2025年物联网笔试题库和答案

2025年物联网笔试题库和答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在NBIoT网络中，NPSS的发送周期为A.10ms B.640ms C.1.28s D.10.24s答案：B解析：NPSS（NarrowbandPrimarySynchronizationSignal）固定每640ms出现一次，用于终端初始符号定时与频偏估计。2.下列哪一项不是CoAP协议的可选安全机制？A.DTLS B.OSCORE C.IPsec D.RawPublicKey答案：C解析：CoAP运行于UDP之上，天然无法直接使用IPsec；其安全由DTLS或OSCORE提供，RawPublicKey是DTLS的一种证书模式。3.在LoRa调制中，当SpreadingFactor从7提升到12时，链路预算约增加A.2dB B.4dB C.8dB D.15dB答案：D解析：每增加1级SF，灵敏度提升约2.5dB；SF7→SF12共5级，累计≈12.5dB，最接近15dB。4.MQTT5.0新增的属性中，用于实现“消息过期时间”的是A.SessionExpiryInterval B.MessageExpiryInterval C.TopicAlias D.CorrelationData答案：B解析：MessageExpiryInterval以秒为单位，broker收到后倒计时，超时即丢弃，适用于限时传感数据。5.在6LoWPAN中，用于压缩UDP端口号的机制称为A.IPHC B.NHC C.HC1 D.LOWPAN_IPHC答案：B解析：NHC（NextHeaderCompression）对UDP报头进一步压缩，可将16位端口压缩至4位。6.下列关于Zigbee3.0安全模型的描述，错误的是A.采用AES128CCM B.网络密钥可在空中明文传输 C.信任中心必须位于协调器 D.支持椭圆曲线密钥协商答案：C解析：Zigbee3.0允许分布式信任中心，协调器可离线，安全依赖集中或分布式两种模式。7.在AWSIoTCore中，用于将设备证书映射到策略的实体是A.ThingGroup B.PolicyVersion C.Principal D.RoleAlias答案：C解析：证书作为Principal，通过AttachPolicyAPI绑定策略，实现授权。8.当ESP32采用TouchSensor功能时，其基准值漂移的主要原因是A.温度变化 B.电源纹波 C.天线辐射 D.触摸电极氧化答案：A解析：TouchSensor依赖RC振荡，温度升高导致内部RC漂移，基准电容值随之变化。9.在TSN（TimeSensitiveNetworking）标准中，负责时间同步的协议是A.802.1Qbv B.802.1AS C.802.1CB D.802.1Qcc答案：B解析：802.1AS即广义精准时间同步协议gPTP，为TSN全网提供<1μs同步精度。10.下列关于AliOSThings内核特点的描述，正确的是A.采用完全抢占式实时调度 B.任务栈固定不可增长 C.中断关闭时间无上限 D.不支持POSIX答案：A解析：AliOSThingsRhino内核支持可配置抢占，默认完全抢占，保障实时性。11.在MQTT主题通配符中，订阅“sport/+/player/”可匹配A.sport/tennis/player B.sport/tennis/player/score C.sport/tennis/player/score/final D.以上全部答案：D解析：单层通配符“+”匹配“tennis”，多层通配符“”匹配其后任意层级。12.当使用RaspberryPi4的UART与STM32进行RS485半双工通信时，需首先设置A.core_freq=250inconfig.txt B.dtoverlay=disablebt C.enable_uart=1 D.force_turbo=1答案：B解析：Pi4默认蓝牙占用UART0，需dtoverlay=disablebt释放引脚，再启用RS485方向控制。13.在LwM2M协议中，用于固件升级的对象ID是A.0 B.1 C.5 D.19答案：C解析：LwM2M规范定义对象5为FirmwareUpdate，支持包写入、状态报告、升级结果。14.下列关于AmazonFreeRTOSOTA的描述，错误的是A.使用MQTT或HTTP下载镜像 B.支持A/B分区回滚 C.强制要求代码签名v2 D.可在OTA任务中阻塞等待答案：D解析：OTA任务必须周期性喂狗，阻塞会导致看门狗复位；下载采用非阻塞状态机。15.在ContikiNG中，为了将RPL的DIO消息发送间隔缩小到最快，需修改A.DEFAULT_ROUTE_RANK_STABILITY B.RPL_CONF_DIO_INTERVAL_MIN C.RPL_CONF_PROBING_INTERVAL D.TSCH_CONF_DEFAULT_TIMESLOT_LENGTH答案：B解析：DIO_INTERVAL_MIN以2^nms为单位，最小可设0即2^0=1ms，实现最快收敛。二、多项选择题（每题3分，共15分）16.下列哪些技术可有效降低LoRa终端功耗？A.自适应速率ADR B.ClassC模式 C.深度休眠+RTC唤醒 D.前导码检测中断唤醒 E.降低发射功率至10dBm答案：ACD解析：ADR减少空中时间；深度休眠+RTC为常态；前导码检测可在收到指定前导后唤醒，无需持续接收。ClassC需持续监听，功耗反而高。17.关于MQTToverWebSocket，以下说法正确的是A.基于TCP80/443穿透防火墙 B.头部增加14字节掩码 C.支持二进制负载无需Base64 D.可复用同一TCP连接多主题复用 E.浏览器可直接使用原生SocketAPI答案：ACD解析：WebSocket帧头最小2字节，掩码4字节；浏览器受同源策略限制，需借助MQTT.js而非原生Socket。18.在工业物联网边缘计算场景中，使用时间敏感网络TSN带来的好处包括A.确定性时延<1ms B.降低交换机转发功耗 C.实现IT/OT流量融合 D.无需专用网关即可互操作 E.支持冗余路径无缝切换答案：ACE解析：TSN通过调度与冗余保证确定性；与功耗无关；仍需协议转换网关，如OPCUAoverTSN。19.以下哪些属于ZephyrRTOS的板级配置片段？A.device_tree_source="nrf52840.dts" B.CONFIG_GPIO=y C.prj.conf D.CMakeLists.txt E.Kjbuild答案：BCD解析：CONFIG_GPIO为Kconfig宏；prj.conf为配置片段；CMakeLists.txt构建入口。device_tree_source写法错误，应为.overlay；Kjbuild属于ESPIDF。20.在华为OceanConnect平台中，设备接入SDK支持的安全模式有A.Token B.X.509证书 D.IoTDAPSK D.DTLS+RawPublicKey E.OAuth2.0授权码答案：ABCD解析：OceanConnectSDK支持Token、X.509、PSK、DTLS+RawPublicKey；OAuth2.0用于北向API，非设备接入。三、判断题（每题1分，共10分）21.Thread网络中，所有节点必须支持Router角色，终端设备无法仅作为EndDevice。答案：错解析：Thread允许MinimalEndDevice（MED）仅作为主机，不转发路由。22.在CoAP块传输中，Block2选项的M位为1表示还有后续块。答案：对解析：M=1需继续请求，M=0为最后一块。23.NBIoT的eDRX模式与PTW窗口大小由NAS消息AttachAccept携带。答案：对解析：eDRX参数在AttachAccept的EPSNetworkFeatureSupport中下发。24.ESPIDF中，FreeRTOS的tickrate固定为100Hz，不可配置。答案：错解析：menuconfig中可设置CONFIG_FREERTOS_HZ，最高1000Hz。25.在Kubernetes边缘部署KubeEdge时，CloudCore必须运行在公有云，不可私有化。答案：错解析：CloudCore可部署于私有数据中心，只需与EdgeCore网络可达。26.OPCUAPubSuboverMQTT可使用JSON编码，也可使用UADP二进制编码。答案：对解析：OPCUA1.04规范定义两种编码，JSON便于调试，UADP节省带宽。27.在ContikiNG的Cooja仿真器中，Mote类型选择“Sky”即代表nRF52840平台。答案：错解析：Sky是TIMSP430+CC2420节点，nRF52840需用“nrf52dk”平台。28.当RPL使用ObjectiveFunction0时，路由选择仅依据ETX，不考虑节点剩余能量。答案：对解析：OF0仅最小化路径ETX，无能量指标。29.在AliOSThingsuMesh协议中，泛洪广播采用Trickle算法抑制冗余。答案：对解析：uMesh对路由发现、地址注册等广播使用Trickle，指数退避减少冲突。30.5GmMTC场景要求单扇区连接数达到百万，其MAC层采用GrantFree免授权调度以降低信令。答案：对解析：GrantFree上行预配置资源，终端无需每次请求，满足大规模接入。四、填空题（每空2分，共20分）31.在LwM2M协议中，客户端向服务器注册时，URI路径为/rd，接口名称为______。答案：BootstrapRequestTrigger解析：注册使用“rd”接口，bootstrap使用“bs”。32.当LoRaWAN采用中国470510MHz频段时，上行信道0的中心频率为______MHz。答案：470.3解析：CN470定义信道0=470.3MHz，每200kHz递增。33.ZephyrRTOS中，使用k_work_submit将工作项提交到系统工作队列，该队列默认优先级为______。答案：1解析：系统工作队列优先级设为1，高于用户线程默认0。34.在MQTT5.0中，如果服务器返回原因码0x87，其含义为______。答案：QuotaExceeded解析：0x87表示超出配额，如发布频率限制。35.华为LiteOS的互斥锁结构体中，用于实现优先级继承的成员名为______。答案：priorityInherit解析：源码los_mux.c中通过priorityInherit提升持有者优先级，防止反转。36.当使用ESP32C3的USBSerial/JTAG接口下载固件时，ROM引导加载程序默认波特率为______bps。答案：115200解析：C3ROM下载器固定115200，不可协商。37.在TSN802.1Qbv门控循环中，一个周期内可配置的最大时间槽数为______。答案：8解析：标准限制每端口最多8个GateControlList条目。38.若ContikiNG使用TSCH模式，当timeslot长度为10ms时，信道跳频序列长度默认是______。答案：16解析：TSCH默认采用16槽序列，可对抗突发干扰。39.在AWSIoTGreengrassv2中，组件生命周期脚本由______文件定义。答案：recipe.yaml解析：recipe.yaml描述组件版本、生命周期、依赖。40.当RaspberryPi4通过SPI连接SX1262模块时，为支持10MHz高速，需启用SPI______模式。答案：3wire解析：3wire模式使用MOSI共享MISO，减少引线电容，保障10MHz信号完整性。五、简答题（每题8分，共24分）41.描述NBIoT终端从PowerSavingMode（PSM）唤醒到发送数据完整的信令流程，并指出每一步的时延量级。答案与解析：1)终端RTC到期唤醒，芯片冷启动≈30ms；2)重新搜索NPSS/NSSS，完成下行同步≈160ms；3)读取MIBNB，获取系统帧号≈40ms；4)随机接入前导选择NPRACH资源，发送Preamble≈10ms；5)监听NPDCCH，接收RAR（Msg2），窗口20ms；6)发送Msg3RRC连接请求，等待Msg4ContentionResolution≈30ms；7)建立DRB，进入Connected，发送应用数据≈50ms；8)服务器回复TCPACK，终端接收后进入Idle，启动ActiveTimer≈20ms；9)ActiveTimer超时，再次进入PSM。总时延约360ms，其中同步与RAR占80%。若提前保存频偏系数，可省约100ms。42.说明在ZephyrRTOS中如何实现基于设备树的自定义LED驱动，并给出关键代码片段。答案与解析：步骤：1)在board.dts新增leds节点：leds{compatible="gpioleds";led0:led_0{gpios=<&gpio013GPIO_ACTIVE_LOW>;};};2)绑定文件dts/bindings/led/gpioleds.yaml已存在，无需新增；3)应用代码使用DEVICE_DT_GET：conststructdeviceled=DEVICE_DT_GET(DT_NODELABEL(led0));gpio_pin_configure_dt(GPIO_DT_SPEC_GET(led0),GPIO_OUTPUT);gpio_pin_set_dt(GPIO_DT_SPEC_GET(led0),1);解析：Zephyr通过设备树生成宏GPIO_DT_SPEC_GET，将硬件描述与驱动解耦，实现零开销抽象。43.比较MQTT与DDS在工业物联网实时数据分发场景下的优劣，并给出选型建议。答案与解析：MQTT优势：轻量、防火墙友好、生态成熟；劣势：Broker单点、无QoS等级2以上、无自动发现。DDS优势：去中心化、亚毫秒级、丰富QoS（Deadline、Lifespan、Ownership）；劣势：UDP广播受限、配置复杂、资源占用高。选型：若网络封闭、节点<1000、允许中心服务器，选MQTT；若节点>1000、需点对点、确定性时延，选DDS；混合场景可用MQTTDDS网关桥接。六、综合设计题（21分）44.某冷链公司需监控1000辆冷藏车，车厢内温湿度每30秒采集一次，温度精度±0.5℃，湿度±3%RH。车载终端采用4GCat.1模块，要求电池续航≥7天（无车载电源时）。请完成：（1）给出传感器选型、MCU与电源方案；（5分）（2）设计通信协议帧格式，含帧头、加密、校验，说明为何选用该格式；（5分）（3）计算单次数据上报所需字节数与月均流量；（3分）（4）提出降低功耗的固件策略，并估算理论续航；（5分）（5）指出云平台端需实现的三个关键微服务。（3分）答案与解析：（1）传感器：SHT35DISF，低功耗0.5μA待机，I²C接口，16位温湿度，满足精度；MCU：STM32L031，运行电流1.4mA@32MHz，Standby0.3μA；4G模块：Air724UG，供电3.6V，睡眠1mA，工作平均200mA；电源：3节ER18505锂亚硫酰氯电池并联，容量4000mAh×3=12000mAh，能量43.2kJ。（2）帧格式：[2BMagic:0xA55A][1BVer][1BType:0x01上报][8BDevUUID][4BUnixTime][2BTemp×100][2BHum×100][1BBatt%][1B保留][4BHMACSHA256前4字节][2BCRC16CCITT]采用HMAC前4字节作消息认证，防篡改；CRC16检错；选用二进制而非JSON，节省>50%流量。（3）单帧共24字节；TCP+MQTT头部约40字节；TLSRecord29字节；合计93字节；月流量=93B×2×60×24×30=7.8MB。（4）功耗策略：a)休眠期MCU进入Standby，RTC唤醒，电流0.3μA；b)传感器单次上电测量耗时12ms，平均电流550μA；c)4G模块每2小时注册一次，其余时间PSM，电流1mA；d)数据压缩：若30秒内温湿度变化<0.1℃且<1%RH，则跳过上报，采用变化触发，实测可减少40%数据；e)理论平均电流=0.3μA+550μA×12ms/30s+1mA×40s/7200s≈0.3+0.22+5.6=6.1μA；续航=12000mAh/6.1μA≈2.2年，满足7天要求。（5）云平台微服务：a)设备生命周期服务：证书下发、OTA升级；b)流数据处理服务：Kafka→Flink，实时计算温度超限；c)告警与工单服务：触发钉钉/邮件，生成维修工单，对接ERP。七、编程题（20分）45.使用Python编写一个基于asyncio的MQTT边缘网关，功能：•订阅本地传感器UDP广播（端口6000），格式“id,temp,hum”•将数据打包为JSON，通过MQTTv5.0发布到远端broker，主题“fleet/{id}/telemetry”•支持断线重连、遗嘱消息、QoS1•采用asynciomqtt库，代码需含异常处理与日志•给出requirements.txt与运行命令答案与解析：```pythongateway.pyimportasyncio,json,logging,signal,sysfromasyncio_mqttimportClient,MqttErrorBROKER=""WILL={"temp":None,"hum":None,"status":"offline"}logging.basicConfig(level=logging.INFO,format="%(asctime)s%(levelname)s%(message)s")stop=asyncio.Event()asyncdefudp_listener(queue):loop=asyncio.get_running_loop()transport,protocol=awaitloop.create_datagram_endpoint(lambda:UdpProtocol(queue),local_addr=("",6000))awaitstop.wait()transport.close()classUdpProtocol:def__init__(self,queue):self.queue=queuedefdatagram_received(self,data,_):try:id,temp,hum=data.decode().strip().split(",")self.queue.put_nowait((id,float(temp),float(hum)))exceptValueError:logging.warning("badudpframe")asyncdefmqtt_publisher(queue):whileTrue:try:asyncwithClient(BROKER,client_id="edgegw",will={"topic":"fleet/edgegw/status","payload":json.dumps(WILL),"qos":1,"retain":True})asclient:a