2016智能家居安装与维护A题剖析(共17页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 “2016年全国职业院校技能大赛”中职组“企想”杯智能家居安装与维护竞赛试题册-A卷2016 年3月专心-专注-专业赛题说明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，请及时保存设备配置。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，禁止携带比赛设备、软件和试卷出考场。2.比赛软件环境（1）物理机n 操作系统：Windows 7（32位）n 开发环境：Microsoft Visual Studio 2010 n 智能家居开发库、开发文档、配置文件模板n 样板间控制软件n .NET框架：.NET Framework 4.0（2）虚拟机n 操作系统：ubuntu 10.1.0n 开发环境：Qtcreator 2.4.13.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结果。 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。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。表1-1 设备与板号对照表板号设备名称1温度传感器2光照度传感器3湿度传感器4烟雾传感器5电动窗帘6换气扇7射灯8门禁系统（电子插锁、刷卡器、门铃、开门按钮、变压器）9DVD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遥控器进/出盒功能，红外学习频道号为2频道）10报警灯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，电视遥控器的静音功能，红外学习频道号为2频道）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）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。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）完成报警灯电源线连接、控制信号线连接到控制终端P1。（3）完成电动窗帘控制信号线连接到控制终端。（4）完成门禁系统电源线连接、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1235)两种控制开门方式。（5）完成烟雾报警器电源线连接、控制信号线连接。（6）完成换气扇控制信号线连接。（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厘米并绑扎整齐、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） ZigBee的3个频段是：2.4G、868MHz、915MHz对应的传输速率为_、_、40kb/s。（2）RFID标签根据工作频段可分为_ 、_、超高频和微波。（3）RFID标签根据工作方式分为_、_、主动式。（4）步进电机是将电_信号转变为_或_的开环控制元步进电机件。（5）ZigBee规范包含了ZigBee协调器、ZigBee_和ZigBee终端设备。（6）对于可见光区、紫外光区、红外光区，其波长范围的大小顺序为_。A.可见光区紫外光区红外光区B.可见光区红外光区紫外光区C.红外光区可见光区紫外光区D.紫外光区可见光区红外光区（7）电动窗帘有几种工作模式_。(多选)A.开启B.关闭C.停止D.暂停（8）下列哪一项不是低频RFID系统的特点？_A.它遵循的通信协议是ISO18000-3B.它采用标准CMOS工艺C.它的通信速度低D.它的识别距离短（<10cm）（9）RFID系统中的哪一个期间的工作频率决定了整个系统的工作频率，功率大小决定了整个系统的工作距离？_A.电子标签B.上位机C.读写器D.计算机通信网络(10)ZigBee中每个协调点最多可连接_个节点,一个ZigBee网络最多可容纳_个节点。A.255；65533B.258；65534C.258；65535D.255；65535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)完成风扇模块(直流电机)、蜂鸣器(板载)、求助按钮、空调模块（数码管）、射灯(继电器)与节点板1的连接。(2)完成光照传感器、窗帘模块（步进电机）、人体红外模块与节点板2的连接。(3)完成温湿度传感器、烟雾传感器、灯光模块（LED）与节点板3的连接。(4)按照设备连接关系完成节点板的配置。(5)成功组网。2.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“桌面竞赛材料(网关)”文件夹中。3.Uboot的烧写将Uboot烧写到网关中，烧写Uboot所需要的资料放置于“桌面竞赛材料(网关)”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放置于“桌面竞赛材料(网关)”文件夹中。5.界面实现依照图2-1的界面效果图完成界面的编写，要求能够体现如下控制效果。程序启动时如下：图2-1界面效果界面设计要求如下：界面1（3个）界面1说明界面2（6个）界面2说明 注册界面单击“注册”按钮时弹出，单击关闭按钮隐藏按要求输入账号，密码及确认密码，显示注册成功（账号密码加入数据库中）当密码及确认密码不一致时显示当注册成功后，再注册相同账号时显示未输入用户帐号的情况下点击确认，则弹出提示信息 修改密码界面单击“修改密码”按钮时弹出，单击“关闭”按钮隐藏正确输入账号，旧密码及新密码，显示修改成功（账号密码在数据库中更新）当输入的账号未被注册（数据库中没有）时，显示当旧密码输入错误时显示未输入用户帐号的情况下点击确认，则弹出提示信息显示数据库单击“显示数据库”按钮时弹出，同时按钮文字变为“关闭数据库”，单击“关闭数据库”按钮隐藏同时按钮文字变为“显示数据库”，单击“更新数据库”按钮时进行数据库数据更新，单击“清空数据库”按钮时进行数据库数据清空。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“*”，效果如图2-1显示；单击登录按钮进下一个界面，单击“退出”按钮则关闭界面；若账号、密码输入错误则弹出一个提示框如图2-2；（账号可以自己注册）图2-2 界面效果图2-3界面效果单击弹出对话框，用于对传感器的板号配置，如图2-4所示，设置各传感器对应板号，单击“确认”按钮保存配置同时关闭板号配置窗口,单击“取消”按钮恢复到初始状态。 图2-4 界面效果单击按钮，返回图2-1。 单击后进度条自动从0加载到100，进度条每次加一，并且在进度条值为10,20100时用一个label显示文字信息(进度条读取速度要适中)，并将字体设为红色。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时自动进入智能家居的控制界面。如下：图2-5界面效果单击“录入声音”按钮时弹出对话框，用于声音指令的收集，如图2-6。图2-6 界面效果 声音录入过程：在文本框中输入文字模拟声音，输入完成后单击对应功能按钮，为声音分配对应功能，如：在“录入指令”文本框中输入“kaifengshan”，然后单击打开风扇，声音录入成功，当执行时，在“指令”文本框中输入“kaifengshan”，就会打开风扇模块，如：在“录入指令”文本框中输入“bizideal”，然后单击关闭风扇，声音录入成功，当执行时，在“指令”文本框中输入“bizideal”，就会关闭风扇模块，当声音录入成功时弹出对话框，如图2-7。图2-7界面效果其中，一个声音只能录入一个功能，不同的声音可以对应同一功能（如：可以用两个不同的声音实现打开风扇这个功能），当录入相同的声音时弹出对话框，如图2-8。图2-8界面效果 在“录入指令”中输入内容，单击右侧对应功能按钮，此时将添加的指令写到右侧的表中，再单击“更新指令集”按钮，实现对录入指令的更新及存入相应数据表中。单击“清空指令集”，便可清空右侧的“shenyin”和“zhiling”内容，同时清空相应数据表的内容。6.功能实现完成串口参数配置、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，并将采集到的最大值和最小值记录。（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）将数据采集界面截屏并以a.png名字保存至“桌面竞赛结果(网关)”文件夹中。7.控制功能实现（1）蜂鸣器控制功能通过单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:当报警灯为绿灯的时候蜂鸣器关闭，报警灯为红灯的时候蜂鸣器开启。（2）窗帘模块控制功能通过单击界面中窗帘区域实现控制窗帘模块的开启和关闭，并且同时实现完成界面中窗帘的开启和关闭，要求:界面中的窗帘开时开启房间窗帘(即：电机顺时针转动一周)，窗帘关时关闭房间窗帘(即：电机逆时针转动一周)。（3）房间灯光控制功能通过单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5所示，灯1、灯2、灯3、灯4对应着灯光模块从左至右的1、2、3、4个灯，且各灯控制互不影响。（4）数码管控制勾选“空调开”，能对数码管显示进行控制，不勾选的话，不能控制。当勾选“空调开”后，可以通过单击“+”“-”按钮对进度条中的数值进行加减操作，并能实时地在数码管中显示当前进度条中的数值，值的可变动范围为1635。此外，当不勾选“空调开”时，可以通过单击求助按钮，实现数码管计数功能。要求如下:数码管计数从0开始，每当检测到求助按钮由按下状态到弹起状态时，数码管计数加1，当计数到5时打开射灯等3秒后关闭射灯并计数归0，下一次从0开始计数。 8.智能家居模拟应用配置实现智能家居应用中的三种模式，分别是日间模式、夜间模式、安防模式。具体要求如下：（1）当选择“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“单独控制”；当选择“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“联动控制”；当“联动方式”选择以后，勾选“时间”，并对时间进行设置。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00：16-6：14区间时，进入安防模式。（2）日间模式保持温度、湿度、光照、求助、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”（蓝色字）。执行关闭灯，关风扇，关空调，开启房间窗帘（既：步进电机顺时针转动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250Lux，闭合房间窗帘（既步进电机逆时针转动1周）。当温度高于25时打开风扇，开启灯光。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。（3）夜间模式保持温度、湿度、光照、求助、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”（绿色字）。执行开启房间灯、设置空调为26度、闭合窗帘（既：步进电机逆时针转动1周）、关风扇，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28度时，空调设为20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。（4）安防模式保持温度、湿度、光照、求助、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”（红色字）。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18、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1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。9.声控模式勾选声控模式后，停止其它的模式，模式的文字变为“声控模式”（白色字）。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。可以将“录入声音”界面所有功能，都录入声音执行，在“指令”文本框中输入录好的声音后，执行声音所对应的功能（交卷时指令集中的数据需要清空），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。10.NFS网络文件系统的挂载完成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b.png名字保存至“桌面竞赛结果(网关)”文件夹中。11.网关移植将上文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。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.连线情况PC机与协调器用USB转串口线(A)连接；PC机与智能货架读卡器用USB串口线(B)连接；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.界面开发参考下图制作软件界面,将文件存放在“桌面竞赛结果（上位机）”中。图3-1 上位机软件界面 图3-2 补充显示的控件3.控制采集功能开发通过“智能家居安装维护操作台”上的“智能家居电器安防管理系统”模块，模拟控制采集功能。（1）启动软件运行“智能酒店XX”父窗体，所有容器panel及“测试通电”、“办理身份证”都处于禁用状态。在“智能酒店XX” 窗体的控制采集端口中加载系统所有端口，并默认选择控制采集对应的端口，单击后面的“连接”，连接控制采集端口并启用“测试通电”，“连接”自动变为“断开”。单击“断开”，断开控制采集端口并禁用“测试通电”，“断开”再自动变为“连接”。在控制采集端口已连接的状态下，单击“测试通电”，启用“201房间”、“301房间”、“401房间”容器中的“灯”、“电视”、“窗帘”、“空调”4个复选框以及“环境温度”容器，这些容器中的其它控件仍处于禁用状态，“测试通电”变为“测试断电”。单击 “测试断电”，禁用“201房间”、“301房间”、“401房间”、“环境温度”4个容器，“测试断电”变为“测试通电”。（2）在通电状态下，“环境温度”中的图表能够实时显示温度传感器的数值（保留1位小数），用带温度值数字的折线图显示，只保留最近的5个数据点。在各房间内，选中/取消“灯”能够控制LED四盏灯全亮/全灭；选中/取消“电视”能够控制继电器通/断，选中/取消“窗帘”能够控制步进电机正/反转1圈，选中“空调”能够控制数码管亮/灭及空调温度启用/禁用，调整空调温度的数值能够改变数码管的数值。房间激活后LED、继电器、窗帘、空调的动作应与实训台的器件相对应。4.智能酒店功能开发通过“智能家居安装维护操作台”上的“智能书架”模块，模拟智能酒店功能，各子容器的位置与通道112的实物位置一一对应，即通道11模拟大厅功能，通道12模拟餐厅功能，通道10、7、4、1分别对应模拟“电梯”到一楼、二楼、三楼、四楼的功能，通道8、5、2分别模拟201、301、401门的功能，通道9、6、3分别对应模拟201、301、401房间的功能。相应数据库文件存放在“桌面/竞赛材料(上位机)/ SmartHotelX.mdb”中，开门关门的状态图片存放在“桌面/竞赛材料(上位机)/ Pictures”中。（1）在智能酒店端口中加载系统所有端口，并默认选择智能酒店对应的端口，单击后面的“连接”，连接智能酒店端口并启用“自动运行”，“连接”自动变为“断开”。单击“断开”，断开智能酒店端口并禁用“自动运行”，“断开”再自动变为“连接”。在智能酒店端口已连接的状态下，单击“自动运行”，开始循环检测12个通道，“办理身份证”被禁用，“201房间”、“301房间”、“401房间”、“环境温度”4个容器以及“大厅”、“电梯”、“201门”、“301门”、“401门”5个容器被启用，“自动运行”变为“停止运行”。单击“停止运行”，停止循环检测12个通道，“办理身份证”被启用，“201房间”、“301房间”、“401房间”、“环境温度”4个容器中的以及“大厅”、“电梯”、“201门”、“301门”、“401门”5个容器被禁用，“停止运行”变为“自动运行”。在“办理身份证”启用的状态下，将代表身份证的标签放在通道1中，单击“办理身份证”，弹出办理身份证下拉菜单，在身份证号文本框中输入身份证号，在姓名本框中输入姓名，单击“写入身份证”将身份证号写入代表身份证的标签中，并将身份证号与姓名写入“USER”数据表中。（2）将一张写好的身份证标签放在“大厅”对应的通道11内，在“开房”中单击 “读取身份证”按钮，读取身份证号后再从数据表中检索出姓名，并将身份证号和姓名各自显示在对应的标签里。将身份证标签换成一张代表房卡的标签，选择一个房间后单击“开房”按钮，将一个房间号写入房卡标签，并禁用对应的单选按钮以表示已经开过的房间不能重复开房。并将“房间”、“房客”信息写入“INFO”数据表中，从而将实现开房功能。在“退房”中单击“读取身份证”按钮，读取身份证号后再从数据表中检索出姓名，并将身份证号和姓名各自显示在对应的标签里。单击“退房”按钮将房卡标签中的房间号清除，重新启用对应的单选按钮，并将数据表中相应的住宿信息清除。在“查询”中单击“查询住宿信息”可随时显示最新的房间、房客、身份证号3项住宿信息。（3）在“”、“”都处于启用的状态时，选中“”时，电梯容器匀速上升到该楼层时停止并开门，“”的选中状态被自动取消；选中“”时，电梯容器匀速下降到该楼层时停止并开门，“”的选中状态被自动取消；取消“”、“”的选中状态时，电梯经过该楼层不再停。在“4”、“3”、“2”、“1”启用的情况下，选中哪个复选框电梯就匀速移动到对应的楼层停止并开门，开门后自动取消选中状态。电梯运行模拟真实电梯的运行方式。（4）在“201房间”、“301房间”、“401房间”对应的9、6、3中的一个通道内放入房卡标签，该房间自动通电，“灯”、“电视”、“窗帘”、“空调”4个按钮以及相应选项卡控件被启用。自动加载xml的数据，并实时保存当前控制状态保存到xml文件中。（5）在“大厅”容器中的“对讲”中选中一个房间号，单击“呼叫”按钮，蜂鸣器响，对应房间的“呼叫”按钮自动变为“接通”，该房间单击“接通”后，蜂鸣器静音，启用“大厅”与该房间的当前语句，“大厅”的“呼叫”与该房间的“接通”按钮都自动隐藏。在通话过程中，输入文本信息模拟语音通话，当键盘输入文字并停止5秒无动作时，当前语句前面加上说话方名称（“大厅”或房间号，以“：”分隔）并加入到双方容器的通话内容中。有一方挂断后，禁用当前语句并显示“呼叫”按钮。在房间内呼叫“大厅”时，在大厅内自动选中房间号对应的单选按钮，同样“呼叫”变为“接通”，单击接通后的效果与“大厅”呼叫房间相同。软件涉及到的数据库文件“SmartHotelX.mdb”中的数据表结构如下，禁止修改数据表结构。USER数据表的结构INFO数据表的结构