河南省第一届职业技能大赛物联网技术项目- 物联网技术项目竞赛样题

附件2物联网技术项目竞赛任务书（样题）1、试题如果出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进行更换；比赛结束后，比赛提供的所有纸质材料、U盘等不得带离赛场。竞赛任务中所使用的各类软件工具、软件安装文件等，都已拷贝至U盘上（如提供压缩包形式，需参赛选手将其复制到D盘并解压），请自行根据竞赛任务要求使用。参赛选手应在规定时间内完成任务书要求的内容，任务实现过程中形成的文件资料必须存储到U盘的指定位置，同时拷贝一份“提交资料”副本至事务计算机的“D盘”根目录下，未存储到指定位置的文件均不得分。竞赛任务完成后，需要保存设备配置，不要关闭任何设备，不要拆动硬件的连接线，不要对设备随意加密，所有配置应当在重启后有效。本次比赛包括三个比赛模块，模块A：物联网系统故障维修与升级改造（2小时，第一日），模块B：物联网项目方案设计与实现（4小时，第二日），模块C：物联网项目云平台应用开发（2小时，第三日），三个比赛模块的比赛分开举行，请选手按比赛安排参加比赛。比赛工位共有2台计算机供选手使用，一台用于事务处理的“事务计算机”，选手可以用来做系统调试和配置；另一台参与搭建任务系统的“任务计算机”，选手可以用来做物联网系统应用展示界面。请各位选手注意分开使用，不要混用。模块A：物联网系统故障维修与升级改造（2小时）本模块要求在一个存在故障的物联网系统基础上，进行系统故障分析、排查以及维修。然后还要在原有系统基础上完成系统的升级改造，最后对新系统进行一定的维护工作。系统结构示意图如下：任务一：物联网系统故障维修一、任务介绍本任务主要是完成对现有物联网系统进行设备维修，处理系统异常，更换物联网设备等，最终使物联网系统工作正常。注：本任务的文件需保存到U盘“提交资料\任务A”文件夹下。二、工作任务1、路由器配置检查路由器的配置是否与“路由器配置表”内容一致，如果不一致请进行配置。路由器的管理地址为或http://dlinkrouter.local，如果无法进入路由器管理界面，参赛选手需自行将路由器重置成出厂设置，再访问管理地址并重新设定管理密码后，方可进入管理界面。任务要求：1）完成路由器的网络设置；2）完成路由器的无线设置；3）完成路由器的局域网设置。完成以上配置请做以下步骤：1）将路由器网络设置的界面截图，另存为A-1-1.jpg；2）将路由器无线设置的界面截图，另存为A-1-2.jpg；3）将路由器局域网设置的界面截图，另存为A-1-3.jpg；4）将路由器的管理密码写入到A-1-4.txt。“路由器配置表”内容如下：网络配置项配置内容网络设置WAN口连接类型固定IP地址IP地址192.168.0.【工位号】子网掩码网关54首选DNS服务器54无线设置无线网络关闭局域网设置LAN口IP设置手动IP地址192.168.【工位号】.1子网掩码注：如工位号为5则IP地址为。2、网络数据包在项目实施和调试过程中，发现门禁识别终端的通信存在异常，不能正常在监控机（任务计算机）上显示。初步猜测是IP地址丢失，需要通过检测线缆，网络抓包等方式进行故障排查。请根据提供的信息和相关工具完成以下排查步骤。（交换机的默认IP为00，默认用户名为admin，默认密码为admin123；人脸识别机默认用户名为admin，默认密码为admin123；交换机和人脸识别机的默认密码不要修改）任务要求：登录交换机的Web界面，进行端口镜像设备；对路由器特定端口的数据包进行抓包；分析门禁识别终端的IP地址；修复门禁识别终端的IP地址，使其功能恢复。完成以上配置请做以下步骤：1）配置交换机管理IP为192.168.X.201（X代表工位号），并截图配置界面另存为A-2-1.jpg；2）使用交换机Web界面上的线缆检测工具，检测禁识别终端所在的3端口连接状态，并截图检测结果另存为A-2-2.jpg；3）配置交换机的端口3镜像至任务计算机所在的2端口并截图，另存为A-2-3.jpg；4）使用Wireshark抓包工具，通过交换机抓取任务计算机网卡上所有的通信报文，将操作结果界面截图，另存为A-2-4.jpg；5）从任务计算机网卡的通信报文中，分析出门禁识别终端的IP地址，并将分析结果——门禁识别终端的IP地址写入到A-2-5.txt；6）修改门禁识别终端和任务计算机的IP地址到路由器局域网所在网段，并将任务计算机（监控机）上门禁识别终端的监控画面截图，另存为A-2-6.jpg。任务二：物联网系统升级改造一、任务介绍本任务主要是在现有物联网系统基础上，进行升级改造，增强原有系统的功能，满足新情况下的需要。注：本任务的文件需保存到U盘“提交资料\任务B”文件夹下。二、工作任务1、设备安装新系统要求增加智能门锁功能，当有人按门禁开关时，门可以打开；当光照强度低于100LX时候，照明灯可以打开。为了实现这个需求，需要添加的设备有磁力锁（含门禁电源）、门禁开关、LED照明灯（含灯座）、光照度传感器，以及ADAM4150、物联网中心网关、继电器。设备安装要求：1）设备选型要准确；2）安装位置要均匀排布、对齐、美观、牢固；3)螺母要加垫片、铜线不能裸露；4）布线材要美观、线槽盖要盖紧。2、配置与调试请选手完成物联网中心网关的配置，传感器数据通过物联网中心网关传输到物联网云平台，在物联网云平台上可以控制各执行器具体操作。要求将所有的传感器和执行器全部添加到物联网中心网关上。任务要求：1）物联网中心网关要求使用CloudClient连接方式连接物联网云平台；2）物联网中心网关各设备配置完成后，将物联网中心网关的配置信息同步到物联网云平台；3）可以通过物联网云平台查看到各传感器的历史记录；4）可以通过物联网云平台控制各执行器运作；5）根据要求在物联网云平台上设置合适的策略并启用策略。完成以上配置请做以下步骤：1）请将物联网云平台中项目下属的“设备管理”界面截图，另存为B-2-1.jpg。要求截图中可以看到物联网中心网关在线状态；2）在物联网云平台中物联网中心网关对应的“设备传感器”界面截图，另存为B-2-2.jpg；3）请将“历史传感数据”页面中门禁开关的历史数据查询出来并截图，另存为B-2-3.jpg，要求截图中可以看到门禁开关的历史数据；4）请将“历史传感数据”页面中光照传感器的历史数据查询出来并截图，另存为B-2-4.jpg，要求截图中可以看到光照传感器的历史数据；5）请将物联网云平台中策略管理界面中有关门禁开关的策略截图，另存为B-2-5.jpg；6）请将物联网云平台中策略管理界面中有关光照度传感器的策略截图，另存为B-2-6.jpg。任务三：物联网系统维护一、任务介绍本任务主要是在现有物联网系统基础上，定期对系统进行维护，确保系统正常工作。注：本任务的文件需保存到U盘“提交资料\任务C”文件夹下。二、工作任务1、485网络监控为了监测物联网中心网关485网络工作是否正常，使用必要的调试工具对该485网络进行监测。任务要求：1）安装USB转串口的驱动；2）完成物联网中心网关485网络的监测；完成以上配置请做以下步骤：1）将事务计算机的设备管理器界面打开，要求可以看到串口号并进行截图，另存为C-1-1.jpg；2）利用串口调试助手对物联网中心网关485网络进行监测，将抓包数据截图，另存为C-1-2.jpg。模块B：物联网项目方案设计与实现（4小时）本模块要求实现一个完全新的物联网项目，首先根据项目需求和限制，设计物联网系统方案。然后进行施工安装连线，完成设备配置和调试。最后对接云平台和部署应用，实现项目的最终要求。任务一：物联网项目方案分析与设计一、任务介绍本任务将根据一个物联网项目需求，并遵循客户提出的业务规划和目标来实现特定的物联网系统方案,作为物联网公司技术人员需对现场的来料设备进行盘点，并根据客户需求对各区域物联网设备进行数据连接线的绘制，注：本任务的文件需保存到U盘“提交资料\任务A”文件夹下。二、工作任务1、设备清点客户现场进货了物联网技术工程平台套件，核对设备是否齐全，并通过产品外观判断设备是否完好，请根据给出的“附录：设备清点表”，在“竞赛资料\任务A\设备清点.txt”文档中，完成设备清点与检验。任务要求：1）盘点设备。2）判断设备是否完好。完成设备的盘点后请做以下步骤：1）将缺少的设备名称写入“设备清点.txt”指定位置；2）将外观不符的设备写入“设备清点.txt”的指定位置；3）若设备无缺少或外观都正常则在指定位置写“无”；4）完成后“设备清点.txt”文件复制到U盘“提交资料\任务A”文件夹下。2、设备连线图设备连线图是物联网项目的工程设计架构图，在“竞赛资料\任务A\设备连线图A-2.vsdx”中已经提供了部分设备连接。请根据物联网项目的客户要求和环境限制，选择合适的组网方式满足项目所有传感设备联网需要，并将“设备连线图A-2.vsdx”中缺少的接口连线补充完整。物联网项目客户要求和环境限制：1）物联网中心网关通常被安装在客户机房，客户要求在机房不能使用485总线，只能使用网线；2）ADAM4150和ADAM4017在施工布线时，安装环境比较复杂，需要使用无线传感网ZigBee组网后传输。任务要求：1）要求连线要简洁，连线拐角需用90度拐角连接方式；2）完成(1)—(7)接口连线。完成连线绘制后请做以下步骤：1）将完成后“设备连线图A-2.vsdx”文件复制到U盘“提交资料\任务A”文件夹下。任务二：物联网设备安装与配置一、任务介绍根据物联网项目设计方案，对物联网设备进行安装、连接、配置、调试，完成系统感知层和传输层的部署，建立物联网设备与应用之间的连接，使系统各环节的连接通畅，并保证各个设备能正常工作，若题目中未明确规定，请使用默认配置，本任务的截图文件需保存到U盘“提交资料\任务B”文件夹下。二、工作任务1、设备选型、布局与安装连接参考“设备连线图”（任务一中完成）和“设备布局图”，按照设备安装要求把设备安装到实训工位上。“设备布局图”如下图所示。设备安装要求：1）设备选型要准确；2）安装位置要均匀排布、对齐、美观、牢固；3)螺母要加垫片、铜线不能裸露；4）布线材要美观、线槽盖要盖紧。2、路由器配置根据“路由器配置表”配置路由器，路由器的管理地址为或http://dlinkrouter.local，如果无法进入路由器管理界面，参赛选手需自行将路由器重置成出厂设置，再访问管理地址并重新设定管理密码后，方可进入管理界面。任务要求：1）完成路由器的网络设置；2）完成路由器的无线设置；3）完成路由器的局域网设置。完成以上配置请做以下步骤：1）将路由器网络设置的界面截图，另存为B-2-1.jpg；2）将路由器无线设置的界面截图，另存为B-2-2.jpg；3）将路由器局域网设置的界面截图，另存为B-2-3.jpg；4）将路由器的管理密码写入到B-2-4.txt。“路由器配置表”内容如下：网络配置项配置内容网络设置WAN口连接类型固定IP地址IP地址192.168.0.【工位号】子网掩码网关54首选DNS服务器54无线设置无线网络关闭局域网设置LAN口IP设置手动IP地址192.168.【工位号】.1子网掩码注：如工位号为5则IP地址为。3、NEWPorter（串口服务器）端口配置请根据“设备连线图”中串口服务器的连接方式，完成对应的NEWPorter端口的配置。任务要求：1）完成NEWPorter端口的配置；完成以上配置请做以下步骤：1）使用“NEWPorterIP地址：8400”打开NEWPorter配置界面并截图，另存为B-3-1.jpg。4、ZigBee配置根据“ZigBee配置表”所给定的配置要求,使用竞赛资料中提供的ZigBee配置软件，完成ZigBee智能节点盒的配置。任务要求：1）配置ZigBee协调器；2）配置ZigBee路由节点1；3）配置ZigBee路由节点2；完成以上配置请做以下步骤：1）将ZigBee协调器的配置界面截图，另存为B-4-1.jpg；2）将ZigBee路由节点1的配置界面截图，另存为B-4-2.jpg。3）将ZigBee路由节点2的配置界面截图，另存为B-4-3.jpg。“ZigBee配置表”内容如下：设备参数值ZigBee协调器设备类型CoordinatorPANDID1000+工位号（如：工位号8，则为1008）通道自行设定设备ID0000ZigBee路由设备类型RouterPANDID1000+工位号（如：工位号8，则为1008）通道自行设定设备ID自行设定备注：如工位号为8,通道为1000+8=1008，以此类推。5、门禁识别终端使用竞赛资料中提供的配置软件，根据“门禁识别终端配置信息表”配置设备的相关参数信息（默认用户名为admin，默认密码为admin123，此设备不允许修改默认密码），使用U盘资料中提供李娜的图片添加人脸信息。任务要求：1）关闭“活体检测”；2）在“默认员工库”中添加李娜的人脸信息；3）根据“门禁识别终端配置信息表”设置“智能服务器”的相关参数。完成以上配置请做以下步骤：1）将关闭“活体检测”的配置页面截图，另存为B-5-1.jpg。2）李娜的人脸信息添加完成后将可以看到员工信息（含照片）的列表页面截图，另存为“B-5-2.jpg”。3）将门禁识别终端智能服务器信息配置页面截图，另存为B-5-3.jpg。“门禁识别终端配置信息表”内容如下：要求配置内容活体检测关闭人脸信息编号：工位号姓名：李娜智能服务器服务器地址：“设置为网关的IP”服务器端口：“8887”平台通信类型：“LAPI长连接V2”6、网络设备地址分配根据“设备IP地址表”分配各个网络设备地址的IP，然后IP扫描工具扫描出相应的IP地址。任务要求：扫描出的IP地址需体现：任务计算机、物联网中心网关、门禁识别终端、NEWPorte（串口服务器）。完成以上配置请做以下步骤：将IP扫描工具的扫描结果截图，另存为B-6-1.jpg。“设备IP地址表”内容如下：设备名称配置内容备注任务计算机IP地址：192.168.xxx.51实体机(Window10)边缘服务器IP地址:192.168.xxx.52Port:8500WebPort:9000虚拟机(Ubuntu)物联网中心网关IP地址：192.168.xxx.55Url：http://192.168.xxx.55用户名:newland密码:newland门禁识别终端IP地址：192.168.xxx.56账号：admin密码:admin123NEWPorter（串口服务器）IP地址：192.168.xxx.59注：IP地址中的xxx表示所在的工位号，如工位号8则地址为1以此类推。任务三：物联网云平台部署与使用一、任务介绍物联网云平台的部署、使用，使物联网终端设备接入到物联网云平台上。按照任务说明描述的要求，利用U盘中提供的资料，在物联网云平台上实现用户注册、物联网中心网关注册、设备上云、设备信息查询等功能。注：本任务的文件需保存到U盘“提交资料\任务C”文件夹下。二、工作任务1、物联网云平台用户注册请选手访问赛场提供的物联网云平台（38）完成平台用户的注册后登录平台申请ApiKey，并根据任务要求在开发者中心中新增项目。任务要求：1）申请一个ApiKey；2）新增项目名称为“智慧农业+工位号”，例如8号工位项目名称为：智慧农业8。行业类别选择“智慧农业”。联网方案选择“以太网”。完成以上配置请做以下步骤：1）请将用户申请ApiKey的界面截图，另存为C-1-1.jpg。2）请将开发者中心界面截图（需体现新增的配置项目）另存为C-1-2.jpg。2、物联网中心网关的使用请选手完成物联网中心网关的配置，传感器数据通过物联网中心网关传输到物联网云平台，在物联网云平台上可以控制各执行器具体操作。要求将所有的传感器和执行器全部添加到物联网中心网关上。任务要求：1）物联网中心网关要求使用CloudClient连接方式连接物联网云平台；2）需要将该物联网中心网关添加到物联网平台开发者中心中“智慧农业+工位号”项目中。设备名称命名为“物联网中心网关+工位号”（例如：8号工位设备名称为“物联网中心网关8”），使用TCP协议，设备表示使用物联网中心网关的设备标识。其他未约定内容自行设置；3）物联网中心网关各设备配置完成后，将物联网中心网关的配置信息同步到物联网云平台；4）可以通过物联网云平台查看到各传感器的历史记录；5）可以通过物联网云平台控制各执行器运作；6）在物联网云平台上为该物联网中心网关设置策略并启用策略：策略1：当光照值小于100时，报警灯亮起。策略2：当光照值大于等于100时，报警灯熄灭。完成以上配置请做以下步骤：1）请将物联网云平台中“智慧农业+工位号”项目下属的“设备管理”界面截图，另存为C-2-1.jpg。要求截图中可以看到物联网中心网关在线状态。2）在物联网云平台中“物联网中心网关+工位号”对应的“设备传感器”界面截图，另存为C-2-2.jpg。3）请将“历史传感数据”页面中报警灯的历史数据查询出来并截图，另存为C-2-3.jpg，另外要求可以通过物联网云平台可以控制该执行器动作；4）请将“历史传感数据”页面中光照传感器的历史数据查询出来并截图，另存为C-2-4.jpg，要求截图中可以看到光照传感器的历史数据；5）请将物联网云平台中物联网中心网关策略管理界面截图，另存为C-2-5.jpg。3、边缘服务的部署与使用请选手利用U盘资料中提供的“EdgeServer.tar.gz”文件在边缘服务器上完成边缘服务程序的部署、配置，保证边缘服务正常运行。任务要求：1）使用vagrant用户将“EdgeServer.tar.gz”文件上传到“/home/vagrant/”目录，使用命令将压缩包内容解压出来；2）将推流转码服务的配置文件中serverIp参数的配置值修改成边缘服务器IP；3）将边缘服务的配置文件中MqttCloudConfig参数的配置值修改成物联网云平台IP；4）使用docker-compose相关命令启动边缘服务相关的docker容器；5）将物联网中心网关连接方式调整成使用MQTTClient连接。MQTTClient连接配置信息参考“MQTTClient配置信息表”；6）保证物联网中心网关在物联网云平台上保持在线状态，并在物联网云平台同步物联网网关的配置信息；7）在物联网云平台中可以看到该物联网中心网关下登记的所有传感器的实时记录；8）在物联网云平台中可以控制该物联网中心网关下登记的所有执行器运行/停止。完成以上配置请做以下步骤：1）将使用命令解压缩“EdgeServer.tar.gz”文件成功的界面截图，另存为C-3-1.jpg；2）将推流转码服务配置文件内容截图，另存为C-3-2.jpg，要求截图中可以看到serverIp配置的值；3）将边缘服务服务配置文件内容截图，另存为C-3-3.jpg，要求截图中可以看到MqttCloudConfig参数配置的值；4）使用docker命令查看所有容器的运行状态截图，另存为C-3-4.jpg，要求截图中可以看到具体的docker命令和命令执行结果内容；5）在物联网云平台上查看物联网中心网关在线历史记录截图，另存为C-3-5.jpg，要求截图中通讯协议可以看到“MQTT”，连接的服务可以看到“MQTT设备接入服务”。“MQTTClient配置信息表”内容如下：配置项配置值MQTT客户端名称MQTT服务端IP边缘服务所在服务器IPMQTT服务端端口1883网关设备ID物联网中心网关在物联网云平台项目中登记的设备ID云平台项目ID物联网云平台中登记的项目IDQos至少分发一次是否使用SSL证书否加密方式不加密上传间隔时间2MQTT客户端版本号4.1主题信息配置主题ID主题说明promissionreq/sys/{projectId}/{deviceTag}/promission/req发布设备权限请求promissionresp/sys/{projectId}/{deviceTag}/promission/resp订阅设备权限返回strategy/sys/{projectId}/{deviceTag}/device/push订阅策略数据结构listreq/sys/{projectId}/{deviceTag}/sensor/listreq订阅设备列表请求listresp/sys/{projectId}/{deviceTag}/sensor/listresp发布传感器设备列表datas/sys/{projectId}/{deviceTag}/sensor/datas发布数据上报cmdreq/sys/{projectId}/{deviceTag}/sensor/cmdreq订阅执行器执行请求cmdresp/sys/{projectId}/{deviceTag}/sensor/cmdresp发布执行器执行响应注：参数{projectId}为物联网云平台中登记的项目ID，参数{deviceTag}为物联网中心网关云平台设备标识，请选手自行替换相应的参数。任务四：物联网项目应用调试与展示一、任务介绍按照任务说明描述的要求，利用提供的相关资源，在关键技术平台上完成物联网应用的可视化设计，任务内容包括：创建应用、页面设计、物联网传感数据展示、物联网设备控制、策略应用、应用部署发布。注：本任务的文件需保存到U盘“提交资料\任务D”文件夹下。二、工作任务1、设计项目利用云平台设计应用功能创建一个项目场景，使用图形化工具：项目生成器创建应用，大屏页面名称：智慧农业大屏，设计界面具体参照下图。设计要求：1）界面布局清晰，并且整体结构与样图一致；2）界面上的设备元素需要包含：激光对射、报警灯、光照传感器；3）界面使用资源文件中的“背景图.png”作为界面背景图；4）使用折线图图表元素展示光照传感器“距今时间”前7分钟的数据，数据粒度为分。图表样式需要按照图例样式进行设置，折线图的标题为：光照传感器历史数据；完成以上配置请做以下步骤：1）打开设计后的预览界面，将界面截图另存为D-1-1.jpg；2）下载设计好的应用保存文件另存为Web_APP.zip；2、应用发布使用Web_APP.zip文件解压后，把里面的文件上传到边缘服务器的EdgeService/appdesign/html/”文件夹下。发布要求：1）能够通过浏览器输入http://边缘服务器IP:9000访问在边缘服务器中部署的Web应用页面；2）WEB页面的页面元素正常展示；3）WEB页面中的激光对射和报警灯的实时数据能够正确展示；4）WEB页面中的光照传感器的历史图标数据能够正确展示；5）能够通过WEB页面控制报警灯开启和关闭。完成以上配置请做以下步骤：1）使用WinSCP连接到边缘服务器，并进入到“/home/vagrant/EdgeService/appdesign/html/”将界面另存为D-2-1.jpg。2）使用浏览器访问边缘服务上发布好的应用，将界面另存为D-2-2.jpg（要体现正确的网址）。模块C：物联网项目云平台应用开发（2小时）本模块要求搭建一个简单的物联网监控室监测系统，然后利用python语言编程，调用物联网云平台提供的API接口，实现云平台的应用开发，达到监测数据实时显示、数据保存等效果。任务一：物联网监控室监测系统搭建一、任务介绍搭建一个小型的物联网采集系统，并且完成软件相关配置，实现采集一个温湿度传感器的数据到物联网云平台上。注：本任务的文件需保存到U盘“提交资料\任务A”文件夹下，同时拷贝一份“提交资料”副本至事务计算机的“D盘”根目录下。二、工作任务1、设备选型、布局与安装连接根据采集一个温湿度传感器数据到云平台上最小的物联网系统任务要求，设计合适的方案，然后设备选型、布局、安装与连接。设备安装要求：1）设备选型要准确；2）安装位置要均匀排布、对齐、美观、牢固；3)螺母要加垫片、铜线不能裸露；4）布线材要