智能家居样题.docx
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智能家居样题
“2016年江苏职业院校技能大赛”
智能家居安装维护竞赛
样题
2015年12月
赛题说明
1.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、工具、材料和软件等是否齐全，计算机设备是否能正常使用；并在设备确认单（含附表1,2,3）上签字。
（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）比赛中禁止触碰、拆卸带有警示标记的设备、线缆、插座。
（6）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。
（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）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。
（9）文件保存目录C：
/桌面/竞赛材料（样板间）
2.比赛软件环境
（1）物理机
⏹操作系统：
Windows7（64位）
⏹开发环境：
AndroidStudio1.2
⏹智能家居开发库、开发文档、配置文件模板
⏹样板间控制软件
（2）虚拟机
⏹操作系统：
ubantu（32位）
⏹QT框架：
QT2.4.0
3.赛题说明
（1）本次比赛的赛题由三部分组成，考核内容相互独立，单独评分。
（2）第一部分为智能家居设备安装调试以及应用配置，第二部分为智能家居嵌入式网关应用配置，第三部分为智能家居应用软件配置。
（3）比赛时间总计180分钟，参赛选手可自由分配任务及时间。
（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。
（5）X代表工位号
赛题
某企业集团是一家从事高科技产品研发、生产和销售的大型企业，鉴于物联网技术的飞速发展，且应用越来越丰富，公司决定进军民用市场空间巨大的智能家居行业。
经过几年的研发，公司已有一批较成熟的产品，现公司需要在物联网产品与应用发布会上进行现场展示，要求你作为安装维护工程师来实现智能家居相关设备的安装和配置，确保达到良好的产品与应用的展示效果。
。
第一部分智能家居设备安装调试以及应用配置
本部分要求完成节点板配置，智能家居设备的安装、连线以及软件调试，实现如下样品间电器布局图的效果。
说明：
样板间里所有涉及220V强电部分都已经安装完毕，选手仅需针对弱电接线，节点板配置表和所需的visio素材都存放在“桌面\竞赛结果（样板间）\竞赛材料”文件夹中。
图1-1样板间电器布局图
1.节点板配置
请根据指定的PANID号和通道号设置对应节点板及板号、板类型、传感器类型（注：
PANID号为1YXB；通道号为0X0B）（6分）。
（Y为区域号）
2.设备安装
按照样板间电器布局图将以下设备安装置指定位置并固定，完成设备供电。
表1-1设备列表
序号
设备名称
数据上传时间
1
湿度传感器
5000ms
2
温度传感器
5000ms
3
光照度传感器
5000ms
4
烟雾传感器
5000ms
5
电动窗帘
5000ms
6
换气扇
5000ms
7
射灯
5000ms
8
门禁系统（电子插锁、刷卡器、门铃、开门按钮、变压器）
5000ms
9
DVD红外控制模块（DVD遥控器的电源功能，红外学习频道号为1频道，DVD遥控器的放大功能，红外学习频道号为2频道，红外学习频道号为3频道，DVD遥控音量-功能，DVD遥控器的停止功能，红外学习频道号为4频道，DVD遥控音量+功功能，红外学习频道号为5频道,红外学习频道号为6频道，红外控制模块正确学习DVD遥控器的暂停功能，DVD遥控的屏现功能，红外学习频道号为7频道）
5000ms
10
报警灯
5000ms
11
电视红外控制模块（红外控制模块正确学习电视遥控器的待机功能，红外学习频道号为1频道，电视遥控器的音量-功能，红外学习频道号为2频道，电视遥控器的信号源功能，红外学习频道号为3频道，电视摇控静音功能，红外学习频道号为4频道，电视遥控器的音量+功能，红外学习频道号为5频道,电视摇控静止功能，红外学习频道号为6频道,电视遥控睡眠功能，红外学习频道号为7频道）
5000ms
12
空调红外控制模块（红外控制模块正确学习空调遥控器的开关机功能，红外学习频道号为1频道，空调遥控器的风摆功能，红外学习频道号为2频道，空调遥控器的功能按键功能，红外学习频道号为3频道，空调遥控器的定时功能，红外学习频道号为4频道,红外控制模块正确学习电视遥控器的待机功能，红外学习频道号为1频道，）
5000ms
3.设备连线
根据设备连线图完成以下设备的电源线连接和控制信号线连接，并进行设备调试。
（1）根据LED射灯接线图完成电源线连接、控制信号线连接（LED1射灯控制信号线接继电器的P1接线端子,LED2射灯控制信号线接继电器的P3接线端子）。
（2）根据烟雾报警器接线图完成电源线连接、控制信号线连接（烟雾报警器控制信号线分别接控制板：
白色线接控制板针脚4/橙色线接控制板针脚10）。
（3）根据换气扇接线图完成控制信号线连接（换气扇控制信号线接继电器P3接线端子）。
（4）根据门禁系统接线图完成电源线连接、控制信号线连接（门禁系统控制信号线接继电器P2接线端子、手动开关、门铃），设置开门方式为卡加密码（卡1卡号为384，密码为5256，卡2卡号为179，密码为2015）。
（5）根据电动窗帘接线图完成控制信号线连接（电动窗帘控制信号线分别接继电器：
窗帘关闭控制信号线接继电器P1接线端子；窗帘开启控制信号线接继电器P2接线端子；窗帘停止控制信号线接继电器P3接线端子）。
（6）根据报警灯接线图完成电源线连接、控制信号线连接（报警灯控制信号线接继电器P2接线端子）。
要求：
连线预留不超过10公分，并绑扎整齐、规范。
4.软件调试
（1）设备安装完成后，将协调器和A8相连。
（2）在A8上采用默认登录后，对节点板信息进行配置，实现相关执行设备的控制和信息采集。
第二部分智能家居嵌入式网关应用配置
本部分要求完成智能家居网关与协调器、节点板的连接，绘制网络拓扑图，实现界面、采集数据、实现对智能家居设备的控制和模拟应用配置，并进行NFS网络文件系统挂载和网关移植。
智能网关应用设备清单
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
说明：
虚拟机登录及提升权限的密码是smarthome，两个动态链接库lib-X86.so、lib-ARM.so存放于虚拟机桌面上的“\竞赛结果（网关）\”文件夹中。
1.设备连接
首先完成智能家居网关与协调器的连接，之后完成以下设备与节点板的连接。
（1）完成光照传感器、温湿度传感器、风扇模块（直流电机）、求助按钮与节点板1的连接。
（2）完成人体感应传感器、窗帘模块（步进电机）、灯光模块（LED）与节点板2的连接。
（3）完成继电器、空调模块（数码管）、烟雾、蜂鸣器（板载）与节点板3的连接。
2.绘制拓扑图
根据连线操作中的描述用Visio工具画出对应关系的拓扑图,将其结果保存至“网关拓扑图X.vsd”，并存于“桌面\竞赛结果”文件夹中。
注：
X代表参赛队的工位号。
3.SD卡的制作
将Superboot烧写到SD卡中，烧写SD卡所需要资料放置于“桌面\竞赛结果（网关）\竞赛材料”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“桌面\竞赛结果（网关）\竞赛材料”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“桌面\竞赛结果（网关）\竞赛材料”文件夹中。
6.界面实现
依照界面效果图和控件的基本属性表，实现控制界面，要求能够体现如下控制效果。
图2-1界面效果图
对象下是二个下拉框，第一个控制中可选择有灯，风扇，蜂鸣器，步进电机，射灯，数码管，第一个框未选的可在第二个框中进行选择。
动作对应关系如下表：
对象
动作
对象
动作
对象
动作
灯
全开；全关
风扇
打开；关闭
蜂鸣器
开；关
步进电机
正转；反转；停
射灯
打开;关闭
数码管
开；关
图2-2启动界面图2-3过渡界面
完成欢迎界面（图2-2）中“en”按钮的功能，实现点击后进入下一个页面（图2-3），当进度条的值为60时，将“欢迎使用”文字变为“系统加载完，好好”;完成（图2-3）中“智能家居“按钮的功能，实现点击后进入下一个页面（图2-1）；完成图2-3中X实现关闭系统的功能。
单击图2-1中的右下角按钮可实现回到图2-3。
7.数据采集
完成串口参数配置，实现数据采集及实时显示。
（1）完成温度参数的采集，并将温度值实时显示。
（2）完成湿度参数的采集，并将湿度值实时显示。
（3）完成光照度参数的采集，并将光照度值实时显示。
（4）完成烟雾参数的采集，并将烟雾值实时显示。
（5）完成人体感应状态的采集，并将状态实时显示。
（6）完成求助按钮状态的采集，并将状态实时显示。
并将结果存于“C：
\竞赛结果（网关）”文件夹中，命名为“数据采集图.png”
8.控制功能实现
（1）射灯模块控制功能
当求助松开时按下求助按钮打开射灯，当求助按钮按下后松开求助按钮关闭射灯。
（2）蜂鸣器控制功能
通过点击界面中报警灯区域控制蜂鸣器的开启和关闭且完成界面中报警灯状态切换。
要求：
当报警灯为红灯的时候单击报警灯图片蜂鸣器关闭，报警灯为绿灯的时候单击报警灯图片蜂鸣器开启。
（3）房间灯光控制功能
通过点击界面中灯区域控制灯光模块的开启和关闭且完成界面中灯状态的切换。
要求：
如图2-1所示，灯1，灯2，灯3对应灯光模块从右到左的1、2、3和4个灯且各灯控制互不影响。
（4）步进电机控制
当人体感应有人时步进逆时针转动360度，当人体感应无人时步进电机顺时针转动360度。
（5）风扇控制
通过点击界面中窗帘的区域控制风扇模块的开启和关闭且完成界面中灯状态的切换。
当窗帘闭合时，单击窗帘的区域打开风扇；当窗帘打开时，单击窗帘的区域关闭风扇。
（6）选中控制对象，设置好动作，可按要求执行各种动作，同时完成界面上的对应的变化。
9.智能家居模式应用配置
实现智能家居应用中的四种模式，分别是日间模式、夜间模式、安防模式、自定义模式，添加模式。
具体要求如下：
（1）选中空调开复选框，其文字变为空调关，按-按钮，进度条值减1，按+按钮进度条值加1，将进度条的值在数码管上显示，空调值范围是16～35。
选中空调关复选框，进度条的值可以变化（值范围变为0～50），但不在数码管上显示。
（2）当勾选“单独控制”时，不能进行联动，只能进行单个器件的控制，模式后的标签显示“联动控制”；当勾选“联动控制”时，不能进行单个器件的控制，只能进行联动操作，模式后的标签显示“单独控制”；当“单独控制”和“联动控制”都被勾选时，模式后的标签显示“模式选择错误”。
当“联动方式勾选”以后，当时间介于6：
15-18：
05区间时，进入日间模式；当时间介于18：
16-00：
15区间时，进入夜间模式；当时间介于00：
16-6：
04区间时，进入安防模式。
（3）日间模式
保持温度、湿度、光照、烟雾、人体感应传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应区域中。
模式的文字变为“日间”（绿色字）。
执行关闭灯，关风扇，关空调，开启房间窗帘（既：
电机顺时针转动1周），完成真实器件动作的同时更新相应功能模块在界面对应区域中的状态。
当光照度高于280Lux，闭合房间窗帘（既电机逆时针转动2周），如不满条件时，开启房间窗帘（既电机逆时针转动1周）。
当温度高于32℃打开风扇，开启灯光。
当湿度高于55时，打开空调并设置空调温度为20℃;完成真实器件动作的同时更新相应功能模块在界面对应区域中的状态。
（4）夜间模式
保持温度、湿度、光照、烟雾、人体感应传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应区域中且将湿度值的整数部分实时显示在数码管上。
模式的文字变为“夜间”（黄色字）。
执行开启房间灯、设置空调为25度、闭合窗帘、关风扇（既：
电机逆时针转动2周），完成真实器件动作的同时更新相一次模块在界面对应区域中的状态。
当温度高于30度时，空调设为18度。
当湿度值大于60，开启风扇。
当人体感应到人时，打开射灯，反之关闭射灯。
（5）安防模式
保持温度、湿度、光照、烟雾、人体感应传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应区域中。
模式的文字变为“防盗”（蓝色字）。
执行关闭灯、闭合窗帘（既：
电机逆时针转动1周），开启人体红外检测，当人体红外检测到人，则开启射灯模块、开启房间灯、开蜂鸣器；否则关闭射灯模块、关闭房间灯、关蜂鸣器。
完成真实器件动作的同时更新应模块在界面对应区域中的状态。
当温度高于28℃、光照度高于200Lux，且湿度值超过50的时候，开启窗帘（既：
步进电机顺时针转动2周），设置空调温度为23℃；如条件不满足时，设置空调温度为25℃，关闭窗帘（步进电机逆转1周）；完成真实器件动作的同时更新相应功能模块在界面对应区域中的状态。
当有人求助时，开启风扇，否则关闭风扇。
（6）自定义模式
持温度、湿度、光照、烟雾、人体感应传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应区域中。
模式的文字变为“自定”（白色字）。
点击“自定义模式开”复选框，停止自定义模式的条件触发，“自定义模式开”复选框切换为“自定义模式关”。
当条件1或条件2满足时，执行所选中控制对象，设置好动作，可按要求执行各种动作，同时完成界面上的对应的变化。
（注：
当自定义模式启动时，日间模式、夜间模式和安防模式都不启动。
）
点击“自定义模式关”复选框，停止自定义模式的条件触发，“自定义模式关”复选框切换为“自定义模式开”。
（7）添加模式
单击添加模式后，停止其它的模式，所示模块均处于关闭状态。
调时间控件的值，调好后单击时间复选框，将第一次的值设为开始时间；重复以上动作将第二次的值设为结束时间。
以上动作可以重复操作。
单击模式动作复选框，选好上一行的控制对象，设置好动作，将设置的对象名在对象1后的XX上显示，设置的动作在动作后的XX上显示。
选好下一行的控制对象和动作，同对象1的显示要求显示在对象2.
单击添加模式后，恢复模式运行，当时间进入到添加模式后的时间范围内时，运行添加模式。
模式的文字变为“添加”（白色字）。
10.NFS网络文件系统的挂载
（1）将网关的根目录挂载到虚拟机/mnt下，列出网关根目录，并将结果截屏以“计算机目录”.png名字保存至“桌面\竞赛结果”文件夹中。
（2）完成NFS网络文件系统挂载的配置，并将结果（即输入的命令和正确的字符数）截屏以“159命令数”.png名字保存至“桌面\竞赛结果”文件夹中。
（3）列出网关根目录，并将结果截屏以“网关目录.png”名字保存至“桌面\竞赛结果”文件夹中。
11.网关移植
将实现的智能家居模拟应用全部移植到网关上，并能够正常运行。
第三部分智能家居移动终端软件配置
此部分要求在AndroidStudio集成开发环境下，使用Java语言，完成基于样板间场景下的移动终端控制软件的开发，其中包括移动终端UI设计、界面逻辑流程与软件功能逻辑流程。
1.开发环境搭建
（1）根据比赛资料提供的相关安装程序,完成PC机上Android开发环境的搭建；
（2）配置APP在PC运行所需要的模拟器；
（3）将桌面指定目录下的数据库文件导入开发环境中的数据库；
2.数据采集与控制
本次比赛所涉及设备包括：
温湿度传感器、烟雾传感器、光照传感器、电动窗帘、换气扇、射灯、门禁系统、报警灯、空调、电视和DVD。
传感器的数据来自比赛提供的数据库文件，执行器件使用素材库图标进行模拟控制。
3.移动终端应用界面设计
参赛者在AndroidStudio1.2集成开发环境下，使用Java开发语言，完成智能家居移动终端软件的开发，软件界面参照截图（界面仅供参考之用,数据部分需结合实际情况显示正确）。
控件按合理的命名规则。
1.请参照“数据采集和控制”说明完成下列模块的功能开发。
所用素材均存在于“桌面\竞赛结果（上位机）\竞赛材料”文件夹中。
2.保存方法：
将解决方案保存在路径为“桌面\竞赛结果（上位机）”文件夹。
3.界面效果
界面效果图3-1
界面效果图3-2
4.功能模块实现要求
利用智能家居样板间的设备和功能，实现相关环境参数的监测和家用电器的控制，并可以手动控制相关设备和根据相关条件联动控制安防设备。
具体实现下列功能：
（1）家居电器模块中，可以手动控制射灯、窗帘、换气扇、空调、DVD、电视的开关；
（2）环境监测模块中，可以采集温度、湿度、光照度值和烟雾值；
（3）安防模块中，可以手动打开和关闭报警灯和门禁；
（4）设置模块中，可以设置温湿度、光照和烟雾值的阈值，当打开联动模式，家居电器和安防设备将进入联动状态。
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