物联网系统集成及应用开发智能家居平台样卷教师组.docx
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物联网系统集成及应用开发智能家居平台样卷教师组
2021年江苏省职业院校技能大赛教师组
“物联网系统集成与应用开发”赛项样卷
赛位号______
2020年12月
竞赛须知
一、竞赛要求
1、正确使用设备与工具,严格遵守操作安全规范;
2、竞赛过程中如有异议,可向现场监考或裁判人员反映,不得扰乱赛场秩序;
3、遵守赛场纪律,尊重监考或裁判人员,服从安排。
二、职业素养与安全意识
1、完成竞赛任务,所有操作符合安全操作规范,注意用电安全;
2、实训工位、工作台表面整洁,工具摆放、导线头等处理符合职业岗位要求;
3、遵守赛场纪律,尊重赛场工作人员,爱惜赛场设备、器材。
三、扣分项
1、在完成竞赛过程中,因操作不当导致设备破坏性损坏或造成事故,视情节扣10~20分,情况严重者取消比赛资格;
2、衣着不整、污染赛场环境、扰乱赛场秩序、干扰裁判工作等不符合职业规范的行为,视情节扣5~10分,情节严重者取消竞赛资格。
四、选手须知
1、任务书如出现缺页、字迹不清等问题,请及时向裁判示意,并进行更换;考试结束后,所提供所有的纸质材料均须留在考场;
2、设备的安装配置请严格按照任务书的要求及工艺规范进行操作;
3、参赛团队应在规定时间内完成任务书要求的内容,任务实现过程中形成的文件资料必须存储到指定位置,未存储到指定位置的文件均不得分;
4、比赛过程中,选手认定设备或器件有故障可向裁判员提出更换;如器件或设备经测定完好属误判时,器件或设备的认定时间计入比赛时间;如果器件或设备经测定确有故障,则当场更换设备,此过程中(设备测定开始到更换完成)造成的时间损失,在比赛时间结束后,酌情对该小组进行等量的时间延迟补偿;
5、比赛过程中由于人为原因造成器件损坏,这种情况器件不予更换;
6、在裁判组宣布竞赛结束后,请选手立即停止对竞赛设备与计算机的任何操作。
五、关于竞赛设备
本次竞赛共有两个技术平台,分别为“智能家居安装维护操作台QX-IHIM-3”和“物联网智慧生活实训平台2.0”,具体的任务书分别对应的是A版和B版,请您根据您所选择的技术平台领取对应的任务书。
A版任务书
适用于“企想智能家居安装维护操作台QX-IHIM-3”平台
任务一、智能家居设备安装调试以及应用配置(60分)
一、任务要求
本部分要求完成节点板配置。
完成智能家居设备的安装、连线以及软件调试,实现如“样板间布局图”所示样板间电器布局图的效果。
三、任务说明
某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。
1、现场演示方案如下
在发布会上,样板间的呈现方案如图10“样板间布局图”所示。
图10样板间布局图
样板间各设备如下表:
表1样板间设备一览表
序号
对应模块
序号
对应模块
1
燃气探测器
10-12
温湿度、气压监测、光照度模块
2
烟雾探测器
13
空调模块
3
人体红外探测器
14
DVD模块
4
二氧化碳监测器
15
窗帘电机模块
5
PM2.5监测器
16
A8网关
6
报警灯
17
无线路由器
7
换气扇模块
18
智能网关
8
电视机模块
19
射灯
9
门禁模块
2、任务要求
(1)完成设备配置
请根据设备列表,使用智能家居应用配置软件,来配置对应的传感器设备和控制设备,完成整个智能家居无线网络建设任务。
(2)完成设备安装
按照样板间电器布局图将以下设备安装至指定位置并固定,完成设备供电。
1.温湿度监测器:
按照样板间电器布局图将温湿度监测器安装至指定位置并固定,完成设备供电。
2.照度监测器:
按照样板间电器布局图将照度监测器安装至指定位置并固定,完成设备供电。
3.烟雾探测器:
按照样板间电器布局图将烟雾传感器安装至指定位置并固定,完成设备供电。
4.燃气探测器:
按照样板间电器布局图将燃气探测器安装至指定位置并固定,完成设备供电。
5.二氧化碳监测器:
按照样板间电器布局图将二氧化碳监测器安装至指定位置并固定,完成设备供电。
6.PM2.5监测器:
按照样板间电器布局图将PM2.5监测器安装至指定位置并固定,完成设备供电。
7.气压监测器:
按照样板间电器布局图将气压监测器安装至指定位置并固定,完成设备供电。
8.人体红外探测器:
按照样板间电器布局图将人体红外探测器安装至指定位置并固定,完成设备供电。
9.射灯:
按照样板间电器布局图将射灯安装至指定位置并固定,完成设备供电。
10.电动窗帘:
按照样板间电器布局图将节点型继电器和电动窗帘导轨安装至指定位置并固定,完成设备供电。
11.换气扇:
按照样板间电器布局图将电压型继电器和换气扇安装至指定位置并固定,完成设备供电。
12.报警灯:
按照样板间电器布局图将报警灯安装至指定位置并固定,完成设备供电。
13.空调:
按照样板间电器布局图将空调安装至指定位置并固定,完成设备供电。
14.电视机:
按照样板间电器布局图将电视机安装至指定位置并固定,完成设备供电。
15.DVD:
按照样板间电器布局图将DVD和音响安装至指定位置并固定,完成设备供电。
16.门禁系统:
按照样板间电器布局图将电子插锁、刷卡器、门铃、开门按钮安装至指定位置,并固定。
17.A8网关:
按照样板间电器布局图将A8网关安装至指定位置并固定,完成设备供电。
18.无线路由器、智能网关按照布局图安装至指定位置,并按标准制作连接网线三根。
(3)设备连接与调试
设计设备的连接线路,连线设备的电源线确认无误后通电运行,并进行设备调试。
请根据设备配置表完成对传感器设备的配置工作。
表2设备配置表
序号
设备名称
板号
序号
设备名称
板号
1
温湿度传感器
3
10
电动窗帘
10
2
光照传感器
5
11
电视、空调、DVD
11
3
烟雾传感器
7
12
换气扇
13
4
燃气传感器
9
13
报警灯
12
5
CO2传感器
1
14
门禁系统
14
6
PM2.5传感器
2
15
智能网关
无
7
气压传感器
4
16
无线路由器
无
8
人体红外传感器
6
17
云端服务器
无
9
LED射灯
8
请根据红外模块功能对应学习频道号一览表完成对红外转发器红外通道配置工作。
表3红外模块功能对应学习频道号一览表
序号
红外模块功能
学习频道号
1
空调遥控器的开关机功能
1
2
空调遥控器的风摆功能
2
3
空调遥控器的定时功能
3
4
空调遥控器的功能按键功能
4
5
电视遥控器的待机功能
5
6
电视遥控器的菜单功能
6
7
电视遥控器的音量+功能
7
8
DVD遥控器的电源功能
8
请完成所有子系统的设备链连接工作,并对安装好的设备进行调试。
(4)完成软件调试任务
完成对无线路由器的配置任务,路由器配置表如下表。
表4无线路由器配置表
序号
配置项目
配置设定值
1
路由器IP
19.1.10.1
2
服务器IP
19.1.10.2
3
网关IP
19.1.10.1-19.1.10.100之间
4
服务器掩码
255.255.0.0
完成智能网关的配置。
所有结果通过终端接入配置好的无线网络,结合第二部分与第三部分的软件,进行智能采集和智能控制操作。
任务二智能家居网关应用配置(20分)
一、任务要求
本部分要求完成智能家居网关与协调器的连接,智能家居网关与服务器的连接,实现QT项目的创建以及界面、数据采集功能,实现对智能家居设备的控制和模拟应用配置,并完成网关移植。
二、关于应用配置环境的说明
虚拟机登录及提升权限的密码是bizideal,所使用到的动态链接库lib-SmartHomeGateway-X86-V4.so、lib-SmartHomeGateway-ARM-V4.so存放于虚拟机桌面素材(包括所有图片,完整头文件cjson.h、jsonreceivehandle.h、jsonsendhandle.h、qextserialport.h、qextserialport.cpp、qextserialport_global.h、qextserialport_p.h、qextserialport_unix.h、serialdatahandle.h、serialportreceive.h、sql.h、systemConfig.h、tcpclientthread.h、tcpserver.h、VariableDefinition.h)文件夹中。
烧写所使用的Minitool软件存放于桌面(竞赛材料)。
三、任务说明
1、设备连接
完成A8网关与协调器的连接,A8网关与服务器的连接。
2、保存方法
将整个QT工程保存到“虚拟机桌面\QTPro_XXX”文件夹中(其中XXX代表三位数的工位号)。
3、完成网关应用程序界面设计并实现规定功能
(1)完成应用程序登录界面
如图11“网关用户登录功能图”所示,输入用户名、密码、服务器IP、验证码,在界面空白处向上滑动(滑屏解锁),若账号、密码和验证码输入正确则进入“网关应用主界面示意图”。
具体登录控制功能要求如下:
输入密码时,密码显示为“*”。
若账号、密码输入错误则弹出一个提示框如图12“登录失败示意图”。
验证码每30秒自动更新一次,若验证码输入错误,则弹出一个提示框如图13“登录验证码失败示意图”。
图11网关用户登录功能图
图12登录失败示意图
图13登录验证码失败示意图
单击“注册”按钮进入如图14“用户注册界面示意图”界面,输入框后不显示对号与叉号。
用户名和密码的格式是六位及六位以上的字符与数字的组合。
当输入焦点离开用户名输入框时格式正确显示对号,错误显示叉号。
当输入焦点离开密码输入框时格式正确显示对号,错误显示叉号。
当确认密码与密码相同显示对号,不相同显示叉号。
在没有输入用户名与密码信息时,单击“确定”按钮,弹出对话框如图15“注册失败示意图”;信息输入正确时,弹出对话如图16“注册成功示意图”,单击“程序界面”按钮进入主界面;单击“登录界面”按钮返回登录界面。
图14用户注册界面示意图
图15注册失败示意图
图16注册成功示意图
单击“账号管理”按钮进入图17“用户账号管理示意图”界面,选中TableView中的一行中任意单元格,单击“删除数据”按钮,删除该行数据同时更新数据库;单击“退出”按钮返回登录界面。
图17用户账号管理示意图
图18网关应用主界面示意图
(2)完成应用程序主界面功能设计
基本要求
主界面如图18,要求实现数据的采集显示和控制,采集要求能正确显示各个单品的数据(温度,湿度,照度,气压,燃气,PM2.5,CO2,烟雾,人体显示有人和无人)并实时的刷新显示,每5秒将温度、烟雾和光照数据存入数据库(参考格式:
存入时间-数据值或存入时间-传感器-数据值)。
控制包括对射灯、报警灯、门禁、窗帘的打开和关闭,以及红外的学习控制空调开关、电视的开关、以及DVD的开关(更新按钮上的开关状态,界面仅供参考要求界面协调美观)。
实现工作模式设置,具体要求如下:
●模式同一时间只能开启一种。
●离家模式开启时,当人体红外感应到有人时,打开射灯。
●起床模式开启时,当温度小于20时打开空调,否则打开风扇。
●安防模式开启时,关闭窗帘,红外感应到有人时打开报警灯。
具体界面如图18“网关应用主界面示意图”。
实现联动模式的控制要求:
在选择联动控制功能后,可根据需要选中传感器(温度、光照)、条件(大于“>”、小于“<”)和设置数值、响应设备(射灯、空调)这些联动条件,在选中“启动”按钮后,联动模式开启。
如图19“联动模式示意图”。
注意:
●当温度大于20时,空调开,温度小于20时,空调关。
●光照大于200时,射灯关,光照小于200时,射灯开。
图19联动模式示意图
实现统计功能,具体要求如下:
绘制传感器(温度、光照)的数据统计图;温度折线图蓝色,光照折线图为红色,记录从当前开始4分钟的温度和照度的折线变化,如图20“传感数据统计图表示意图”。
图20传感数据统计图表示意图
(3)网关移植
请将实现的智能家居模拟应用制作成镜像,将镜像移植到网关上,并能够正常运行。
任务三智能家居应用软件配置(20分)
一、任务要求
此部分要求完成设备连接、上机位UI设计、实现界面逻辑流程与软件逻辑流程。
二、任务说明
1、设备连接
将服务器和嵌入式移动教学套件连接好。
2、保存方法
将整个安卓工程保存到“桌面\安卓工程XXX”文件夹中其中(XXX为工位号)。
3、完成移动端应用程序界面设计并实现规定功能
(1)完成移动端应用程序装载界面
如图21“移动端应用装载页面”所示,实现进度条由浅绿到深蓝色的渐变样式,进度条达到对应数值时更新相关文字。
进度条自动从0加载到100,进度条每次加1,并且在进度条值为10,20……100时用一个TextView显示文字信息,并将字体设为红色(进度条读取速度要适中)。
显示内容如下:
……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…………
当进度条为100时自动进入“移动端应用程序登录页面”界面。
图21移动端应用装载页面
(2)完成移动端程序登录页
如图22“移动端应用程序登录页面”所示。
IP地址是服务器的IP地址。
登录主界面需要滑动解锁,滑块移动到最右边自动解锁,解锁后进入下一个界面或单击登录按键直接进入“主控页面示意图”。
图22移动端应用程序登录页面
(3)完成应用程序主控界面功能设计
图23主控页面示意图
如图23“主控页面示意图”所示,主界面包含四个模块(采集、控制、模式、绘图),并实现现场数据采集及控制模块要求:
●实现数据采集及实时显示;
●实现红外发射;
●实现单击报警图片,发送相应命令并能控制样板间设备,同时界面上图片切换;
●实现单击风扇图片,发送相应命令并能控制样板间设备,同时界面上图片切换;
●实现单击窗帘图片,发送相应命令并能控制样板间设备,同时界面上图片切换;
●实现单击门禁图片,发送相应命令并能控制样板间设备,同时界面上图片切换;
●实现单击射灯图片,发送相应命令并能控制样板间设备,同时界面上图片切换;
各模式模块控制功能要求
●三个模式不能同时运行;
●白天模式:
光照大于1200Lx时,打开窗帘,光照小于300Lx时,关闭窗帘并射灯全开;
●防盗模式:
如果人体红外感应出有人,则报警灯开,射灯全开;
●离家模式:
射灯全关,窗帘开,如果PM2.5大于75则换气扇开;
绘图模块要求
绘制温度、烟雾、湿度的实时柱状图,填充颜色为绿色至黄色的渐变色。
设备状态查看功能
当单击“主控页面示意图”第二象限“查看设备状态”按钮,则如图24“设备在线状态图”所示显示设备的在线状态。
若安卓未和设备连接上,安卓和设备之间显示红色×。
安卓未和网关连接上,则显示网关离线。
图24设备在线状态图
任务四、赛项指导方案设计(20分)
本部分要求选手根据学生赛项训练的要求编制一个赛项指导方案(简案),最终以Word文档方式保存在赛位计算机桌面上,命名方法为:
“赛项指导方案XXX”,其中XXX为赛位号。
在本方案中,至少需包含以下三部分:
1、指导方案描述,具体包括指导目标、指导内容安排、指导策略、训练教学设施的选择、训练计划等;
2、指导方案的实施,具体包括训练计划的实施及保障措施、主要选择的训练方法等;
3、指导方案的预期效果评估,对指导目标的有效达成度、重难点问题的解决预期、以及训练的效率、成效、特色和示范性和学生专业、职业素养养成进行简单分析。
方案文档要求条例清晰、用词恰当,具备实操性。
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- 联网 系统集成 应用 开发 智能家居 平台 教师