2025年边缘计算工程师认证《边缘边缘物联网》实战练习试卷及答案

2025年边缘计算工程师认证《边缘边缘物联网》实战练习试卷及答案一、单项选择题（每题2分，共30分）1.在边缘计算节点上部署TensorFlowLite模型时，为降低首次推理延迟，下列做法最有效的是A.启用模型量化B.使用模型剪枝C.预加载并常驻内存D.开启XNNPACK后端答案：C解析：首次延迟主要来源于磁盘I/O与初始化，预加载可跳过加载阶段；量化与剪枝降低的是计算量而非首次延迟。2.某工业网关采用MQTT+TLS1.3与云端通信，若证书链深度为3，握手阶段最可能触发边缘侧哪类资源瓶颈A.GPU显存B.磁盘带宽C.CPU单核占用D.NPU算力答案：C解析：TLS1.3握手需多次非对称加解密，单核CPU成为瓶颈。3.在KubeEdge中，以下哪项CRD负责描述设备孪生属性A.DeviceB.DeviceModelC.DeviceProfileD.EdgeDevice答案：B解析：DeviceModel定义属性元数据，Device实例化具体设备。4.边缘节点使用gRPC流式调用云端AI服务，发现每5分钟断流一次，最可能由哪项云厂商限制导致A.SLB空闲超时B.NAT网关并发C.安全组入站规则D.容器网络MTU答案：A解析：SLB默认空闲超时为350s，约5分50s。5.在ESP32-S3上运行MicroPython，若需以80MHz时钟驱动SPI摄像头，下列哪种DMA缓冲区配置最合理A.320×240×2字节单缓冲B.640×480×2字节双缓冲C.320×240×2字节双缓冲D.160×120×2字节单缓冲答案：C解析：双缓冲可隐藏DMA搬运延迟，320×240×2=150KB，PSRAM充足。6.某边缘AI盒子宣称算力为8TOPS，实际运行YOLOv5sINT8模型仅达120FPS，与理论差距最大因素是A.内存带宽B.散热降频C.编译器未开启算子融合D.模型输入分辨率过大答案：C解析：未融合导致大量内存搬运，算力利用率低。7.在工业现场使用TSN（Time-SensitiveNetworking）时，802.1Qbv门控周期通常设置为多少微秒级别A.125B.1000C.8000D.64000答案：A解析：125µs为ProfinetoverTSN默认周期，兼顾实时与带宽。8.边缘节点通过CoAP向传感器发送“Observe”请求，若Max-Age设为30s，传感器资源变化频率为1Hz，则节点最多收到多少条通知A.30B.31C.60D.无上限答案：B解析：首次立即返回+30次变化=31。9.在OpenYurt中，YurtHub的本地缓存基于哪种存储后端A.BadgerDBB.SQLiteC.BoltDBD.LevelDB答案：D解析：YurtHub默认使用LevelDB缓存Kubernetes对象。10.使用NVIDIAJetsonOrinNano通过PCIe外接FPGA加速卡，若FPGADMA引擎最大突发长度为4KB，为提高吞吐量，驱动层应开启A.HugeTLBB.SGL（Scatter-GatherList）C.MSI-X中断D.预留BAR空间答案：B解析：SGL支持非连续物理页，减少拷贝。11.在ROS2Foxy边缘节点中，若需将节点时钟同步到GPSPPS信号，应使用哪个ROS2包A.ntpd_driverB.gpsd_clientC.pps_rosD.chrony_ros答案：C解析：pps_ros可直接订阅LinuxPPS设备。12.某边缘容器使用DevicePlugin申请GPU，若yaml中/gpu:"1"但节点仅剩余0.5GPU，调度结果A.PendingB.0.5GPU分配成功C.自动扩容D.使用共享GPU答案：A解析：Kubernetes设备插件为整数资源，无法部分分配。13.在工业边缘场景中，ModbusTCP从站响应超时一般设置为A.100msB.500msC.2sD.10s答案：B解析：工业交换网络RTT通常<50ms，500ms兼顾重传。14.使用eBPF在网卡驱动层统计TCP重传次数，应挂载到哪个hook点A.tcp_retransmitB.tcp_rcv_establishedC.tcp_set_stateD.tcp_cleanup_rbuf答案：A解析：tcp_retransmit为内核导出的tracepoint。15.在边缘Kubernetes集群中，为降低List-Watch流量，可调整kube-apiserver的A.--watch-cache-sizesB.--max-requests-inflightC.--audit-log-modeD.--enable-aggregator-routing答案：A解析：增大watch-cache-sizes可减少全量List。二、多项选择题（每题3分，共30分）16.下列哪些技术可降低边缘AI模型推理功耗A.动态电压频率调整（DVFS）B.权重稀疏化C.批处理增大D.近内存计算答案：A、B、D解析：批处理增大提升吞吐但功耗上升。17.在基于OPCUA的边云协同中，哪些安全策略组合可达“Basic256Sha256”级别A.签名+AES256B.签名+RSA-OAEP-SHA256C.签名+加密+RSA-PSS-SHA256D.签名+加密+AES256答案：C、D解析：Basic256Sha256要求签名与加密均使用SHA256。18.使用KubeEdge1.15时，CloudCore高可用部署需满足A.共享etcdB.共享DeviceCRD存储C.共享CloudHub证书D.LeaderElection开启答案：A、C、D解析：DeviceCRD为Kubernetes对象，无需额外共享。19.在ESP-NOW协议中，可支持的最大payload长度包括A.250字节B.240字节C.225字节D.190字节答案：A、B、C解析：ESP-NOW帧头占10~25字节，剩余225~250。20.下列哪些Linux内核配置项与实时性相关A.CONFIG_PREEMPT_RTB.CONFIG_NO_HZ_FULLC.CONFIG_HIGH_RES_TIMERSD.CONFIG_CFS_BANDWIDTH答案：A、B、C解析：CFS_BANDWIDTH用于CPU带宽限制，与实时无关。21.在工业边缘网关使用CAN-FD时，决定最大数据段波特率的因素有A.线缆长度B.节点电容C.采样点位置D.终端电阻答案：A、B、C解析：终端电阻影响信号完整性但不决定波特率上限。22.使用Prometheus采集边缘节点温度传感器数据，可采用的exporter包括A.node_exporterB.mqtt_exporterC.modbus_exporterD.ipmi_exporter答案：B、C解析：node_exporter无传感器协议解析，ipmi_exporter用于服务器。23.在NVIDIAJetson上启用DLA（DeepLearningAccelerator）需A.TensorRT版本≥8.5B.模型层支持INT8或FP16C.使用cuDLAruntimeD.关闭GPU时钟限制答案：A、B、C解析：DLA与GPU时钟无关。24.下列哪些做法可减少边缘容器镜像体积A.多阶段构建B.distroless基础镜像C.启用镜像层压缩D.静态编译二进制答案：A、B、D解析：镜像层压缩由registry完成，不影响镜像本体。25.在ROS2中，为降低DDSdiscovery流量，可A.设置初始对等列表B.启用EclipseCyclone的“静态发现”C.减小domainid范围D.关闭多播答案：A、B、D解析：domainid范围与发现流量无关。三、判断题（每题1分，共10分）26.在边缘计算中，ECC内存对AI推理精度无影响。答案：√解析：ECC仅纠正位翻转，不影响浮点计算精度。27.使用KubeEdge边缘端list-watch机制时，MetaManager默认将对象持久化到SQLite。答案：√28.ModbusRTU帧间隔必须大于3.5字符时间，否则从站认为帧未结束。答案：√29.在LinuxRT内核中，线程优先级数值越大表示优先级越低。答案：×解析：RT优先级1~99，数值越大优先级越高。30.eBPF程序经BPFverifier验证后，仍可能因内核版本差异出现运行时错误。答案：√31.边缘节点使用Zigbee3.0时，同一网络最多支持65535个节点。答案：×解析：实际受地址表与路由表限制，约数百个。32.在ROS2中，rclcpp::Node默认使用多线程执行器，回调可并行。答案：√33.使用OPCUAPubSuboverMQTT时，仍需建立会话。答案：×解析：PubSub为无连接模式。34.在ESP32-C3中，RISC-V核支持单精度浮点指令集。答案：×解析：ESP32-C3无F扩展，需软件模拟。35.边缘AI芯片的TOPS数值越高，则每瓦特性能一定越好。答案：×解析：未考虑功耗与利用率。四、填空题（每空2分，共20分）36.在Linux内核中，使用____（填写内核API）可将用户空间内存页锁定，防止交换导致的延迟。答案：mlock37.当CoAP消息使用Confirmable类型时，默认重传间隔为____秒，指数退避最大尝试次数为____次。答案：2，438.在TSN协议栈中，802.1Qbu标准定义了____机制，用于中断长帧传输以提高实时性。答案：帧抢占（FramePreemption）39.若某边缘网关采用ARMCortex-A55四核，运行Yocto构建的Linux，使用PREEMPT_RT补丁，调度策略为SCHED_FIFO，优先级范围是____至____。答案：1，9940.在TensorRT中，若使用kHALF模式构建引擎，则权重存储类型为____，计算核心调用____内核。答案：FP16，FP1641.在KubeEdge设备孪生中，期望属性（desired）与上报属性（reported）的差值通过____组件同步到边缘。答案：EventBus42.使用NVIDIAJetsonOrin时，可通过命令____查看DLA核心利用率。答案：tegrastats43.在工业以太网EtherCAT中，主站发送的PDO映射长度最大为____字节。答案：148644.若边缘节点使用RAID5阵列，由4块SATASSD组成，单盘顺序写500MB/s，则阵列理论顺序写带宽为____MB/s。答案：1500解析：RAID5写惩罚为1/(N-1)，3盘并行写。45.在ZephyrRTOS中，使用____API可将线程放入就绪队列并立即触发调度。答案：k_yield五、简答题（每题10分，共30分）46.某工厂边缘网关需同时接入ModbusTCP、OPCUA、MQTT三种协议设备，实时性要求为100ms内完成一轮采集与上传。请给出一种基于eBPF的协议栈加速方案，并说明关键步骤。答案：1)利用XDP在驱动层提前过滤非目标端口报文，减少协议栈遍历；2)针对ModbusTCP，编写eBPF程序在tcp_rcv_established钩子中预解析MBAP头，提取事务标识符与长度，若长度异常直接丢弃；3)对OPCUABinary，使用eBPFmaps缓存会话ID，避免用户空间重复查找；4)将MQTTPUBLISH报文payload指针直接DMA到共享内存环形缓冲区，供应用零拷贝读取；5)使用BPF_PROG_TYPE_CGROUP_SOCK_ADDR在connect阶段绑定CPU亲和，减少跨核调度；6)整体流程：网卡→XDP→eBPF解析→共享内存→用户空间聚合→100ms定时批量上传。测试表明CPU占用下降28%，尾延迟从12ms降至4ms。47.某边缘AI盒子运行YOLOv7-tinyINT8模型，输入640×640，实测推理延迟35ms，功耗12W。客户要求延迟<20ms且功耗<10W，请给出三项软硬件优化措施并估算收益。答案：1)模型稀疏化+TensorRT结构化稀疏：将70%权重置零，开启sparsityflag，延迟降至24ms，功耗降至10.5W；2)降低输入分辨率至512×512，mAP下降1.2%，延迟降至18ms，功耗降至9.8W；3)启用DVFS，锁定GPU频率至最大值的60%，再搭配帧间pipeline，延迟保持18ms，功耗降至8.5W；综合收益：延迟18ms（-49%），功耗8.5W（-29%），mAP下降1.2%，满足要求。48.在KubeEdge边缘节点中，CloudCore与EdgeCore之间出现“list-watch超时”导致节点频繁NotReady，日志显示“syncduration>60s”。请给出根因定位与修复步骤。答案：1)在边缘节点抓包，发现每60s出现大量重传，RTT突增至2s，定位到运营商QoS限速；2)检查MetaManager本地缓存，发现Device对象达1.2万，占SQLite400MB，全量List需45s；3)调整CloudCore的--sync-interval=300s，减少全量List频率；4)在EdgeCore启用--meta-server-use-watch-cache=true，利用本地watch缓存；5)对DeviceCRD增加labelSelector，仅同步本节点相关设备，对象数降至800；6)重启后syncduration降至3s，节点保持Ready。六、综合设计题（30分）49.某智慧矿山项目需在井下500米部署边缘计算节点，环境条件：温度0~40℃、湿度95%、无4G/5G信号、供电仅24V电池、需连续运行72小时。节点功能：接入30个RS485瓦斯传感器（ModbusRTU）、4个IP摄像头（H.2651080p@15fps）、本地AI识别越界人员、每10min将统计结果通过LoRa（470MHz）上传至地面网关，带宽限制1kbps。请设计一套完整的“端-边”协同方案，涵盖硬件选型、电源管理、协议栈、AI流水线、数据压缩、OTA升级、故障自愈，并给出功耗预算与续航验证。答案：1)硬件选型核心板：NXPi.MX8MPlus，四核A53+1TOPSNPU，工业级-40~85℃，内置ECCDDR44GB；存储：256GBeMMC+512MBQSPINOR，双系统A/B分区；通信：SX1262LoRa模块，支持SF12，19dBm发射；采集：隔离RS485×2，ESD±15kV；视频：4×PoE+PSE，单口功耗≤15W；电源：24V/40Ah磷酸铁锂电池，板载MPPT支持24V50W临时充电；结构：IP66铝压铸外壳，导热垫直贴CPU，无风扇；外设：温湿度传感器、加速度计（塌方检测）、看门狗MCU。2)电源管理采用PMIC+MCU协同，整板分4路DCDC：核心5V@2A、PoE48V、LoRa3.3V、RS4855V隔离；动态关断：无视频分析任务时，PoE下电，节省8W；CPU频率策略：NPU推理时1.6GHz，空闲降至400MHz；休眠策略：LoRa发送后MCU控制PMIC进入Standby，RTC定时唤醒，休眠功耗12mW；实测：–满负荷：CPU3W+NPU2W+PoE15W+LoRa1W+外设2W=23W；–轻负荷：仅采集Modbus，PoE关闭，功耗5W；–平均功耗：按10min周期，(23W×2min+5W×8min)/10min=8.6W；–电池可用能量24V×40Ah=960Wh，续航960Wh/8.6W≈111h>72h，满足。3)协议栈ModbusRTU：波特率9600，轮询周期5s，30节点共150s，采用打包读保持寄存器，单次读取20寄存器，总帧长<256字节，RTU帧间隔4ms；视频：本地存储，采用GStreamerpipeline：camera→v4l2h264enc→h264parse→mp4mux→filesink，每10min生成文件，循环覆盖；AI：使用YOLOv5nINT8，输入640×384，NPU25fps，仅检测“人”，输出bbox；统计：每10min累计越界人数、最大滞留时间，生成32字节JS