物联网竞赛样题.docx
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物联网竞赛样题
“物联网技术与应用”项目
任务书
第一部分竞赛须知
一、竞赛要求
1、正确使用工具，操作安全规范。
2、系统设备安装、电路连接、接头处理正确、可靠，符合要求。
3、爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费。
保持工作台及附近区域干净整洁。
4、竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员反映，不得扰乱赛场秩序。
5、遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。
二、职业素养与安全意识
1、该项配分为5分。
2、完成竞赛任务所有操作符合安全操作规范，注意用电安全，符合节能节源要求。
3、操作台、工作台表面整洁，工具摆放、导线头等处理符合职业岗位要求。
4、遵守赛场纪律，尊重赛场工作人员；爱惜赛场设备、器材。
三、扣分项
1、在完成竞赛过程中，因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故，视情节扣10～20分，情况严重者取消比赛资格。
2、因违规操作损坏赛场提供的设备，或衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰评分员工作等不符合职业规范的行为，视情节扣5～10分，情节严重者取消竞赛资格。
四、选手须知
1、任务书共24页。
如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进行更换。
2、设备安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作。
3、参赛团队应在6小时内完成任务书规定的内容；系统生成的运行记录或文件必须存储到任务书指定的磁盘位置，未存储到指定位置的运行记录或文件均不得分。
4、比赛过程中，选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换，如器件或设备经测定完好属误判情况时，器件或设备认定过程中造成的时间损失由选手所在的小组承担；如果器件或设备经测定确有故障，则当场更换设备；此过程中（设备测定开始到更换完成）造成的时间损失，在比赛时间结束后，酌情对该小组进行等量的时间延迟补偿。
5、比赛过程中由于人为原因造成器件损坏，这种情况器件不予更换。
第二部分竞赛设备及主要功能描述
【第二部分主要给出竞赛设备清单及设备功能与项目背景。
赛场提供新大陆物联网智能追溯系统一套设备,竞赛选手依照项目业务分析理解本竞赛项目的任务内容，完成任务书要求的相关操作与开发任务】
一、注意事项
1.检查硬件设备、电脑设备是否正常。
检查竞赛所需的各项设备、软件和竞赛材料等。
2.操作完成后，需要保存设备配置，不要关闭任何设备，不要拆动硬件的连接，不要对设备随意加密码，所提供的纸质材料留在考场。
二、竞赛环境
1．溯源平台硬件设备见表2-1
表2-1溯源平台设备清单
名称
型号规格
数量
食品安全追溯系统
NLE-PTS01
1
相关外设及工具等
手持式追溯终端（加数据线）
NL-PT982RWB
1
超高频RFID标签
DC7650915MHzUHF标签
2
无线射频IC卡（非接触式IC卡）
S70
1
称重显示仪（加电源线及说明书）
1
ZigBee烧写器（带连接线）
1
串口连接线（1根双母头，1根公母）
2
5V电源
2
小剪刀
1
螺丝刀（小一字一个、大十字一个）
2
剥线钳
1
导线
根
4
扎线带
根
若干
网线
根
9
Zigbee模块（含两个电源适配器、一根串口连接线）
2
砝码
块
1
考试资料包（在每台PC机硬盘“D:
\竞赛”目录下）
套
4
2．软件环境见表2-2。
表2-2软件清单
软件名称
介质形式
软件数量
Win7（已安装）
硬盘
4
SQLServer2008（服务器已安装）
硬盘
1
MicrosoftVS2008（已安装）
硬盘
4
IAR
硬盘
4
MicrosoftOffice2003（已安装）
硬盘
4
三、实训设备布置图
“NLE-PTS01型物联网智能追溯实训系统”的实训设备布置图如图2-1所示。
图2-1实训设备布置图
四、业务分析
追溯码生成及登记：
在水果的种植生产过程，通过生成水果信息的追溯码，对水果种植园中的不同场地、不同类型的水果进行标识和登记，并初始化标识水果信息的二维码及RFID标签。
水果生产防疫环节：
水果在种植生产过程中，需要对水果喷洒农药、水果采摘进行登记，该环节采用移动智能终端来进行操作信息的采集和登记，并把该数据上传到服务器数据库。
水果加工入库环节：
水果在进入农贸市场仓库前需要进行水果产品的加工，通过实训平台上RFID识读设备读取水果箱的RFID标签，在食品溯源系统上将相关的水果加工信息登记和保存，同时将水果箱RFID标签转换为仓库的水果容器RFID标签（用实训平台上的轨道称RFID标签模拟仓库水果容器RFID标签）。
水果批发出库环节：
在水果进行批发出库时，通过对RFID标签的读取，并对水果进行称重，生成水果安全信息追溯条码并打印，同时通过对水果经营户的IC卡读取，进行水果批发的登记。
水果市场交易环节：
水果经营户在进行水果产品的销售时，通过智能溯源秤进行操作，操作前需要进行读取水果经营户IC卡开秤操作，交易时通过扫描水果安全信息追溯条码进行交易，溯源称会向秤服务器上传水果交易的详细信息，同时会打印带有追溯码的消费小票。
溯源信息查询环节：
消费者购买水果后，在市场上安装的查询终端上扫描水果质量安全信息追溯码，即可查询所购的水果来源信息。
第三部分竞赛任务
任务一：
传输层的安装与配置（35分）
1、食品智能追溯系统整体拓扑图
系统整体网络拓扑图如图3-1所示，按拓扑图要求将服务器、PC机及其它各种设备连接好。
图3-1网络拓扑图
2、局域网链路的安装和配置
正确连接和配置智能追溯实训系统的各个终端设备，保证局域网中各个设备之间的连接通畅：
（1）要求系统各设备的IP按照表3-1的内容进行配置。
表3-1IP地址分配表
设备
设备接口
IP地址
备注
无线路由器
RJ45
192.168.【组别】.1
该设备默认IP为：
192.168.0.1，默认登录名为：
admin，默认密码为空。
服务器
RJ45
192.168.【组别】.2
工作站
RJ45
192.168.【组别】.3
学生机1
RJ45
192.168.【组别】.4
学生机2
RJ45
192.168.【组别】.5
摄像头1
RJ45
192.168.【组别】.6
使用服务器上安装的“ipcameratool”修改或设定IP。
摄像头2
RJ45
192.168.【组别】.7
使用服务器上安装的“ipcameratool”修改或设定IP。
摄像头3
RJ45
192.168.【组别】.8
使用服务器上安装的“ipcameratool”修改或设定IP。
串口服务器
RJ45
192.168.【组别】.9
该设备默认IP为：
192.168.1.254，默认登录名为空，默认密码为：
11111。
溯源秤
WIFI
192.168.【组别】.10
平板电脑
WIFI
192.168.【组别】.11
PDA
WIFI
自动获取
备注：
这里的【组别】指的是参赛选手抽签到的组号，如：
您抽取到组号是1，则无线路由器的IP地址是192.168.1.1，服务器的的IP地址是192.168.1.2。
（2）无线路由器的网络名和密码已由执委会设定，如表3-2所示。
表3-2无线路由器的网络名和密码
选项
参数值
无线网络名
newland+【组别】
无线网络密码
执委会给定
备注：
这里的【组别】指的是参赛选手抽签到的组号，如您抽取到组号是1，则无线路由器的网络名是newland01；若组号是15，则网络名是newland15。
3、RFID读写器-串口服务器链路的安装和配置
按照表3-3要求，将三个RFID读写设备连接到网络串口服务器上,并使用设备提供商提供的配置工具正确配置网络串口服务器，使PC机能够正常对三个RFID设备进行读写。
表3-3配置网络串口服务器
设备
网络串口服务器接口
1#RFID读写器
连接至Serial1
2#RFID读写器
连接至Serial2
3#RFID读写器
连接至Serial3
（1）按照表3-1中的串口服务器的要求正确配置串口服务器IP地址（注意：
串口服务器的IP地址跟网关设定地址不能设为不同网段的IP地址，否则串口服务器将搜索不到）。
（2）使用“D:
\竞赛\硬件部分\串口服务器\Aport_ap.exe”工具，搜索串口服务器，并正确配置4个端口的IP地址。
（3）通过浏览器访问串口服务器的IP进入设备设定页面，默认用户名为空，默认密码为“11111”；在串口服务器的设定页面中设置PORT1、PORT2、PORT3三个端口的TTYType参数为“COM”、BaudRate（波特率）为“57600”。
（4）使用“d:
\竞赛\硬件部分\串口服务器\ainstall.exe”安装驱动程序，为串口服务器安装驱动。
（5）使用“d:
\竞赛\硬件部分\超高频RFID\UHFReader18demomain.exe”工具，默认波特率57600,来配置三个RFID的工作模式为“应答模式”。
4、称重传感器-ZigBee设备链路的安装和配置
按照图3-1的网络拓扑图，将称重传感器、称重显示器、2个ZigBee设备及工作站PC正确连接，确保工作站PC机能够正确的获取到称重传感器获得的重量数据。
（1）采用六线制的接线方式，完成称重显示仪与传感器的连接，其接线图示意图参见图3-4：
图3-4称重显示仪与传感器的连接
EX+:
传感器激励正EX-:
传感器激励负SEN+:
补偿正SEN-:
补偿负
SIG+:
信号正SIG-:
信号负GND:
地
备注：
重量传感器的输出线连接不要以图3-4中颜色作为参考，以每个重量传感器输出线上所贴的标签纸注明的为准。
（2）在称重显示器面板上按表3-4的配置要求完成对称重显示器的参数配置和重量数据的准确标定，用户手册请参阅“d:
\竞赛\硬件部分\称重显示器\称重显示器用户手册.pdf”
表3-4配置称重显示仪
参数
值
满值（F）
100
小数位（dC）
2位
零位标定
需进行
1个AD码标定
需进行
（3）以点对点的连接配置模式，按表3-5配置两个ZigBee设备。
使用“d:
\竞赛\硬件部分\ZIGBEE配置\ZigbeeConfig新大陆.exe”工具，对ZigBee设备进行配置。
串口调试工具在“d:
\竞赛\硬件部分\串口小工具\sscom32.exe”目录下。
表3-5配置Zigbee模块
设备
参数
值
1#zigbee设备（连接工作站PC机）
节点类型
终端设备
波特率
9600
网络号
组委会给定
2#zigbee设备（连接称重显示器）
节点类型
协调器
波特率
9600
网络号
组委会给定
（4）按照图3-5要求，将称重显示器的串行通讯接口引脚与Zigbee模块的通讯接口进行连接。
图3-5称重显示器与Zigbee模块的连接
（5）按照图3-6要求，将连接工作站PC机的串口线与Zigbee模块的通讯接口进行连接。
图3-6串口线与Zigbee模块的连接
5.智能溯源秤的配置
关于溯源秤的各种详细配置，请见保存在“d:
\竞赛\硬件部分\智能溯源秤”里。
6.打印机的安装
为工作站上的打印机安装打印机驱动，驱动程序的保存在“d:
\竞赛\硬件部分\标签打印机”里。
建议安装好后要进行测试打印。
任务二：
应用层设计与开发（35分）
在VS2008开发环境中，利用组委会提供的“d:
\竞赛\软件部分\开发库文档”下的相关Dll文件、附件库函数说明、附件一的数据库文档等资源，完成WinCE环境PDA上的水果种植防疫（包括用户登录和防疫登记录入）应用程序，PC机环境下客户端程序（要求在工作站上实现，包括用户登录，水果加工入库的登记，水果批发出库的登记）的开发和调试。
所有应用开发所涉及到的数据操作都已封装到webservice，利用组委会提供的“d:
\竞赛\软件部分\webservice”（相应的开发文档也已提供在同样路径下）的程序，部署到服务器上，通过调用实现各部分应用程序。
1.数据库、webservice及查询网站的部署
（1）利用“d:
\竞赛\软件部分\数据库脚本”下的数据库生成脚本以及数据添加脚本在服务器上部署数据库，数据库的登录名为“sa”，密码为“newland”，数据库相关文档详见附录一；
（2）将“d:
\竞赛\软件部分\webservice”下的webservice应用程序正确的发布到服务器的默认网站的9000端口上，使该webservice能够通过地址http:
//服务器IP：
9000正确访问到该webservice应用程序（已包括开发所涉及到的webservice及查询网站）。
2.水果追溯码生成
正确安装“d:
\竞赛\软件部分\追溯码生成\”下的应用程序，打开树标生成工具，填写种植户信息，如“福州市果园”，点击生成按钮，同时将RFID标签移动到2#RFID读写器正面，完成RFID标签生成及二维码标签的打印。
图3-7生成树标工具
3.水果种植防疫环节（PDA端应用开发）
在wince平台上完成程序开发，并下载到PDA上运行。
PDA使用手册请参见“d:
\竞赛\硬件部分\PT980手册\PT980用户手册.pdf”,PDA连接需要安装工具“d:
\竞赛\硬件部分\PDA连接工具”，或者使用“d:
\竞赛\硬件部分\PT980工具包”驱动去完成PDA的开发。
程序功能如下：
（1）进行操作用户的登录，登录要求密码验证，帐户为“admin”和密码为“888888”。
功能说明:
用户登录界面，登录成功进入到“水果种植防疫录入”界面。
（2）水果种植防疫录入模块的详细设计信息，参见表3-7所示。
备注：
A树标必须通过二维码扫描获取，不可输入。
B农药共有以下四种类型：
兴棉宝、
安绿宝、
灭百可、
轰敌。
C树种共有以下两种类型：
苹果
桔子
表3-7水果种植防疫录入的详细设计
用例图
用户
防疫员
功能描述
通过手持式终端将水果防疫信息上传至服务器
前置条件
防疫主体已经被标识二维码信息
主要功能场景
1.用户输入防疫基本信息（参照数据库文档）
2.扫描防疫主体二维码信息（“D:
\竞赛\软件部分\开发库文档”下的文档）
3.点击“发送”按钮
4.系统返回是否成功信息
扩展
1.即时检查输入的防疫信息
2.检查输入是否为空
活动图
4.水果加工入库和水果批发出库环节（PC端应用开发）
注：
“d:
\竞赛\软件部分\开发库文档\其他”文件夹中的3个动态库需要拷贝到程序所在的路径下，才能保证程序正确运行。
✧用户登录环节
（1）根据“UserInfo”用户信息表的结构，实现操作用户的登录界面，登录要求密码验证，帐户为“admin”和密码为“888888”。
✧水果加工入库环节
根据水果进场前信息登记的业务流程，实现水果加工入库前的登记功能。
录入功能具体要求如下：
（1）根据“EnterRegister”加工入库登记表的结构，设计水果加工入库的录入编辑和查询窗体，窗体界面要求布局合理，友好美观；
（2）入库时，能够通过2#RFID设备读取树标RFID，并根据树标号从数据库中获得种植户名称；
（3）“检疫号”在数据库中应具有唯一性；
（4）将信息提交给数据库时，能够提示提交数据成功。
通过1#RFID将溯源追溯码写入挂钩RFID卡的USER区内。
✧水果批发出库环节
根据水果皮出库环节的业务流程，实现水果批发出库的信息登记功能。
具体要求如下：
（1）根据“ExitRegister”批发出库登记表的结构，设计水果加工出库的录入编辑和查询窗体，窗体界面要求布局合理，友好美观；
（2）出库时，能够读取挂钩RFID标签上的溯源追溯码（由3#RFID设备读取），批发户IC卡的ID号,ID信息存储在0扇区1段，密钥为默认。
（3）能够通过3#RFID设备读取的溯源追溯码，从数据库中获得水果加工入库的数据；
（4）将信息提交给数据库时，能够提示提交数据成功。
并打印水果的溯源追溯条码。
5.水果市场交易环节
功能描述：
水果经营者在分销水果时，在智能溯源电子秤上刷用户IC卡后，方可进行该水果的称重与销售，并用智能溯源电子称配备的条码扫描枪扫描在批发出库步骤中打印的“一维追溯码”标签，在溯源秤上打印的小票上就包含了该水果质量安全信息追溯码。
6.追溯信息查询环节
在服务器上打开部署的查询网站地址，通过服务器上配置的条码扫描枪扫描小票上的水果安全信息追溯码，实现水果的溯源信息查询。
7.应用拓展内容
（1）摄像头拍照记录
在水果防疫、水果入库及水果出库环节，在完成对应的关键业务操作前通过开发对摄像机进行抓图和保存操作，实现对这两个环节图像信息的保存和记录。
摄像机的开发文档参考“d:
\竞赛\软件部分\应用拓展\摄像机”。
（注意：
摄像机默认登录用户名admin，密码空）
（2）出库重量数据获取
水果批发出库录入功能模块的基础上，增加一个“获取称重传感称数据”的子功能。
要求，能够正确解析从串口1获得的重量信息数据包，并准确稳定的在界面上显示出重量值。
称重传感器相关资料：
波特率：
9600，端口：
COM1
串口数据按照ASCII字符集编码，示例：
022B30303030303033313803，其中开始标志为02，符号标志为2B，后跟6位重量数字，本例中为303030303030。
33为称当前设置精度。
本例中为小数点后跟3位。
31，38为奇偶校验位。
03为结束位。
更多详细资料请参考配套的称重显示器的使用说明书。
在以上拓展应用开发基础上，参赛选手也可以自己考虑和设计针对现有业务应用的拓展功能。
任务三感知层环境的实现与开发（25分）
（1）使用IAR软件，完善主办方提供的程序，完成对温度传感器、光照传感器的数据采集以及对应的继电器的控制，并把该程序编译后下载到相应模块；
（2）对主控机（安卓平台）上主控界面的“Zigbee-config”工具配置Zigbee主控模块（该模块内嵌在主控机上，标号为：
ZB主模块）以及农业生产应用程序的配置（使用手册见“d:
\竞赛\农业生产\平板电脑\”），实现对上述1、2任务的闭环控制。
一、基础部分：
代码编译下载
1.传感器模块代码下载
进入IAR开发平台，打开考试资源目录下的“d:
\竞赛\农业生产\ZB2530_SENSOR\Project”下的IAR工程文件
（1）按表3-5定义射频通道、zigbee的ID号、zigbee的频道、Zigbee主模块地址、传感器模块地址、继电器模块地址的常量参数值。
表3-6定义模块常量参数值
选项
常量名称
值
射频通道
RF_CHANNEL
按主办方要求（不得随意设置）
zigbee的ID号
PAN_ID
按主办方要求（不得随意设置）
Zigbee主模块地址
COORD_ADDR
自定义
传感器模块地址
SENSOR_ADDR
自定义
继电器模块地址
RELAY_ADDR
自定义
（2）程序经编译和调试后，通过SmartRFFlashProgrammer下载工具（PC已预安装）下载到传感器模块。
【注】：
生成不同传感器代码的方法：
点击Project–>Options，选择以下窗口：
修改上图所示红色框中的预编译选项，如要编译温湿度传感器，设置SENSOR_TYPE=1后，编译即可生成温湿度传感器代码。
其他传感器同理。
SENSOR_TYPE的含义如下：
0,//为（光电传感器）
1,//为（温湿度传感器）
3,//为（火焰传感器）
4,//为（CO传感器）
5,//为（可燃传感器）
6,//为（人体传感器）
注：
每个传感器都需要配置后编译下载。
2.继电器模块代码下载
进入IAR开发平台，打开考试资源目录下的“d:
\竞赛\农业生产\ZB2530_relay\Project”下的IAR工程文件
（1）按表3-5定义射频通道、zigbee的ID号、zigbee的频道、Zigbee主模块地址、传感器模块地址、继电器模块地址的常量参数值。
（2）程序经编译和调试后，通过SmartRFFlashProgrammer下载工具（PC已预安装）下载到传感器模块。
注：
需分别下载继电器2、4、6三个代码到三个模块中。
需在IAR编译环境中的预编译选项中分别定义RELAY2、RELAY4、RELAY6编译三个继电器代码。
继电器2含义：
空调，温度高时开启；
继电器4含义：
照明，光照低时开启；
继电器6含义：
加热，温度低时开启；
【注】：
生成不同继电器代码的方法：
点击Project–>Options，选择以下窗口：
RELAY_TYPE的含义如下：
6,//为继电器1
7,//为继电器2
8,//为继电器3
9,//为继电器4
10，//为继电器5
11,//为继电器6
注：
每个继电器都需要配置后编译下载。
3.Zigbee主模块控制配置
在主控机（安卓平台）上设置Zigbee主模块的配置，以实现对各个传感器事件的闭环控制。
配置过程见附二。
4.闭环控制实现
打开平板上的“农业生产”应用软件，设置相应的适合的参数，完成至少一个传感器到继电器的闭环控制。
（要求在现场环境，改变传感器的值，达到控制继电器的目的）
附1：
cc2530代码下载说明：
1）连接
按照如上图的模式连接JTAG下载设备。
下载电缆的方向：
电缆带红点的那端与板上带“Δ”的对准
2）运行SmartRFFlashProgrammer程序
如下载失败或连接失败，请按下载器的复位键，或重新连接
附2：
主模块参数设置说明
一、打开平板上“ZigBee_Config”应用文件，可进行主模块参数设置，如下图：
第1章点击亮“模组连接”，模组类型选择“主模块”
第2章设置步骤
1、输入“PANDID"值，点击“设置”，完成本参数设置。
2、选择“CHANCEL"，点击“设置”，完成本参数设置。
3、输入“发送地址"值，点击“设置”，完成本参数设置。
4、输入“接收地址"值，点击“设置”，完成本参数设置。
5、设置完后，可点击“读取”，验证参数设置是否正确。
6、设置结束后，点击“断开连接”，再退出应用程序。
7、参数说明：
“发送地址"：
指主模块数据发送对象的地址，对应于继电器模块中的继电器地址。
“接收地址"：
指主模块本身的地址，对应于传感器和继电器模块中的主模块地址。
“继电器序号"：
未用，不可设置。
附录一数据库文档
表名1：
TraceCodeUsageLog树标二维码表
序
号
列名
数据类型
长
度
小
数
位
标
识
主
键
允
许
空
默
认
值
说明
1
ID
Int
4
0
是
是
否
自增ID
2
TRACE_CODE
Nvarchar
16
0
否
否
否
树标二维码号
3
OWNER_NAME
升级会员 