2026年编程实践课程经典案例题目

2026年编程实践课程经典案例题目一、选择题（共5题，每题2分，总计10分）地域与行业背景：中国制造业数字化转型，特别是智能制造领域的工业机器人编程应用。题目1：在为某汽车零部件自动化生产线设计工业机器人（如ABB或KUKA品牌）的搬运任务时，若需机器人沿直线从A点移动到B点，且要求速度为0.5m/s，加速度为0.2m/s²，以下哪种运动指令参数设置最符合要求？A.使用`MoveL`指令，设置速度为0.5m/s，加速度为0.2m/s²B.使用`MoveC`指令，设置速度为0.5m/s，加速度为0.2m/s²C.使用`MoveJ`指令，设置速度为0.5m/s，加速度为0.2m/s²D.使用`MoveT`指令，设置速度为0.5m/s，加速度为0.2m/s²题目2：某智能制造项目需要通过Python脚本调用PLC（西门子S7-1200）的实时数据，以下哪种库最适合用于该任务？A.`pyserial`B.`pyPLC`C.`python-snap7`D.`pyModbusTCP`题目3：在编写工业机器人视觉检测程序时，若需判断工件的边缘是否完整，以下哪种OpenCV函数最常用？A.`cv2.findContours()`B.`cv2.matchTemplate()`C.`cv2.cvtColor()`D.`cv2.warpPerspective()`题目4：某企业使用MQTT协议实现设备与云平台的通信，若需保证消息的可靠传输，以下哪种QoS等级最合适？A.QoS0（最多一次）B.QoS1（至少一次）C.QoS2（仅一次）D.QoS3（自定义）题目5：在编写嵌入式系统（如树莓派）的温湿度监控程序时，若需将数据每10秒上传至InfluxDB，以下哪种Python库最适用？A.`pymysql`B.`psycopg2`C.`influxdb-client`D.`redis-py`二、填空题（共5题，每题2分，总计10分）地域与行业背景：中国新能源行业（如光伏电站）的远程监控系统开发。题目6：在Linux系统中，若需查看当前目录下所有文件的大小（单位为KB），可以使用命令：__________。题目7：在编写工业控制系统（DCS）的组态软件时，若需实现实时曲线绘制，常用到的前端框架是__________或__________。题目8：在Python中，若需将JSON字符串转换为字典，应使用__________库的`loads()`函数。题目9：在编写PLC程序时，若需实现两个输入信号（I0.0和I0.1）的逻辑与运算，应使用__________指令。题目10：在5G工业物联网应用中，为减少设备功耗，常采用__________技术进行数据传输。三、简答题（共3题，每题10分，总计30分）地域与行业背景：中国港口自动化码头（如上海洋山港）的集装箱抓取系统编程。题目11：简述在使用工业机器人进行抓取任务时，如何通过传感器（如力传感器、视觉传感器）避免碰撞或误抓？请列举至少三种方法并说明原理。题目12：某企业使用MQTT协议实现设备与云平台的通信，请说明以下概念的含义：1.Broker2.Topic3.QoS题目13：在编写嵌入式系统（如STM32）的实时控制程序时，若需实现多任务调度，请简述两种常见的调度算法（如轮转法、优先级法）并比较其优缺点。四、编程题（共2题，每题25分，总计50分）地域与行业背景：中国食品加工行业（如面包生产线）的自动化控制编程。题目14：任务：编写Python代码，实现以下功能：1.使用`requests`库从某API（如OpenWeatherMap）获取实时天气数据（如温度、湿度），并解析JSON响应。2.若温度低于20℃，则通过模拟输出（如GPIO控制LED灯）点亮报警灯。3.将解析后的数据写入CSV文件，包含时间戳、温度、湿度等字段。要求：-代码需包含异常处理（如网络请求失败）。-输出示例：plaintext当前温度：18.5℃，湿度：45%，报警灯已点亮题目15：任务：编写PLC（如西门子TIAPortal）的LAD（梯形图）程序，实现以下逻辑：1.输入信号I0.0代表“工件到位”，I0.1代表“传感器正常”。2.当I0.0为ON且I0.1为ON时，输出信号Q0.0启动“机械臂下降”。3.下降10秒后，输出信号Q0.1启动“夹爪抓取”。4.抓取5秒后，输出信号Q0.2启动“机械臂上升”。要求：-使用定时器（TON）实现延时逻辑。-请绘制梯形图并标注关键元件。答案与解析一、选择题1.A-解析：`MoveL`指令用于直线运动，参数直接控制速度和加速度，符合题目要求。其他指令分别为：`MoveC`（圆弧运动）、`MoveJ`（关节运动）、`MoveT`（直线运动但轨迹不精确）。2.C-解析：`python-snap7`是西门子PLC的官方Python库，支持S7系列。其他选项：`pyserial`用于串口通信、`pyModbusTCP`用于Modbus协议。3.A-解析：`cv2.findContours()`用于边缘检测，常与阈值分割结合使用。其他选项：`cv2.matchTemplate`（模板匹配）、`cv2.cvtColor`（颜色转换）、`cv2.warpPerspective`（透视变换）。4.B-解析：QoS1保证消息至少被传输一次，适合工业控制场景。QoS0可能丢失消息，QoS2仅一次且可靠，但复杂。5.C-解析：`influxdb-client`是官方Python库，支持时序数据写入。其他选项：`pymysql`（MySQL）、`psycopg2`（PostgreSQL）、`redis-py`（Redis）。二、填空题6.`ls-lS`-解析：`-l`显示详细信息，`-S`按文件大小排序。7.`React`、`Vue`-解析：前端框架常用于实时数据可视化。8.`json`-解析：`json.loads()`将字符串转为字典。9.`AND`-解析：PLC中逻辑与指令用`AND`表示。10.边缘计算-解析：减少5G网络带宽占用，降低延迟。三、简答题题目11：1.力传感器：检测抓取力，避免过度夹紧损坏工件。2.视觉传感器：通过图像识别确认工件位置，防止误抓。3.限位开关：检测碰撞，立即停止运动。题目12：1.Broker：MQTT服务器，负责消息中转。2.Topic：主题，类似频道，设备通过订阅发布消息。3.QoS：服务质量，0（最多一次）、1（至少一次）、2（仅一次）。题目13：1.轮转法：平等分配CPU时间，简单但实时性差。2.优先级法：高优先级任务优先执行，但可能导致低优先级饿死。四、编程题题目14：pythonimportrequestsimportcsvimporttimeimportRPi.GPIOasGPIOGPIO.setmode(GPIO.BCM)ALARM_LED=17GPIO.setup(ALARM_LED,GPIO.OUT)deffetch_weather():try:response=requests.get("/data/2.5/weather?q=Beijing&appid=YOUR_API_KEY")response.raise_for_status()data=response.json()temp=data['main']['temp']-273.15#转为摄氏度humidity=data['main']['humidity']returntemp,humidityexceptExceptionase:print(f"Error:{e}")returnNone,Nonedefwrite_csv(temp,humidity):withopen('weather.csv','a')asf:writer=csv.writer(f)writer.writerow([time.ctime(),temp,humidity])defmain():whileTrue:temp,humidity=fetch_weather()iftempisnotNone:print(f"当前温度：{temp:.1f}℃，湿度：{humidity}%",end='')iftemp<20:GPIO.output(ALARM_LED,GPIO.HIGH)print("报警灯已点亮")else:GPIO.output(ALARM_LED,GPIO.LOW)write_csv(temp,humidity)time.sleep(10)if__name__=="__main__":ma