最新上海市星光计划第五届中等职业学校职业技能大赛物联网项目试题B卷.docx
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最新上海市星光计划第五届中等职业学校职业技能大赛物联网项目试题B卷
上海市“星光计划”第五届中等职业学校职业技能大赛物联网项目试题B卷
上海市“星光计划”第五届中等职业学校职业技能大赛
《物联网》竞赛试题B卷
一、注意事项：
1、请按照以下比赛环境，检查比赛中使用硬件设备、连接线等设备、材料和软件是否齐全，计算机设备是否能正常使用。
2、禁止携带和使用移动存储设备、计算器、通信工具及参考资料。
3、操作过程中，需要及时保存设备配置。
比赛过程中，不要对任何设备添加密码。
4、比赛中禁止改变软件原始存放位置。
5、比赛中触碰、拆卸带有警示标记的设备、线缆、插座。
6、比赛完成后，比赛设备、比赛软件和比赛试卷请保留在座位上，禁止带出考场外。
7、比赛完成后，不得切断所有电源，需保持所有设备处于工作状态。
8、仔细阅读比赛试卷，分析需求，按照试卷要求，进行设备配置和调试。
9、比赛时间为180分钟。
二、比赛环境：
1.软件环境
Ø物理机：
1）操作系统：
WindowsXPProfessionalSP3
2）开发环境：
MicrosoftVisualStudio2010&MSDN
3）智能家居开发库、开发文档、配置文件模板
4）样板间控制软件
Ø虚拟机
1）操作系统：
WindowsXPProfessionalSP3
2）.NET运行时：
.NETFramework4.0
3）WEB服务器：
MicrosoftIIS
4）WEB应用：
WsnWeb
2.竞赛项目使用器材
序号
类别
设备
厂商
型号
数量
1
硬件
物联网实训操作台
企想
CH-OP-2
1
2
硬件
物联网智能网关
企想
CH-Z-M401
1
3
硬件
物联网环境监测套件
企想
QXZIGWS-12-2
1
4
硬件
施工工具箱
企想
QXPNT-12-2
1
5
硬件
物联网智能家居样板间
企想
1
6
硬件
个人电脑
国产
3
耗材清单：
序号
类别
设备名称
单位
数量
1
硬件
旋转式警示灯（不带蜂鸣器）1个
个
1
2
硬件
烟雾探测器1个
个
1
3
硬件
卡式门禁一体机
个
1
4
硬件
门禁门铃
个
1
5
硬件
门禁出门开关
个
1
6
硬件
门卡
个
2
7
硬件
万用表测量表1只
个
1
8
硬件
双DC线
根
1
9
硬件
双DC线
根
5
10
硬件
2芯电源线
米
10
11
硬件
86明盒
套
1
12
硬件
公牛插座
个
1
13
硬件
缠绕管
米
5
14
硬件
电脑电源线
根
3
15
硬件
自攻螺丝
个
100
16
硬件
塑料卡扣
个
80
17
硬件
T型内六角螺丝刀
把
1
18
硬件
T型内六角螺丝刀
把
1
19
硬件
一字螺丝刀
把
1
20
硬件
十字螺丝刀（小）
把
1
21
硬件
十字螺丝刀（大）
把
1
22
硬件
4号尼龙扎带
根
50
23
硬件
剥线钳
把
1
24
硬件
6寸老虎钳
把
1
25
硬件
绝缘胶带
卷
1
26
硬件
剪刀
把
1
27
硬件
4芯电话线带1个水晶头
条
1
28
硬件
单头杜邦线
条
20
29
硬件
6410ARM开发板
个
1
30
硬件
SD卡（4G）
个
1
31
硬件
DB9串口线
个
1
32
硬件
SD卡读卡器
个
1
33
硬件
CH-ZB601-24AZigbee协调器
个
2
34
硬件
CH-ZB603-24AZigbee传感控制节点
个
3
35
硬件
CH-GK-GW100-25Zigbee协调器
个
1
36
硬件
CH-GK-ED030-25Zigbee传感控制节点
个
12
37
硬件
无线路由54M（含网线一根）
个
1
38
硬件
节点继电器板
个
2
39
硬件
电压继电器板
个
3
40
硬件
红外学习模块
个
3
41
硬件
20芯灰排线（15公分）
根
4
42
硬件
USB转TTL下载线
条
1
43
硬件
USB数据线
条
1
44
硬件
*5V电源适配器
个
2
45
硬件
电视遥控器及5号电池
个
1
46
硬件
空调遥控器及5号电池
个
1
47
硬件
DVD遥控器及7号电池
个
1
48
硬件
窗帘布（1.8m*2.2m）1套
个
1
49
硬件
平板电脑1个
个
1
三、竞赛题
赛题说明：
1.本次比赛包含三部分考核内容，考核内容相互独立，单独评分。
2.第一部分为智能家居模拟应用上位机软件开发考核，第二部分为智能家居模拟应用嵌入式开发考核，第三部分为真实智能家居样板间安装调试考核。
3.比赛时间总计180分钟，参赛选手可自由分配任务安排及时间安排。
4.参赛选手需仔细阅读试题，按照试题要求填写答案或提交竞赛成果。
（一）智能家居模拟应用上位机开发
1.硬件设备：
名称
数量
☐电脑
1
☐USB转串口线
1
☐协调器
1
☐节点板
3
☐射频顶板
4
☐棒状天线
4
☐电源线
1
☐物联网实训操作台（智能家居模拟应用模块）
1
智能家居模拟应用拓扑结构图
A.连线操作
根据拓扑图进行连线操作，包括所有传感器与节点板之间以及协调器与PC1机的连线。
具体要求：
1）正确地按照拓扑连接ZigBee传感控制终端节点与传感器
2）接口与连接线线序正确
3）将协调器与PC通过串行口连接（协调器需要外接5V直流电源供电）
4）将LED灯组、模拟空调、温湿度传感器、可燃气体传感器、节点板1正确连接（节点板1需要外接5V直流电源供电）
5）将烟雾传感器、蜂鸣器、模拟风扇与节点板2正确连接（节点板2需要外接5V直流电源供电）
6）将光敏传感器、模拟电动窗帘与节点板3正确连接（节点板3需要外接5V直流电源供电）
7）依次打开“协调器→节点板1→节点板2→节点板3”的电源开关，给其供电，看到上述3块节点板联网状态指示灯为绿色时，表明设备组网成功，可以进行后续操作。
2、上位机开发
参赛者在Visual Studio 2010集成开发环境下，使用C#开发语言，完成一套上位机软件的开发，软件界面要求布局合理美观，该软件使用Bizideal Zigbee V24开发包提供的方法，完成下列模块功能开发，各模块的功能按钮应需有相应文字表述。
配套开发文档存放在桌面\竞赛材料（上位机）文件夹中。
软件开发完成后，运行软件生成文本文件格式的答题结果，文件保存路径：
桌面\竞赛成果\参赛编号.doc。
模块一：
查询Zigbee网络基础信息
1.查询协调器MAC地址：
通过软件发送“查询协调器MAC地址”指令给协调器并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
查询协调器MAC地址
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
协调器MAC地址：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
2.查询Channel ID:
通过软件发送“查询Channel ID”指令给协调器并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
查询ChannelID
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
ChannelID：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
3.查询PANID：
通过软件发送“查询PANID”指令给协调器并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
述：
查询PANID
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
PANID：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
4.查询节点数：
通过软件发送“查询节点数”指令给协调器并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
查询节点数
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
节点数：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
1）长短地址映射：
1）软件发送“查询长短地址映射”指令给协调器并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
查询节点板A地址映射
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
地址映射：
XXXXXXXXXXXXXXXX…=XXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔；等号左侧为长地址（即MAC地址），等号右侧为短地址）
软件紧接着发送“灯光控制”指令点亮节点板1的L5指示灯并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
灯光控制（L5）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
2）软件发送“查询长短地址映射”指令给协调器并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
查询节点板B地址映射
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
地址映射：
XXXXXXXXXXXXXXXX…=XXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔；等号左侧为长地址（即MAC地址），等号右侧为短地址）
软件紧接着发送“LED控制”指令点亮节点板2的L6指示灯并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
灯光控制（L6）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
3）软件发送“查询长短地址映射”指令给协调器并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
查询节点板C地址映射
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）
地址映射：
XXXXXXXXXXXXXXXX…=XXXX…（16进制字符串,字节间以空格进行分隔；等号左侧为长地址（即MAC地址），等号右侧为短地址）
软件紧接着发送“LED控制”指令点亮节点板3的L7指示灯并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
灯光控制（L7）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
模块二：
单步控制指令
1.模拟风扇控制：
通过软件发送“启动风扇”指令控制节点板2的风扇转动并接受响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
启动风扇
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
风扇启动15秒后，通过软件软件发送“停止风扇”指令控制节点板2的风扇停止转动，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
停止风扇
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
2.电动窗帘控制：
通过软件发送“启动电动窗帘”指令控制节点板3的电动窗帘逆时针旋转180°并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
启动电动窗帘
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
3.空调温度控制：
通过软件发送“空调温度控制”指令控制节点板1的空调温度显示（数码管显示）为22°并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
空调温度控制
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
4.灯光控制：
通过软件发送“灯光控制”指令控制节点板1的LED灯组并接收响应，并按如下格式将交互过程记录于“参赛编号.doc”：
描述：
灯光控制（全灭）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
灯光控制（点亮L1）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
灯光控制（点亮L2）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
灯光控制（点亮L3）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
灯光控制（点亮L4）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
灯光控制（全灭）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
模块三：
实时环境数据采集
1.在软件中实现实时环境状态采集，以15秒/次的采样频率，在60秒内，实时采集并刷新温度、湿度、光照度、烟雾、可燃气体传感器的数据并显示在软件主界面中，并将数据采集期间的往来指令流按如下格式保存在文本文件中：
描述：
温度数据采集
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
温度数据上传
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
传感器数值：
XX…
描述：
湿度数据采集
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
湿度数据上传
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
传感器数值：
XX…
描述：
光照度数据采集
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
光照度数据上传
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
传感器数值：
XX…
描述：
烟雾数据采集
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
烟雾数据上传
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
传感器数值：
XX…
描述：
可燃气体数据采集
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
可燃气体数据上传
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
传感器数值：
XX…
注意：
在数据采集期间，每一种传感器数据的采集都会产生多对“数据采集/数据上传”指令，要求全部按上述格式保存在“参赛编号.doc”。
2.将湿度采样数据以二维图表的形式显示在软件的主界面（X轴为时间轴，Y轴为采样数据轴）。
模块四：
家居联动控制
连接在节点板3上的光照度传感器数值低于60时，连接在节点板3上的电动窗帘（步进电机）顺时针旋转180度1次，并同时点亮节点板3上的L5灯；当连接在节点板3上的光照度传感器数值高于100时，连接在节点板3上的电动窗帘（步进电机）逆时针旋转180度1次，同时关闭节点板3上的L5灯。
描述：
光照度数据上传
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
光照度值：
XX…
描述：
电动窗帘控制
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXXX…
描述：
灯光控制（L5）
发送指令：
XXXXXXXXXXXXXXXX…
响应指令：
XXXXXXXXXXXXXXXXX…
（二）智能网关应用嵌入式开发
1.硬件设备：
名称
数量
☐电脑
1
☐USB转串口
1
☐USB公母头串口连接线
1
☐协调器
1
☐节点板
3
☐射频顶板
4
☐棒状天线
4
☐电源线
4
☐6410开发板（带电源和液晶屏）
1
☐USB下载线
1
☐网线
1
☐SD（4G）卡
1
☐SD卡读卡器
1
☐物联网实训操作台（基础实验应用模块）
1
拓扑结构图
1.连接操作
根据拓扑图进行连线操作，包括所有传感器与节点板之间以及协调器与PC2或网关的连线。
具体要求：
5.正确地按照拓扑连接ZigBee传感控制终端节点与传感器
6.接口与连接线线序正确
7.正确的连接协调器和网关及电脑
2.建立Zigbee网络
1）开启协调器电源
2）顺序开启节点板电源
3）观察Zigbee节点板组网指示灯
3.SD卡的制作
将Superboot烧写到SD卡当中，烧写SD卡所需要资料放置于PC2桌面\竞赛材料（嵌入式）文件夹中。
4.Uboot的烧写
将Uboot烧写到网关中，烧写Uboot所需要的资料放置于PC2桌面\竞赛材料（嵌入式）文件夹中。
5.内核的烧写
将内核烧写到网关中，烧写内核所需要的资料放置于PC2桌面\竞赛材料（嵌入式）文件夹中。
6.数据采集
实现将温度、湿度、光照强度、燃气等传感器的反馈值显示在虚拟机的软件界面中。
说明：
打开虚拟机桌面上的考试标准文件夹中的contorl文件夹下的工程，实现代码的编写，Debug1文件夹中的libcontorl1.so为虚拟机上运行的动态链接库，Debug3文件夹中的libcontorl2.so为网关运行的动态链接库。
具体要求如下：
1）实现温度参数正常的显示在虚拟机中界面中
2）实现湿度参数正常的显示在虚拟机中界面中
3）实现光照度参数正常的显示虚拟机中界面中
4）实现燃气参数正常的显示在虚拟机中界面中
5）将功能实现的每一个功能的界面截屏
图片保存路径：
PC2\桌面\竞赛成果\第六题文件夹
7.智能家居模拟应用配置
在虚拟机开发环境下实现智能家居应用中的三种模式，分别是安防模式、白天模式、夜间模式。
具体要求如下：
1）实现安防模式，实现功能要求如下：
（1）、保持温度、湿度、光照、燃气传感器参数能够实时采集。
（2）、当温度高于10°或者是求助按钮被按下的时候，要实现蜂鸣器响和将虚拟机中界面上的绿灯变成红灯且关闭窗帘（界面上和实际传感器都要变化）
2）实现白天模式，实现功能如下：
（1）、保持温度、湿度、光照、燃气传感器参数能够实时采集。
（2）、保持窗帘开启状态，保持灯的开启状态（LED模块和虚拟机界面中的灯状态同时关闭）
（3）、空调和风扇联动控制，空调的温度高于10°的时就打开直流风扇，并将值显示到数码管上，并且关闭窗帘和灯（界面上和传感器都要发生相应的变化）
3）实现夜间模式，在夜间模式实现的功能如下：
（1）、保持温度、湿度、光照、燃气传感器参数能够实时采集。
（2）、保持窗帘开启的状态，保持灯的开启状态（LED模块和虚拟机界面中的灯状态同时关闭）
（3）、在安防模式到夜间模式或者是夜间模式到白天模式的切换中，窗帘保持转动且实现当从安防模式切换到夜间模式时灯灭掉，反之灯亮（界面上和真实的传感器都发生相应的变化）
8.NFS网络文件系统的挂载
9.第七题实现的功能全部移植到网关上，并能够正常的运行，实现相应的功能
（三）智能家居安装维护应用
注：
样板间里所有涉及220V强电部分都已经安装完毕，选手只针对弱电接线，节点板配置表存放在桌面\竞赛材料（样板间）文件夹中。
1.硬件设备:
名称
数量
☐电脑
1
☐无线路由器
1
☐平板电脑
1
☐CC2530协调器底板
1
☐CC2530节点板
9
☐CC2530节点板（板载温湿度传感器）
2
☐CC2530节点板（板载光照度传感器）
1
☐CC2530射频顶板
13
☐节点型继电器控制板
2
☐电压型继电器控制板
3
☐红外控制板
3
2.
样板间电器布局图
3.节点板配置
节点板根据节点板配置表设置对应的板号、板类型、传感器类型，配置好后依据布局图安装至指定位置。
4.设备安装
1）按照LED射灯接线图完成电源线连接、控制信号线连接；要求连线预留不超过10公分，绑扎整齐。
2）按照报警灯接线图完成电源线连接、控制信号线连接；要求连线预留不超过10公分，绑扎整齐。
3）按照电动窗帘接线图完成控制信号线连接；要求连线预留不超过10公分，绑扎整齐。
4）按照门禁系统接线图完成控制信号线连接；要求连线预留不超过10公分，绑扎整齐。
5）按照烟雾报警接线图完成电源线连接、控制信号线连接；要求连线预留不超过10公分，绑扎整齐。
6）按照换气扇接线图完成控制信号线连接；要求连线预留不超过10公分，绑扎整齐。
7）电视控制系统正确学习红外开关机功能，红外学习频道号为1频道，完成后依据布局图正确安装至指定位置。
8）空调控制系统正确学习红外开关机功能，红外学习频道号为1频道，完成后依据布局图正确安装至指定位置。
9）DVD控制系统正确学习红外进出仓功能，红外学习频道号为1频道，完成后依据布局图正确安装至指定位置。
10）依据布局图正确安装光照度传感器节点板至指定位置。
11）依据布局图正确安装温度传感器节点板至指定位置。
12）依据布局图正确安装湿度传感器节点板至指定位置。
5.软件调试
1）完成PC3及虚拟机的IP地址配置，实现样板间控系统组网。
PC3IP地址：
192.168.X.3
WEB服务器IP地址：
192.168.X.30
无线路由器的SSID：
wsnx
无线路由器的密码：
wsnxwsnx
X为对应工位号（如：
1,2,3.......10）。
2）正确开启虚拟机运行Web服务。
6.所有结
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