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.doc

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 物理机：1)操作系统：Windows XP Professional SP32)开发环境：Microsoft Visual Studio 2010 & MSDN3)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 虚拟机1)操作系统：Windows XP Professional SP32).NET运行时：.NET Framework 4.03)WEB服务器：Microsoft IIS4)WEB应用：WsnWeb2. 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-212硬件物联网智能网关企想CH-Z-M40113硬件物联网环境监测套件企想QXZIGWS-12-214硬件施工工具箱企想QXPNT-12-215硬件物联网智能家居样板间企想16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12硬件烟雾探测器 1个个13硬件卡式门禁一体机个14硬件门禁门铃个15硬件门禁出门开关个16硬件门卡个27硬件万用表测量表 1只个18硬件双DC线根19硬件双DC线根510硬件2芯电源线米1011硬件86明盒套112硬件公牛插座个113硬件缠绕管米514硬件电脑电源线根315硬件自攻螺丝个10016硬件塑料卡扣个8017硬件T型内六角螺丝刀把118硬件T型内六角螺丝刀把119硬件一字螺丝刀把120硬件十字螺丝刀（小）把121硬件十字螺丝刀（大）把122硬件4号尼龙扎带根5023硬件剥线钳把124硬件6寸老虎钳把125硬件绝缘胶带卷126硬件剪刀把127硬件4芯电话线带1个水晶头条128硬件单头杜邦线条2029硬件6410ARM开发板个130硬件SD卡（4G）个131硬件DB9串口线个132硬件SD卡读卡器个133硬件CH-ZB601-24A Zigbee协调器个234硬件CH-ZB603-24A Zigbee传感控制节点个335硬件CH-GK-GW100-25 Zigbee协调器个136硬件CH-GK-ED030-25 Zigbee传感控制节点个1237硬件无线路由54M（含网线一根）个138硬件节点继电器板个239硬件电压继电器板个340硬件红外学习模块个341硬件20芯灰排线（15公分）根442硬件USB转TTL下载线条143硬件USB数据线条144硬件*5V电源适配器个245硬件电视遥控器及5号电池个146硬件空调遥控器及5号电池个147硬件DVD遥控器及7号电池个148硬件窗帘布（1.8m*2.2m） 1套个149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o 电脑1o USB转串口线1o 协调器1o 节点板3o 射频顶板4o 棒状天线4o 电源线1o 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VisualStudio2010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BizidealZigbeeV24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：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）协调器MAC地址：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）2.查询ChannelID:通过软件发送“查询ChannelID”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Channel ID发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）Channel ID：XX XX XX XX XX XX XX XX（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：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）PANID：XX XX XX XX XX XX XX XX（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：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）节点数：XX XX XX XX XX XX XX XX（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：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）地址映射：XX XX XX XX XX XX XX XX = XX XX（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：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX2) 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：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）地址映射：XX XX XX XX XX XX XX XX = XX XX（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：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX3) 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：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX（16进制字符串,字节间以空格进行分隔）地址映射：XX XX XX XX XX XX XX XX = XX XX（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：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX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：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX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：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX2. 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：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX3. 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：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX4. 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：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：灯光控制（点亮L1）发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：灯光控制（点亮L2）发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：灯光控制（点亮L3）发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：灯光控制（点亮L4）发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：灯光控制（全灭）发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX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：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：温度数据上传响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX传感器数值：XX描述：湿度数据采集发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：湿度数据上传响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX传感器数值：XX描述：光照度数据采集发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：光照度数据上传响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX传感器数值：XX描述：烟雾数据采集发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：烟雾数据上传响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX传感器数值：XX描述：可燃气体数据采集发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX描述：可燃气体数据上传响应指令：XX XX XX XX XX XX XX XX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：XX XX XX XX XX XX XX XX光照度值：XX描述：电动窗帘控制发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX X XX XX XX XX描述：灯光控制（L5）发送指令：XX XX XX XX XX XX XX XX响应指令：XX XX XX XX X XX XX XX XX(二) 智能网关应用嵌入式开发1.硬件设备：名称数量o 电脑1o USB转串口1o USB公母头串口连接线1o 协调器1o 节点板3o 射频顶板4o 棒状天线4o 电源线4o 6410开发板（带电源和液晶屏）1o USB下载线1o 网线1o SD(4G)卡1o SD卡读卡器1o 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o 电脑1o 无线路由器1o 平板电脑1o CC2530协调器底板1o CC2530节点板9o CC2530节点板（板载温湿度传感器）2o CC2530节点板（板载光照度传感器）1o CC2530射