中職“通信與控制系統(tǒng)集成與維護”賽項樣題-第二階段-競賽任務(wù)書

2022年山東省

“通信與控制系統(tǒng)集成與維護”賽項

第二階段

競賽任務(wù)書

樣題

工位_______________

●任務(wù)結(jié)果以競賽驗收報告結(jié)論為準，寫在任務(wù)書上無效。

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（1）任務(wù)書下發(fā)后應(yīng)仔細檢查，如出現(xiàn)任務(wù)書缺頁、字跡不清等問題，請

及時向裁判示意，更換任務(wù)書。

（2）競賽時間共4小時，包括系統(tǒng)安裝時間、接線時間、程序設(shè)計時間、

測試時間、調(diào)試時間和提交成果時間等。

（3）參賽選手提交的驗收報告與任務(wù)書上只能按要求填寫工位號進行識

別，不得填寫指定內(nèi)容之外的任何識別性標記。如果出現(xiàn)地區(qū)、校名、姓名等

其他任何與競賽隊有關(guān)的識別信息，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，競賽試卷和提交結(jié)果作廢，比賽按零

分處理，并且提請大賽組委會進行處罰。

（4）要求提交的截圖/照片、視頻資料中都不允許出現(xiàn)本工位或者其他工

位參賽選手圖像、選手姓名、校名或者其他任何識別性的標記。一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，競

賽試卷和提交結(jié)果作廢，比賽按零分處理，并且提請大賽組委會進行處罰。

（5）競賽任務(wù)書、競賽驗收報告、競賽工具、競賽器材及競賽材料等不

得帶出競賽場地，一經(jīng)發(fā)現(xiàn)，競賽提交結(jié)果作廢，比賽按零分處理，并且提請

大賽組委會進行處罰。

（6）正式比賽前，參賽選手需對競賽平臺中的設(shè)備工具模塊進行清點確認，

正式比賽開始后，參賽選手如測定競賽技術(shù)平臺中的設(shè)備工具模塊有故障可提

出更換，但該工具/模塊經(jīng)現(xiàn)場裁判與技術(shù)支持人員測定完好，確屬參賽選手誤判，

不予任何延時。

（7）競賽過程中，參賽選手要遵守安全操作規(guī)程，確保人身及設(shè)備安全，

并接受裁判員的監(jiān)督和警示。競賽過程中由于參賽選手不規(guī)范操作造成的設(shè)備

模塊損壞，裁判員與裁判長商定后，可根據(jù)現(xiàn)場情況和賽項規(guī)程給予酌情扣分。

（8）在競賽過程中，參賽選手如有舞弊、不服從裁判判決、擾亂賽場秩序

等行為，裁判長按照賽項規(guī)程扣減相應(yīng)分數(shù)。情節(jié)嚴重的取消競賽資格，競賽成

績記為零分。

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特別注意：

●比賽所用目錄下包括2個文件夾：“競賽資料”、“提交資料”。任務(wù)

中所涉及的協(xié)議、原理圖、接線圖、素材等比賽資料，都存放在“競賽資料”

文件夾中。

●競賽驗收報告完成后，需寫上對應(yīng)的工位號，再轉(zhuǎn)化為PDF格式。最

終成績評判，以PDF格式競賽驗收報告為準，在任務(wù)書上作答無效。在任務(wù)書

上作答、未寫工位號或未按照要求進行轉(zhuǎn)換，對評分造成影響，責(zé)任自負。

●要求提交的截圖\照片、視頻、文檔等資料都必須存放到“提交資料”

文件夾中，比賽結(jié)束前，將需要提交的比賽文件按要求命名后全部拷貝到U盤

“提交資料”文件夾中，比賽結(jié)束時一并提交。比賽提交結(jié)果以U盤為準。未

按照要求存儲或者提交，對評分造成影響，責(zé)任自負。

●各任務(wù)中要求的截圖\照片必須按照題目要求進行命名。提交的截圖\照

片必須保持清晰，若因照片模糊、排版錯亂影響評分，責(zé)任自負。

●截圖可使用windows自帶“截圖工具”，必須保存為PNG格式(默認

設(shè)置)。

●使用考試配置的攝像頭進行拍照，保存為PNG格式，使用方法見附錄

一。

●題目要求錄像時，須將指定內(nèi)容進行記錄，視頻輸出格式:wmv或mp4,

視頻名稱要與題目要求完全一致。錄制使用方法見附錄一。

●比賽答題過程中，定時保存驗收報告，以防文件丟失。要求選手在計算

機中和U盤中對需要提交的比賽文件都進行備份，以防文件損壞和丟失。

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模塊五通信與控制系統(tǒng)集成設(shè)計與調(diào)試（350分）

（一）項目需求

甲方單位委托乙方單位設(shè)計建設(shè)某通信與控制項目，包含監(jiān)控室、備用監(jiān)控

室、采集點。采集點將傳感器數(shù)據(jù)匯總給樹莓派，監(jiān)控室電腦通過網(wǎng)絡(luò)在瀏覽器

端遠程訪問樹莓派node-red界面，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的監(jiān)控。備用監(jiān)控室以wifi形式接

入，輔助監(jiān)控整個系統(tǒng)。系統(tǒng)拓撲如下圖所示。

圖5.1系統(tǒng)拓撲

系統(tǒng)功能劃分及模塊固定：主要功能分為“農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)”、“池塘區(qū)”、

“監(jiān)控室區(qū)”、“備用監(jiān)控室區(qū)”四大板塊，“農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)”、“池塘區(qū)”、

“監(jiān)控室區(qū)”涉及的模塊需固定在采集點上，路由器放置于競賽工位中提供的控

制柜上。

整體功能需求：甲方要求node-red界面及人機交互界面既能顯示實時數(shù)據(jù)，

又能查看歷史數(shù)據(jù)變化。node-red及人機交互界面數(shù)據(jù)以區(qū)域進行劃分，分為

“農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)”、“池塘區(qū)”、“監(jiān)控室區(qū)”三大板塊。node-red所有數(shù)據(jù)

需顯示在一個界面里，同一板塊數(shù)據(jù)需集中放置一起，并以板塊名字命名。人機

交互界面三大板塊數(shù)據(jù)需放置在三個界面中，溫度、濕度、光照、煙霧、照明燈

數(shù)據(jù)需添加圖片，所需素材在“競賽資料\編程素材”中。所需模塊資料在“競賽

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資料\模塊資料”中。

整體選型需求：甲方要求模塊選型以實現(xiàn)功能為主，兼顧成本和時間。涉及

的USB轉(zhuǎn)485和USB轉(zhuǎn)CAN模塊不做任何要求。

1.農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)（所有數(shù)據(jù)需保留小數(shù)點后兩位）

a)農(nóng)業(yè)大棚和監(jiān)控室直線距離200m，實際布線距離400m，甲方要求傳

感器采用CAN通信采集溫濕度，溫濕度數(shù)據(jù)顯示在node-red界面和

人機交互界面。

b)為不影響農(nóng)作物產(chǎn)量以及防止大棚內(nèi)發(fā)生意外，甲方要求實時檢測大

棚內(nèi)煙霧的濃度值，且單模塊需預(yù)留不少于三個接口連接其他設(shè)備，

濃度值以實際輸出電壓值表示，單位（V）。

c)因光照值是農(nóng)作物進行光合作用的重要原料，所以光照強度也是必不

可少的采集指標，甲方?jīng)]有對其進行具體要求。

2.池塘區(qū)（數(shù)據(jù)需保留小數(shù)點后一位）

a)有四個池塘，其中前三個已安裝到位，并已按從小到大的順序固定地

址編號1-3，現(xiàn)需要采集最后一個池塘中8個位置的水溫，甲方要求

最后一個池塘地址編號為4。地址為4的池塘距離采集室直線距離

800m，布線距離1100m，甲方在驗收時，只測試采集控制器上第三個

通道是否可以采集水溫即可。

3.監(jiān)控室區(qū)

a)采集控制室需要安裝煙霧傳感器，甲方要求采集有無煙霧報警的狀態(tài)

即可,但傳感器需有自檢功能，且通信方式為485輸出。報警狀態(tài)在

node-red界面上采用彈窗形式，在人機交互界面上采用圖片形式，所

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需圖片位于U盤根目錄\競賽資料\編程素材。

b)為保證監(jiān)控區(qū)樓道的照明感應(yīng)燈能正常使用，需要在走廊添加光照傳

感器，且甲方要求光照數(shù)據(jù)使用WiFi進行數(shù)據(jù)傳輸，光照臨界值為

1000Lux，燈的狀態(tài)需顯示在node-red及人機交互界面。node-red用

按鈕控件來顯示燈的狀態(tài)，白色表示亮燈，黑色表示滅燈；人機交互

界面用圖標顯示燈的狀態(tài)，所需圖片位于U盤根目錄\競賽資料\編程

素材。

4.備用監(jiān)控室區(qū)

備用監(jiān)控室配備一臺電腦（無WIFI功能），但甲方要求備用監(jiān)控室需利

用wifi轉(zhuǎn)串口設(shè)備，實現(xiàn)無線接入整個系統(tǒng)，來輔助監(jiān)控池塘區(qū)水溫數(shù)據(jù)。

在備用監(jiān)控室電腦打開串口調(diào)試助手，數(shù)據(jù)格式字符型，每隔1S收到發(fā)來

的溫度，例如當前水溫為25.13℃，串口助手接收到的數(shù)據(jù)為“25.13℃”，

接收數(shù)據(jù)需要帶單位。

5.控制要求

（1）采集點用給定的設(shè)備模擬實現(xiàn)，選手可將所有的傳感器和控制器安裝

在現(xiàn)場所提供的黑色網(wǎng)孔板上。

（2）人機交互界面需要顯示當前大棚溫度、濕度、光照、煙霧數(shù)據(jù)、池塘水

溫及監(jiān)控室的煙霧、燈狀態(tài)。

（3）控制柜上設(shè)有按鈕4只（2紅、2綠），指示燈4只（2紅、2綠）。要

求實現(xiàn)以下功能。

①按下一次左側(cè)第一只綠色按鈕，將當前水溫數(shù)值以表格形式保存（水溫表

格），第二次按下左側(cè)第一只綠色按鈕，可追加至表格，……如此重復(fù)操作并記錄

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保存數(shù)值（數(shù)值記錄保存位置選手自主確定），數(shù)值保存并顯示成功后此按鈕下

方的指示燈快速閃爍3次。

②右側(cè)第一只綠色按鈕2秒內(nèi)快速按下2次，可顯示/關(guān)閉水溫表格及水溫

歷史數(shù)據(jù)折線圖畫面，顯示每次采集記錄保存的數(shù)值。

③按下左側(cè)第一只紅色按鈕，可將農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)的人機界面實時數(shù)值清零，

清零后，按鈕下方指示燈點亮1S后熄滅，再過1S后才可以重新采集顯示。

④按下右側(cè)第一只紅色按鈕，可將農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)的人機界面所有實時數(shù)

據(jù)及歷史數(shù)據(jù)清零，清零后，控制柜所有指示燈點亮1S后熄滅，再過1S后才可

以重新采集顯示，以檢驗所有傳感器穩(wěn)定性。

6.布線要求

（1）甲方要求信號輸入線用藍色線，線號編號以“I”開頭自行編碼；信號

輸出線用綠色線，線號編號以“Q”開頭自行編碼；24V電源線正極用紅色線，線

號編號以“V”開頭自行編碼；24V電源線負極用黑色線，線號編號以“G”開頭

自行編碼；485通信A、B端及CAN通信H、L接線端接線分別用綠色和藍色線。

（2）控制柜220V電源入線已安裝到位。選手依據(jù)現(xiàn)場提供線材自主設(shè)計線

路實現(xiàn)功能要求。

（3）控制柜斷路器可切斷后續(xù)控制所有器件電源。緊急制動按鈕需控制24V

通斷，可對PLC及觸摸屏緊急停電；鑰匙開關(guān)需控制24V通斷，鑰匙由管理員保

存，日常處于關(guān)閉狀態(tài)，開通時對PLC及觸摸屏上電實現(xiàn)輔助監(jiān)控及控制要求。

（4）器件安裝要求布局美觀大方，走線要求科學(xué)合理。采集點實物安裝示例

圖如下圖5-2、5-3所示。

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圖5-2采集點示例圖

圖5-3控制室/柜示例實物圖

（二）項目驗收內(nèi)容

根據(jù)要求填寫項目驗收報告，并將設(shè)計的系統(tǒng)拓撲圖、平臺接線圖、硬件

選型表等資料存放到目錄“提交資料”中。

1.系統(tǒng)拓撲圖&接線圖

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（1）系統(tǒng)拓撲圖

要求將PLC、人機交互界面、路由器、交換機、按鈕指示燈、樹莓派以及所

有所選分項清單模塊繪制在拓撲圖上。拓撲圖分為：控制柜、采集點、備用監(jiān)

控室三大部分，三部分用實線方框圈出并標注名稱，模塊統(tǒng)一采用方框+名稱的

形式，傳感器需要標注地址號，PLC、人機交互界面和樹莓派需要標注IP地

址。拓撲圖之間的連線樣式不做要求，需要標注出通信方式，例如：485、

WIFI、CAN、網(wǎng)絡(luò)、直連。485通信、CAN通信需要將波特率標注在連線上。將

繪制完成的拓撲圖存放在“提交資料”中，并粘貼至驗收報告指定位置。

（2）系統(tǒng)接線圖

按照“6.布線要求”中的規(guī)范，繪制控制柜和采集點接線圖。要求涉及撥

碼開關(guān)的模塊，將撥碼開關(guān)狀態(tài)繪制在接線圖中，如下圖所示為從左到右數(shù)第1

個腳撥至ON時的狀態(tài)。控制柜和采集點分開繪制，命名為“系統(tǒng)接線圖-采集

點”“系統(tǒng)接線圖-控制柜”。將繪制完成的接線圖存放在“提交資料”中，并

粘貼至驗收報告指定位置。模塊圖片素材參看“競賽資料\模塊圖片”。

圖5-4撥碼開關(guān)樣例

2.硬件選型

控制柜/室和采集點可能用到的模塊及價格參考“競賽資料\模塊報

價.pdf”。驗收報告指定位置有模塊清單，將需要用到的模塊后面打?qū)床?/p>

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明使用數(shù)量，并最終計算出所用模塊的成本綜合，填寫至驗收報告表格指定位

置。（注意：任務(wù)書上作答無效。標紅項為必選項，成本均為虛擬報價，與實際

銷售價無關(guān)。）

3.項目驗收（220分）

（1）數(shù)據(jù)切換（50分）

①按下一次左側(cè)第一只綠色按鈕，將當前水溫數(shù)值以表格形式保存（水溫表

格），第二次按下左側(cè)第一只綠色按鈕，可追加至表格，……如此重復(fù)操作并記錄

保存數(shù)值（數(shù)值記錄保存位置選手自主確定），數(shù)值保存并顯示成功后此按鈕下

方的指示燈快速閃爍3次。

②右側(cè)第一只綠色按鈕2秒內(nèi)快速按下2次，可顯示/關(guān)閉水溫表格及水溫

歷史數(shù)據(jù)折線圖畫面，顯示每次采集記錄保存的數(shù)值。

③按下左側(cè)第一只紅色按鈕，可將農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)的人機界面實時數(shù)值清零，

清零后，按鈕下方指示燈點亮1S后熄滅，再過1S后才可以重新采集顯示。

④按下右側(cè)第一只紅色按鈕，可將農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)的人機界面所有實時數(shù)

據(jù)及歷史數(shù)據(jù)清零，清零后，控制柜所有指示燈點亮1S后熄滅，再過1S后才可

以重新采集顯示，以檢驗所有傳感器穩(wěn)定性。

按照驗收報告要求進行視頻錄制，以“視頻5-1-數(shù)據(jù)切換”命名，保存到

“提交資料”中。

（2）界面功能完整度（20分）

監(jiān)控室大屏界面應(yīng)包括當前大棚內(nèi)溫度、濕度、光照度及煙霧數(shù)值、池塘

水溫、采集控制室煙霧及光照感應(yīng)燈狀態(tài)，數(shù)值顯示清晰直觀，不超量程，沒

有負值，人機交互界面除實現(xiàn)上述功能外，還可模擬控制室/柜的按鈕及指示

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燈、按鈕方便點擊，所有功能排版整齊。采集數(shù)據(jù)以圖像的形式顯示且既能查

看歷史數(shù)據(jù)變化，又能查看當前數(shù)據(jù)；報警信息以彈窗形式進行顯示；界面顯

示要區(qū)分采集位置和傳感器模塊類型。

（3）溫度數(shù)據(jù)采集（60分）

數(shù)據(jù)采集分數(shù)占比如下表所示，溫度值在正常范圍內(nèi)即可。

表5-1溫度數(shù)據(jù)采集分數(shù)占比

區(qū)域設(shè)備分值

農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)node-red10分

人機交互界面10分

池塘區(qū)node-red10分

人機交互界面10分

備用監(jiān)控區(qū)串口助手20分

（4）濕度數(shù)據(jù)采集（20分）

數(shù)據(jù)采集分數(shù)占比如下表所示，濕度值在正常范圍內(nèi)即可。

表5-2濕度數(shù)據(jù)采集分數(shù)占比

區(qū)域設(shè)備分值

農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)node-red10分

人機交互界面10分

（5）光照數(shù)據(jù)采集（30分）

數(shù)據(jù)采集分數(shù)占比如下表所示，光照值在正常范圍內(nèi)即可，監(jiān)控室區(qū)需根據(jù)

實際光照值控制感應(yīng)燈狀態(tài)。

表5-3光照度數(shù)據(jù)采集分數(shù)占比

區(qū)域設(shè)備分值

農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)node-red5分

人機交互界面5分

監(jiān)控室區(qū)node-red10分

人機交互界面10分

（6）煙霧數(shù)值（40分）

數(shù)據(jù)采集分數(shù)占比如下表所示，煙霧值在正常范圍內(nèi)即可，監(jiān)控室區(qū)可獲取

煙霧狀態(tài)。

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表5-4煙霧數(shù)據(jù)采集分數(shù)占比

區(qū)域設(shè)備分值

農(nóng)業(yè)大棚采集區(qū)node-red10分

人機交互界面10分

監(jiān)控室區(qū)node-red10分

人機交互界面10分

按照驗收報告要求進行視頻錄制，以“視頻5-2-數(shù)據(jù)采集”命名，保存到

“提交資料”中。

（7）安裝布線工藝（50分）

根據(jù)設(shè)計的接線圖，對選擇的模塊、智能終端、線槽進行安裝并接線。

注意：模塊的安裝位置正確牢固，螺絲、螺母、墊片選型正確；線號管與

線對應(yīng)正確；冷壓端子選型合理，壓制牢固；正確選擇接線端子，且線序正

確，布局合理；在整體上，線束布局合理牢固、長短適宜、美觀大方；提交試

卷前，確保線槽蓋好。

4.過程規(guī)范性（10分）

過程規(guī)范性，安裝過程遵守操作規(guī)范。

5.成本核算（30分）

選型要考慮項目成本，每種模塊會有功能、價格等方面的區(qū)別。將選擇的

模塊在紙質(zhì)的模塊報價選型表上打√并進行總價計算，在滿足功能要求的基礎(chǔ)

上，成本低者分值高。在功能完成的前提下，最終得分=(基準成本/實際項目

成本)×30?；鶞食杀緸樗泄δ芡瓿傻年犖橹校褂玫淖畹统杀緮?shù)。功能沒完

成者得0分。

6.時間核算（30分）

項目完成后，可向裁判申請?zhí)崆敖Y(jié)束比賽，根據(jù)所用項目時間進行核算。

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在完成項目要求的前提下，用時越短者分值高。在功能完成的前提下，最終得

分=(基準時間/實際完成時間)×30?；鶞蕰r間為所有功能完