项目2 奥体中心项目应用环境安装部署

1、项目项目2 2 奥奥体中心项目应用环境体中心项目应用环境安装部署安装部署物联网综合应用实训物联网综合应用实训本项目概述1从从本项目开始本项目开始，将依照第一章中项目设计的内容，进行项，将依照第一章中项目设计的内容，进行项目实施目实施。本项目本项目将对整个项目将对整个项目的应用环境进行安装搭建与部署，的应用环境进行安装搭建与部署，为后续的应用开发作好准备。为后续的应用开发作好准备。为了学习更有针对性，为了学习更有针对性，本项目将本项目将分成三个任务进行阐述。分成三个任务进行阐述。在任务一中，主要学习如何对感知层所需设备进行安装与连接；在任务一中，主要学习如何对感知层所需设备进行安装与连接；在任务

2、二中，主要学习如何对传输层各设备进行配置；在任务在任务二中，主要学习如何对传输层各设备进行配置；在任务三中，主要完成应用层开发所需软件的部署与配置。三中，主要完成应用层开发所需软件的部署与配置。本项目最本项目最后后，将对整个过程进行总结与测评。，将对整个过程进行总结与测评。学习目标11 1、了解物联网感知层相关知识、了解物联网感知层相关知识2 2、了解物联网传输层相关知识、了解物联网传输层相关知识3 3、了解物联网应用层开发相关知识、了解物联网应用层开发相关知识4 4、学会常用传感器设备的连接、学会常用传感器设备的连接5 5、学会局域网搭建，无线路由器及串口服务器配置、学会局域网搭建，无线路由

3、器及串口服务器配置6 6、学会应用层开发所需软件的部署与配置、学会应用层开发所需软件的部署与配置1任务任务2 2 传输层设备配置传输层设备配置任务任务1 1 感知层设备连接感知层设备连接1 12 2任务任务3 3 应用软件部署与配置应用软件部署与配置3 3本项目子任务1在本任务中，将在本任务中，将依照项目依照项目1 1中中的项目概要设计，对奥体中心的项目概要设计，对奥体中心项目感知层各个设备进行安装、连接、配置、调试，完成系统项目感知层各个设备进行安装、连接、配置、调试，完成系统感知层设备的安装与部署。感知层设备的安装与部署。 任务1 感知层设备连接任务描述1分析上图，本项目既用到了数字量传感

4、器，又用到了模拟量传感器，因分析上图，本项目既用到了数字量传感器，又用到了模拟量传感器，因此，本项目可采用物联网工程应用系统此，本项目可采用物联网工程应用系统2.02.0实训平台进行模拟实施，通过对实训平台进行模拟实施，通过对照实训平台的硬件设备，对上图所涉及到的设备进行安装、连接与部署。照实训平台的硬件设备，对上图所涉及到的设备进行安装、连接与部署。任务1 感知层设备连接任务分析1任务1 感知层设备连接知识准备 1.1 传感器的定义传感器的定义 1.2 传感器的分类传感器的分类 1.3 无线传感器基础知识无线传感器基础知识 1.4 有线

5、传感器基础知识有线传感器基础知识1在国家标准在国家标准GB7665-87GB7665-87中对传感器下的定义是：中对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成件组成”。任务1 感知层设备连接知识准备 1.1 传感器的定义传感器的定义图图2-1-2 2-1-2 传感器系统示意图传感器系统示意图图图2-1-3 2-1-3 传感器工作原理示意图（以声传感器为例）传感器工作原理示意图（以声传感器为例）1任务1 感知层设备连接知识准备2

6、.1.2 2.1.2 传感器的分类传感器的分类传感器的种类多种多样，可按用途、原理、输出信号、作用形式等进行传感器的种类多种多样，可按用途、原理、输出信号、作用形式等进行分类。分类。（1 1）按用途分类：按用途分类：可分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感可分为压力敏和力敏传感器、位置传感器、液位传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器、能耗传感器、速度传感器、加速度传感器、射线辐射传感器、热敏传感器。器。（2 2）按原理分类：按原理分类：振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、振动传感器、湿敏传感器、磁敏传感器、气敏传感器、真空度传感器、生物传感

7、器等。真空度传感器、生物传感器等。（3 3）按输出信号为标准分类：按输出信号为标准分类：模拟传感器、数字传感器、膺数字传感器、模拟传感器、数字传感器、膺数字传感器、开关传感器。开关传感器。（4 4）按作用形式分类：按作用形式分类：按作用形式可分为主动型和被动型传感器。按作用形式可分为主动型和被动型传感器。1智能环境模块由各类有线、无线传感器组成。无线传感器就是目前工业、智能环境模块由各类有线、无线传感器组成。无线传感器就是目前工业、军事、医疗等领域中广泛使用的无线传感器网络中的终端设备军事、医疗等领域中广泛使用的无线传感器网络中的终端设备传感器。传感器。在无线传感器网络中，传感器与传感器、传感

8、器与协调器之间进行通信是通在无线传感器网络中，传感器与传感器、传感器与协调器之间进行通信是通过无线进行数据收发的，一般其所走的频段是过无线进行数据收发的，一般其所走的频段是2.4GHz2.4GHz，而无需利用线缆等传，而无需利用线缆等传输介质作为数据传输的通道。这就需要在无线传感器中内置采用无线局域网输介质作为数据传输的通道。这就需要在无线传感器中内置采用无线局域网协议进行编码的程序，才能实现数据的无线传输。目前用于传感器进行无线协议进行编码的程序，才能实现数据的无线传输。目前用于传感器进行无线数据收发的无线局域网协议是数据收发的无线局域网协议是ZigbeeZigbee协议。协议。无线传感器的

9、供电可采用两种方式，一种是在传感器中直接内置电池，无线传感器的供电可采用两种方式，一种是在传感器中直接内置电池，另一种是通过直接连接电源适配器进行供电。另一种是通过直接连接电源适配器进行供电。任务1 感知层设备连接知识准备2.1.3 2.1.3 无线传感器基础知识无线传感器基础知识1所谓的有线传感器即是指传感器发送和接收数据是通过线缆作为传输介所谓的有线传感器即是指传感器发送和接收数据是通过线缆作为传输介质来实现的。有线传感器分为数字量有线传感器和模拟量有线传感器。模拟质来实现的。有线传感器分为数字量有线传感器和模拟量有线传感器。模拟量有线传感器又可分为电流式传感器和电压式传感器。量有线传感器

10、又可分为电流式传感器和电压式传感器。有线传感器一般采用三线制，即一根电源线（电源正级），两根信号线有线传感器一般采用三线制，即一根电源线（电源正级），两根信号线（正负级），其中一根共（正负级），其中一根共GNDGND（电源和信号负极共用）。（电源和信号负极共用）。现大多数传感器都向两线制发展，且在此基础上实现数据通信，四线制现大多数传感器都向两线制发展，且在此基础上实现数据通信，四线制的多用于功率大的。的多用于功率大的。任务1 感知层设备连接知识准备2.1.4 2.1.4 有线传感器基础知识有线传感器基础知识1任务1 感知层设备连接任务实施1 1、按照图、按照图2-1-42-1-4将粗线框起的

11、设备安装到两个（左、右）实训工位上，将粗线框起的设备安装到两个（左、右）实训工位上，要求设备安装工艺标准、正确，设备安装位置工整、美观。要求设备安装工艺标准、正确，设备安装位置工整、美观。图图2-1-4 2-1-4 感知层设备左右工位安装布局图感知层设备左右工位安装布局图1任务1 感知层设备连接任务实施2 2、将数字量采集器（即、将数字量采集器（即ADAM4000ADAM4000系列采集器）与系列采集器）与485485转转232232转换器正确连转换器正确连接，并正确连接供电，其连接方式如下图所示。接，并正确连接供电，其连接方式如下图所示。图图2-1-18 2-1-18 数字量采集器的供电与数

12、字量采集器的供电与485485转转232232转换器的接线图转换器的接线图1任务1 感知层设备连接任务实施3 3、参照下表，将部分数字量传感器正确进行供电，并连接至、参照下表，将部分数字量传感器正确进行供电，并连接至“数字量采数字量采集器集器ADAM4150”ADAM4150”的信号端子上，要求接线工艺标准、规范，连线外观工整、的信号端子上，要求接线工艺标准、规范，连线外观工整、美观。美观。表表2-1-2 2-1-2 数字量传感器连接设备表数字量传感器连接设备表序号序号传感器名称传感器名称供电电压供电电压数字量采集器数字量采集器1警示灯12VDO021#照明灯（左边）12VDO132#照明灯（

13、右边）12VDO24火焰探测器24VDI15烟雾探测器24VDI26红外对射24VDI41任务1 感知层设备连接任务实施4 4、参考下表，将部分模拟量传感器正确供电，并连接到、参考下表，将部分模拟量传感器正确供电，并连接到ZigbeeZigbee四输入模四输入模拟量采集器上，要求接线工艺标准、规范，连线外观工整、美观。拟量采集器上，要求接线工艺标准、规范，连线外观工整、美观。表表2-1-3 Zigbee2-1-3 Zigbee四输入模拟量采集器连接设备表四输入模拟量采集器连接设备表序号序号传感器或硬件名称传感器或硬件名称供电电源供电电源接入方式接入方式1光照传感器24VZigbee采集模块IN

14、12温湿度传感器24V湿度Zigbee采集模块IN3温度Zigbee采集模块IN21在本任务中，将依照本书第一章中的项目概要设计，对奥在本任务中，将依照本书第一章中的项目概要设计，对奥体中心项目传输层各个设备进行安装、连接、配置、调试，完体中心项目传输层各个设备进行安装、连接、配置、调试，完成系统传输层的部署，使系统传输层连接通畅并保证各个设备成系统传输层的部署，使系统传输层连接通畅并保证各个设备能正常工作。能正常工作。任务2 传输层设备配置任务描述1根据本书第一章项目概要设计，前端感知层的设备需将采根据本书第一章项目概要设计，前端感知层的设备需将采集到的数据发送到后端平台上，需保障其网络传输

15、通道，因此集到的数据发送到后端平台上，需保障其网络传输通道，因此本任务采用物联网工程应用系统本任务采用物联网工程应用系统2.02.0实训平台进行模拟实施，实训平台进行模拟实施，对传输层设备中的无线路由器、局域网各设备对传输层设备中的无线路由器、局域网各设备IPIP及串口服务器及串口服务器串口等进行配置与设置。串口等进行配置与设置。任务2 传输层设备配置任务分析1任务2 传输层设备配置知识准备2 2. .2.1 2.1 路由器简介路由器简介2 2. .2.2 2.2 局域网技术局域网技术2 2. .2.3 2.3 串口服务器串口服务器1路由器（路由器（RouterRouter），是连接因特网中各

16、局域网、广域网的设备，它会根），是连接因特网中各局域网、广域网的设备，它会根据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号据信道的情况自动选择和设定路由，以最佳路径，按前后顺序发送信号。路由器路由器（RouterRouter）又称网关设备（）又称网关设备（GatewayGateway）是用于连接多个逻辑上分开）是用于连接多个逻辑上分开的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个的网络，所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网。当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。任务2 传

17、输层设备配置知识准备2.2.1 2.2.1 路由器简介路由器简介图图2-2-1 2-2-1 路由器路由器1局域网是一个在有限地理范围内，允许多个相互独立的设备以一定速率局域网是一个在有限地理范围内，允许多个相互独立的设备以一定速率在共享介质上进行通信的系统。是相对于城域网和广域网而言的在共享介质上进行通信的系统。是相对于城域网和广域网而言的。局域网。局域网具具有以下特点：有以下特点：l 通信通信速率高，一般为基带传输，数据传输率为速率高，一般为基带传输，数据传输率为1Mb/s1000Mb/s1Mb/s1000Mb/s或更高；或更高；l 地理地理范围有限，一般为范围有限，一般为10m10km10

18、m10km左右；左右；l 采用采用广播或组播通信；广播或组播通信； l 采用采用多种通信介质，可连接几百个相互独立的设备多种通信介质，可连接几百个相互独立的设备。任务2 传输层设备配置知识准备2.2.2 2.2.2 局域网技术局域网技术1局域网局域网常采用广播型的拓扑结构，常见的拓扑结构有总线型、星型和环型拓常采用广播型的拓扑结构，常见的拓扑结构有总线型、星型和环型拓扑结构扑结构3 3种种。局域网。局域网一般由服务器、用户工作站、网络互连设备组成。一般由服务器、用户工作站、网络互连设备组成。（1 1）服务器）服务器服务器提供各种网络服务，例如文件服务器用于控制网络工作运行，接收用服务器提供各种

19、网络服务，例如文件服务器用于控制网络工作运行，接收用户工作站提出的数据传送或文件存取服务请求；同时为用户工作站提供大容量户工作站提出的数据传送或文件存取服务请求；同时为用户工作站提供大容量磁盘空间。磁盘空间。（2 2）用户工作站）用户工作站用户工作站通过网络接口卡、传输介质、通信设备以及通信程序与服务器通用户工作站通过网络接口卡、传输介质、通信设备以及通信程序与服务器通信，与网络中其它工作站交换信息，共享网络资源。信，与网络中其它工作站交换信息，共享网络资源。（3 3）网络互连设备）网络互连设备网络互联网设备主要包括网络接口卡、收发器、中继器、网桥、路由器等。网络互联网设备主要包括网络接口卡、

20、收发器、中继器、网桥、路由器等。任务2 传输层设备配置知识准备2.2.2 2.2.2 局域网技术局域网技术1串口服务器提供串口转网络功能，能够将串口服务器提供串口转网络功能，能够将RS-232/485/422RS-232/485/422串口转换成串口转换成TCP/IPTCP/IP网络接口，实现网络接口，实现RS-232/485/422RS-232/485/422串口与串口与TCP/IPTCP/IP网络接口的数据双向透网络接口的数据双向透明传输明传输。其工作。其工作方式有以下三种：方式有以下三种：（1 1）TCP/UDPTCP/UDP通讯模式通讯模式（2 2）使用虚拟串口通讯模式）使用虚拟串口通

21、讯模式（3 3）基于网络通讯）基于网络通讯模式模式任务2 传输层设备配置知识准备2.2.3 2.2.3 串口服务器串口服务器图图2-2-2 2-2-2 串口服务器串口服务器11 1、无线路由器配置，按照下表的各项无线网络配置要求，通过对无线路、无线路由器配置，按照下表的各项无线网络配置要求，通过对无线路由器的设定，完成无线局域网络的搭建。由器的设定，完成无线局域网络的搭建。（无线（无线路由器的默认地址为路由器的默认地址为“””，默认用户名为，默认用户名为“admin”admin”，密码为空。），密码为空。）任务2 传输层设备配置任务实施表表2-2-1

22、 2-2-1 无线网络所需配置的参数无线网络所需配置的参数序号序号设备设备参数值参数值1无线网络名SSIDnewland【工位号】2无线网络密钥学生任意设定3无线加密模式WEP加密模式（128 Bit）4路由器IP地址192.168.【工位号】.112 2、局域网各设备、局域网各设备IPIP配置，按照下表对局域网中各设备配置配置，按照下表对局域网中各设备配置IPIP地址。这里地址。这里的的【工位号工位号】指的是学生所在的工位号，如工位号是指的是学生所在的工位号，如工位号是1 1，则无线路由器的，则无线路由器的IPIP地址是地址是。任务2 传输层设备配

23、置任务实施序号序号设备名称设备名称连接方式连接方式设备设备IP地址地址备注备注1无线路由器-192.168.【工位号】.1 2服务器RJ45192.168.【工位号】.2推荐PC开发的任务在这两部计算机上进行开发，业务上有联网需要3工作站RJ45192.168.【工位号】.3 4开发机 无需联网，建议做Android开发或ZigBee开发5摄像机Wifi192.168.【工位号】.4需要安装驱动，驱动在本书光盘资料中。6串口服务器RJ45192.168.【工位号】.5需要安装驱动，驱动在本书光盘资料中。7移动互联终端RJ45192.168.【工位号】.6 表表2-2-2 2-2-2 局域网各设

24、备局域网各设备IPIP配置要求表配置要求表13 3、利用、利用IPIP扫描工具，扫描检查局域网中的各终端扫描工具，扫描检查局域网中的各终端IPIP地址，要求须检测到上一地址，要求须检测到上一个表要求的所有个表要求的所有IPIP地址（地址（68.【工位号工位号】.1.1至至68.【工位号工位号】.6.6）。）。4 4、串口服务器串口设置：设置串口服务器的、串口服务器串口设置：设置串口服务器的COMCOM端口分别为端口分别为“COM2COM2、COM3COM3、COM4COM4、COM5”COM5”。任务2 传输层设备配置任务实施序号序号设备设备

25、连接端口连接端口端口号及波特率端口号及波特率1无设备1COM2， 96002ZigBee四模拟量采集模块2COM3，384003UHF超高频读写器3COM4，576004LED4COM5， 9600表表2-2-3 2-2-3 串口相关参数设置要求串口相关参数设置要求1在本任务中，主要完成对实训平台的部分应用场景系统的在本任务中，主要完成对实训平台的部分应用场景系统的部署，具体为对数据库进行部署与配置，以满足对奥体中心相部署，具体为对数据库进行部署与配置，以满足对奥体中心相关数据资源的存储与管理等。关数据资源的存储与管理等。任务3 应用软件部署与配置任务描述1根据本书中第一章项目概要设计所述的需

26、求，要完成奥体根据本书中第一章项目概要设计所述的需求，要完成奥体中心项目中各系统的实际功能，需安装数据库中心项目中各系统的实际功能，需安装数据库“RfidCard_2015.mdf”RfidCard_2015.mdf”和和“RfidCard_2015_log.ldf”RfidCard_2015_log.ldf”以满足以满足PCPC端及移动终端相关功能开发完成的实现。因此本次任务采用端及移动终端相关功能开发完成的实现。因此本次任务采用物联网工程应用系统物联网工程应用系统2.02.0实训平台进行模拟实施，以完成在数实训平台进行模拟实施，以完成在数据库软件据库软件SQL Server2008SQL

27、Server2008中进行相关数据库的添加。中进行相关数据库的添加。任务3 应用软件部署与配置任务分析1任务3 应用软件部署与配置知识准备2 2. .3 3.1 .1 数据库数据库简介简介2 2. .3.2 SQL 3.2 SQL Server 2008Server 20081数据库指的是以一定方式储存在一起、能为多个用户共享、具有尽可能数据库指的是以一定方式储存在一起、能为多个用户共享、具有尽可能小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。小的冗余度、与应用程序彼此独立的数据集合。简单来说是本身可视为电子化的文件柜简单来说是本身可视为电子化的文件柜存储电子文件的处所，用户存储电子文件的处所，用

28、户可以对文件中的数据进行新增、截取、更新、删除等操作。可以对文件中的数据进行新增、截取、更新、删除等操作。数据库的基本结构分三个层次，反映了观察数据库的三种不同角度。数据库的基本结构分三个层次，反映了观察数据库的三种不同角度。（1 1）物理数据）物理数据层：层：以内模式为框架所组成的数据库以内模式为框架所组成的数据库（2 2）概念数据）概念数据层：层：以概念模式为框架所组成的以概念模式为框架所组成的数据库数据库（3 3）用户数据）用户数据层：层：以外模式为框架所组成的数据库以外模式为框架所组成的数据库任务3 应用软件部署与配置知识准备2.3.1 2.3.1 数据库简介数据库简介1数据库数据库有

29、以下主要特点：有以下主要特点：l 实现实现数据共享数据共享l 减少减少数据的冗余度数据的冗余度l 数据数据的独立性的独立性l 数据数据实现集中控制实现集中控制l 数据一致性数据一致性和可维护性，以确保数据的安全性和可靠性和可维护性，以确保数据的安全性和可靠性l 故障恢复故障恢复任务3 应用软件部署与配置知识准备2.3.1 2.3.1 数据库简介数据库简介1SQL Server 2008 SQL Server 2008 在在MicrosoftMicrosoft的数据平台上发布，可以组织管理任何数的数据平台上发布，可以组织管理任何数据。可以将结构化、半结构化和非结构化文档的数据直接存储到数据库中。

30、据。可以将结构化、半结构化和非结构化文档的数据直接存储到数据库中。可以对数据进行查询、搜索、同步、报告和分析之类的操作。数据可以存储可以对数据进行查询、搜索、同步、报告和分析之类的操作。数据可以存储在各种设备上，从数据中心最大的服务器一直到桌面计算机和移动设备，它在各种设备上，从数据中心最大的服务器一直到桌面计算机和移动设备，它都可以控制数据而不用管数据存储在哪里。都可以控制数据而不用管数据存储在哪里。SQL Server 2008 SQL Server 2008 允许使用允许使用 Microsoft .NET Microsoft .NET 和和Visual StudioVisual Stud

31、io开发的自开发的自定义应用程序中使用数据，在面向服务的架构（定义应用程序中使用数据，在面向服务的架构（SOASOA）和通过）和通过 Microsoft Microsoft BizTalk Server BizTalk Server 进行的业务流程中使用数据。信息工作人员可以通过日常使进行的业务流程中使用数据。信息工作人员可以通过日常使用的工具直接访问数据。用的工具直接访问数据。任务3 应用软件部署与配置知识准备2.3.2 SQL Server 20082.3.2 SQL Server 20081数据库的安装配置在已安装好的数据库的安装配置在已安装好的SQL Server 2008SQL Server 2008中，使用中，使用“sa”sa”用户，用户，密码为密码