本×2，再乘单价与月。20.简答题题目：说明Kafka分区策略“基于设备ID哈希”在百万设备场景下造成“热分区”的根因，并给出两种均衡改进方案。答案：根因：设备ID哈希后分布不均，部分分区消息量>均值3×，导致磁盘IO倾斜。方案1：采用CRC32(deviceId)+虚拟分区再拆分，先映射到2048虚拟分区，再均匀落到物理分区；方案2：在Producer端加入随机抖动后缀，对离线场景可接受乱序，降低碰撞。六、AIoT与算法优化21.单选题题目：TensorFlowLiteMicro在CortexM4F上运行8位量化CNN，若MAC单元利用率>80%，每周期可执行多少MAC？A.0.8B.1.0C.1.6D.2.0答案：C解析：M4F含单周期MAC，DSP指令集支持SIMD2×8bit，故1周期2MAC，利用率80%得1.6。22.多选题题目：下列哪些技术可降低TinyML模型在RISCVPULP平台推理能耗>25%？A.权值稀疏剪枝50%B.4bit权重聚类C.关闭FPU采用int8D.提高时钟至400MHz答案：A、B、C解析：A减少内存访问，B降低乘加切换，C关闭浮点单元；D提高频率反而增加能耗。23.编程题题目：在K210上使用MaixPy实现YOLOv2tiny的KPUforward，要求：1)输入为QVGARGB565；2)输出特征图后处理在CPU端；3)使用浮点阈值0.3，NMS0.45；请写出关键Python片段并说明内存布局。答案：```pythonimportsensor,image,lcd,KPUlcd.init()sensor.reset()sensor.set_pixformat(sensor.RGB565)sensor.set_framesize(sensor.QVGA)anchor=(1.08,1.19,3.42,4.41,6.63,11.38,9.42,5.11,16.62,10.52)kpu=KPU()kpu.load_kmodel("/sd/yolo2_tiny.kmodel")kpu.init_yolo2(anchor,anchor_len=5,img_w=320,img_w=240,net_w=224,net_h=224,threshold=0.3,nms_value=0.45,layer=1)while1:img=sensor.snapshot()kpu.run_with_output(img)dect=kpu.regionlayer_yolo2()fordindect:img.draw_rectangle(d[0],d[1],d[2],d[3],color=(0,255,0))lcd.display(img)```内存布局：KPU输入224×224×3uint8，输出13×13×125float32，CPU端后处理解析dect列表。24.简答题题目：给出一种基于联邦学习的冷链传感器异常检测方案，解决“节点电量差异大、标签稀缺”两大痛点，并量化通信开销。答案：方案：1)本地LSTM自编码器，无标签重构误差>阈值视为异常；2)每轮仅上传梯度Top20%（按绝对值），压缩率≥95%；3)服务器聚合后下发稀疏梯度+随机掩码，节点更新量<5KB；4)采用梯度量化至4bit，通信开销从每轮2.1MB降至52KB，降幅97.5%。