中职“通信与控制系统集成与维护”赛项样题-第二阶段-竞赛任务书

2022年山东省

“通信与控制系统集成与维护”赛项

第二阶段

竞赛任务书

样题

工位_______________

●任务结果以竞赛验收报告结论为准，写在任务书上无效。

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

（1）任务书下发后应仔细检查，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请

及时向裁判示意，更换任务书。

（2）竞赛时间共4小时，包括系统安装时间、接线时间、程序设计时间、

测试时间、调试时间和提交成果时间等。

（3）参赛选手提交的验收报告与任务书上只能按要求填写工位号进行识

别，不得填写指定内容之外的任何识别性标记。如果出现地区、校名、姓名等

其他任何与竞赛队有关的识别信息，一经发现，竞赛试卷和提交结果作废，比赛按零

分处理，并且提请大赛组委会进行处罚。

（4）要求提交的截图/照片、视频资料中都不允许出现本工位或者其他工

位参赛选手图像、选手姓名、校名或者其他任何识别性的标记。一经发现，竞

赛试卷和提交结果作废，比赛按零分处理，并且提请大赛组委会进行处罚。

（5）竞赛任务书、竞赛验收报告、竞赛工具、竞赛器材及竞赛材料等不

得带出竞赛场地，一经发现，竞赛提交结果作废，比赛按零分处理，并且提请

大赛组委会进行处罚。

（6）正式比赛前，参赛选手需对竞赛平台中的设备工具模块进行清点确认，

正式比赛开始后，参赛选手如测定竞赛技术平台中的设备工具模块有故障可提

出更换，但该工具/模块经现场裁判与技术支持人员测定完好，确属参赛选手误判，

不予任何延时。

（7）竞赛过程中，参赛选手要遵守安全操作规程，确保人身及设备安全，

并接受裁判员的监督和警示。竞赛过程中由于参赛选手不规范操作造成的设备

模块损坏，裁判员与裁判长商定后，可根据现场情况和赛项规程给予酌情扣分。

（8）在竞赛过程中，参赛选手如有舞弊、不服从裁判判决、扰乱赛场秩序

等行为，裁判长按照赛项规程扣减相应分数。情节严重的取消竞赛资格，竞赛成

绩记为零分。

2/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

特别注意：

●比赛所用目录下包括2个文件夹：“竞赛资料”、“提交资料”。任务

中所涉及的协议、原理图、接线图、素材等比赛资料，都存放在“竞赛资料”

文件夹中。

●竞赛验收报告完成后，需写上对应的工位号，再转化为PDF格式。最

终成绩评判，以PDF格式竞赛验收报告为准，在任务书上作答无效。在任务书

上作答、未写工位号或未按照要求进行转换，对评分造成影响，责任自负。

●要求提交的截图\照片、视频、文档等资料都必须存放到“提交资料”

文件夹中，比赛结束前，将需要提交的比赛文件按要求命名后全部拷贝到U盘

“提交资料”文件夹中，比赛结束时一并提交。比赛提交结果以U盘为准。未

按照要求存储或者提交，对评分造成影响，责任自负。

●各任务中要求的截图\照片必须按照题目要求进行命名。提交的截图\照

片必须保持清晰，若因照片模糊、排版错乱影响评分，责任自负。

●截图可使用windows自带“截图工具”，必须保存为PNG格式(默认

设置)。

●使用考试配置的摄像头进行拍照，保存为PNG格式，使用方法见附录

一。

●题目要求录像时，须将指定内容进行记录，视频输出格式:wmv或mp4,

视频名称要与题目要求完全一致。录制使用方法见附录一。

●比赛答题过程中，定时保存验收报告，以防文件丢失。要求选手在计算

机中和U盘中对需要提交的比赛文件都进行备份，以防文件损坏和丢失。

3/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

模块五通信与控制系统集成设计与调试（350分）

（一）项目需求

甲方单位委托乙方单位设计建设某通信与控制项目，包含监控室、备用监控

室、采集点。采集点将传感器数据汇总给树莓派，监控室电脑通过网络在浏览器

端远程访问树莓派node-red界面，实现数据的监控。备用监控室以wifi形式接

入，辅助监控整个系统。系统拓扑如下图所示。

图5.1系统拓扑

系统功能划分及模块固定：主要功能分为“农业大棚采集区”、“池塘区”、

“监控室区”、“备用监控室区”四大板块，“农业大棚采集区”、“池塘区”、

“监控室区”涉及的模块需固定在采集点上，路由器放置于竞赛工位中提供的控

制柜上。

整体功能需求：甲方要求node-red界面及人机交互界面既能显示实时数据，

又能查看历史数据变化。node-red及人机交互界面数据以区域进行划分，分为

“农业大棚采集区”、“池塘区”、“监控室区”三大板块。node-red所有数据

需显示在一个界面里，同一板块数据需集中放置一起，并以板块名字命名。人机

交互界面三大板块数据需放置在三个界面中，温度、湿度、光照、烟雾、照明灯

数据需添加图片，所需素材在“竞赛资料\编程素材”中。所需模块资料在“竞赛

4/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

资料\模块资料”中。

整体选型需求：甲方要求模块选型以实现功能为主，兼顾成本和时间。涉及

的USB转485和USB转CAN模块不做任何要求。

1.农业大棚采集区（所有数据需保留小数点后两位）

a)农业大棚和监控室直线距离200m，实际布线距离400m，甲方要求传

感器采用CAN通信采集温湿度，温湿度数据显示在node-red界面和

人机交互界面。

b)为不影响农作物产量以及防止大棚内发生意外，甲方要求实时检测大

棚内烟雾的浓度值，且单模块需预留不少于三个接口连接其他设备，

浓度值以实际输出电压值表示，单位（V）。

c)因光照值是农作物进行光合作用的重要原料，所以光照强度也是必不

可少的采集指标，甲方没有对其进行具体要求。

2.池塘区（数据需保留小数点后一位）

a)有四个池塘，其中前三个已安装到位，并已按从小到大的顺序固定地

址编号1-3，现需要采集最后一个池塘中8个位置的水温，甲方要求

最后一个池塘地址编号为4。地址为4的池塘距离采集室直线距离

800m，布线距离1100m，甲方在验收时，只测试采集控制器上第三个

通道是否可以采集水温即可。

3.监控室区

a)采集控制室需要安装烟雾传感器，甲方要求采集有无烟雾报警的状态

即可,但传感器需有自检功能，且通信方式为485输出。报警状态在

node-red界面上采用弹窗形式，在人机交互界面上采用图片形式，所

5/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

需图片位于U盘根目录\竞赛资料\编程素材。

b)为保证监控区楼道的照明感应灯能正常使用，需要在走廊添加光照传

感器，且甲方要求光照数据使用WiFi进行数据传输，光照临界值为

1000Lux，灯的状态需显示在node-red及人机交互界面。node-red用

按钮控件来显示灯的状态，白色表示亮灯，黑色表示灭灯；人机交互

界面用图标显示灯的状态，所需图片位于U盘根目录\竞赛资料\编程

素材。

4.备用监控室区

备用监控室配备一台电脑（无WIFI功能），但甲方要求备用监控室需利

用wifi转串口设备，实现无线接入整个系统，来辅助监控池塘区水温数据。

在备用监控室电脑打开串口调试助手，数据格式字符型，每隔1S收到发来

的温度，例如当前水温为25.13℃，串口助手接收到的数据为“25.13℃”，

接收数据需要带单位。

5.控制要求

（1）采集点用给定的设备模拟实现，选手可将所有的传感器和控制器安装

在现场所提供的黑色网孔板上。

（2）人机交互界面需要显示当前大棚温度、湿度、光照、烟雾数据、池塘水

温及监控室的烟雾、灯状态。

（3）控制柜上设有按钮4只（2红、2绿），指示灯4只（2红、2绿）。要

求实现以下功能。

①按下一次左侧第一只绿色按钮，将当前水温数值以表格形式保存（水温表

格），第二次按下左侧第一只绿色按钮，可追加至表格，……如此重复操作并记录

6/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

保存数值（数值记录保存位置选手自主确定），数值保存并显示成功后此按钮下

方的指示灯快速闪烁3次。

②右侧第一只绿色按钮2秒内快速按下2次，可显示/关闭水温表格及水温

历史数据折线图画面，显示每次采集记录保存的数值。

③按下左侧第一只红色按钮，可将农业大棚采集区的人机界面实时数值清零，

清零后，按钮下方指示灯点亮1S后熄灭，再过1S后才可以重新采集显示。

④按下右侧第一只红色按钮，可将农业大棚采集区的人机界面所有实时数

据及历史数据清零，清零后，控制柜所有指示灯点亮1S后熄灭，再过1S后才可

以重新采集显示，以检验所有传感器稳定性。

6.布线要求

（1）甲方要求信号输入线用蓝色线，线号编号以“I”开头自行编码；信号

输出线用绿色线，线号编号以“Q”开头自行编码；24V电源线正极用红色线，线

号编号以“V”开头自行编码；24V电源线负极用黑色线，线号编号以“G”开头

自行编码；485通信A、B端及CAN通信H、L接线端接线分别用绿色和蓝色线。

（2）控制柜220V电源入线已安装到位。选手依据现场提供线材自主设计线

路实现功能要求。

（3）控制柜断路器可切断后续控制所有器件电源。紧急制动按钮需控制24V

通断，可对PLC及触摸屏紧急停电；钥匙开关需控制24V通断，钥匙由管理员保

存，日常处于关闭状态，开通时对PLC及触摸屏上电实现辅助监控及控制要求。

（4）器件安装要求布局美观大方，走线要求科学合理。采集点实物安装示例

图如下图5-2、5-3所示。

7/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

图5-2采集点示例图

图5-3控制室/柜示例实物图

（二）项目验收内容

根据要求填写项目验收报告，并将设计的系统拓扑图、平台接线图、硬件

选型表等资料存放到目录“提交资料”中。

1.系统拓扑图&接线图

8/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

（1）系统拓扑图

要求将PLC、人机交互界面、路由器、交换机、按钮指示灯、树莓派以及所

有所选分项清单模块绘制在拓扑图上。拓扑图分为：控制柜、采集点、备用监

控室三大部分，三部分用实线方框圈出并标注名称，模块统一采用方框+名称的

形式，传感器需要标注地址号，PLC、人机交互界面和树莓派需要标注IP地

址。拓扑图之间的连线样式不做要求，需要标注出通信方式，例如：485、

WIFI、CAN、网络、直连。485通信、CAN通信需要将波特率标注在连线上。将

绘制完成的拓扑图存放在“提交资料”中，并粘贴至验收报告指定位置。

（2）系统接线图

按照“6.布线要求”中的规范，绘制控制柜和采集点接线图。要求涉及拨

码开关的模块，将拨码开关状态绘制在接线图中，如下图所示为从左到右数第1

个脚拨至ON时的状态。控制柜和采集点分开绘制，命名为“系统接线图-采集

点”“系统接线图-控制柜”。将绘制完成的接线图存放在“提交资料”中，并

粘贴至验收报告指定位置。模块图片素材参看“竞赛资料\模块图片”。

图5-4拨码开关样例

2.硬件选型

控制柜/室和采集点可能用到的模块及价格参考“竞赛资料\模块报

价.pdf”。验收报告指定位置有模块清单，将需要用到的模块后面打对勾并标

9/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

明使用数量，并最终计算出所用模块的成本综合，填写至验收报告表格指定位

置。（注意：任务书上作答无效。标红项为必选项，成本均为虚拟报价，与实际

销售价无关。）

3.项目验收（220分）

（1）数据切换（50分）

①按下一次左侧第一只绿色按钮，将当前水温数值以表格形式保存（水温表

格），第二次按下左侧第一只绿色按钮，可追加至表格，……如此重复操作并记录

保存数值（数值记录保存位置选手自主确定），数值保存并显示成功后此按钮下

方的指示灯快速闪烁3次。

②右侧第一只绿色按钮2秒内快速按下2次，可显示/关闭水温表格及水温

历史数据折线图画面，显示每次采集记录保存的数值。

③按下左侧第一只红色按钮，可将农业大棚采集区的人机界面实时数值清零，

清零后，按钮下方指示灯点亮1S后熄灭，再过1S后才可以重新采集显示。

④按下右侧第一只红色按钮，可将农业大棚采集区的人机界面所有实时数

据及历史数据清零，清零后，控制柜所有指示灯点亮1S后熄灭，再过1S后才可

以重新采集显示，以检验所有传感器稳定性。

按照验收报告要求进行视频录制，以“视频5-1-数据切换”命名，保存到

“提交资料”中。

（2）界面功能完整度（20分）

监控室大屏界面应包括当前大棚内温度、湿度、光照度及烟雾数值、池塘

水温、采集控制室烟雾及光照感应灯状态，数值显示清晰直观，不超量程，没

有负值，人机交互界面除实现上述功能外，还可模拟控制室/柜的按钮及指示

10/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

灯、按钮方便点击，所有功能排版整齐。采集数据以图像的形式显示且既能查

看历史数据变化，又能查看当前数据；报警信息以弹窗形式进行显示；界面显

示要区分采集位置和传感器模块类型。

（3）温度数据采集（60分）

数据采集分数占比如下表所示，温度值在正常范围内即可。

表5-1温度数据采集分数占比

区域设备分值

农业大棚采集区node-red10分

人机交互界面10分

池塘区node-red10分

人机交互界面10分

备用监控区串口助手20分

（4）湿度数据采集（20分）

数据采集分数占比如下表所示，湿度值在正常范围内即可。

表5-2湿度数据采集分数占比

区域设备分值

农业大棚采集区node-red10分

人机交互界面10分

（5）光照数据采集（30分）

数据采集分数占比如下表所示，光照值在正常范围内即可，监控室区需根据

实际光照值控制感应灯状态。

表5-3光照度数据采集分数占比

区域设备分值

农业大棚采集区node-red5分

人机交互界面5分

监控室区node-red10分

人机交互界面10分

（6）烟雾数值（40分）

数据采集分数占比如下表所示，烟雾值在正常范围内即可，监控室区可获取

烟雾状态。

11/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

表5-4烟雾数据采集分数占比

区域设备分值

农业大棚采集区node-red10分

人机交互界面10分

监控室区node-red10分

人机交互界面10分

按照验收报告要求进行视频录制，以“视频5-2-数据采集”命名，保存到

“提交资料”中。

（7）安装布线工艺（50分）

根据设计的接线图，对选择的模块、智能终端、线槽进行安装并接线。

注意：模块的安装位置正确牢固，螺丝、螺母、垫片选型正确；线号管与

线对应正确；冷压端子选型合理，压制牢固；正确选择接线端子，且线序正

确，布局合理；在整体上，线束布局合理牢固、长短适宜、美观大方；提交试

卷前，确保线槽盖好。

4.过程规范性（10分）

过程规范性，安装过程遵守操作规范。

5.成本核算（30分）

选型要考虑项目成本，每种模块会有功能、价格等方面的区别。将选择的

模块在纸质的模块报价选型表上打√并进行总价计算，在满足功能要求的基础

上，成本低者分值高。在功能完成的前提下，最终得分=(基准成本/实际项目

成本)×30。基准成本为所有功能完成的队伍中，使用的最低成本数。功能没完

成者得0分。

6.时间核算（30分）

项目完成后，可向裁判申请提前结束比赛，根据所用项目时间进行核算。

12/14

2022年山东省“通信与控制系统集成与维护”赛项第二部分竞赛任务书-样题

在完成项目要求的前提下，用时越短者分值高。在功能完成的前提下，最终得

分=(基准时间/实际完成时间)×30。基准时间为所有功能完