上海市“星光計劃”第五屆中等職業學校職業技能大賽-物聯網項目試題A卷上海市“星光計劃”第五屆中等職業學校職業技能大賽《物聯網》競賽試題A卷一、注意事項：1、請按照以下比賽環境，檢查比賽中使用硬件設備、連接線等設備、材料和軟件是否齊全，計算機設備是否能正常使用。2、禁止攜帶和使用移動存儲設備、計算器、通信工具及參考資料。3、操作過程中，需要及時保存設備配置。比賽過程中，不要對任何設備添加密碼。4、比賽中禁止改變軟件原始存放位置。5、比賽中觸碰、拆卸帶有警示標記的設備、線纜、插座。6、比賽完成后，比賽設備、比賽軟件和比賽試卷請保留在座位上，禁止帶出考場外。7、比賽完成后，不得切斷所有電源，需保持所有設備處于工作狀態。8、仔細閱讀比賽試卷，分析需求，按照試卷要求，進行設備配置和調試。9、比賽時間為180分鐘。二、比賽環境：1.軟件環境物理機：1)操作系統：WindowsXPProfessionalSP32)開發環境：MicrosoftVisualStudio2010&MSDN3)智能家居開發庫、開發文檔、配置文件模板4)樣板間控制軟件虛擬機1)操作系統：WindowsXPProfessionalSP32).NET運行時：.NETFramework4.03)WEB服務器：MicrosoftIIS4)WEB應用：WsnWeb2.競賽項目使用器材三、競賽題賽題說明：1.本次比賽包含三部分考核內容，考核內容相互獨立，單獨評分。2.第一部分為智能家居模擬應用上位機軟件開發考核，第二部分為智能家居模擬應用嵌入式開發考核，第三部分為真實智能家居樣板間安裝調試考核。3.比賽時間總計180分鐘，參賽選手可自由分配任務安排及時間安排。4.參賽選手需仔細閱讀試題，按照試題要求填寫答案或提交競賽成果。(一)智能家居模擬應用上位機開發1.硬件設備：智能家居模擬應用拓撲結構圖A.連線操作根據拓撲圖進行連線操作，包括所有傳感器與節點板之間以及協調器與PC1機的連線。具體要求：1）正確地按照拓撲連接ZigBee傳感控制終端節點與傳感器2）接口與連接線線序正確3）將協調器與PC通過串行口連接（協調器需要外接5V直流電源供電）4）將LED燈組、模擬空調、溫濕度傳感器、可燃氣體傳感器、節點板1正確連接（節點板1需要外接5V直流電源供電）5）將煙霧傳感器、蜂鳴器、模擬風扇與節點板2正確連接（節點板2需要外接5V直流電源供電）6）將光敏傳感器、模擬電動窗簾與節點板3正確連接（節點板3需要外接5V直流電源供電）7）依次打開“協調器→節點板1→節點板2→節點板3”的電源開關，給其供電，看到上述3塊節點板聯網狀態指示燈為綠色時，表明設備組網成功，可以進行后續操作。2、上位機開發參賽者在VisualStudio2010集成開發環境下，使用C#開發語言，完成一套上位機軟件的開發，軟件界面要求布局合理美觀，該軟件使用BizidealZigbeeV24開發包提供的方法，完成下列模塊功能開發，各模塊的功能按鈕應需有相應文字表述。配套開發文檔存放在桌面\競賽材料（上位機）文件夾中。軟件開發完成后，運行軟件生成文本文件格式的答題結果，文件保存路徑：桌面\競賽成果\參賽編號.doc。模塊一：查詢Zigbee網絡基礎信息1.查詢協調器MAC地址：通過軟件發送“查詢協調器MAC地址”指令給協調器并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：2.查詢ChannelID:通過軟件發送“查詢ChannelID”指令給協調器并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：3.查詢PANID：通過軟件發送“查詢PANID”指令給協調器并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：4.查詢節點數：通過軟件發送“查詢節點數”指令給協調器并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：1)長短地址映射：1)軟件發送“查詢長短地址映射”指令給協調器并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：軟件緊接著發送“燈光控制”指令點亮節點板1的L7指示燈并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：2)軟件發送“查詢長短地址映射”指令給協調器并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：軟件緊接著發送“LED控制”指令點亮節點板2的L6指示燈并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：3)軟件發送“查詢長短地址映射”指令給協調器并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：軟件緊接著發送“LED控制”指令點亮節點板3的L5指示燈并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：模塊二：單步控制指令1.模擬風扇控制：通過軟件發送“啟動風扇”指令控制節點板2的風扇轉動并接受響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：風扇啟動20秒后，通過軟件軟件發送“停止風扇”指令控制節點板2的風扇停止轉動，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：2.電動窗簾控制：通過軟件發送“啟動電動窗簾”指令控制節點板3的電動窗簾逆時針旋轉360°并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：3.空調溫度控制：通過軟件發送“空調溫度控制”指令控制節點板1的空調溫度顯示（數碼管顯示）為20°并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：4.燈光控制：通過軟件發送“燈光控制”指令控制節點板1的LED燈組并接收響應，并按如下格式將交互過程記錄于“參賽編號.doc”：模塊三：實時環境數據采集1.在軟件中實現實時環境狀態采集，以15秒/次的采樣頻率，在60秒內，實時采集并刷新溫度、濕度、光照度、煙霧、可燃氣體傳感器的數據并顯示在軟件主界面中，并將數據采集期間的往來指令流按如下格式保存在文本文件中：2.將溫度采樣數據以二維圖表的形式顯示在軟件的主界面（X軸為時間軸，Y軸為采樣數據軸）。模塊四：家居聯動控制連接在節點板3上的光照度傳感器數值低于60時，連接在節點板3上的電動窗簾（步進電機）順時針旋轉360度1次，并同時點亮節點板3上的L8燈；當連接在節點板3上的光照度傳感器數值高于100時，連接在節點板3上的電動窗簾（步進電機）逆時針旋轉360度1次，同時關閉節點板3上的L8燈。(二)智能網關應用嵌入式開發1.硬件設備：拓撲結構圖1、連接操作根據拓撲圖進行連線操作，包括所有傳感器與節點板之間以及協調器與PC2或網關的連線。具體要求：1)正確地按照拓撲連接ZigBee傳感控制終端節點與傳感器2)接口與連接線線序正確3)正確的連接協調器和網關及電腦2、建立Zigbee網絡1)開啟協調器電源2)順序開啟節點板電源3)觀察Zigbee節點板組網指示燈3、SD卡的制作將Superboot燒寫到SD卡當中，燒寫SD卡所需要資料放置于PC2桌面\競賽材料(嵌入式)文件夾中。4、Uboot的燒寫將Uboot燒寫到網關中，燒寫Uboot所需要的資料放置于PC2桌面\競賽材料(嵌入式)文件夾中。5、內核的燒寫將內核燒寫到網關中，燒寫內核所需要的資料放置于PC2桌面\競賽材料(嵌入式)文件夾中。6、數據采集實現將溫度、濕度、光照強度、燃氣等傳感器的反饋值顯示在虛擬機的軟件界面中。說明：打開虛擬機桌面上的考試標準文件夾中的contorl文件夾下的工程，實現代碼的編寫，Debug1文件夾中的libcontorl1.so為虛擬機上運行的動態鏈接庫，Debug3文件夾中的libcontorl2.so為網關運行的動態鏈接庫。具體要求如下：1）實現溫度參數正常的顯示在虛擬機中界面中2）實現濕度參數正常的顯示在虛擬機中界面中3）實現光照度參數正常的顯示虛擬機中界面中4）實現燃氣參數正常的顯示在虛擬機中界面中5）將功能實現的每一個功能的界面截屏圖片保存路徑：PC2\桌面\競賽成果\第六題文件夾7、智能家居模擬應用配置在虛擬機開發環境下實現智能家居應用中的三種模式，分別是安防模式、白天模式、夜間模式。具體要求如下：2)實現安防模式，實現功能要求如下：(1)、保持溫度、濕度、光照、燃氣傳感器參數能夠實時采集。(2)、當人體感應傳感器或者是求助按鈕被按下的時候，要實現蜂鳴器響和將虛擬機中界面上的綠燈變成紅燈且打開窗簾(界面上和實際傳感器都要變化)3)實現白天模式，實現功能如下：(1)、保持溫度、濕度、光照、燃氣傳感器參數能夠實時采集。(2)、保持窗簾關閉狀態，保持燈的關閉狀態(LED模塊和虛擬機界面中的燈狀態同時關閉)(3)、空調和風扇聯動控制，空調的溫度低于25°的時就打開直流風扇，并將值顯示到數碼管上，并且打開窗簾和燈(界面上和傳感器都要發生相應的變化)3）實現夜間模式，在夜間模式實現的功能如下：(1)、保持溫度、濕度、光照、燃氣傳感器參數能夠實時采集。(2)、保持窗簾開啟的狀態，保持燈的關閉狀態(LED模塊和虛擬機界面中的燈狀態同時關閉)(3)、在白天模式到夜間模式或者是夜間模式到白天模式的切換中，窗簾保持轉動且實現當從白天模式切換到夜間模式時燈滅掉，反之燈亮(界面上和真實的傳感器都發生相應的變化)8、NFS網絡文件系統的掛載9、第七題實現的功能全部移植到網關上，并能夠正常的運行，實現相應的功能(三)智能家居安裝維護應用注：樣板間里所有涉及220V強電部分都已經安裝完畢，選手只針對弱電接線，節點板配置表存放在桌面\競賽材料（樣板間）文件夾中。2.樣板間電器布局圖3.節點板配置節點板根據節點板配置表設置對應的板號、板類型、傳感器類型，配置好后依據布局圖安裝至指定位置。4.設備安裝1)按照LED射燈接線圖完成電源線連接、控制信號線連接；要求連線預留不超過10公分，綁扎整齊。2)按照報警燈接線圖完成電源線連接、控制信號線連接；要求連線預留不超過10公分，綁扎整齊。3)按照電動窗簾接線圖完成控制信號線連接；要求連線預留不超過10公分，綁扎整齊。4)按照門禁系統接線圖完成控制信號線連接；要求連線預留不超過10公分，綁扎整齊。5)按照煙霧報警接線圖完成電源線連接、控制信號線連接；要求連線預留不超過10公分，綁扎整齊。6)按照換氣扇接線圖完成控制信號線連接；要求連線預留不超過10公分，綁扎整齊。7)電視控制系統正確學習紅外開關機功能，紅外學習頻道號為1頻道，完成后依據布局圖正確安裝至指定位置。8)空調控制系統正確學習紅外開關機功能，紅外學習頻道號為1頻道，完成后依據布局圖正確安裝至指定位置。9)DVD控制系統正確學習紅外進出倉功能，紅外學習頻道號為1頻道，完成后依據布局圖正確安裝至指定位置。10)依據布局圖正確安裝光照度傳感器節點板至指定位置。11)依據布局圖正確安裝溫度傳感器節點板至指定位置。12)依據布局圖正確安裝濕度傳感器節點板至指定位置。5.軟件調試1)完成PC3及虛擬機的IP地址配置