智能家居安装与维护职业技能大赛-试题

2015年XX

智能家居安装与维护职业技能大赛

竞赛试题

1.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、工具、材料和软件等是否齐全，计算机设备是否能正常使用；并在设备确认单(含附

表1,2,3)上签字。

（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、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，不得切断所有电源，需保持所有设备处于工作状态。

（8）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。

2.比赛软件环境

（1）物理机

?操作系统：Windows 7（32位）

?开发环境：Microsoft Visual Studio 2010

?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：Windows 7（32位）

?.NET框架：.NET Framework 4.0

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）比赛时间总计180分钟，参赛选手可自由分配任务及时间。

（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。

第一部分智能家居设备安装调试以及应用配置

智能家居安装维护硬件设备清单:

名称数量

?电脑 1

?A8嵌入式网关 1

?CC2530协调器底板 1

?CC2530节点板9

?CC2530节点板（板载温湿度传感器） 2

?CC2530节点板（板载光照度传感器） 1

?CC2530射频顶板13

?节点型继电器控制板 2

?电压型继电器控制板 3

?红外控制板 3

本部分要求完成节点板配置，网络拓扑图和设备连线图的绘制，智能家居设备的安装、连线以及软件调试，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，所需的Visio素材都存放在“桌面\竞赛结果(样板间)\竞赛材料”文件夹中。

图1-1 样板间电器布局图

1.节点板配置

（1）请在答题纸上题号1-1的对应位置填写智能家居的英文名称。

（2）请根据下列节点板配置表设置对应节点板的板号、板类型、传感器类型。

节点板配置表：

表1-1 设备列表

（3）在同一个无线传感网中下列选项表达正确的是什么？请将答案填写在答题纸上题号1-3的对应位置（参考选项：A. MAC可以相同 B. 通道号可以不相同 C. PANID可以不相同 D. PANID，通道号都必须相同）（1分）。

2.绘制网络拓扑图和设备连线图

（1）使用Visio软件绘制网络拓扑图。

（2）使用Visio软件绘制设备连线图。

（3）完成后的网络拓扑图和设备连线图分别以“网络拓扑图X.vsd”和“设备连

线图X.vsd”的文件名存入“桌面\竞赛结果(样板间)”文件夹中。

3.设备安装

（1）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。（2）三块红外学习模块红外发射通道号是否可以相同？请将答案填写在答题纸上题号3-2的对应位置（参考选项：A.可以 B.不可以）。

（3）双DC线正负极判断下列说法正确是什么？请将答案填写在答题纸上题号3-3的对应位置（参考选项：A. 内环正极外环负极 B. 内环负极外环正极）。

4.设备连线

根据设备连线图完成以下设备的电源线连接和控制信号线连接，并进行设备调试。

（1）根据LED射灯接线图完成电源线连接、控制信号线连接（LED射灯控制信号线分别接电压型继电器P1/P2接线端子）。

（2）根据报警灯接线图完成电源线连接、控制信号线连接（报警灯控制信号线接电压型继电器P1接线端子）。

（3）根据电动窗帘接线图完成控制信号线连接（电动窗帘控制信号线分别接节点型继电器：窗帘关闭控制信号线接节点型继电器P1接线端子；窗帘开启控制信号线接节点型继电器P2接线端子；窗帘停止控制信号线接节点型继电器P3接线端子）。

（4）根据门禁系统接线图完成电源线连接、控制信号线连接（门禁系统控制信号线接节点型继电器P2接线端子）。

（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（烟雾报警器控制信号线分别接控制板：白色线接控制板针脚4/橙色线接控制板针脚10）。（6）根据换气扇接线图完成控制信号线连接（换气扇控制信号线接电压型继电器P1接线端子）。

（7）烟雾报警器的供电是多少？请将答案填写在答题纸上题号4-7的对应位置（参考选项：A.5V B.12V C.36V D.220V）。

（8）门禁控制电插锁供电是多少？请将答案填写在答题纸上题号4-8的对应位置（参考选项：A.5V B.12V C.36V D.220V）。

（9）射灯供电是多少？请将答案填写在答题纸上题号4-9的对应位置（参考选项：A.5V B.12V C.36V D.220V）。

（10）电动窗帘的供电是多少？请将答案填写在答题纸上题号4-10的对应位置（参考选项：A.5V B.12V C.36V D.220V）。

（11）整个样板操作间内有几种电压？请将答案填写在答题纸上题号4-11的对应位置（参考选项：A.5V B.12V C.36V D.220V）。

5.软件调试

（1）设备安装完成后，将协调器和A8相连。

（2）在A8上采用默认登录后，对节点板信息进行配置，实现相关执行设备的控制和信息采集。（信息配置1分，测试传感和控制器件功能12分）

（3）检测导线是否导通，使用万用表的什么量程档？请将答案填写在答题纸上题号5-3的对应位置（参考选项：A.直流电压20V B.直流电流20mA C.

交流200V D.二极管档）。

（4）电动窗帘有几种工作模式？请将答案填写在答题纸上题号5-4的对应位置（参考选项：A.开启 B.关闭 C.停止 D.暂停）。

（5）排风扇使用的是哪种类型的继电器？请将答案填写在答题纸上题号5-5的对应位置。

（6）无线传感器网络的英文缩写是什么？请将答案填写在答题纸上题号5-6的对应位置。

（7）报警灯控制的工作原理是通过网关(A8)到协调器，再到节点，然后通过什么实现控制报警灯？请将答案填写在答题纸上题号5-7的对应位置。

（8）实现开关作用的是哪一种继电器？请将答案填写在答题纸上题号5-8的对应位置（参考选项：A.电压型继电器 B. 节点型继电器）。

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，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。

智能网关应用设备清单

设备名称数量

?电脑 1

?USB转串口 1

?USB公母头串口连接线 1

?协调器 1

?节点板 3

?射频顶板 4

?棒状天线 4

?电源线 4

?6410开发板（带电源和液晶屏） 1

?USB下载线 1

?网线 1

?SD(4G)卡 1

?SD卡读卡器 1

?物联网实训操作台（基础实验应用模块） 1

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。

(4)按照设备连接关系完成节点板的配置。

2.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“网关拓扑图X.vsd”，并存于“桌面\竞赛结果”文件夹中。

注：X代表参赛队的工位号

3.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\竞赛结果(网关)\竞赛材料”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“桌面\竞赛结果(网关)\竞赛材料”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“桌面\竞赛结果(网关)\竞赛材料”文件夹中。

6.界面实现

依照如下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。

图2-1 界面效果图

图2-2 启动界面图2-3 过渡界面

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2-1）。

7.数据采集

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。

（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。

并将结果存于“桌面\竞赛结果(网关)”文件夹中，命名为a.png。

8.控制功能实现

（1）蜂鸣器控制功能

通过点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

通过点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

通过点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2-1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。

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，分别是日间模式、夜间模式、安防模式和自定义模式。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）当联动制动被勾选时，能进行联动；当联动制动未勾选时，不能进行联动。

(3）日间模式

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。

设置时间，当时间介于6：00-18：00区间时，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25℃且光照度大于200Lux时，同时闭合房间窗帘(即：电机逆时针转动一周)并设置空调温度为16℃；如不满足条件时，同时开启房间窗帘(即：电机顺时针转动一周)并设置空调温度为26℃；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。

（4）夜间模式

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且将温度值的整数部分实时的显示在数码管上。

设置时间，当时间介于18：01-24：00区间时，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。

（5）安防模式

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且将温度值的整数部分实时的显示在数码管上。

设置时间，当时间介于0：01-5：59区间时，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)，开启人体红外检测，当人体红外检测到人时，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。

（6）自定义模式

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。

输入自定的温度临界值（选择大于等于或小于），分别对将需要开启的电器勾选，并点击“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。

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”。

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。

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。

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、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。

智能家居模拟应用模块设备清单:

设备名称数量?电脑 1

?USB转串口线 2

?智能书架读卡器 1

?电子标签15693 12 ?智能书架天线12 ?协调器 1

?节点板 3

?射频顶板 4

?棒状天线 4

?人体感应传感器模块 1

?干簧管按键模块 1

?USB摄像头 1

?可燃气体传感器模块 1

?烟雾传感器模块 1

?温湿度传感器模块 1

?光照传感器模块 1

?LED灯组模块 1

?数码管模块 1 1. 连线操作

（1） PC机与协调器用USB转串口线连接；

（2） PC机与智能书架读卡器用另一根USB串口线连接；

（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、干簧管按键根据对应

的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，给其供电，看到上述3块节点板联网状态指示灯为红色常亮时，

表明设备组网成功，可以进行后续操作。

注：协调器和节点板均为5V直流电源供电

2. 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，完成后的图纸放置在桌面上的“竞赛材料（上位机）”文件夹中。

3. 上位机开发界面参考

参赛者在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，软件界面请按照界面示意图要求进行设计，不得随意更改，如选手没有按要求进行定义和摆放造成的后果自负。

软件功能控制请使用Bizideal系列开发包（BIControlManager.dll，BIData.dll，BIProtocols.dll和BIUtilLibrary.dll，已附在与该文件相同目录中）提供的方法完成下列模块功能开发。开发完成后将所有工程文件存放到桌面上的“竞赛材料（上位机）”文件夹中。

注：界面示意图主要给考生提供功能需求和布局设计的参考，其上显示的数据和状态在运行时均应以实际采集的数据和状态为准。

4. 上位机开发功能要求（参考3中的界面）

（1）智能家居系统和智能书架系统需要能够同时工作（使用不同串口）。

（2）通讯端口应根据电脑实际存在端口动态获取并排序后在串口选择控件中动态加载。

（3）点击“打开串口”按钮，根据选择的串口名称打开串口，并将“打开串口”按钮的文本的刷新为“关闭串口”；点击“关闭串口”按钮，

关闭串口，并将“关闭串口”按钮的文本刷新为“打开串口”。

（4）点击智能家居系统的“打开串口”后实时取出3个节点板的板号、MAC 地址和短地址并显示在“节点板信息”栏目中的各个标签控件（Label

控件）上。要求节点板失去连接后再次连接上后，数据依然能够正常

获取并刷新。

（5）实时采集光照、温度、湿度、燃气和烟雾数据，并显示在如图所示的“数据采集”栏目中的各个标签控件（Label控件）上。要求节点板失

去连接后再次连接上后，数据依然能够正常获取并刷新。

（6）在数据采集区参考图中样式添加控件实现对LED模块、空调（数码显示管）、风扇和蜂鸣器的手动控制。并针对（5）中的光照、温度、湿

度、燃气4个传感器数据提供各一个阈值输入控件，当监测到光照大

于光照阈值时调用“手动设置LED”功能；当监测到温度大于温度阈值

时，调用“手动设置空调”功能；当监测到湿度大于湿度阈值时调用

“手动倒转风扇”功能，当监测到湿度小于湿度阈值时调用“手动停

转风扇”功能；当监测到燃气大于燃气阈值时调用“手动开蜂鸣器”

功能（蜂鸣器响），当监测到燃气小于燃气阈值时调用“手动开蜂鸣

器”功能（蜂鸣器不响）。

（7）打开智能书架串口后，参考RFID栏目中的控件布局，点击“写入”按钮能将“写入数据”旁的文本框中输入的4字节数据写入由“天线通

道”、“数据块地址”指定标签的数据块中；点击“读出”按钮能够将

字节数据写入由“天线通道”、“数据块地址”指定标签的数据块中的

数据读出并显示在文本框中；点击右侧的“循环读取”按钮依次循环

读出1，2，3通道上电子标签的标签ID，并将读出的标签ID显示在“标

签ID”一列对应的标签（Label）控件上，将读取结果（OK，NoCard，

Error）显示在显示在“校验结果”一列对应的标签（Label）控件上。电机“停止读取”按钮，暂停读取。