智能家居安装维护年全国职业院校技能大赛比赛项目方案中职组.docx

1、智能家居安装维护年全国职业院校技能大赛比赛项目方案中职组 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020智能家居安装维护年全国职业院校技能大赛比赛项目方案中职组2015年全国职业院校技能大赛竞赛项目方案一、赛项名称（一）赛项名称智能家居安装维护（二）压题彩照（三）赛项归属产业类型物联网技术应用（四）赛项归属专业大类信息技术类二、赛项申报专家组姓名单位职务职称年龄手机邮箱姚明通信行业职业技能鉴定指导中心副处长38徐方勤上海建桥学院副院长副教授37马晓明深圳职业技术学院院长教授52周连兵东营市

2、黄河三角洲物联网应用技术研究院主任副教授36罗汉江淄博职业学院主任副教授46黄伟南通职业大学电子信息工程学院主任副教授41束遵国上海企想信息技术有限公司总经理高级经济师41高纪伟上海企想信息技术有限公司研发经理工程师36张海峰上海企想信息技术有限公司软件工程师工程师37张冬冬上海企想信息技术有限公司嵌入式工程师工程师25彭才荣上海企想信息技术有限公司硬件工程师工程师28三、赛项目的智能家居是通信技术、信息采集技术和计算机软件技术相结合的网络应用，通过竞赛，促进中职信息技术类专业面向IT行业应用进一步优化课程设置、改善教学方法、创新培养模式、深化校企合作。考查中职学生理解分析物联网智能家居系统设

3、计的能力，物联网智能家居系统网络组建、智能家居设备配置、信息的采集和处理的应用技能掌握水平和职业能力，同时兼顾考查参赛学生的质量、效率、成本和规范意识。主要包括：团队工作能力、项目组织与时间管理能力、理解分析物联网智能家居系统设计的能力、物联网智能家居布线能力、物联网智能家居设备配置与调试能力、服务器配置与应用能力、物联网智能家居系统安全配置和防护能力、信息采集和处理能力、物联网智能家居技术的应用实施能力、制作工程文档的能力等。四、赛项设计原则贴近实际应用。比赛环境模拟实际应用环境，使得比赛内容更加直观、形象、贴近现实。结合最新技术发展，紧密联系物联网技术的发展趋势，引入多种传感器探测器，通过

4、配置实现多样的联动方式达到高度自动化，更贴近实际的生活，以此作为技术的考核点。借鉴世界技能大赛的领先思路，强调学生的实际动手和动脑能力。五、赛项方案的特色与创新点此次大赛以“创新，物联未来世界”为口号，旨在积极响应当前全球科技发展趋势与潮流，提高相关专业学生物联网技术应用、创新与设计能力，促进物联网专业人才培养与产业发展方向和技术发展趋势的有机结合，从根本上推动学校物联网教育教学工作的快速发展。赛项内容包括无线传感器网络、嵌入式开发以及实际样板间的搭建，从整个内容上不仅仅有传统的模拟应用，还有利用实际的产品自己搭建一个实际的智能家居样板间，把物联网的应用真实地融入到比赛当中，让学生不仅仅认识到

5、物联网的知识的同时，还充分体现在实际应用中，真正的让学生学以致用，这也是学校教学的最终目标，同时也充分体现出此次大赛的特色和创新。六、竞赛内容简介智能家居安装维护赛项响应全国职业院校技能大赛“校企合作、社会参与、充分开放”的办赛理念，旨在为中职院校物联网专业搭建校企合作的平台，引导中职院校物联网专业“以赛促学、以赛促教、以赛促改”。竞赛分为四个部分，分别是：智能家居设备安装调试以及应用配置、智能家居嵌入式网关应用配置、智能家居应用软件配置和团队风貌。要求参赛选手根据给定的项目需求，完成传感器设备和执行控制设备的连接与配置、无线网络的搭建与调试、数据的采集与执行设备的控制，使其根据传感器采集的数

6、据并和设置的阀值条件比较后智能的对执行设备进行控制。Smart home installation and maintenance items in response to the national tournament Vocational Skills Competition school-enterprise cooperation, community involvement, and fully open run game concept, aimed at vocational colleges to build a platform networking professional

7、 school-enterprise cooperation in vocational college guide things professional school in order to promote learning race to race and promote education, to race and reform. Competition is divided into four parts, namely: the smart home equipment installation and application configuration, application

8、configuration embedded gateway smart home, smart home application software configuration and team style.Requires contestants according to the needs of a given project, the completion of the connection and configuration control sensor devices and execute control equipment, wireless network set up and

9、 commissioning, data acquisition and implementation of equipment, making it a valve according to the data collected by sensors and settings intelligent control device after the implementation of the value of the condition comparison.七、竞赛方式竞赛以团队方式进行，每支参赛队由3名选手组成，须为同校在籍学生，其中队长1名，性别和年级不限，可配2名指导教师。比赛时间为

10、3小时。参赛选手为2015年在籍的高职高专学生，性别不限，年龄22周岁以下（含22周岁）。竞赛分预赛和决赛两个阶段。预赛由各省、自治区、直辖市，各计划单列市以及新疆建设兵团等有关部门自行组织，决赛由全国职业院校技能大赛组委会统一组织。参赛规模。决赛参赛队由各省、自治区、直辖市，各计划单列市以及新疆建设兵团等有关部门推荐，根据决赛队数量决定是否分组进行。本赛项邀请台湾院校代表观摩。八、竞赛时间安排与流程(一)裁判进入裁判室 8:00-8:10(二)选手抽签并入场 8:10-8:50(三)参赛代表队就位并领取比赛任务： 8:50-9:00(四)比赛时间： 9:00-12:00 (五)参赛代表队离场

11、： 12:00-12:10(六)裁判评分 13:00-21:00九、竞赛试题(一)智能家居设备安装调试以及应用配置本部分要求完成智能家居设备的安装、配置以及调试，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。图1-1 样板间电器布局图1.设备配置(1)请根据“D:竞赛文件样板间”文件夹中的“配置要求”设置对应传感器设备和控制设备。(2)在智能家居系统平台软件上的“配置”中进行设备配置，通过终端设备管理平台显示设备信息。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1空调2

12、门禁系统（电子插锁、刷卡器、门铃、开门按钮）3报警灯4温度传感器5湿度传感器6光照度传感器7空气质量传感器8紧急按钮9DVD10LED灯11烟雾传感器12监控摄像头13电视红外控制模块14空调红外控制模块15DVD红外控制模块16Wifi摄像头17智能网关18无线路由器3.设备连接连线设备的电源线确认无误后通电运行，并进行设备调试。4.软件调试(1)完成样板间网关和无线路由的配置，实现样板间系统组网。 无线路由器的SSID：见附表4 无线路由器的密码：见附表4(2)所有结果通过终端接入配置好的无线网络，打开第三部分开发的应用软件，进行智能采集和智能操作控制。(二)智能家居嵌入式网关应用配置本部

13、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。说明：虚拟机登录及提升权限的密码是guosai，两个动态链接库、存放于虚拟机桌面上的“考试标准contorl”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）完成温湿度传感器、求助按钮、二氧化碳传感器与节点板1的连接。（2）完成红外人体感应传感器、空调模块（数码管）、灯光模块（LED）与节点板2的连接。（3）完成窗帘模块（步进电机）、风扇模块（直流电机）、光照传感器与节点板3的连接。2.

14、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“D:竞赛结果02网关拓扑图”。注：X代表参赛队的工位号卡的制作将Superboot烧写到SD卡中，烧写SD卡所需要资料放置于“D:竞赛文件网关”文件夹中。的烧写将Uboot烧写到网关中，烧写Uboot所需要的资料放置于“D:竞赛文件网关”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“D:竞赛文件网关”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（灯光关闭）图2-2 启动界面 图2-3 过渡界面图2-4 界面效果图（

15、灯光开启）图2-5界面效果图（窗帘开启） 图2-6界面效果图（窗帘关闭）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）。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2-4）。7.数据采集完成以下参数的串口配置、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，并将光照值实时显示。（4）完成二氧化碳参数的采集，并将二氧化碳值实时显示。8.控制功能实现（1）风扇控制功能点击“风扇开启”按钮时，打开风扇，风扇控制按钮切换为“风扇停止”；点击“风扇停止

16、”时，关闭风扇，风扇控制按钮切换为“风扇开启”。（2）电动窗帘控制功能当界面中窗帘显示区域显示为图2-5时，点击此区域，闭合房间窗帘（即：电机逆时针转动），并更新窗帘显示为图2-6；当界面中窗帘显示区域显示为图2-6时，点击此区域，开启房间窗帘（即：电机顺时针转动），并更新窗帘显示为图2-5。（3）房间灯光控制功能点击“灯光开启”时，开启房间灯光，房间灯光控制按钮切换为“灯光关闭”，并在界面中显示灯光为开启状态(图2-4)；点击“灯光关闭”时，关闭房间灯光，房间灯光控制按钮切换为“灯光开启”，并在界面中显示灯光为关闭状态(图2-1)。9.智能家居模拟应用配置实现智能家居应用中的四种模式，分别是

17、白天模式、夜间模式、安防模式、自定义模式。具体要求如下：（1）当空调开关按钮为“开”时，点击该按钮，按钮切换为“关”，同时将空调控制设置为开启状态，此时才能对空调进行联动控制；反之空调开关按钮显示为“开”，将空调控制设置为关闭状态，空调不能进行联动控制。（2）白天模式保持温度、湿度、光照、二氧化碳传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应区域中。关闭房间灯光，开启房间窗帘(即：电机顺时针转动)，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。当室温高于30且光照度大于200Lux时，同时打开风扇、闭合房间窗帘并设置空调温度为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

18、中的状态，如不满足条件则不执行动作。（3）夜间模式保持温度、湿度、光照、二氧化碳传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应区域中。开启房间灯光、闭合窗帘(即：电机逆时针转动)、设置空调温度为24，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。红外人体感应检测到有人入侵且主动求助按钮按下时，蜂鸣器报警、界面上的报警指示灯变成红色，如不满足条件则不执行动作。（4）安防模式保持温度、湿度、光照、二氧化碳传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应区域中。当温度高于25、光照度低于200Lux，且湿度值超过80%的时候，开启窗帘（即：电机顺时针转动），红外人体感应检测到有人入侵或主动求助按钮

19、按下时，同时启动蜂鸣器及风扇，设置空调温度为18；如条件不满足时，关闭蜂鸣器及风扇，设置空调温度为24；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。（5）自定义模式保持温度、湿度、光照、二氧化碳传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应区域中。分别对温度、湿度、光照三种条件中的任意一组进行设定，点击“自定 义模式启动”按钮后，能根据实时采集值对选定的风扇、房间灯、窗帘中任意两种设备进行控制，同时更新相应功能模块在界面对应区域中的状态，“自定义模式启动”按钮切换为“自定义模式关闭”。点击“自定义模式关闭”按钮，停止自定义模式的条件触发，“自定义模式关闭”按钮切换为“自定义模式启动

20、”。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，并将结果截屏以名字保存至“D:竞赛结果02”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)截屏以名字保存至“D:竞赛结果02”文件夹中。（3）列出网关根目录，并将结果截屏以名字保存至“D:竞赛结果02”文件夹中。11.网关移植将第9题中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。(三)智能家居应用软件配置本部分要求完成设备连接、网络拓扑图的绘制、上机位开发界面设计、实现界面逻辑流程与软件模块。1.设备连接（1）将电脑与协调器连接。（2）将LED灯组、数码管（模

21、拟空调）、温湿度传感器、可燃气体传感器、人体感应传感器、CO2传感器、光照度传感器根据对应的接口名称插在智能家居电器安防管理系统的对应位置上，并确认连接正确。LED灯组、数码管（模拟空调）、温湿度传感器、可燃气体传感器、人体感应传感器受控于节点板1。烟雾传感器、蜂鸣器、模拟风扇受控于节点板2。光敏传感器、模拟电动窗帘受控于节点板3。（3）依次打开“协调器 节点板1 节点板2 节点板3”的电源开关，给以上模块供电，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。注：协调器和节点板均使用5V直流电源供电。2.绘制拓扑图根据第1题中的设备连接，参照模板（D:竞赛文件拓扑

22、图模板.vsd），使用Visio软件完成拓扑图绘制，并保存至“D:竞赛结果01拓扑图”。注：X代表参赛队的工位号3.上位机开发界面设计在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，软件界面及控件属性按照表3中的要求进行定义和摆放。提供用于软件编写的Bizideal Zigbee V24开发包及文档存放在“D:竞赛文件应用软件”文件夹中。项目工程文件和所有要求保存的结果文件全部保存在“D:竞赛结果01”文件夹中。软件界面示意图如图3-1所示。图3-1 智能家居软件界面示意图图3-2 智能家居软件界面效果图注：除指定属性按表3的要求设置，其它属性

23、均为系统默认，窗体中所有控件Font属性均设置为Microsoft YaHei UI, 9pt或微软雅黑，9pt。参照图3-1的软件界面示意图，结合下方列出的基本属性表实现界面。表3-1 窗体基本属性NameSizeTextStartPositionFormMain1044, 753智能家居平台演示软件 X工位CenterScreen注：X代表参赛队的工位号。4.界面逻辑流程要求（1）通讯端口应根据电脑实际存在端口动态获取并排序后在Form_Load事件中动态加载。（2）点击 “打开串口”按钮，根据选择的串口参数打开串口，获取网络参数、实时监控启用，并将“打开串口”按钮的文本的切换为“关闭串口

24、”，点击 “关闭串口”按钮，获取网络参数、实时监控禁用，关闭串口，并将“关闭串口”按钮的文本切换为“打开串口”。（3）点击“退出系统”按钮后关闭应用程序。（4）实时“监控周期”应在对应控件的TextChanged事件中设定条件判断，只有当条件满足大于等于3000毫秒时才能启用“实时监测”，反之禁用。（5）在选定“实时监测”的条件下，启用“联动”控件，反之禁用。若未选定“实时监测”的条件下，“联动”若为选定状态，要切换为未选定状态。（6）“联动”在选定的条件下，启用“电器控制”，反之禁用。（7）在“电器控制”中，条件、阀值、设备、状态选择均不同时为空时（条件、阀值、设备和状态选择至少有1项不为空

25、），启用“启动联动”，反之禁用。（8）点击“启动联动”按钮后，将“监控周期”、“实时监测”和“联动”控件禁用，并将“启动联动”切换为“停止联动”；点击“停止联动”后，将“停止联动”切换为“启动联动”，并将电器控制区域中的所有内容恢复到初始状态，同时将设备恢复到初始状态，“监控周期”、“实时监测”和“联动”控件切换为启用状态。（9）系统控制模块中“显示输出”默认为选定状态，在未选定的条件下，应隐藏输出区域，反之显示输出区域。没有输出信息时，禁用“保存日志至文本文件”，反之启用。5.系统控制模块实现（1）点击“读取协调器信息”按钮，依次发送获取协调器Mac地址、Channel、PanID、节点数量

26、信息的指令，将返回指令中的信息写入对应的控件中。（2）将节点Mac地址按16进制格式填入对应的控件中，并对填入的数据做格式检查，如果格式正确，发送长短地址映射指令，并将返回指令中的短地址信息写入对应的控件。6.实时监控模块（1）填入监控周期值，选定“实时监测”开始实时采集各传感器的数据，并将返回的数据显示至对应的控件。（2）选定1个需要绘制曲线的项，曲线控件即时开始动态绘制曲线，Y轴为此项合适的范围值，X轴为采样次数（从1开始，依次递增）。7.电器控制模块在实时监测的条件下，选定“联动”，在电器控制部分选择相应的条件和阀值，选定需要控制的电器，并选定或填写相应的状态值，点击“启动联动”按钮，根

27、据选择的条件进行判断，如满足条件，实现对选定电器的控制。8.输出模块（1）软件中所有通过串口接收的数据以16进制形式打印在输出控件中，并在命令前加注指令说明信息。例如：LED灯组状态返回指令：xx xx xx xx。（2）点击“保存日志”按钮后将输出控件中的所有内容保存至D:竞赛结果01文件夹中。9.提升模块注：模块中需要用到的图片资源放在“D:竞赛文件应用软件资源”文件夹中。（1）窗体在拉大或拉小时内部控件保持原有布局，没有出现消失、错位及重叠的现象。（2）联动控制时如果某一条件实时采集值超过设定的阀值，应将实时监控区域中对应的控件背景色动态刷新为红色，不超过阈值时动态刷新为绿色；联动状态取

28、消后，实时监控区域中的所有控件背景色刷新为白色。（3）联动控制电器成功后，应将控制电器对应返回状态中的图片动态刷新至图3-2，停止后恢复至初始状态，将控制电器对应返回状态中的图片动态刷新至图3-1。十、评分标准制定原则、评分方法、评分细则(一)评分标准的制定原则 竞赛评分严格按照公平、公正、公开的原则，评分标准注重考察参赛选手以下三个方面的能力和水平：传感器设备和执行控制设备的安装、调试与应用、条件配置与软件代码编写的正确性、规范性和合理性；相关文档的准确性与规范性；团队风貌、团队协作与沟通、组织与管理能力(二)评分方法参赛队成绩由裁判组统一评定；采取分步得分、错误不传递、累计总分的积分方式，

29、分别计算环节得分，不计参赛选手个人得分；在竞赛过程中，参赛选手如有不服从裁判判决、扰乱赛场秩序、舞弊等不文明行为的，由裁判长按照规定扣减相应分数，情节严重的取消比赛资格，比赛成绩记0分；评分采用现场评分法，当职裁判依据裁判分工职责表，进行模块评判；各组裁判单独评判。竞赛评分细则按照本竞赛规程在竞赛开始7天之前由执行委员会制定。(三)评分细则比赛成绩满分为100分，其中智能家居应用软件配置20分，智能家居嵌入式网关应用配置30分，智能家居设备安装调试以及应用配置40分，团队风貌及职业素养10分。 (四)成绩产生流程赛前建立健全相关组织机构，杜绝舞弊。成立裁判长小组（1正1副）、划分裁判小组（至少

30、2人为一组），防止裁判营私舞弊。为确保本次竞赛的公平公正，赛项专家组与裁判组就成绩的产生制定了严格的程序：一是赛前的二个抽签环节；二是竞赛过程监考和过程性评分环节；三是赛后的结果性评判环节；四是成绩的汇总及核查环节。裁判组负责竞赛过程评分和结果性评分，由裁判长负责竞赛全过程；裁判员提前报到，报到后所有裁判的手机全部上缴并统一保管，直至评分结束发还，通过封闭管理，统一培训，保证竞赛的公正公平。比赛当天上午9点起各参赛队按照前一天抽取的抽签顺序在比赛现场抽取工位号后由监考人员带到对应工位。参赛队员根据现场设备清单检查设备，并在设备确认单上签字。现场抽签由督导组负责，抽签结果由裁判长封存。竞赛现场有裁判员和监考员两支队伍，分工明确。根据现场环境，每位裁判对应1-2位监考，每位监考对应2组选手。监考负责与参赛队伍的交流沟通及试卷等材料的收发，裁判员负责设备问题确认和现场执裁。由于工位系临时抽签，杜绝了提前联系的可能，以确保监考的公平。比赛当天上午9点30分，由裁判长负责宣布比赛开始，选手进行答题，时长3个小时。整个过程中，监考人员负责监督参赛队伍有无违纪行为。每位裁判员负责2-3个工位的团队风貌分的现场执裁。如果参赛选手发现设备故障，由裁判员确认后联系设备赞助商的现场工程师解决。竞赛结束时间为中午12点30分，由裁判长宣布比赛结束，选手