項目2智慧社區系統的安裝與調試

授課人：黃永杰時間：2020年9月11日《物聯網工程綜合實訓》目錄/CONTENTIIS及監測管理軟件配置數據庫配置RFID讀卡器與ZigBee采集器配置智慧社區設備安裝、連線與調試1.11.21.31.4智慧社區設備安裝、連線與調試任務一1【任務描述】根據項目的方案與安裝示意圖，對所有設備進行安裝、連線、確保連線正確后進行通電調試。1【任務要求】

完成所有設備的固定與安裝、連線確保所有的連線無誤，能夠通電調試，確保設備之前能正常通信遵守電工操作規范進行施工，布線符合電工規范，設備安裝與布線做到美觀牢固，橫平豎直。1【任務目標】了解智慧社區的概念、發展現狀。掌握智慧社區系統中的網關、網絡設備、執行器、傳感器的電氣連接與使用。會安裝智慧社區系統。1【任務描述】--完成效果2知識鏈接--智慧社區

社區是承載社會人口的基本單元，是城市發展的重要標志。智慧社區系統利用物聯網、傳感網等技術將小區物業管理、安防、智能停車場、圖書館、醫療等系統集成在一起，并通過通信網絡連接到物業管理處，為小區住戶提供一個安全、舒適、便捷的現代生活環境，從而形成基于大規模信息智能處理的一種新的管理形態社區。1、智慧社區概述2知識鏈接--智慧社區（1）物聯網技術在社區應用還較少，智慧應用處于初級階段（2）智慧社區應用主要集中在大城市主要社區（3）智慧社區建設標準與規劃缺乏2、智能家居的發展現狀2知識鏈接--智慧社區設備

智能網關是物聯網中的一個關鍵設備，具有組建網絡、協議轉換、信息匯集與控制等功能。它將傳感器、執行終端、安防設備等各種設備進行互聯互通，能夠實現傳感器數據的采集、處理、傳遞、遠程控制執行終端等功能。1、智能網關2知識鏈接--智慧社區設備

無線網關提供了8路模擬量輸入接口、4路內部繼電器接口、4路數字量輸入接口、4路RS232和3路RS485通訊接口。這些接口可以與多種傳感器、控制設備、PLC等進行聯接。無線網關還提供了一路10/100M以太網接口、一路WIFI網絡接口和一路GPRS網絡接口，可以根據不同的網絡環境，選擇不同的通訊方式組網通訊。1、智能網關2知識鏈接--智慧社區設備內部繼電器接口：主要用來對外部設備進行通斷控制，實現輸入輸出電路的隔離。數字量輸入接口（DI）：可以輸入數字型信號，如觸發類設備：紅外對射、人體感應器的輸入接口。模擬量輸入接口（AI）：可以輸入模擬型信號，可接入一些輸出模擬電壓、電流量的設備，如：風速傳感器、溫濕度傳感器、土壤溫濕度傳感器等。采集到的模擬量數據經AD轉換器轉成數字信號供網關使用。1、智能網關2知識鏈接--智慧社區設備

網絡層設備包括數據采集器8AI2DI、4DI4DO及ZigBee采集器。主要具備連網、數據采集與繼電器控制功能。8AI2DI具有8路模擬信號輸入接口（AI）、2路數字信號輸入接口（DI），2DI2DO具有2路數字信號輸入接口（DI），2路數字信號輸出接口（DO），ZigBee具有2路模擬信號輸入接口（AI），2路數字信號輸入接口（DI），1路數字信號輸出接口（DO）。連網功能主要通過串行通信口與網關相通，8AI2DI、2DI2DO采用RS485協議通信，ZigBee采用RS232協議通信。2、網絡層設備2知識鏈接--智慧社區設備

AI用來采集輸出模擬量數據的傳感器，比如溫度，濕度等數據，采集器將采集到的模擬量轉變成為數字量，然后才進行其他的處理。DI用來采集輸出數字量數據的傳感器，如一些智能傳感器，直接輸出一連串的數字信號來表達一個數據值，這類的智能傳感器本身帶有MCU，具備一定的數據處理能力，通常會采用串行通信SPI、IIC、或單總線等協議總線進行傳輸數據。如本系統所采用的溫濕度、光照、PM2.5傳感器。此外，還有更為簡單的數字式傳輸器，直接輸出開關量0與1，來表示兩種狀態。如本系統中所采用的人體感應器、紅外對射傳感器均屬此類。DO內接了繼電器，可以控制執行設備。此類設備都較為簡單，有正負極，主要通過繼電器的通斷來形成完整的通路。本系統所采用的門鎖、燈光、警報、排風扇均屬執行設備。2、網絡層設備2知識鏈接--智慧社區設備以接口類型劃分傳感層設備，可以分為串行通信傳感器（輸出連串數字信號）、開關量傳感器（輸出0或1兩種數字信號）、模擬傳感器（輸出模擬信號）這幾種。①串行通信傳感器——光照、PM2.5、溫濕度傳感器及RFID讀寫器3、傳感層設備RFID讀寫器上VCC接12V電源，GND接地，具有三種類型的外接端口：RS485、RS232以及WGDATA0與WGDATA1。本系統中使用RS232的通信方式（需要在設置RFID相關通信參數）接到網關上的RS232端口上。串行通信傳感器具有4個接口，VCC接12V電源，GND接地。485A、485B是485總線。可接在網關或網絡層設備的485串口上。2知識鏈接--智慧社區設備②模擬傳感器——風速、土壤溫濕度度傳感器模擬傳感器中都VCC電源端、GND接地端，以及模擬信號輸出端。AI為風速信號輸出線，AI1為土壤溫度信號線、AI2為土壤濕度信號線。可以接到網關及網絡層設備上的AI接口上，實現數據采集。3、傳感層設備2知識鏈接--智慧社區設備③開關量傳感器——紅外對射、人體感應器

人體感應傳感器中都VCC電源端、GND接地端，報警端（ALARM）、防拆端（TAMPER）。當檢測到人時，ALARM的兩個端口短路狀態，否則處于斷路狀態；當外殼拆開時，TAMPER的兩個端口短路狀態，合上則處于斷路狀態。因此，可將ALARM、TAMPER一端接地，另一端接到相關設備的DI端口上。當檢測有人時，ALARM兩端短路相當于接地，輸出0；檢測到外殼拆開時，TAMPER兩端短路相當于接地，輸出0。如果將ALARM、TAMPER一端接電源，另一端接到相關設備的DI端口上。當檢測有人時，ALARM兩端短路相當于接電源，輸出1；檢測到外殼拆開時，TAMPER兩端短路相當于接電源，輸出1。3、傳感層設備2知識鏈接--智慧社區設備紅外對射包含受光器與投光器兩部分。受光器具有8個端口，投光器具有5個端口。端口+：電源（12V）接口端口－:接地端（GND）端口SW：防拆端，可以防止破壞，本系統未使用端口TO：同步端，一般情況下可以不接，在惡劣環境下，連接同步線可以提高外界干攏能力。端口COM：公共端，接地或接電源端口NO：常開端端口NC：常閉端無觸發情況下，NC與COM相連接；有觸發的情況下，NO與COM相連接。3、傳感層設備2知識鏈接--智慧社區設備執行設備包括排風扇、燈、電動鎖、報警器。具有正負極，直流電12V供電，接到DO口即可以實現通斷。4、執行設備2知識鏈接--智慧社區設備LED屏具有VCC電源端與GND接地端，采用市電220供電，數據通過RS485協議總線進行傳輸。本系統將其接在網關的RS485端口上。5、LED顯示屏3任務實施工作任務具體任務描述設備安裝將無線路由、智能網關、網絡層設備、傳感層設備、執行器、LED屏等智慧社區設備，按照安裝位置圖固定在實訓架的指定位置上；要求安裝穩固，美觀大方。通過自主學習完成任務中的練習題。線路連接正確連接智能網關、無線路由、LED屏、RFID讀寫器、PM2.5傳感器、光照傳感器、溫濕度傳感器、網絡層設備等的線絡。正確連接ZigBee設備與人體感器應器、報警燈的線路。正確連接8AI2DI設備與風速傳感器、土壤溫濕度傳感器的線路。正確連接4DI4DO設備與紅外對射、排風扇、門鎖、燈光的線絡。所有線路連接正確，不存在短路、斷路情況,安裝順利安排恰當。正確連接路由器、電腦、移動終端等設備。通過自主學習完成任務中的練習題。。網絡搭建進入路由器設置界面，正確設置，使路由器可以接入Internet。設置路由器的WIFI，使移動設備可以接入路由器。通過自主學習完成任務中的練習題。設備調試上傳網關的代碼其它做到安全用電，遵循先測試再通電的原則。線路連接符合電氣安裝規劃。安裝過程保持環境整潔、不亂丟工具、設備、線材。安裝過程不大聲喧嘩，不隨意走動。安裝過程中未出現工具、設備掉落等情況。3任務實施1--設備安裝

步驟1：將所有的設備按照如圖所示，安裝到實訓工位上。（圖中所有標的尺寸單位均為mm(毫米)）。安裝工藝要求如下：a)工藝要求做到美觀大方，橫平豎直。b)所有線纜要求放入線槽中，若個別設備已連接好的線纜因長度或其它原因不能入線槽，應做到水平、豎直方向用扎線帶固定在施工作業面上，扎帶間距在120mm—160mm之間，扎帶線頭須剪掉。c)所有線槽、器件安裝位置要如圖所示，上下左右不能偏移5mm，否則將適當扣分。d)線槽安裝線槽要固定平整，不能松動，線槽兩端不大于50mm處應有螺釘固定，中部螺釘的固定點之間的距離，應為400～600mm；線槽需完全蓋住，沒有翹起和未完全蓋住現象；行線槽轉90°角時，無論是底槽還是蓋板，都應切45°斜口，且拼接縫隙不能超過2mm。e)電源線用紅黑顏色線纜,相同類型信號線用同種顏色線纜。f)所有線纜用冷接端子壓制，線纜銅芯不能祼露，連接牢固，不能松動；接線端引出線排列整齊，不能交叉進槽。g)所有線纜需用E型管標識并套接，要求排列整齊，標識面朝外。h)所有螺絲、螺母連接處均需要安裝墊片。i)施工結束后須將工位整理干凈。3任務實施1--設備安裝

步驟1：將所有的設備按照如圖所示，安裝到實訓工位上。（圖中所有標的尺寸單位均為mm(毫米)）。安裝工藝要求如下：a)工藝要求做到美觀大方，橫平豎直。b)所有線纜要求放入線槽中，若個別設備已連接好的線纜因長度或其它原因不能入線槽，應做到水平、豎直方向用扎線帶固定在施工作業面上，扎帶間距在120mm—160mm之間，扎帶線頭須剪掉。c)所有線槽、器件安裝位置要如圖所示，上下左右不能偏移5mm，否則將適當扣分。d)線槽安裝線槽要固定平整，不能松動，線槽兩端不大于50mm處應有螺釘固定，中部螺釘的固定點之間的距離，應為400～600mm；線槽需完全蓋住，沒有翹起和未完全蓋住現象；行線槽轉90°角時，無論是底槽還是蓋板，都應切45°斜口，且拼接縫隙不能超過2mm。e)電源線用紅黑顏色線纜,相同類型信號線用同種顏色線纜。f)所有線纜用冷接端子壓制，線纜銅芯不能祼露，連接牢固，不能松動；接線端引出線排列整齊，不能交叉進槽。g)所有線纜需用E型管標識并套接，要求排列整齊，標識面朝外。h)所有螺絲、螺母連接處均需要安裝墊片。i)施工結束后須將工位整理干凈。3任務實施1--設備安裝步驟2：根據安裝位置圖制作與安裝三根25mm*25mm*2M的線槽。步驟3：請按照T568B標準制作一條網線。3任務實施2--連線步驟1：網關與LED屏、RFID讀寫器、PM2.5傳感器、光照傳感器、溫濕度傳感、網絡層設備連線。列設備是直接與網關相連的設備，其中除了LED屏使用220V交流電外，其余的設備均使用了12V直流電，所接的端口均標示在表中第三列。RS485使用485A與485B兩條線。而COM0與1使用了RS232接口，使用串口線直接相連。設備名稱接入設備接入設備端口號ZigBee采集器物聯網網關COM1數據采集器8AI2DI物聯網網關RS4851數據采集器4DI4DO物聯網網關RS4851PM2.5傳感器物聯網網關RS4852光照傳感器物聯網網關RS4852溫濕度傳感器物聯網網關RS4852LED屏物聯網網關RS4853RFID讀寫器物聯網網關COM03任務實施2--連線步驟2：網絡層設備與部分傳感層設備、執行設備的連續。a）ZigBee數據采集器與人體感應器、報警器的連線。設備名稱接入設備接入設備端口號報警器ZigBee采集器DO0人體感應器ZigBee采集器DI03任務實施2--連線步驟2：網絡層設備與部分傳感層設備、執行設備的連續。b）8AI2DI與風速傳感器、土壤溫濕度傳感器連接。設備名稱接入設備接入設備端口號土壤溫濕度傳感數據采集器8AI2DIAI0AI1風速傳感數據采集器8AI2DIAI23任務實施2--連線步驟2：網絡層設備與部分傳感層設備、執行設備的連續。c）4DI4DO與執行設備（燈光、排風扇、門鎖）及紅外對射設備名稱接入設備接入設備端口號燈光數據采集器4DI4DODO0電動鎖數據采集器4DI4DODO1排風扇數據采集器4DI4DODO2紅外對射傳感數據采集器4DI4D0DI03任務實施3--網絡搭建與配置步驟1：設備固定與連線：a)將智嵌云控家居網關與路由器固定在實訓墻上，為2個設備接通電源；b)用1條網線連接智嵌云控家居網關的網絡接口和路由器的LAN口。c)用1條網線連接路由器的WAN口至接入Internet的網絡設備接口。d)用1條網線連接路由器的LAN口和電腦。具體連線圖如下圖所示：

3任務實施3--網絡搭建與配置步驟2：路由器設置：a)將電腦的IP地址設置為自動獲取，如下圖所示：

3任務實施3--網絡搭建與配置步驟2：路由器設置：a)將電腦的IP地址設置為自動獲取。b)在電腦瀏覽器中輸入路由器的默認地址，并輸入用戶名與密碼（在路由器的背面能找到，如圖X所示，常用的TP-LINK路由器默認地址為192.168.1.1，默認的用戶名與密碼為admin），進入路由器管理界面，如圖X所示。

3任務實施3--網絡搭建與配置c)若路由器地址錯誤或不能登錄，可長按路由器背面的reset鍵5秒，恢復出廠設置。d)進入管理頁面，點擊管理頁面下方“路由器設置”圖標。3任務實施3--網絡搭建與配置e)在管理頁面左側點擊“上網設置”菜單，在上網方式下拉列表中選擇“自動獲取IP地址”，點擊保存按鈕，查看保存方式下方的提示，若提示“WAN口網絡已連接”表示連接已成功，如圖X所示；若提示“WAN口連接異常”，則表示上網方式選擇不正確，家庭網絡可能用PPPOE寬帶拔號方式上網，單位網絡則可能需選擇固定IP地址，如圖X所示。3任務實施3--網絡搭建與配置f)在管理界面中進入無線設置，設置好SSID號（即WIFI名稱）以及密碼。3任務實施3--網絡搭建與配置步驟3：用手機連上路由器的WIFI，測試能否接入Internet，若未能連入Internet則檢查WAN口的連線是否正確，上網方式設置是否正確。步驟4：通過查看路由器說明書、小組討論、上網檢索，填寫以下內容：a)無線路由器中，WAN端口表示該端口用來連接外網網絡，LAN端口的含義表示該端口用來連接內網接口。b)在路由器WAN參數設置，WAN口的連接類型有哪幾種？分別在什么情況下采用該種類型?c)如何通過手機來設置路由器的各項參數？3任務實施4--網關配置步驟1：網關上傳、下載功能的設置由于無線網關配置腳本程序是采網關配置腳本程序是采用Lua腳本語言編寫的，所以在設計無線網關配置腳本程序前必須先了解和認識無線網關配置腳本程序的開發環境，腳本程序包含編譯開發環境和代碼編輯器。對于編譯環境，智嵌公司將5.3.1版本的Lua源代碼根據需要裁剪后，將其編譯嵌入到無線網關硬件中，建立了無線網關配置腳本程序的編譯環境；同時為方便用戶書寫無線網關配置器腳本程序，智嵌公司將Notepad++的源代碼修改編譯后生成訂制版的代碼編輯器即綜合網關配置器。介紹一下網關的上傳、下載兩個常用功能。3任務實施4--網關配置I網關上傳、下載功能的設置使用快捷鍵CTRL+F6或點擊運行菜單下的上傳配置到本地，如左圖3所示。彈出上傳配置對話框，如右圖，并輸入網關：192.168.0.803任務實施4--網關配置II下載配置到網關