全国职业院校技能大赛智能家居安装维护竞赛B卷讲解.docx
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全国职业院校技能大赛智能家居安装维护竞赛B卷讲解
“2015年全国职业院校技能大赛”中职组
“企想”杯智能家居安装维护竞赛
试题册
B卷
2015年6月
赛题说明
1.注意事项
(1)请对照设备装箱单检查比赛中所使用的硬件设备、连接线、工具、材料和软件等是否齐全,计算机设备是否能够正常使用。
(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)比赛中禁止触碰、拆卸带有警示标记的设备、线缆和插座。
(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,不得切断电源,须保持所有设备处于工作状态。
(8)比赛完成后,比赛设备、软件和试卷请留在座位上,禁止携带出考场。
2.比赛软件环境
(1)物理机
⏹操作系统:
Windows7(32位)
⏹开发环境:
MicrosoftVisualStudio2010
⏹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:
Windows7(32位)
⏹.NET框架:
.NETFramework4.0
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)比赛时长为180分钟,参赛选手可自由分配任务及时间。
(4)参赛选手应仔细阅读试题,按照试题要求填写答案或提交竞赛成果。
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,实现图1-1中样板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,选手仅需完成弱电接线,节点板配置表存放在“素材”文件夹中。
图1-1样板间电器布局图
1.节点板配置
请按照表1-1中的要求正确配置节点板的板号、板类型和传感器类型。
2.设备安装
按照图1-1样板间电器布局图,将表1-1中的设备安装在指定位置并固定,并完成设备供电。
表1-1设备列表
板号
设备名称
1
温度传感器
2
光照度传感器
3
湿度传感器
4
电视红外控制模块(红外控制模块正确学习电视遥控器的开关机功能,红外学习频道号为1频道)
5
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2频道)
6
DVD红外控制模块(红外控制模块正确学习DVD遥控器的开关机功能,红外学习频道号为3频道)
7
烟雾传感器
8
LED射灯
9
换气扇
10
电动窗帘
11
门禁系统(电子插锁、刷卡器、门铃、开门按钮)
12
旋转警灯
3.设备连线
请按照以下要求完成设备连线。
(1)完成LED射灯模块的连线工作,将两个LED射灯分别连接至继电器板的P1/P3。
(2)根据报警灯接线图完成电源线连接、控制信号线连接到控制终端P1。
(3)根据电动窗帘接线图完成控制信号线连接到控制终端。
(4)根据门禁系统接线图完成电源线连接、控制信号线连接到控制终端P1接口,实现继电器和密码(要求密码设置成8888)两种控制开门方式。
(5)根据烟雾报警器接线图完成电源线连接、控制信号线连接。
(6)根据换气扇接线图完成控制信号线连接。
(7)正确安装红外遥控系统和环境监测系统。
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正确连接。
(2)在A8上采用默认登录后,对节点板信息进行配置,实现对相应设备的控制和信息采集。
附:
基础知识测试部分
(1)烟雾报警器的供电是__________。
A.5VB.12VC.36VD.220V
(2)门禁卡的工作能源来自__________。
A.磁场感应电流B.NFCC.磁条D.不需要提供电源
(3)ZigBee工作频率为__________。
A.433MB.13.66MC.2.4GD.900M
(4)下列通道号中属于ZigBee工作通道的是__________。
A.0X01B.0X05C.0X10D.0X50
(5)标签工作频率为30-300kHz的是__________。
A.低频电子标签B.高频电子标签C.特高频电子标签D.微波标签
(6)A8网关与协调器之间是__________方式进行通讯。
(7)SHT10温度湿度采集是采用__________方式与CPU进行通讯。
(8)传感器网络实现了数据的__________,__________和处理三种功能。
(9)在同一个无线传感器中需配置__________和__________网络参数必须相同。
(10)RFID标签根据工作频段可分为__________、__________和超高频。
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,完成界面设计,实现传感器数据采集及显示,对智能家居设备的控制和模拟应用配置,及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smarthome,所使用到的模板程序及动态链接库lib-X86.so、lib-ARM.so均存放于虚拟机桌面嵌入式素材文件夹中。
1.设备连接
完成智能家居网关与协调器之间的连接,及以下设备与节点板之间的连接。
(1)完成窗帘模块(步进电机)、蜂鸣器(板载)、求助按钮、烟雾传感器、射灯(继电器)与节点板1的连接。
(2)完成光照传感器、风扇模块(直流电机)、人体红外模块与节点板2的连接。
(3)完成温湿度传感器、空调模块(数码管)、灯光模块(LED)与节点板3的连接。
按照以上设备之间的连接关系完成节点板的配置。
2.SD卡的制作
将Superboot烧写到SD卡中,烧写SD卡所需要资料存放于Win7系统的“桌面\网关竞赛材料”文件夹中。
3.Uboot的烧写
将Uboot烧写到网关中,烧写Uboot所需要的资料存放于Win7系统的“桌面\网关竞赛材料”文件夹中。
4.内核的烧写
将内核烧写到网关中,烧写内核所需要的资料存放于Win7系统的“桌面\网关竞赛材料”文件夹中。
5.界面实现
按照题目所要求的界面效果图完成各个界面的编写,并实现所要求的控制效果。
(1)程序启动时显示界面如图2-1所示:
图2-1登录界面
(2)如图2-1所示,在界面中添加文本框用于输入用户名及登录密码,要求输入密码时,密码显示为“*”;单击“登录”按钮进入下一个界面(如图2-2所示),单击“退出”按钮则退出程序;若账号密码输入错误则弹出登录失败框(如图2-3所示),单击yes则关闭该提示框并清空之前的输入内容。
(账号为cs+工位号,如1号工位则帐号为cs01,若11号工位则帐号为cs11;密码均为123)
图2-2加载界面
图2-3登录失败提示框
(3)正常登录后界面如图2-3界面所示,进度条自0增加到100%,步进为1,并且进度条值为10%,20%……100%时在进度条下方用文字显示进度信息,进度条读取速度要适中。
显示的进度信息如表2-1所示:
表2-1进度信息
10%
正在加载串口配置...........
20%
串口配置加载完成...........
30%
正在加载界面配置...........
50%
界面配置加载完成...........
60%
正在初始化界面..........
80%
界面初始化完成..........
100%
进入系统中...........
(4)当进度条为100%时自动进入智能家居确认界面,如图2-4所示。
图2-4确认界面
单击“智能家居”按钮进入如图2-5所示的控制主界面,单击“退出”按钮则退出程序。
图2-5控制主界面
(5)在控制主界面中,右上角显示当前时间,且更新时间为1秒,右下方按钮用于返回上级界面。
(6)单击图2-5中的“条件设定”按钮,进入条件设定界面(如图2-6所示),单击图2-6中的“确定”按钮完成该界面中自定义参数的设定,单击“取消”按钮则退出该界面。
图2-6条件设定界面
7.数据采集
完成串口参数配置,并实现以下功能:
(1)完成温度参数的采集及实时显示。
(2)完成湿度参数的采集及实时显示。
(3)完成光照度参数的采集及实时显示。
(4)完成烟雾参数的采集及实时显示。
(5)完成人体感应状态的采集及实时显示。
(6)完成求助按钮的采集及实时显示。
8.控制功能实现
(1)蜂鸣器控制功能
通过单击图2-5右上角区域实现控制蜂鸣器的开启和关闭,且同时实现界面中报警灯状态切换。
要求:
当报警灯为绿灯的时候蜂鸣器开启,报警灯为红灯的时候蜂鸣器关闭。
(2)窗帘模块控制功能
通过单击图2-5中窗帘区域实现控制窗帘模块的开启和关闭,且同时实现界面中窗帘的开启和关闭,要求:
界面中的窗帘开则开启房间窗帘(即:
电机逆时针转动一周),窗帘关则关闭房间窗帘(即:
电机顺时针转动一周)。
(3)房间灯光控制功能
通过单击图2-5中灯区域实现控制灯光模块的开启和关闭,且同时实现界面中灯状态的切换。
要求:
如图2-5所示,灯1、灯2、灯3、灯4对应着灯光模块从右至左的1、2、3、4个灯且各灯控制互不影响。
(4)风扇控制
单击“风扇开”按钮,直流电机转动,并显示“风扇关”;单击“风扇关”,直流电机停,并显示为“风扇开”。
(5)射灯控制
单击“射灯开”按钮,射灯开启,按钮切换为“射灯关”;单击“射灯关”,射灯关闭,按钮切换为“射灯开”。
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、安防模式和求助模式。
具体要求如下:
(1)当“联动模式”被勾选时,能进行联动制动;当“联动模式”未勾选时,不能进行联动制动,combox状态为不能使用并且当前模式显示为自定义模式,能进行自定义操作;在退出联动模式后关闭所有器件。
(2)在联动模式中,所有四种模式有两种进入方式,一种是通过时间设置进入对应的模式,第二种是通过直接选择combox中选项进入对应的模式。
(3)当空调开关按钮为“开”时,单击该按钮,按钮切换为“关”,并将空调控制设置为开启状态,此时方能对空调进行联动控制;反之空调开关按钮显示为“开”,并将空调控制设置为关闭状态,空调不能进行联动控制。
(4)日间模式
实现温度、湿度、光照、烟雾、人体感应传感器、求助按钮参数的实时采集并将数值显示在相应区域中。
设置时间介于8:
00-18:
00之间或者选中“日间模式”时,进入日间模式;当前模式显示为“日间模式”;执行关闭房间灯光,开启房间窗帘(即:
电机顺时针转动一周),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。
当室温高于28℃时设置空调为20℃(即数码管显示当前20);但温度低于18℃时设置空调温度为28℃(即数码管显示28);当温度处于18℃-28℃时关闭空调(即数码管显示0)。
当光照度大于100Lux时,闭合房间窗帘(即:
电机逆时针转动一周);反之开启房间窗帘(即:
电机顺时针转动一周)。
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。
(5)夜间模式
实现温度、湿度、光照、烟雾、人体感应传感器、求助按钮参数的实时采集并将数值显示在相应区域中,要求将温度值的整数部分实时的显示在数码管上。
设置时间介于18:
01-24:
00之间或者选中夜间模式时,进入夜间模式;当前模式显示为“夜间模式”;执行开启房间灯光、闭合窗帘(即:
电机逆时针转动一周),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。
(6)安防模式
实现温度、湿度、光照、烟雾、人体感应传感器、求助按钮参数的实时采集并显示在相应区域中,要求将湿度值的整数部分实时的显示在数码管上。
设置时间介于0:
01-7:
59之间或者选中安防模式时,进入安防模式;当前模式显示为“安防模式”;执行关闭房间灯,闭合窗帘(即:
电机逆时针转动一周)。
当人体红外检测到室内有人时,则开启蜂鸣器报警、开启射灯模块、开启房间灯;否则关闭蜂鸣器报警、关闭射灯模块、关闭房间灯,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。
(7)求助模式
实现温度、湿度、光照、烟雾、人体感应传感器、求助按钮参数的实时采集并显示在相应区域中。
当求助按钮按下时,开启蜂鸣器报警、开启房间灯(使LED灯处于闪烁状态);否则关闭蜂鸣器报警、关闭房间灯,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。
(8)自定义模式
实现温度、湿度、光照、烟雾、人体感应传感器、求助按钮参数的实时采集并显示在相应区域中。
单击条件设定,通过图2-6设定自定义模式的条件,要求同时满足三个条件,执行自定义模式的动作。
分别将需要开启的电器勾选,并单击“自定义模式启动”按钮后,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”。
当自定义模式启动时,日间模式、夜间模式和安防模式不启动。
单击“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”。
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b.png名字保存至“桌面\竞赛结果(网关)”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c.png名字保存至“桌面\竞赛结果(网关)”文件夹中。
(3)列出网关根目录,并将结果截屏以d.png名字保存至“桌面\竞赛结果(网关)”文件夹中。
(4)修改网关的系统时间为当前时间,并写入RTC。
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,并确保各项应用能正常运行。
第三部分智能家居应用软件配置
本部分要求完成设备连接、上位机开发界面设计、实现界面逻辑流程与软件模块。
1.设备连接
(1)PC机与协调器用USB转串口线(A)连接;
(2)PC机与智能书架读卡器用USB串口线(B)连接;
(3)将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、烟雾传感器、光照度传感器、干簧管按键等按接口名称插在模块对应的位置上,并确认连接正确;
(4)依次打开“协调器→节点板A→节点板B→节点板C”的电源开关,为其供电,上述3块节点板联网状态指示灯为红色时,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.上位机开发界面设计
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,软件功能控制请使用Bizideal系列开发包(BIControlManager.dll,BIData.dll,BIProtocols.dll,已存入与文件同名的文件夹中)提供的方法完成下列功能模块开发。
开发完成后将所有工程文件存放到桌面上的“上位机竞赛结果”文件夹中。
3.功能模块实现要求
利用智能家居实训台上所提供的器件,参照图3-1,实现各项功能。
图3-1界面效果
窗体和控件表见表3-1、3-2、3-3、3-4、3-5(控件名称也可自定义):
表3-1窗体
用途
控件类型
名称
显示值
备注
MDI父窗体
Form
MDIParentForm
工位:
XX
XX为2位工位号
智能家居子窗体
Form
frmSmartHome
FrmSmartHome
MDI子窗体
阈值配置子窗体
Form
frmPanel
FrmPanel
MDI子窗体
智能货架子窗体
Form
frmRfid
FrmRfid
MDI子窗体
表3-2MDI父窗体MDIParentForm控件
用途
控件类型
名称
显示值
备注
工具栏
ToolStrip
toolStrip1
文字标签
ToolStripLabel
tslabSmartHome
智能家居系统串口
串口选择
ToolStripComboBox
tscmbPortSmartHome
智能家居系统使用的串口名称
启动智能家居系统
ToolStripButton
tsbtnStartSmartHome
启动智能家居系统
停止智能家居系统
ToolStripButton
tsbtnStopSmartHome
停止智能家居系统
分隔
ToolStripSeperator
toolStripSeparator1
文字标签
ToolStripLabel
tslabRfid
智能货架系统串口
串口选择
ToolStripComboBox
tscmbPortRfid
智能货架系统使用的串口名称
启动智能家居系统
ToolStripButton
tsbtnStartRfid
启动智能货架系统
停止智能家居系统
ToolStripButton
tsbtnStopRfid
停止智能货架系统
表3-3阈值配置窗体frmPanel控件
用途
控件类型
名称
显示值
备注
文字标签
CheckBox
chkEnabled
启用智能控制
分组
GroupBox
GroupBox1
阈值
文字标签
Label
Label1
光照阈值
光照阈值数值输入
NumericUpDown
nudLight
默认
文字标签
Label
Label2
烟雾阈值
烟雾阈值数值输入
NumericUpDown
nudSmog
默认
文字标签
Label
Label3
燃气阈值
燃气阈值数值输入
NumericUpDown
nudGas
默认
文字标签
Label
Label4
温度阈值
温度阈值数据输入
NumericUpDown
nudTemperature
默认
确认输入数据生效
Button
btnOK
确定
表3-4智能家居子窗体frmSmartHome控件
用途
控件类型
名称
显示值
备注
显示房型背景图片
PictureBox
Picturebox1
图片BuildingFloor.png
烟雾标签
Label
lbSmog
烟雾:
烟雾数值显示
Label
LbSmogValue
[采集于传感器]
保留2位小数
光照标签
Label
lbLight
光照度:
光照数值显示
Label
labLightValue
[采集于传感器]
保留2位小数
燃气标签
Label
lbGas
燃气:
燃气数值显示
Label
LbGasValue
[采集于传感器]
保留2位小数
温度标签
Label
lbTemp
温度:
温度数值显示
Label
LbTempValue
[采集于传感器]
保留2位小数
湿度标签
Label
lbHumidity
湿度:
湿度数值显示
Label
LbHumidityValue
[采集于传感器]
保留2位小数
显示灯名称
Label
Label1
楼道灯
显示灯状态图片
PictureBox
picStairs
LightOff.png
开灯后显示Light.png
显示灯名称
Label
Label2
卧室1灯
显示灯状态图片
PictureBox
picRoom2
LightOff.png
开灯后显示Light.png
控制卧室1灯开关
Button
btnLight2
开
灯开后显示为关,等关后显示为开
显示灯名称
Label
Label3
卧室2灯
显示灯状态图片
PictureBox
picRoom3
LightOff.png
开灯后显示Light.png
控制卧室2灯开关
Button
btnLight3
开
灯开后显示为关,等关后显示为开
显示灯名称
Label
Label4
卧室2灯
显示灯状态图片
PictureBox
picRoom4
LightOff.png
开灯后显示Light.png
控制卧室3灯开关
Button
btnLight4
开
灯开后显示为关,等关后显示为开
显示烟雾、燃气、温度、湿度图形
Chart
Chart1
最多显示5个点的数据,超过5次采样后,只显示最后5次采样的数据
表3-5智能货架子窗体frmRfid控件
用途
控件类型
名称
显示值
备注
控件分组
GroupBox
grpWord
数据读写
控件功能描述
Label
Label1
天线通道
选择天线通道
ComboBox
cmbChannel
0-12
下拉选择方式
控件功能描述
Label
Label2
写入汉字
输入要写入的内容
TextBox
txtWrite
最多输入2个汉字
进行写入操作
Button
btnWrite
写入
控件功能描述
Label
Label3
读出汉字
显示已读出的内容
TextBox
txtWrite
只读,显示读出的汉字
进行读出操作
Button
btnRead
读出
控件分组
GroupBox
grpRfid
电子标签管理
读取电子标签并更新数据库
Button
btnInit
初始盘点
启动监控功能
Button
btnStart
启动监控
停止监控功能
Button
btnStop
停止监控
显示数据库内容以及监控得到的数据和状态
ListView
lvwRack
根据实际状态及时显示
控件分组
GroupBox
grpCheck
结算台
开启结算模式
Button
btnCheck
结算
控件功能描述
Label
Label4
总价:
显示总价
Label
labTotal
显示实际总金额
显示货品名称及价格
TextBox
txtItems
显示实际读出的货品和价格
注意:
所用素材均存在于“桌面\上位机竞赛材料”文件夹中
(1)创建界面框架
根据图3-1和表中信息创建一个名为MDIParentForm的窗体,作为MDIContainer,添加一个工具栏控件,并在工具栏中添加用于选择通讯串口和用于控制系统停止的控件,该MDICo
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
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- 全国 职业院校 技能 大赛 智能家居 安装 维护 竞赛 讲解
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