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全国职业院校技能大赛竞赛任务书赛题七赛项名称：工业网络智能控制与维护英文名称:InteIIiaemCOntrolandMaimenanCeOflndUStrialNetWOrkS赛项组别：高等职业教育（教师赛）赛项编号： ____________ G Z0162023年全国职业院校技能大赛高职组“工业网络智能控制与维护”赛项（教师赛）赛题七选手须知：1.任务书共IO页,如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判申请更换任务书。
2.参赛队应在工小时内完成任务书规定内容。
3.竞赛过程配有两台编程计算机，参考资料（使用手册、使用说明书、IO变量表）以.pdf格式放置在“E:\参考资料”文件夹下。
4.选手在竞赛过程中创建的程序文件必须存储到"D:\赛位号”文件夹下，未存储到指定位置的运行记录或程序文件均不予给分。
5.选手提交的试卷不得出现学校、姓名等与身份有关的信息，否则成绩无效。
6.每一个任务的初始状态和具体测试要求根据评判要求在开赛时、任务评分前或任务评分时给定。
7.在完成任务过程中，请及时保存程序及数据。
竞赛场次：第场赛位号：第号基于工业网络控制的变速箱部件装配生产线一、平台概述本比赛项目需通过物理平台达成考察目标，平台为一条新能源汽车变速箱部件装配生产线。
整个生产线系统由五部分构成：工业网络单元、控制单元、检测单元、执行单元和信息管理单元，每个单元均配有通信接口，通过组网能够实现整个生产线系统的互联互通。
工业网络单元利用以太网通信接口实现整个生产线系统的网络通信，能够实现与其他单元的数据、指令的网络通信与传输。
控制单元包括PLC、变频器、伺服控制器、中间继电器等电气部件。
用于接收来自检测单元的传感数据，发送控制指令，实现执行单元的动作执行，以及和信息管理单元实现数据可视化等信息化管理功能。
检测单元主要包括视觉检测、材质检测、条码/二维码检测、称重检测、速度检测、RFlD读写等产品检测装置，以及对整个生产线系统的设备状态、环境参数实时监测的各类传感装置，包括温度、湿度、电能、电量、噪声等环境监测。
无线远传智能水表及远程抄表完整解决方案目录一、引言 (1)1、概述 (1)2、术语 (2)二、无线远传智能水表及远程抄表系统解决方案 (2)1、无线智能水表抄表及抄表方案介绍 (2)2、无线抄表方式 (3)3、系统方案的硬件组成及产品描述 (4)4、后台远程抄表系统 (6)5、后台远程抄表系统的主要功能 (7)6、远传水表系统与自来水公司其他MIS系统的接口 (8)三、无线水表远程抄表的实施 (8)1、项目背景 (8)2、无线远传智能水表及远程抄表的实施 (9)一、引言1、概述从20世纪90年代开始，各种智能型水表、水表抄表系统等产品也开始兴起，尽管目前国内的水表种类形式多种多样，但是从发展角度来看,无线远传智能水表是一种必然的趋势，可以节省人力、物力、财力成本，提高抄表的准确度，更可以实现阶梯化收费，有效的利用有限的水资源。
目前我国很多地方采用将水表安装在用户室内，每月水表入户抄表收费给用户带来很多麻烦,给抄表人员带来烦恼,造成很多不必要麻烦。
为了有效解决入户抄表收费存在的诸多弊端，提高效率,杜绝拖欠费用。
因此耗能表户外计量呼声越来越高，尤其对高层、豪华居住小区，耗能表户外计量是非常必要的,传统抄表方式已经不能适应今后住宅的发展要求。
2、术语1）无线传输免费抄表频段：470.00MHz-510MHz；2）LORA直序扩频技术:是高安全性、抗干扰的一种无线序列型号传输方式;利用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。
3）无线远传智能水表：以干式或湿式水表为计量基表，加装具有远传发讯输出计量数据的自来水计量装置，接收无线抄表主设备（如:无线集中器或抄表机）的抄表指令发射数据.4）点对点或一点对多点的自动集中抄表：主设备(无线手抄器或无线集中器)不经过任何中间节点发送抄表指令给无线水表进行数据抄取、设置的抄表方式.二、无线远传智能水表及远程抄表系统解决方案1、无线智能水表抄表及抄表方案介绍无线远传智能水表采用低频窄带（频段:470MHz—510MHz）的微功率无线通信技术，利用目前最稳定可靠的直扩频技术,保证水表的通信距离一致性；水表数据经过无线集中器采集后利用现在成熟的GPRS／CDMA/3G/4G公网无线通信传输到后台抄表系统，成本便宜，通信稳定，技术成熟。
-------无线传感网络实验报告学院：信息工程学院专业：网络工程学号：201216213姓名：张新龙LEACH协议LEACH协议简介分簇算法LEACH 协议是Wendi B. Heinzelman , AnanthaP. Chandrakasan , Hari Balakrishnan (MIT ,电子与计算机系) 2000 年提出的分层的传感器网络协议, 它采用分层的网络结构. LEACH,协议是通过基于簇的操作使WSN减少功耗，LEACH，协议的目的是在网络中动态地选择传感器节点作为簇头并形成簇。
在LEACH 算法中, 节点自组织成不同的簇, 每个簇只有一个簇首.各节点独立地按照一定概率决定自己是否做簇首,周期性的进行簇首选举和网络重组过程, 避免了簇首节点能耗过多, 影响网络寿命. LEACH 算法建立在所有节点都是平等且无线电信号在各个方向上能耗相同的假设上。
LEACH协议有时候也会动态地改变簇的活跃动态，如果采用高功率的方式使网络中的所有传感器节点与汇聚节点进行通信。
LEACH协议原理LEACH 协议分为两个阶段操作, 即簇准备阶段(set - up phase)和就绪阶段(ready phase). 为了使能耗最小化, 就绪阶段持续的时间比簇准备阶段长簇准备阶段和就绪阶段所持续的时间总和称为一轮(round). [ 7-8]在簇准备阶段, 随机选择一个传感器节点作为簇首节点(cluster head node), 随机性确保簇首与Sink 节点之间数据传输的高能耗成本均匀地分摊到所有传感器节点. 簇首节点选定后, 该簇首节点对网络中所有节点进行广播, 广播数据包含有该节点成为簇首节点的信息. 一旦传感器节点收到广播数据包, 根据接收到的各个簇首节点广播信号强度, 选择信号强度最大的簇首节点加入, 向其发送成为其成员的数据包.以便节省能量.簇头建立阶段：初始阶段，每个节点从0和1中随机产生一个数，如果这个数小于阀值T（n），该节点就成为当前轮的簇头。
油田井口智能RTU设计作者：葛浩翁惠辉来源：《科学与财富》2020年第36期摘要：本文针对油田数字化与智能化监控需求，介绍了一种基于STM32F103VET6处理芯片的油田井口智能RTU系统设计方案。
研制以ARM嵌入式系统为核心的RTU，采用多种类型的无线数据传输模块，并进行采集与控制电路、通信电路及电能检测模块电路设计。
与传统的 RTU 相比，该方案具有功能多、处理速度快、现场应用灵活和通信接口丰富等优点。
关键词：RTU;ARM嵌入式;无线通信引言随着近年来油田数字化逐步向智能化不断迈进，基于物联网的油气生产监控系统已成为各大油田智能化建设的主要趋势。
数字化与智能化油田井场生产监控的关键核心是以RTU为控制核心远程监测抽油井的三相电参数、油压、套压、回压、功图、炉温、出口压力等参数。
因此研制油井井口智能RTU在数字化与智能化油田监控具有重要的现实意义和应用价值。
针对数字化与智能化油田井场监控技术特点，并结合油田数字化井场监控系统项目要求，对油田井场生产工艺与井场监测设备以及数字化井场监控系统进行分析，确定油井智能RTU功能需求与技术指标。
1.系统总体方案油田工业现场这一特殊环境决定了CPU要有足够的可靠性和低功耗。
ARM系列处理器性能高、功耗低，恰恰符合本设计要求[1]。
根据 RTU 的功能要求，本系统设计以STM32F103VET6为主控制芯片，硬件由电源模块、电能检测模块、采集模块、控制输出模块和通信模块组成，其中通信模块又包含APC240无线模块、Zigbee无线模块及4G网络通讯模块。
其系统硬件模块框图如图1所示：2.采集电路设计：信息采集包括設备运行状态信息的采集和环境信息采集，需要远程监测抽油井的数据主要有：油压、套压、回压、功图、井温、炉温、出口压力[2]。
在数字量输入输出电路中采用了芯片TLP185，即采用光电耦合器进行隔离，发光二极管把输入的电信号转换为光信号，光信号经过光敏管转换为电信号输出。
配电互联 绿色能效地址:中国 河南郑州市东明路南41号电话:400-0371-828 传真：*************网址:公司简介ISO9001质量管理体系认证。
公司在自主研发的同时积极与西安为贯彻国家“十三五”规划中关于“加快建设重点用能单位能耗在线监测系统，健全能源计量体系”的工作指示，实际解决传统配电系统存在的“结构复杂、配电自动化水平低、维护成本居高不下”等问题，全面提升配电房运维效果和供电可靠性势在必行。
康派智能自主研发的T @Po w e r 智能配电运检监测管理系统基于物联网、大数据和电气专业，通过采集、分析电参量、温湿度、烟雾、气体、视频等数据，实时掌控供配电系统运行状况，达到预测、预警功能，转变"被动抢险"为"主动运维"，推动企业用户的管理工作向标准化、信息化、网络化方向发展。
整体解决方案系统架构了解和诊断现状发现问题根源选择和制定方案工程实施和反馈配电自动化水平低配电房运维效果差安全隐患后知后觉供电可靠性差生产用电管理监测数据记录及时告警诊断智能巡检系统分布式子站的建设平台遵循电力行业常规协议标准远程站端实时监控现场装置不联网数据偏差大缺乏集中管理多个系统不兼容系统界面在线监测通过地图方式实时显示各配电室的位置、告警信息，并可以选择显示站房名称、数据，提供企业的实时负荷、今日电量、用电类型、供电电压等级、变电总容量等信息。
通过站内一次接线图方式实时显示各类数据，包括电气量、温湿度、烟感状态等信息。
告警信息可分类显示各配电室的各类告警列表，包括事件类型、时间、事件内容、用户等信息。
通过告警管理可以管理站房的告警事件，同时进行语音报警。
实时数据查询可以查询1小时之内秒级数据，1天之内分钟级数据，并用曲线显示数据的变化，同时罗列数据表。
历史数据查询电量指标综合分析对企业电量电费进行分析、日/月负荷特性分析、电价时段分析、功率因数分析。
历史数据模块提供每个站房的历史数据查询功能，可查看每个站房相临两日24 小时负荷、每日电流、电压、电表示数、功率、功率因数、谐波、温度等参数的历史数据。
无线WirelessHART系统构成及WirelessHART技术应用实例在听收音机时、通过电视机天线接收电视塔发射的电视信号时、使用电视遥控器转换电视频道时或者打手机时，都是我们在日常生活中使用无线技术的例子。
无线技术对于过程工业中的某些领域来说并不是新事物，例如带GSM/GPRS 模块的远程测控终端将监控的数据以短信息方式，通过电信部门提供的短信业务定时将数据传送到控制中心，再如无线数传电台通过无线电波来传送监测数据都利用了无线技术，还有WIFI、蓝牙、Zigbee等等。
010年4月12日国际电工委员会(IEC)全票表决通过无线HART技术(Wireless HART)成为工业过程测量和控制领域的首个无线国际标准IEC 62591。
这一新标准由包括艾默生过程管理公司、ABB、E+H、MACTek、P+F和西门子在内超过200家会员的大型过程控制厂商，在非营利机构HART通讯基金会的框架下开发完成。
2010年7月25日消息欧洲标准化委员会(CEN)已经批准WirelessHART规范成为一个欧洲国家标准(EN 62591)，而在这之前，德国测量与控制标准委员会(NAMUR)提交的报告也表示其对WirelessHART技术能够符合无线传感器网络在过程工业中的应用要求表示肯定。
用户越来越多地将无线产品用到了采用有线技术过于昂贵或者不可行的场合，比如监视行进中轨道机车的温度、或者远程离岸石油平台的井口压力，以及能够改进生产过程安全性的腐蚀和振动检测类应用。
IEC 62591标准以广泛应用于配置和集成设备到自动化系统的HART通信协议为基础，使得那些希望将WirelessHART产品加入到现有系统的用户，依然能够采用熟悉的工具和培训方法来管理新的无线产品。
WirelessHART标准是专门为控制和监测应用而设计的。
符合WirelessHART 标准的智能无线设备通过自组织网络结构，使数据传递的可靠性达到99.9%(在昆明召开的“艾默生智能无线体验之旅”技术交流会介绍的是99.99%)，确保数据在传递过程中不会丢失。
第1篇随着物联网技术的飞速发展，物联网解决方案已经成为现代智慧城市建设的重要组成部分。
网络层作为物联网解决方案的核心组成部分，负责连接各个设备和平台，实现数据的传输和共享。
本文将从网络层的概念、技术架构、关键技术和应用场景等方面进行详细阐述。
一、网络层的概念网络层是物联网解决方案中的关键环节，它负责将物联网设备、传感器、平台等进行连接，实现数据的采集、传输和处理。
网络层主要包括以下几个层次：1. 设备层：包括各种物联网设备，如传感器、执行器、控制器等，负责数据的采集和初步处理。
2. 传输层：负责将设备层采集到的数据传输到平台层，包括有线和无线传输方式。
3. 平台层：负责数据的存储、处理、分析和应用，为用户提供服务和功能。
4. 应用层：根据用户需求，提供各类应用和服务，如智能家居、智能交通、智能医疗等。
二、网络层技术架构物联网网络层技术架构主要包括以下几种：1. 有线网络层：采用有线传输方式，如以太网、光纤等，具有高速、稳定的特点。
2. 无线网络层：采用无线传输方式，如Wi-Fi、蓝牙、ZigBee、LoRa等，具有低成本、易于部署的特点。
3. 混合网络层：结合有线和无线网络层，根据实际需求选择合适的传输方式，提高网络覆盖范围和稳定性。
4. 网络虚拟化层：通过虚拟化技术，将物理网络资源进行整合和优化，提高网络资源利用率。
三、网络层关键技术1. 网络协议：物联网网络层需要采用适合物联网特性的网络协议，如IPv6、MQTT、CoAP等。
2. 网络安全：为确保数据传输安全，需要采用加密、认证、授权等安全技术，如SSL/TLS、OAuth等。
3. 节能技术：物联网设备通常具有低功耗特性，需要采用节能技术，如睡眠模式、动态调整通信速率等。
4. 网络优化技术：针对物联网网络特点，采用网络优化技术，如多路径传输、网络拥塞控制等，提高网络性能。
5. 网络管理技术：通过网络管理平台，对物联网网络进行监控、配置、优化等操作，确保网络稳定运行。
