内容正文:
第四单元 物联网的数据处理—搭建智能路灯物联系统原型检测题
2025-2026学年苏科版(2023)八年级信息科技下册
班级: 姓名:
特别提示:
(1)本试卷共4页,分为单项选择题、判断题、简答题三个部分。
(2)满分100分。考试时间为45分钟。
题号
一
二
三
总分
得分
得分
评阅人
一、单项选择题(本大题共20小题,在每一小题的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的,请将正确答案的序号填写在下列表格中,每小题3分,共60分)[来源:学&科&网]
[来源:学科网ZXXK]
单项选择题答案填写区:
题号
1
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答案
题号
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答案
1.小明在研究校园智能路灯系统时,发现路灯能根据环境光线自动调节亮度。在物联网系统原型中,负责感知环境光线的是( )
A. 应用层 B. 网络层 C. 感知层 D. 控制层
2.以下生活场景中,不属于智能照明应用的是( )
A. 商场根据人流量自动调节灯光亮度
B. 居民家中通过手机 APP 远程控制台灯开关
C. 传统楼道声控灯在有人经过时亮起
D. 办公室灯光根据室内光线强度自动调节
3.某城市打造智慧街区,街区内的智能路灯不仅能照明,还能监测空气质量。在智能路灯系统中,将监测到的空气质量数据传输到服务器的是( )
A. 感知层 B. 网络层 C. 应用层 D. 采集层
4.小李参与搭建智能路灯物联系统原型实验,他发现光线传感器采集的光线值是模拟量,取值范围在 0 - 4095。在实验中,用光线值的大小近似表示( )
A. 光线的颜色 B. 光线的强弱 C. 光线的方向 D. 光线的温度
5.随着物联网技术发展,许多景区开始采用智能路灯。这些路灯能根据游客数量调节亮度,还能提供免费 Wi-Fi。在其物联网架构中,提供免费 Wi-Fi 功能主要涉及( )
A. 感知层 B. 网络层 C. 应用层 D. 数据层
6.在搭建远程控制多盏路灯物联系统原型实验中,作为总控制器的实验平台可以同时接收多个光线传感器采集的光线值,还能同时控制多盏路灯的亮灭。实验平台在该系统中扮演的角色对应物联网架构中的( )
A. 感知层 B. 网络层 C. 应用层 D. 传输层
7.为实现一个总控制器对多盏路灯进行集中远程智能控制,需要借助( )等网络协议的支持。
A. HTTP B. TCP/IP C. MQTT D. FTP
8.某学校开展物联网项目,计划搭建智能路灯系统。在制订方案阶段,以下不需要考虑的是( )
A. 校园不同区域对路灯照明的需求
B. 路灯的外观颜色
C. 选用的硬件设备
D. 系统要实现的功能
9.小王在对智能路灯采集到的光线数据进行分析时,发现某段时间内数据波动异常。他判断这段数据对开关路灯决策没有参考价值,他的依据可能是( )
A. 该时间段是白天,光线充足,路灯本就处于关闭状态
B. 数据波动幅度较小
C. 数据是在周末采集的
D. 采集数据的传感器是新安装的
10.在利用图表功能展示智能路灯光线传感器所采集到随时间变化的数据时,以下说法错误的是( )
A. 可以直观地看出光线值的变化趋势
B. 能帮助我们更准确地分析数据
C. 图表只能用折线图展示
D. 能辅助我们做出开关路灯的决策
11.以下关于物联网数据处理过程的说法,错误的是( )
A. 要筛选采集的数据,剔除无效和错误的数据
B. 数据可视化就是把数据变成图表,没什么实际作用
C. 分析数据是为了挖掘其中隐藏的价值
D. 向外发布数据时,应关注数据的安全与保护
12.某社区升级路灯系统为智能路灯,在数据驱动下,路灯能在不同时间段、不同天气状况下合理调节亮度。这里的数据驱动是指( )
A. 数据直接控制路灯的硬件开关
B. 根据采集到的数据,经过分析处理,进而决定路灯的控制策略
C. 数据只能控制路灯的亮度,不能控制开关
D. 只要有数据,路灯就能自动工作
13.在智能路灯物联系统原型中,感知层的光线传感器实现了数据的( )
A. 全面感知 B. 可靠传输 C. 智能处理 D. 存储备份
14.小张在搭建智能路灯物联系统原型时,遇到硬件连接后设备无法正常工作的情况,以下做法不合理的是( )
A.检查硬件设备是否损坏
B.重新核对硬件连接是否正确
C.直接放弃,选择其他项目
D.查阅设备说明书或向老师请教
15.某企业研发新型智能路灯,除了基本照明功能,还增加了视频监控和环境监测功能。在其物联网架构中,视频监控和环境监测数据的传输和处理分别对应( )
A. 感知层和网络层 B. 网络层和应用层
C. 感知层和应用层 D. 都是应用层
16.为了让智能路灯系统更节能,以下数据处理和控制策略合理的是( )
A. 无论光线如何,路灯都保持固定亮度
B. 只在晚上开启路灯,白天关闭
C. 根据光线强度、时间以及人流量等数据综合判断,智能调节路灯亮度
D. 每隔一段时间就切换一次路灯亮度
17.以下关于 MQTT 协议在智能路灯系统中应用的说法,正确的是( )
A. MQTT 协议用于硬件设备的物理连接
B. 智能路灯系统不需要 MQTT 协议也能实现远程控制
C. MQTT 协议实现了设备间消息的发布 / 订阅,保障数据通信
D. MQTT 协议只能用于智能路灯系统,不能用于其他物联网场景
18.在校园智能路灯项目开展的交流评价环节,以下评价内容不合理的是( )
A. 评价项目对校园智能化的实际价值
B. 评价小组内成员的合作态度和表现
C. 评价搭建的物联系统原型是否美观
D. 评价是否理解物联系统原型中数据驱动的作用
19.小李在分析智能路灯数据时,发现傍晚时分光线变化较快,他想重点观察这个时间段的数据。在实验平台中,他可以利用( )功能实现。
A. 数据筛选 B. 区域缩放 C. 数据排序 D. 数据删除
20.未来的智能路灯可能会结合更多新技术,如数字孪生技术。关于数字孪生技术与智能路灯结合的说法,合理的是( )
A. 可以在虚拟空间中模拟智能路灯的运行状态,辅助优化管理
B. 数字孪生技术只能用于智能路灯的外观设计
C. 两者结合会使智能路灯系统变得复杂,没有实际意义
D. 数字孪生技术会取代真实的智能路灯
得分
评阅人
二、判断题(本大题共10小题,每小题2分,共计20分。请将答案填写在下表中题号下方的框内,正确的打“√”,错误的打“×”。)
判断题答案填写区:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
1.物联网系统原型只有感知层、网络层和应用层这三层结构。( )
2.智能路灯系统中,应用层主要负责感知环境光线并将数据传输出去。( )
3.搭建物联系统原型时,硬件连接越复杂,系统功能就越强大。( )
4.在物联网数据处理中,数据可视化只是为了让数据看起来更美观,对数据分析帮助不大。( )
5.利用 MQTT 协议,智能路灯系统中的设备可以实现消息的发布和订阅,从而完成数据通信和控制指令的传达。( )
6.校园智能路灯系统只要采集光线数据就可以了,不需要考虑其他因素。( )
7.在搭建远程控制单盏路灯系统时,智能开发板不需要接入 Wi - Fi 网络也能实现远程控制。( )
8.物联系统原型的数据采集周期可以随意设置,对系统功能没有影响。( )
9.交流评价环节中,自我评价没有实际意义,主要是听别人的评价。( )
10.数字孪生技术与智能路灯结合,能让我们更好地管理和优化智能路灯系统。( )
得分
评阅人
三、简答题(本大题共2小题,共20分)
1.某小区计划升级路灯为智能路灯,以实现节能和智能化管理。请结合物联网数据处理知识,说明该智能路灯系统应如何对采集到的数据进行处理和利用。
2.学校开展 “校园智能灌溉系统” 物联系统原型搭建项目,请简述制订该项目方案的主要步骤及需要考虑的因素。
解析
一、选择题
1. 答案:C
解析:在物联网系统原型中,感知层负责感知物理世界的信息,环境光线属于被感知的信息,所以由感知层负责感知,C 选项正确。
2. 答案:C
解析:传统楼道声控灯只是通过声音控制,没有涉及物联网技术及智能控制逻辑,不属于智能照明应用;A、B、D 选项均体现了通过物联网等技术实现的智能照明控制,所以选 C。
3. 答案:B
解析:网络层的作用是将感知层采集的数据进行传输,空气质量数据从智能路灯传输到服务器是由网络层负责,B 选项正确。
4. 答案:B
解析:在该实验中,光线传感器采集的光线值大小是用来近似表示光线的强弱,B 选项正确。
5. 答案:B
解析:提供免费 Wi - Fi 功能主要是实现网络通信和数据传输,这属于物联网架构中网络层的功能,B 选项正确。
6. 答案:C
解析:实验平台能接收数据并根据数据做出控制决策,控制多盏路灯亮灭,这符合应用层根据感知数据进行智能处理和控制的功能特点,C 选项正确。
7. 答案:C
解析:MQTT 协议是一种常用于物联网的 “客户端 - 服务器” 的消息发布 / 订阅传输协议,适合实现总控制器对多盏路灯的集中远程智能控制,C 选项正确。
8. 答案:B
解析:校园不同区域照明需求、选用硬件设备、系统要实现的功能都与智能路灯系统的实际功能和搭建密切相关,而路灯外观颜色对系统功能实现影响不大,不需要在制订方案阶段重点考虑,B 选项正确。
9. 答案:A
解析:白天光线充足,路灯处于关闭状态,此时光线数据波动异常对开关路灯决策确实没有参考价值;B 选项数据波动幅度小不一定无参考价值;C 选项采集时间是周末与数据有无参考价值无关;D 选项新安装传感器不是判断数据无参考价值的依据,所以 A 选项正确。
10. 答案:C
解析:图表可以用折线图、柱状图等多种形式展示光线数据变化,不是只能用折线图,C 选项说法错误。
11. 答案:B
解析:数据可视化能使信息表达更直观,有助于分析数据,挖掘数据价值,不是没有实际作用,B 选项说法错误。
12. 答案:B
解析:数据驱动是指根据采集到的数据,经过分析处理,进而决定路灯的控制策略,如调节亮度、开关灯等,B 选项正确。
13. 答案:A
解析:感知层的光线传感器主要功能是感知光线信息,实现数据的全面感知,A 选项正确。
14. 答案:C
解析:遇到硬件连接问题应积极排查解决,如检查设备是否损坏、核对连接是否正确、查阅资料或请教他人等,直接放弃不合理,C 选项符合题意。
15. 答案:B
解析:视频监控和环境监测数据的采集属于感知层功能,而数据的传输由网络层负责,数据的处理和应用(如根据数据做出判断等)属于应用层功能,所以数据传输对应网络层,数据处理对应应用层,B 选项正确。
16. 答案:C
解析:根据光线强度、时间以及人流量等数据综合判断,智能调节路灯亮度,能在满足照明需求的同时实现节能;A 选项固定亮度不节能;B 选项只按白天晚上控制不够智能节能;D 选项定时切换亮度不科学,C 选项正确。
17. 答案:C
解析:MQTT 协议实现了设备间消息的发布 / 订阅,保障数据通信,用于物联网设备间通信,C 选项正确;A 选项不是用于硬件物理连接;B 选项智能路灯远程控制常借助 MQTT 协议;D 选项可用于多种物联网场景。
18. 答案:C
解析:项目对校园智能化的实际价值、小组成员合作态度、对数据驱动作用的理解都与项目开展的目标和知识掌握相关,是合理的评价内容;物联系统原型美观不是重点评价内容,C 选项不合理。
19. 答案:B
解析:实验平台中区域缩放功能可以对需要重点关注的区域数据进行放大观察,小李想重点观察傍晚时分光线变化数据,可利用此功能,B 选项正确。
20. 答案:A
解析:数字孪生技术可以在虚拟空间中模拟智能路灯的运行状态,辅助优化管理;B 选项不仅用于外观设计;C 选项有实际意义;D 选项不会取代真实智能路灯,A 选项正确。
二、判断题
1. 答案:√
解析:物联网系统原型通常由感知层、网络层和应用层这三层结构组成,所以该说法正确。
2. 答案:×
解析:智能路灯系统中,感知层负责感知环境光线并将数据传输出去,应用层负责对数据进行分析处理并做出决策控制路灯,所以该说法错误。
3. 答案:×
解析:搭建物联系统原型时,硬件连接应合理,并非越复杂功能越强大,关键是各部分协同实现系统功能,所以该说法错误。
4. 答案:×
解析:数据可视化能直观展示数据,帮助分析数据、挖掘价值,对数据分析很有帮助,所以该说法错误。
5. 答案:√
解析:MQTT 协议用于物联网设备间消息的发布和订阅,智能路灯系统可借此完成数据通信和控制指令传达,所以该说法正确。
6. 答案:×
解析:校园智能路灯系统除光线数据外,还需考虑人流量、时间等因素,综合数据才能实现更好控制,所以该说法错误。
7. 答案:×
解析:搭建远程控制单盏路灯系统时,智能开发板需接入 Wi - Fi 网络才能实现与远程服务器通信,进而实现远程控制,所以该说法错误。
8. 答案:×
解析:物联系统原型的数据采集周期会影响数据准确性和系统性能等,不能随意设置,所以该说法错误。
9. 答案:×
解析:交流评价环节中,自我评价能帮助学生自我反思总结,有重要意义,并非无意义,所以该说法错误。
10. 答案:√
解析:数字孪生技术与智能路灯结合能在虚拟空间模拟路灯运行,便于管理和优化,所以该说法正确。
三、简答题
1. 答案:
①数据筛选:智能路灯系统采集到的光线数据、时间数据、环境数据等可能存在无效或错误数据,需要通过算法或设置规则进行筛选,剔除异常数据,保证数据的准确性和有效性。例如,去除传感器故障时采集的错误光线值数据。
②数据可视化:将筛选后的数据通过图表(如折线图展示光线强度随时间变化、柱状图对比不同区域光照情况等)、图形等形式直观呈现,方便管理人员快速了解路灯运行状态和环境光照等情况,辅助决策。
③数据分析:对光线强度数据进行分析,结合时间、季节等因素,找出光线变化规律以及与路灯能耗的关系。比如分析出不同时间段、不同天气下光线变化特点,为优化路灯亮度调节策略提供依据。同时,还可以分析路灯故障数据,找出故障频发原因和规律。
④决策制定:基于数据分析结果,制定路灯控制策略。如根据光线强度和时间判断是否开启或关闭路灯,以及调节路灯亮度等级;根据环境数据(如湿度、温度等)预测可能的故障,提前进行维护。
⑤ 数据安全保护:在向外发布数据(如将路灯能耗数据上传至管理平台)时,采用加密等技术手段,保障数据的安全与隐私,防止数据被篡改或泄露。
2. 答案
主要步骤及考虑因素:
①选题:从校园实际需求出发,考虑校园内哪些区域需要灌溉(如操场草坪、花园、植物园等),确定 “校园智能灌溉系统” 这一主题的具体应用场景和范围。例如,若校园植物园植物种类多样,对水分需求不同,需重点考虑如何分区灌溉。
②硬件选择:考虑实现灌溉系统功能所需的硬件设备。需要选择土壤湿度传感器来感知土壤湿度,确定是否需要灌溉;选择合适的水泵、电磁阀等执行设备来控制水流;选择智能开发板作为控制核心,连接各硬件设备。同时要考虑硬件的兼容性、稳定性和成本等因素,比如不同品牌传感器与智能开发板的连接是否方便,硬件设备的使用寿命和价格等。
③功能规划:明确系统要实现的功能。基本功能包括根据土壤湿度自动开启或关闭灌溉设备;还可以考虑拓展功能,如根据不同植物种类设置不同的湿度阈值,实现精准灌溉;结合天气预报数据,在降雨前自动暂停灌溉,节约水资源;设置手动控制功能,方便人工干预等。同时要规划好各功能实现的逻辑和流程,比如土壤湿度传感器数据如何传输到智能开发板,智能开发板如何根据数据控制执行设备等。
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