2021 年全国职业院校技能大赛
高职组
“物联网技术应用”
任
务
书
(A 卷)
赛位号:______________
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竞赛 任务一
项目背景介绍
随着生活水平的不断提升,人们对农副产品的需求已由“量变”转为“质变”,
对农副产品质量提出了更高的要求。但是传统农牧业大多是依靠人工经验管理,
缺乏系统的科学指导。往往会出现资源利用率低下,人工耗费力度大,管理不完
善等问题,因此制定农牧业物联网解决方案,建设农牧业物联网,学会利用物联
网管理就显得非常的有必要了。通过建设实时、动态的物联网信息采集系统,实
现快速、多维、多尺度的信息实时监测,并在采集的数据与专业知识系统的基础
上,实现农牧业智能监控、智能控制。突破以往数据采集困难与智能化程度低等
技术发展瓶颈。实现农业精细化管理。
某农牧集团下属农场和牧场需要进行物联网改造,提升资源利用率、提高产
品产出,实现科学种养殖。大概分为以下几个模块。
1、网络链路系统
2、大棚种植自动化管理控制系统
3、环境监测子系统
4、安防监控子系统
5、牧场牲畜监控与圈养环境监测子系统
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模块 A:物联网故障维修与运行维护(15 分)
*注:根据各子系统的描述要求,完成相应的任务,本模块的结果文件需保
存到 U 盘“提交资料\模块 A”文件夹下。
设备区域布局图
1、网络链路系统
在搭建物联网网络链路环境,在网络链路系统区域安装相应的设备:交换机、
RS485 设备(数字量)、路由器、网关、串口服务器、协调器。
*注:如果物联网工程安装平台上已安装相应的设备,则可直接在此设备上
进行配置与接线,如果设备安装松动,需将拧紧且固定。
任务要求:
根据“设备区域布局图”在网络链路系统区域补充安装相应的设备,搭
建局域网,要求局域网内的网络设备可以访问物联网云平台。
根据“附录:路由器配置表”配置路由器。
根据“附录:串口服务器配置表”完成串口服务器的各端口的配置。
根据“附录:ZigBee 配置表”配置协调器及节点。
根据“附录:设备 IP 地址表”分配各个网络设备的 IP 地址。
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完成以上任务后请做以下步骤:
将路由器网络设置的界面截图,另存为 A-1-1.jpg。
将路由器无线设置的界面截图,另存为 A-1-2.jpg。
将路由器局域网设置的界面截图,另存为 A-1-3.jpg。
将串口服务器 COM1 端口 WEB 端配置的界面截图,另存为 A-1-4.jpg。
将串口服务器 COM2 端口 WEB 端配置的界面截图,另存为 A-1-5.jpg。
将串口服务器 COM3 端口 WEB 端配置的界面截图,另存为 A-1-6.jpg。
将串口服务器 COM4 端口 WEB 端配置的界面截图,另存为 A-1-7.jpg。
将 ZigBee 协调器的配置界面截图,另存为 A-1-8.jpg。
用 IP 扫描工具的扫描结果截图(IP 地址至少需体现:网关、串口服务
器、服务器、工作站),另存为 A-1-9.jpg。
打开浏览器,进入物联网云平台首界面截图,另存为 A-1-10.jpg。
2、大棚种植自动化管理控制系统
大棚种植技术是一种比较常见的技术,它具有较好的保温性能,它深受人们
喜爱,因为在任何时间都可吃到反季节的农作物。大棚农作物在种植过程中,由
于大棚内密闭,易产生一些有害物质,损害了农作物的生长速度。因此,要正确
控制棚气,并合理运用棚气。
现有系统(已瘫痪),需要监测大棚内温湿度(ZigBee)信息,最佳温度
22℃~30℃,当温度超出最佳温度范围时,恒温机(风扇代替)启动运行,否则
停止运转。为保证大棚内农作物能进行更多得光合作用促进生长,需要实时监测
大棚内光照(ZigBee)数值,当光照值不足于 100Lx 时大棚内部照明灯提供照明
服务。各种监测数据需要同步到云平台上,并在应用上实时显示相应的数据。
任务要求:
检测本系统设备的线路故障并修复,使得能正常运行。
在云平台上完成各传感器与执行设备的配置。
将监测到的数据实时上报到云平台。
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在云平台上完成监测温度变化自动控制恒温机的策略配置。
在云平台上完成监测光照变化自动控制照明灯的策略配置。
在云平台上使用组态软件创建应用,名为“大棚种植自动化管理控制系
统”,要求显示温度、湿度的实时数值、并绘制温度、湿度动态曲线,
实时展示恒温机和照明灯的工作状态,且通过开关按钮控制其开启和关
闭,要求界面布局合理美观。
完成以上任务后请做以下步骤:
请将云平台所配置设备后的设备传感器界面截图,要求图中可以看到本
任务添加的传感器和执行器信息,另存为 A-2-1.jpg。
请将云平台监测温度变化自动控制恒温机的策略编辑界面截图,要求体
现正确配置的参数,另存为 A-2-2.jpg。
请将云平台监测光照变化自动控制照明灯的策略编辑界面截图,要求体
现正确配置的参数,另存为 A-2-3.jpg。
请将所创建完成应用界面截图,另存为 A-2-4.jpg。
3、物联网操作系统安全维护
在物联网系统中通常会发生一些安全问题,作为物联网工程师需对系统进
行安全的配置。请在服务器电脑上,部署虚拟机操作系统,对其进行安全维护工
作,并使用账号、密码登录系统,完成安全策略的配置。
任务要求:
使用给定的虚拟机系统文件(ova 文件)在服务器电脑上还原 Ubuntu 系
统。
登录系统,根据“附录:设备 IP 地址表”配置网络 IP 地址。
使用控制台命令设置系统拒绝 IP 为 192.168.100.100 这台 PC 机访问。
完成以上任务后请做以下步骤:
登录 Ubuntu 系统,将界面截图,另存为 A-3-1.jpg。
请使用命令查询网络地址配置结果,请将查询结果界面截图(要求截图
中可以看到具体的命令),另存为 A-3-2.jpg。
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请将使用命令设置拒绝 IP 访问的界面截图,另存为 A-3-3.jpg。
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模块 B:物联网方案设计与升级改造(45 分)
*注:根据各子系统的描述要求,完成相应系统的实施部署。本模块的结果文件
需保存到 U 盘“提交资料\模块 B”文件夹下。
1、环境监测子系统
环境监测子系统,实时监测活动场所内的温湿度(四输入)情况,二氧化碳
(四输入)数值是否超标,场所内的噪音(四输入)是否过大,活动场所内安装
LED 显示屏,可以实时显示监测到的各种传感数据信息。各种监测数据需要同步
到云平台上,并在应用上实时显示相应的数据。
任务要求:
完成本系统的硬件设备选型,并将安装到对应的区域。
在云平台上完成各传感器配置。
将监测到的数据实时上报到云平台。
使用 Axure 软件绘制本系统界面原型。
在云平台上使用组态软件创建应用,名为“环境监测子系统”,要求显
示温度、湿度的实时数值、并绘制温度、湿度动态曲线,以分钟为单位,
展示最近 10 分钟内的数据,实时显示二氧化碳数值,实时显示噪音值,
要求界面布局合理美观。
按照方便用户使用、维护、维修和技术升级的原则提供该系统使用说明
书。
使用 Visio 绘制该系统拓扑图。
完成以上任务后请做以下步骤:
请将所创建完成应用界面截图,要求截图中可以看到各传感器显示的监
控数据,另存为 B-1-1.jpg。
请将 Axure 软件绘制的界面原型文件,另存为“环境监测子系统原型.rp”。
将编写的系统使用说明书文件,另存为“环境监测系统使用说明书.doc”。
将使用 Visio 绘制该系统拓扑图文件,另存为“环境监测系统拓扑
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图.vsd”。
2、安防监控子系统
农场储物仓内存放有大量牲畜所需的干饲料,为了保证饲料存储安全,储物
仓内需监测是否有火焰(ZigBee 火焰),监测是否有烟雾(RS485 设备-数字量),
当有感应到人翻越窗户时会触发红外对射(RS485 设备-数字量)装置,当感应
到有火或者有烟、或有人翻越闯入时,触发储物仓外的报警灯(RS485 设备-数
字量)亮起,各种监测数据需要同步到云平台上,并在应用上实时显示相应的数
据。
任务要求:
完成本系统的硬件设备选型,并将安装到对应的区域。
在云平台上完成各传感器配置。
将监测到的数据实时上报到云平台。
用一条策略实现监测到异常情况时打开报警灯。
在云平台上使用组态软件创建应用,名为“安防监控子系统”,显示火
焰实时数值,烟雾状态,红外对射状态,检测到异常时自动打开报警灯,
并通过开关关闭报警灯,要求界面布局合理美观。
使用 Visio 软件绘制该系统逻辑流程图。
完成以上任务后请做以下步骤:
请将触发异常情况的策略编辑界面截图,要求体现正确配置的参数,另
存为 B-2-1.jpg。
请将带有烟雾数据的历史传感数据界面截图,另存为 B-2-2.jpg。
请将所创建完成应用界面截图,要求截图中可以看到各传感器显示的监
控数据,另存为 B-2-3.jpg。
将绘制该系统逻辑流程图,文件保存为“安防监控子系统流程图.vsd”。
3、牧场牲畜监控与圈养环境监测子系统
农场内散养着众多奶牛,农场外围有公路和河流环绕,部分奶牛经常跑出农
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