物联网工程综合实训 课件 项目2 任务1 智慧社区设备安装、连线与调试

项目2智慧社区系统的安装与调试

授课人：黄永杰时间：2020年9月11日《物联网工程综合实训》目录/CONTENTIIS及监测管理软件配置数据库配置RFID读卡器与ZigBee采集器配置智慧社区设备安装、连线与调试1.11.21.31.4智慧社区设备安装、连线与调试任务一1【任务描述】根据项目的方案与安装示意图，对所有设备进行安装、连线、确保连线正确后进行通电调试。1【任务要求】

完成所有设备的固定与安装、连线确保所有的连线无误，能够通电调试，确保设备之前能正常通信遵守电工操作规范进行施工，布线符合电工规范，设备安装与布线做到美观牢固，横平竖直。1【任务目标】了解智慧社区的概念、发展现状。掌握智慧社区系统中的网关、网络设备、执行器、传感器的电气连接与使用。会安装智慧社区系统。1【任务描述】--完成效果2知识链接--智慧社区

社区是承载社会人口的基本单元，是城市发展的重要标志。智慧社区系统利用物联网、传感网等技术将小区物业管理、安防、智能停车场、图书馆、医疗等系统集成在一起，并通过通信网络连接到物业管理处，为小区住户提供一个安全、舒适、便捷的现代生活环境，从而形成基于大规模信息智能处理的一种新的管理形态社区。1、智慧社区概述2知识链接--智慧社区（1）物联网技术在社区应用还较少，智慧应用处于初级阶段（2）智慧社区应用主要集中在大城市主要社区（3）智慧社区建设标准与规划缺乏2、智能家居的发展现状2知识链接--智慧社区设备

智能网关是物联网中的一个关键设备，具有组建网络、协议转换、信息汇集与控制等功能。它将传感器、执行终端、安防设备等各种设备进行互联互通，能够实现传感器数据的采集、处理、传递、远程控制执行终端等功能。1、智能网关2知识链接--智慧社区设备

无线网关提供了8路模拟量输入接口、4路内部继电器接口、4路数字量输入接口、4路RS232和3路RS485通讯接口。这些接口可以与多种传感器、控制设备、PLC等进行联接。无线网关还提供了一路10/100M以太网接口、一路WIFI网络接口和一路GPRS网络接口，可以根据不同的网络环境，选择不同的通讯方式组网通讯。1、智能网关2知识链接--智慧社区设备内部继电器接口：主要用来对外部设备进行通断控制，实现输入输出电路的隔离。数字量输入接口（DI）：可以输入数字型信号，如触发类设备：红外对射、人体感应器的输入接口。模拟量输入接口（AI）：可以输入模拟型信号，可接入一些输出模拟电压、电流量的设备，如：风速传感器、温湿度传感器、土壤温湿度传感器等。采集到的模拟量数据经AD转换器转成数字信号供网关使用。1、智能网关2知识链接--智慧社区设备

网络层设备包括数据采集器8AI2DI、4DI4DO及ZigBee采集器。主要具备连网、数据采集与继电器控制功能。8AI2DI具有8路模拟信号输入接口（AI）、2路数字信号输入接口（DI），2DI2DO具有2路数字信号输入接口（DI），2路数字信号输出接口（DO），ZigBee具有2路模拟信号输入接口（AI），2路数字信号输入接口（DI），1路数字信号输出接口（DO）。连网功能主要通过串行通信口与网关相通，8AI2DI、2DI2DO采用RS485协议通信，ZigBee采用RS232协议通信。2、网络层设备2知识链接--智慧社区设备

AI用来采集输出模拟量数据的传感器，比如温度，湿度等数据，采集器将采集到的模拟量转变成为数字量，然后才进行其他的处理。DI用来采集输出数字量数据的传感器，如一些智能传感器，直接输出一连串的数字信号来表达一个数据值，这类的智能传感器本身带有MCU，具备一定的数据处理能力，通常会采用串行通信SPI、IIC、或单总线等协议总线进行传输数据。如本系统所采用的温湿度、光照、PM2.5传感器。此外，还有更为简单的数字式传输器，直接输出开关量0与1，来表示两种状态。如本系统中所采用的人体感应器、红外对射传感器均属此类。DO内接了继电器，可以控制执行设备。此类设备都较为简单，有正负极，主要通过继电器的通断来形成完整的通路。本系统所采用的门锁、灯光、警报、排风扇均属执行设备。2、网络层设备2知识链接--智慧社区设备以接口类型划分传感层设备，可以分为串行通信传感器（输出连串数字信号）、开关量传感器（输出0或1两种数字信号）、模拟传感器（输出模拟信号）这几种。①串行通信传感器——光照、PM2.5、温湿度传感器及RFID读写器3、传感层设备RFID读写器上VCC接12V电源，GND接地，具有三种类型的外接端口：RS485、RS232以及WGDATA0与WGDATA1。本系统中使用RS232的通信方式（需要在设置RFID相关通信参数）接到网关上的RS232端口上。串行通信传感器具有4个接口，VCC接12V电源，GND接地。485A、485B是485总线。可接在网关或网络层设备的485串口上。2知识链接--智慧社区设备②模拟传感器——风速、土壤温湿度度传感器模拟传感器中都VCC电源端、GND接地端，以及模拟信号输出端。AI为风速信号输出线，AI1为土壤温度信号线、AI2为土壤湿度信号线。可以接到网关及网络层设备上的AI接口上，实现数据采集。3、传感层设备2知识链接--智慧社区设备③开关量传感器——红外对射、人体感应器

人体感应传感器中都VCC电源端、GND接地端，报警端（ALARM）、防拆端（TAMPER）。当检测到人时，ALARM的两个端口短路状态，否则处于断路状态；当外壳拆开时，TAMPER的两个端口短路状态，合上则处于断路状态。因此，可将ALARM、TAMPER一端接地，另一端接到相关设备的DI端口上。当检测有人时，ALARM两端短路相当于接地，输出0；检测到外壳拆开时，TAMPER两端短路相当于接地，输出0。如果将ALARM、TAMPER一端接电源，另一端接到相关设备的DI端口上。当检测有人时，ALARM两端短路相当于接电源，输出1；检测到外壳拆开时，TAMPER两端短路相当于接电源，输出1。3、传感层设备2知识链接--智慧社区设备红外对射包含受光器与投光器两部分。受光器具有8个端口，投光器具有5个端口。端口+：电源（12V）接口端口－:接地端（GND）端口SW：防拆端，可以防止破坏，本系统未使用端口TO：同步端，一般情况下可以不接，在恶劣环境下，连接同步线可以提高外界干拢能力。端口COM：公共端，接地或接电源端口NO：常开端端口NC：常闭端无触发情况下，NC与COM相连接；有触发的情况下，NO与COM相连接。3、传感层设备2知识链接--智慧社区设备执行设备包括排风扇、灯、电动锁、报警器。具有正负极，直流电12V供电，接到DO口即可以实现通断。4、执行设备2知识链接--智慧社区设备LED屏具有VCC电源端与GND接地端，采用市电220供电，数据通过RS485协议总线进行传输。本系统将其接在网关的RS485端口上。5、LED显示屏3任务实施工作任务具体任务描述设备安装将无线路由、智能网关、网络层设备、传感层设备、执行器、LED屏等智慧社区设备，按照安装位置图固定在实训架的指定位置上；要求安装稳固，美观大方。通过自主学习完成任务中的练习题。线路连接正确连接智能网关、无线路由、LED屏、RFID读写器、PM2.5传感器、光照传感器、温湿度传感器、网络层设备等的线络。正确连接ZigBee设备与人体感器应器、报警灯的线路。正确连接8AI2DI设备与风速传感器、土壤温湿度传感器的线路。正确连接4DI4DO设备与红外对射、排风扇、门锁、灯光的线络。所有线路连接正确，不存在短路、断路情况,安装顺利安排恰当。正确连接路由器、电脑、移动终端等设备。通过自主学习完成任务中的练习题。。网络搭建进入路由器设置界面，正确设置，使路由器可以接入Internet。设置路由器的WIFI，使移动设备可以接入路由器。通过自主学习完成任务中的练习题。设备调试上传网关的代码其它做到安全用电，遵循先测试再通电的原则。线路连接符合电气安装规划。安装过程保持环境整洁、不乱丢工具、设备、线材。安装过程不大声喧哗，不随意走动。安装过程中未出现工具、设备掉落等情况。3任务实施1--设备安装

步骤1：将所有的设备按照如图所示，安装到实训工位上。（图中所有标的尺寸单位均为mm(毫米)）。安装工艺要求如下：a)工艺要求做到美观大方，横平竖直。b)所有线缆要求放入线槽中，若个别设备已连接好的线缆因长度或其它原因不能入线槽，应做到水平、竖直方向用扎线带固定在施工作业面上，扎带间距在120mm—160mm之间，扎带线头须剪掉。c)所有线槽、器件安装位置要如图所示，上下左右不能偏移5mm，否则将适当扣分。d)线槽安装线槽要固定平整，不能松动，线槽两端不大于50mm处应有螺钉固定，中部螺钉的固定点之间的距离，应为400～600mm；线槽需完全盖住，没有翘起和未完全盖住现象；行线槽转90°角时，无论是底槽还是盖板，都应切45°斜口，且拼接缝隙不能超过2mm。e)电源线用红黑颜色线缆,相同类型信号线用同种颜色线缆。f)所有线缆用冷接端子压制，线缆铜芯不能祼露，连接牢固，不能松动；接线端引出线排列整齐，不能交叉进槽。g)所有线缆需用E型管标识并套接，要求排列整齐，标识面朝外。h)所有螺丝、螺母连接处均需要安装垫片。i)施工结束后须将工位整理干净。3任务实施1--设备安装

步骤1：将所有的设备按照如图所示，安装到实训工位上。（图中所有标的尺寸单位均为mm(毫米)）。安装工艺要求如下：a)工艺要求做到美观大方，横平竖直。b)所有线缆要求放入线槽中，若个别设备已连接好的线缆因长度或其它原因不能入线槽，应做到水平、竖直方向用扎线带固定在施工作业面上，扎带间距在120mm—160mm之间，扎带线头须剪掉。c)所有线槽、器件安装位置要如图所示，上下左右不能偏移5mm，否则将适当扣分。d)线槽安装线槽要固定平整，不能松动，线槽两端不大于50mm处应有螺钉固定，中部螺钉的固定点之间的距离，应为400～600mm；线槽需完全盖住，没有翘起和未完全盖住现象；行线槽转90°角时，无论是底槽还是盖板，都应切45°斜口，且拼接缝隙不能超过2mm。e)电源线用红黑颜色线缆,相同类型信号线用同种颜色线缆。f)所有线缆用冷接端子压制，线缆铜芯不能祼露，连接牢固，不能松动；接线端引出线排列整齐，不能交叉进槽。g)所有线缆需用E型管标识并套接，要求排列整齐，标识面朝外。h)所有螺丝、螺母连接处均需要安装垫片。i)施工结束后须将工位整理干净。3任务实施1--设备安装步骤2：根据安装位置图制作与安装三根25mm*25mm*2M的线槽。步骤3：请按照T568B标准制作一条网线。3任务实施2--连线步骤1：网关与LED屏、RFID读写器、PM2.5传感器、光照传感器、温湿度传感、网络层设备连线。列设备是直接与网关相连的设备，其中除了LED屏使用220V交流电外，其余的设备均使用了12V直流电，所接的端口均标示在表中第三列。RS485使用485A与485B两条线。而COM0与1使用了RS232接口，使用串口线直接相连。设备名称接入设备接入设备端口号ZigBee采集器物联网网关COM1数据采集器8AI2DI物联网网关RS4851数据采集器4DI4DO物联网网关RS4851PM2.5传感器物联网网关RS4852光照传感器物联网网关RS4852温湿度传感器物联网网关RS4852LED屏物联网网关RS4853RFID读写器物联网网关COM03任务实施2--连线步骤2：网络层设备与部分传感层设备、执行设备的连续。a）ZigBee数据采集器与人体感应器、报警器的连线。设备名称接入设备接入设备端口号报警器ZigBee采集器DO0人体感应器ZigBee采集器DI03任务实施2--连线步骤2：网络层设备与部分传感层设备、执行设备的连续。b）8AI2DI与风速传感器、土壤温湿度传感器连接。设备名称接入设备接入设备端口号土壤温湿度传感数据采集器8AI2DIAI0AI1风速传感数据采集器8AI2DIAI23任务实施2--连线步骤2：网络层设备与部分传感层设备、执行设备的连续。c）4DI4DO与执行设备（灯光、排风扇、门锁）及红外对射设备名称接入设备接入设备端口号灯光数据采集器4DI4DODO0电动锁数据采集器4DI4DODO1排风扇数据采集器4DI4DODO2红外对射传感数据采集器4DI4D0DI03任务实施3--网络搭建与配置步骤1：设备固定与连线：a)将智嵌云控家居网关与路由器固定在实训墙上，为2个设备接通电源；b)用1条网线连接智嵌云控家居网关的网络接口和路由器的LAN口。c)用1条网线连接路由器的WAN口至接入Internet的网络设备接口。d)用1条网线连接路由器的LAN口和电脑。具体连线图如下图所示：

3任务实施3--网络搭建与配置步骤2：路由器设置：a)将电脑的IP地址设置为自动获取，如下图所示：

3任务实施3--网络搭建与配置步骤2：路由器设置：a)将电脑的IP地址设置为自动获取。b)在电脑浏览器中输入路由器的默认地址，并输入用户名与密码（在路由器的背面能找到，如图X所示，常用的TP-LINK路由器默认地址为192.168.1.1，默认的用户名与密码为admin），进入路由器管理界面，如图X所示。

3任务实施3--网络搭建与配置c)若路由器地址错误或不能登录，可长按路由器背面的reset键5秒，恢复出厂设置。d)进入管理页面，点击管理页面下方“路由器设置”图标。3任务实施3--网络搭建与配置e)在管理页面左侧点击“上网设置”菜单，在上网方式下拉列表中选择“自动获取IP地址”，点击保存按钮，查看保存方式下方的提示，若提示“WAN口网络已连接”表示连接已成功，如图X所示；若提示“WAN口连接异常”，则表示上网方式选择不正确，家庭网络可能用PPPOE宽带拔号方式上网，单位网络则可能需选择固定IP地址，如图X所示。3任务实施3--网络搭建与配置f)在管理界面中进入无线设置，设置好SSID号（即WIFI名称）以及密码。3任务实施3--网络搭建与配置步骤3：用手机连上路由器的WIFI，测试能否接入Internet，若未能连入Internet则检查WAN口的连线是否正确，上网方式设置是否正确。步骤4：通过查看路由器说明书、小组讨论、上网检索，填写以下内容：a)无线路由器中，WAN端口表示该端口用来连接外网网络，LAN端口的含义表示该端口用来连接内网接口。b)在路由器WAN参数设置，WAN口的连接类型有哪几种？分别在什么情况下采用该种类型?c)如何通过手机来设置路由器的各项参数？3任务实施4--网关配置步骤1：网关上传、下载功能的设置由于无线网关配置脚本程序是采网关配置脚本程序是采用Lua脚本语言编写的，所以在设计无线网关配置脚本程序前必须先了解和认识无线网关配置脚本程序的开发环境，脚本程序包含编译开发环境和代码编辑器。对于编译环境，智嵌公司将5.3.1版本的Lua源代码根据需要裁剪后，将其编译嵌入到无线网关硬件中，建立了无线网关配置脚本程序的编译环境；同时为方便用户书写无线网关配置器脚本程序，智嵌公司将Notepad++的源代码修改编译后生成订制版的代码编辑器即综合网关配置器。介绍一下网关的上传、下载两个常用功能。3任务实施4--网关配置I网关上传、下载功能的设置使用快捷键CTRL+F6或点击运行菜单下的上传配置到本地，如左图3所示。弹出上传配置对话框，如右图，并输入网关：192.168.0.803任务实施4--网关配置II下载配置到网关