2025年大学（物联网工程）物联网系统设计测试题及答案.doc

2025年大学（物联网工程）物联网系统设计测试题及答案

（考试时间：90分钟 满分100分）
班级______ 姓名______

第I卷（选择题 共30分）
答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1. 以下关于物联网感知层的说法，错误的是（ ）
A. 主要负责采集物理世界的数据
B. 传感器是感知层的核心设备
C. 感知层的数据传输不需要考虑安全性
D. 感知层的数据可能存在噪声和干扰
2. 物联网网络层中，以下哪种技术常用于广域网通信（ ）
A. ZigBee
B. Wi-Fi
C. 4G/5G
D. Bluetooth
3. 下列不属于物联网应用层的是（ ）
A. 智能交通系统
B. 智能家居控制
C. 数据挖掘算法
D. 远程医疗诊断
4. 物联网系统设计中，关于数据处理的说法正确的是（ ）
A. 数据处理主要在感知层完成
B. 数据处理包括数据清洗、转换和分析等
C. 数据处理不需要考虑数据的时效性
D. 数据处理只针对结构化数据
5. 物联网安全体系中，保障数据传输安全的关键技术是（ ）
A. 加密算法
B. 入侵检测
C. 访问控制
D. 身份认证
6. 对于物联网设备的能源管理，以下措施不合理的是（ ）
A. 采用低功耗芯片
B. 增加设备的发射功率
C. 优化通信协议减少能耗
D. 利用能量采集技术补充能源
7. 物联网系统设计中，关于网络拓扑结构的选择，以下说法错误的是（ ）
A. 星型拓扑结构易于扩展
B. 总线型拓扑结构成本较低
C. 网状拓扑结构可靠性高但成本高
D. 环型拓扑结构适用于物联网大规模部署
8. 以下哪种物联网技术适合近距离、低功耗、低速率的无线通信场景（ ）
A. LoRa
B. SigFox
C. NB-IoT
D. Z-Wave
9. 在物联网系统中，设备的标识与管理至关重要，以下哪种标识方式具有全球唯一性（ ）
A. MAC地址
B. IP地址
C. EPC编码
D. 设备序列号
10. 物联网系统设计时，考虑到不同设备的兼容性，应遵循的原则是（ ）
A..尽量采用相同品牌的设备
B. 统一设备的通信协议和数据格式
C. 只选择市场占有率高的设备
D. 优先选用新出现的设备

第II卷（非选择题 共70分）
11. （10分）简述物联网系统设计的主要流程。
12. （15分）分析物联网感知层中传感器的选型要点。
13. （15分）阐述物联网网络层中不同通信技术的特点及适用场景。
14. （材料题 15分）阅读以下材料：随着物联网技术的快速发展，智能家居市场日益繁荣。某智能家居系统通过物联网将家中的各种设备连接起来，实现远程控制和自动化管理。然而，在实际应用中，该系统出现了一些安全问题，如设备被非法入侵、用户数据泄露等。请分析该智能家居系统可能存在的安全隐患，并提出相应的解决措施。
15. （材料题 15分）材料：在工业物联网领域，某工厂引入了物联网系统来优化生产流程。通过传感器采集生产设备的运行数据，利用数据分析技术实现对设备故障的预测性维护。但在实施过程中，发现数据采集频率过高导致网络带宽压力增大，且部分老旧设备的数据准确性存在问题。针对这些问题，谈谈如何改进该工业物联网系统的设计。

答案：
1. C
2. C
3. C
4. B
5. A
6. B
7. D
8. D
9. C
10. B
11. 物联网系统设计主要流程包括需求分析，明确系统功能、性能等要求；架构设计，确定感知层、网络层、应用层的组成和结构；技术选型，选择合适的传感器、通信技术等；详细设计，对各层设备和模块进行细化设计；系统集成与测试，将各部分集成并进行测试优化；部署与维护，将系统部署到实际环境并持续维护升级。
12. 传感器选型要点包括：精度，要满足实际测量精度要求；量程，覆盖测量范围；响应时间，快速响应测量变化；稳定性，长时间性能稳定；功耗，低功耗利于整体系统；通信接口，与系统通信适配；抗干扰能力，适应复杂环境；尺寸与安装方式，便于安装和空间布局；成本，在满足性能下控制成本。
13. 蓝牙适合近距离、低功耗、低速率的短距离通信，用于连接手机等设备；Wi-Fi适合局部区域高速数据传输，如家庭、办公室网络；ZigBee适用于低速率、低功耗、近距离的无线传感器网络；4G/5G用于广域高速通信，实现远程设备数据传输；LoRa适合远距离、低功耗、低速率通信，用于智能抄表等场景。
14. 安全隐患：设备可能存在弱密码易被破解；通信协议可能有漏洞被攻击；用户数据存储安全防护不足易泄露；缺乏设备身份认证机制导致非法接入。解决措施：设置强密码并定期更新；采用加密通信协议；加强数据存储加密和安全防护；建立设备身份认证体系，如数字证书等。
15. 对于数据采集频率过高问题，可根据设备重要性和故障模式调整采集频率，重要设备和关键参数适当高频率采集，一般设备降低频率。对于老旧设备数据准确性问题，增加数据预处理环节，如多次采集取均值、采用数据滤波算法去除噪声，对老旧设备进行适当升级改造提高数据准确性。