2026年大学(物联网工程)物联网应用系统开发测试题及答案

2026年大学(物联网工程)物联网应用系统开发测试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.在MQTT协议中，QoS等级1的含义是A.最多一次交付B.至少一次交付C.只有一次交付D.可重复交付答案：B2.下列哪一项不是CoAP协议头部固定4字节中的字段A.VersionB.TokenLengthC.MessageIDD.Options答案：D3.在LoRaWANClassA模式下，终端发送上行数据后，立即打开的两个接收窗口时间间隔分别为A.1s与2sB.1s与3sC.1s与4sD.1s与5s答案：A4.使用ESP32的ESP-IDF框架时，若需同时运行Wi-Fi与蓝牙，应选择的共存配置宏是A.CONFIG_BT_ONLYB.CONFIG_WIFI_ONLYC.CONFIG_BTDM_CTRL_COEX_ENABLED.CONFIG_FREERTOS_UNICORE答案：C5.在NB-IoT网络中，用于延长电池寿命的核心技术为A.载波聚合B.eDRX与PSMC.MIMOD.256-QAM答案：B6.下列关于EdgeXFoundry微服务的描述，正确的是A.设备服务层可直接调用应用服务层APIB.核心元数据服务负责设备孪生存储C.支持MQTT、ModBus、BACnet等多种南向协议D.规则引擎默认使用Flink答案：C7.在物联网安全中，DTLS协议默认采用的握手模式为A.PSKB.RSAC.ECDHE-ECDSAD.NULLCipher答案：C8.若使用RaspberryPi4通过SPI连接SX1278模块，需启用的内核设备树overlay为A.spi0-1csB.i2c0-bcm2708C.uart0-fullD.pwm-2chan答案：A9.在AWSIoTCore中，用于将设备影子更新转发至Lambda的规则SQL语句FROM子句应写为A.`aws/things/+/shadow/update`B.`$aws/things/+/shadow/update/documents`C.`$aws/things/+/shadow/get/accepted`D.`iot/rules/shadow`答案：B10.当使用Thread协议组建IPv6网状网络时，Leader节点负责A.数据加密B.分配RouterIDC.维护邻居表D.提供应用层服务答案：B二、多项选择题（每题3分，共15分；多选少选均不得分）11.以下哪些技术可实现物联网设备的空中固件升级（OTA）A.ESP32的esp_https_ota组件B.STM32的IAP双区备份机制C.LoRaWAN的FragmentedDataBlockTransferD.Zigbee3.0OTAclusterE.MQTT5.0的ReasonCode答案：A、B、C、D12.关于物联网时序数据库InfluxDB，下列说法正确的是A.采用LSM-Tree存储引擎B.支持连续查询（CQ）C.Tag用于索引，Field不索引D.默认RetentionPolicy为autogenE.使用PromQL作为查询语言答案：A、B、C、D13.在工业物联网边缘计算场景中，下列哪些措施可降低EMI干扰A.采用屏蔽双绞线B.在RS-485总线两端加120Ω终端电阻C.将CAN控制器工作模式设为LoopbackD.在PCB层叠中保留完整地平面E.使用π型滤波器于传感器电源输入端答案：A、B、D、E14.以下哪些属于MQTT5.0新增特性A.UserPropertiesB.ReasonCodeC.SharedSubscriptionD.WillDelayIntervalE.QoS2exactly-oncerenamedtoQoS3答案：A、B、C、D15.在华为LiteOS中，下列组件可用于低功耗管理A.LOS_TicklessB.Run-stopC.LPMD.ShellE.SensorHubFramework答案：A、B、C三、填空题（每空2分，共20分）16.在Contiki-NG操作系统中，采用________协议栈实现6LoWPAN压缩，其压缩级别分为HC-06与________。答案：uIP，HC-117.若LoRa终端采用SF12、BW125kHz、CR4/5，则理论传输1Byte有效数据所需空中时间约为________ms（四舍五入到整数）。答案：27818.在FreeRTOS中，若configTOTAL_HEAP_SIZE设为27000，任务栈单位深度为4Byte，则最多可创建栈深度为300的轻量级任务________个（忽略TCB开销）。答案：2219.当使用TLS1.3连接AWSIoTCore时，客户端必须支持的密码套件为________，其十六进制编号为0x1301。答案：TLS_AES_128_GCM_SHA25620.在Zigbee网络中，若PANID为0x1A2B，短地址为0x0000，则该节点角色为________。答案：Coordinator21.在ModbusRTU协议中，若主站发送010300000002C40B，则从站返回帧中字节数字段应为________。答案：422.当使用GoogleCloudIoTCore时，设备身份注册表的全局唯一标识格式为________。答案：projects/{project}/locations/{region}/registries/{registry-id}23.在EdgeXFoundryGeneva版本中，默认消息总线实现为________，其底层基于________消息队列。答案：RedisPub/Sub，RedisStream24.若采用STM32L4系列的STOP2模式，唤醒后默认系统时钟源为________。答案：MSI25.在CANopen协议中，心跳报文的COB-ID由节点ID加上________（十六进制）构成。答案：0x700四、简答题（每题8分，共24分）26.（封闭型）简述MQTT遗嘱消息（LastWillandTestament）的工作机制，并说明其在物联网设备异常掉线检测中的作用。答案：遗嘱消息由客户端在CONNECT报文中携带，包含WillTopic、WillMessage、WillQoS、WillRetain。Broker在收到CONNECT后持久化遗嘱。若Broker检测到连接异常关闭（未收到DISCONNECT且TCP断开），则立即向WillTopic发布遗嘱消息。订阅该Topic的系统可实时获知设备异常掉线，实现无心跳式故障检测，降低功耗与流量。27.（开放型）某工厂需将现有4~20mA模拟传感器接入LoRaWAN网络，但现场只允许电池供电且要求连续工作5年。请给出从硬件选型到软件设计的完整低功耗方案，并估算电池容量。答案：1)硬件：选用STM32L071+SX1276，内置12位ADC，4~20mA采样电路采用低功耗运放MAX9619，0.1%精密电阻50Ω，满量程功耗<50µA。电源采用ER265008.5Ah3.6V锂亚电池，DC-DC选用TITPS61291，静态电流5µA。2)采样策略：每30min采样一次，采样窗口100ms，ADC+运放共消耗2mA×0.1s=0.056mAs。3)LoRa发送：SF10/125kHz，20Byte载荷，空中时间370ms，峰值120mA；发送完成后1s内关闭射频。4)休眠：RTC唤醒，STOP模式2µA。5)年电量：采样耗电=0.056mAs×2×8760=0.98mAh发送耗电=120mA×0.37s×2×8760=876mAh休眠耗电=2µA×8760h=17.5mAh总计≈894mAh，考虑自放电15%，需容量1050mAh。8.5Ah电池可工作8.1年，满足5年指标。28.（封闭型）说明在Contiki-NG中如何使用TSCH（Time-SlottedChannelHopping）实现确定性调度，并给出在cooja仿真中查看时隙分配的具体步骤。答案：1)在project-conf.h中定义#defineNETSTACK_CONF_MACtsch_driver2)启用Orchestra调度：#defineTSCH_SCHEDULE_CONF_WITH_ORCHESTRA13)在Makefile中包含orchestra.c4)仿真步骤：a)打开cooja，导入sky节点，数量≥5b)在Tools→Radiomessages勾选“Timestamp”c)运行仿真60s，暂停d)选择任何节点，右键→Moteoutput→printf过滤“TSCH-schedule”e)观察slotframe长度、时隙偏移、信道偏移，确认无冲突。五、综合应用题（共21分）29.（分析+设计）某智慧农业园区需部署2000个土壤温湿度节点，数据上行间隔10min，下行仅需远程配置，无实时控制。园区已覆盖NB-IoT与LoRaWAN两种信号，NB-IoTRSRP平均-95dBm，LoRaWAN可自建网关。请完成：（1）给出两种技术的关键指标对比表（功耗、单站容量、覆盖、成本、生命周期）。（2）基于（1）选择最优技术并说明理由。（3）设计端到端系统架构图（含终端、网关/基站、云平台、应用层），并标注协议与接口。（4）给出终端侧基于RIOTOS的伪代码框架，实现数据采集、缓存、重传、下行配置解析。（5）若采用LoRaWAN，计算单网关（SX1302，8通道）能否满足2000节点10min间隔上报，给出推导过程。答案：（1）对比表指标NB-IoTLoRaWAN自建功耗50mA×2s/次120mA×0.37s/次单站容量50k/小区8ch×6sf7-12覆盖20km15km郊区成本模组25元+SIM5元/年模组18元+网关3000元生命周期10年10年（2）选择LoRaWAN：园区属私有土地，无运营商月租；2000节点容量下，单网关即可满足；功耗更低，电池寿命更长；成本回收周期2年。（3）架构图终端(LoRaMAC)→LoRaWANGW(SX1302,PacketForwarder)→UDP1700→NS(ChirpStack)→MQTT→Kafka→TimescaleDB→RESTAPI→Web/App（4）RIOT伪代码```cinclude"periph/adc.h"include"net/loramac.h"include"xtimer.h"defineINTERVAL(10U60U1000U)defineINTERVAL(10U60U1000U)staticuint8_tdev_eui[]={...};staticuint8_tapp_key[]={...};staticloramac_tloramac;intmain(void){adc_init(ADC_LINE(0));loramac_init(&loramac);loramac_join(OTAA,dev_eui,app_key);while(1){int16_ttemp=read_temp();int16_thum=read_hum();uint8_tpayload[8];encode(temp,hum,payload);loramac_send(&loramac,payload,8);if(loramac_rx_available()){uint8_trx[12];