《物联网工程应用系统（智慧城市）》第二章智慧城市实训系统工程实施课件

第2章智慧城市实训系统工程实施第2章1本章学习目标本章学习目标掌握智慧城市实训系统感知层设备的安装与调试方法并完成相应设备的安装调试。掌握智慧城市实训系统传输层设备的安装与调试方法并完成相应设备的安装调试。掌握智慧城市实训系统应用层软件的部署与测试方法并完成相应软件的部署。本章学习目标掌握智慧城市实训系统感知层设备的安装与调试方法201感知层设备安装与调试感知层设备安装与调试01感知层设备安装与调试32.1.1系统工位布局及设备连接关系2.1.1.1 工位布局工位布局本智慧城市实训系统采用图本智慧城市实训系统采用图2.1所示双工位结构设计。其中，左工位主要布设有各种所示双工位结构设计。其中，左工位主要布设有各种ZigBee节点，右工位主要布设有各种传感器节点。左右工位的布局分别如图节点，右工位主要布设有各种传感器节点。左右工位的布局分别如图2.2、图、图2.3所示。所示。图图2.1 2.1 智慧城市实训系统工位结构智慧城市实训系统工位结构2.1.1系统工位布局及设备连接关系2.1.1.1工4图图2.2 2.2 智慧城市应用场景左工位布局图智慧城市应用场景左工位布局图图图2.3 智慧城市应用场景右工位布局图智慧城市应用场景右工位布局图图2.2智慧城市应用场景左工位布局图52.1.1.2 设备连接关系设备连接关系左右工位中相关设备的连接关系分别如图左右工位中相关设备的连接关系分别如图2.4、图、图2.5所示，工位上各类插孔、开关所示，工位上各类插孔、开关的连接关系如图的连接关系如图2.6所示。所示。图图2.4 2.4 智慧城市应用场景左工位设备连线图智慧城市应用场景左工位设备连线图注：注：机柜一网孔板之间连续机柜一网孔板之间连续图图2.5 智慧城市应用场景右工位设备连线图智慧城市应用场景右工位设备连线图2.1.1.2设备连接关系图2.4智慧城市应用场景左6图图2.6 智慧城市应用场景工位插孔、开关连线图智慧城市应用场景工位插孔、开关连线图图2.6智慧城市应用场景工位插孔、开关连线图702感知层设备的安装与调试感知层设备的安装与调试02感知层设备的安装与调试82.1.2.1 数字量（开关量）采集器及相关设备的安装数字量（开关量）采集器及相关设备的安装连接数字量（开关量）采集器相关设备如表连接数字量（开关量）采集器相关设备如表2.1所示，对应的设备连接关系如图所示，对应的设备连接关系如图2.7所所示。示。序号设备名称单位数量1ADAM 4150数字量采集器台12RS485/232无源转换器个13继电器模块个34照明灯座（灯组）个25旋转警示灯个16红外对射传感器套27人体红外开关个18火焰探测器台19烟感探测器台1表表2.1 数字量（开关量）采集器及相关连接设备清单数字量（开关量）采集器及相关连接设备清单2.1.2.1数字量（开关量）采集器及相关设备的安装序号9图图2.7 ADAM 41502.7 ADAM 4150相关设备连接电路图相关设备连接电路图图2.7ADAM4150相关设备连接电路图101.1.数字量（开关量）采集器的安装数字量（开关量）采集器的安装本实训系统选择本实训系统选择ADAM-4000系列（系列（4150）模块为数字量采集器，其实物如图）模块为数字量采集器，其实物如图2.8所所示。示。ADAM 4150采用采用EIA RS485通信协议，是工业上使用最广泛的双向、平衡传输线通信协议，是工业上使用最广泛的双向、平衡传输线标准。标准。ADAM-4150能够与双绞线多支路网络上的网络主机进行通信，可以远距离高能够与双绞线多支路网络上的网络主机进行通信，可以远距离高速传输和接收数据。速传输和接收数据。ADAM-4150的连线如图2.9所示。其中，+VS、两个GND间接入24V直流电源；D+、D-接入RS485转换器。安装时，首先将配备的长方形小塑料底板安装在工位上，把采集器面板上两颗螺钉旋松，再将采集器背后螺丝孔对准长方形小塑料底板安装。图图2.8 ADAM-4150数字量采集器数字量采集器图图2.9 ADAM-4150数字量采集器的连接方式数字量采集器的连接方式1.数字量（开关量）采集器的安装图2.8ADAM-41112.2.连接数字量（开关量）采集器相关设备的安装连接数字量（开关量）采集器相关设备的安装1）RS485/232无源转换器的安装无源转换器的安装与与ADAM 4150连接的连接的RS485/232转换器实物如图转换器实物如图2.10所示。它将采集器上采集所示。它将采集器上采集的数据进行转换，通过串口传输到终端设备，再由终端来分析采集到的数据。安的数据进行转换，通过串口传输到终端设备，再由终端来分析采集到的数据。安装时，将装时，将485-端口接端口接ADAM 4150的的D-，将，将485+端口接端口接ADAM 4150的的D+。2）照明灯1的安装与调试照明灯的连接需使用继电器模块，其实物如图2.11所示。下面首先安装继电器，其号引脚是设备信号，接ADAM4150的DO1上；引脚接继电器工作电压（24V）；、号引脚根据设备情况接相应电源；、号引脚连接设备电源。当继电器开关闭合时，、号引脚和、号引脚连接对应电源并工作。接下来安装照明灯（见图2.12）。安装时，底座下方有三个拆解卡扣，将盖子打开，用螺丝将底座固定在工位上，底座上的出线孔可自行拆除。标注有“N”的接12V电源负极，标注“L”的接12V电源正极。安装完毕后将盖子装上，再旋上灯泡即可。灯座安装好后，需将其与继电器模块连接，其中，“L”端（红线）接继电器的号引脚，“N”端（黑线）接继电器的号引脚。图图2.10 RS485/2322.10 RS485/232转换器转换器图图2.11 2.11 继电器连接示意图继电器连接示意图图图2.12 2.12 灯座的安装示意图灯座的安装示意图2.连接数字量（开关量）采集器相关设备的安装图2.1012待相关设备安装完毕后，即可测试照明灯，具体方法如下：待相关设备安装完毕后，即可测试照明灯，具体方法如下：（1）用信号线分别将）用信号线分别将RS485/232无源转换器的无源转换器的T/R+、T/R-接线口与数字量采集器接线口与数字量采集器D+、D-接线口连接，然后将接线口连接，然后将RS485/232无源转换器插入无源转换器插入PC的的COM端口（串口）。端口（串口）。（2）利用串口调试助手或串口操作工具软件，分别输入十六进制形式的指令，操）利用串口调试助手或串口操作工具软件，分别输入十六进制形式的指令，操控灯的亮灭。其中，开灯指令（十六进制）为控灯的亮灭。其中，开灯指令（十六进制）为“01 05 00 11 FF 00 D 3F”，关灯指令，关灯指令（十六进制）为（十六进制）为“01 05 00 11 00 00 9D CF”。3）照明灯）照明灯2的安装与调试的安装与调试照明灯照明灯2安装在右工位上，继电器、灯座的连接方法与照明灯安装在右工位上，继电器、灯座的连接方法与照明灯1类似，不同的是：继类似，不同的是：继电器模块的电器模块的号引脚接号引脚接ADAM 4150的的DO2上。上。照明灯照明灯2对应的开灯指令和关灯指令是对应的开灯指令和关灯指令是“01 05 00 12 FF 00 D 3F”和和“01 05 00 12 00 00 9D CF”。完成以上照明灯、继电器、完成以上照明灯、继电器、ADAM 4150的安装后，其效果如图的安装后，其效果如图2.13所示。所示。图图2.13 2.13 照明灯、继电器、照明灯、继电器、ADAM 4150ADAM 4150安装效果图安装效果图待相关设备安装完毕后，即可测试照明灯，具体方法如下：图2.1134）警示灯的安装与调试）警示灯的安装与调试警示灯实物如图警示灯实物如图2.14所示，它的连接与照明灯类似。其中，警示灯的红线接继电器所示，它的连接与照明灯类似。其中，警示灯的红线接继电器号引脚，黑线号引脚，黑线接继电器接继电器号引脚；继电器的号引脚；继电器的号引脚接号引脚接ADAM 4150的的DO0，继电器的，继电器的号引脚接号引脚接+12 V电源负极，电源负极，继电器的继电器的号引脚接号引脚接+12 V电源正极。电源正极。警示灯的相关测试指令（十六进制）为：打开：01050010FF008DFF；关闭：010500100000CC0F。5）火焰探测器的安装与测试火焰探测器用于搜寻火源，它利用红外线对火焰非常灵敏的特点，使用特制的红外线接收管来检测火焰，然后把火焰的亮度转化为高低变化的电平信号输入到MCU中，由MCU根据信号的变化做出相应的程序处理。火焰探测器实物如图2.15所示。安装时，将探测器的底座旋下，使之与探测器分离，按如图2.15所示接好线后再将底座旋上。其中，探测器的信号输出端连接到ADAM4150的DI1引脚上。安装好探测器后，可用打火机点火置于火焰探测器下方530cm处，等待一段时间后，若两个闪烁的指示灯长亮，就说明探测器已检测到火焰。图图2.14 2.14 警示灯实物图警示灯实物图图图2.15 火焰探测器的安装方式火焰探测器的安装方式4）警示灯的安装与调试图2.14警示灯实物图图2.15146）烟雾探测器的安装与测试）烟雾探测器的安装与测试烟雾探测器也被称为感烟式火灾探测器、烟感探测器等，主要用于消防系统。烟雾探测器也被称为感烟式火灾探测器、烟感探测器等，主要用于消防系统。烟雾探测器实物如图烟雾探测器实物如图2.16所示。安装时，将探测器的底座旋下，使之与探测器分离，按如图所示。安装时，将探测器的底座旋下，使之与探测器分离，按如图2.16所所示接好线后再将底座旋上。其中，探测器的信号输出端连接到示接好线后再将底座旋上。其中，探测器的信号输出端连接到ADAM 4150的的DI2引脚上。引脚上。触控烟雾探测器的触控按钮，烟雾探测器会发出连续蜂鸣声，指示灯长亮。若指示灯长亮且蜂鸣触控烟雾探测器的触控按钮，烟雾探测器会发出连续蜂鸣声，指示灯长亮。若指示灯长亮且蜂鸣器长鸣，就说明烟雾传感器被触发，有烟雾。器长鸣，就说明烟雾传感器被触发，有烟雾。7）人体红外传感器的安装与测试人体红外传感器是利用红外线检测人体的移动行为，来判断是否有人进入其感应范围。人体红外传感器的实物如图2.17所示。其中，红线接24V电源的正极，黑线接24V电源的负极；黄线为传感器输出信号线，接ADAM4150的DI0。设备运行时，使用实训系统配套的黑色泡沫遮挡传感器约10秒，ADAM4150的DI0指示灯亮表示“有人”，灭表示“无人”。若有上述状态出现，说明设备正确安装。图图2.16 2.16 烟雾探测器的安装方式烟雾探测器的安装方式图图2.17 2.17 人体红外传感器的安装方式人体红外传感器的安装方式6）烟雾探测器的安装与测试图2.16烟雾探测器的安装方式158）红外对射传感器的安装与测试）红外对射传感器的安装与测试红外对射传感器全名叫红外对射传感器全名叫“光束遮断式感应器光束遮断式感应器”(Photoelectric Beam Detector)，其，其基本的构造包括瞄准孔、光束强度指示灯、球面镜片、基本的构造包括瞄准孔、光束强度指示灯、球面镜片、LED指示灯等。侦测原理是利指示灯等。侦测原理是利用用LED红外光发射二极管发射红外线，再经光学镜面作聚焦处理使光线传至受光器，红外光发射二极管发射红外线，再经光学镜面作聚焦处理使光线传至受光器，当传输路径上的光线被遮断时就会发出警报。当传输路径上的光线被遮断时就会发出警报。图图2.18所示为红外对射传感器的连接方式。安装时，收发器的最佳安装高度应大于所示为红外对射传感器的连接方式。安装时，收发器的最佳安装高度应大于20 cm，安装距离不小于，安装距离不小于2 m，并要保持红外保护装置垂直放置且在同一水平线上。，并要保持红外保护装置垂直放置且在同一水平线上。设备运行时，用手遮住红外对射线后，若设备运行时，用手遮住红外对射线后，若ADAM 4150的的DI4指示灯亮，说明设备正确指示灯亮，说明设备正确安装。安装。完成以上ADAM4150相关设备安装完成后，其效果如图2.19所示。图图2.18 2.18 红外对射传感器的连接方式红外对射传感器的连接方式图图2.19 ADAM 41502.19 ADAM 4150相关设备安装效果图相关设备安装效果图8）红外对射传感器的安装与测试图2.18红外对射传感器的162.1.2.2 ZigBee四模拟量采集模块及相关设备的安装四模拟量采集模块及相关设备的安装ZigBee四模拟量采集器相关设备如表四模拟量采集器相关设备如表2.2所示，对应的设备连接关系如图所示，对应的设备连接关系如图2.20所示。所示。表表2.2 ZigBee四模拟量采集模块及相关连接设备清单四模拟量采集模块及相关连接设备清单序号设备名称单位数量1ZigBee四输入模拟量采集模块块12光照度传感器台13温湿度传感器台1图图2.20 ZigBee2.20 ZigBee四输入模拟量采集模块相关设备连接电路图四输入模拟量采集模块相关设备连接电路图2.1.2.2ZigBee四模拟量采集模块及相关设备的安171.ZigBee1.ZigBee四输入模拟量采集模块的安装四输入模拟量采集模块的安装ZigBee四输入模拟量采集模块实物如图四输入模拟量采集模块实物如图2.21所示，它用于采集模拟信号量，并将所示，它用于采集模拟信号量，并将采集到的信号通过采集到的信号通过ZigBee上传。安装时，按图上传。安装时，按图2.20所示依次接入温湿度传感器、光所示依次接入温湿度传感器、光照传感器的数据线，并将其他引脚接照传感器的数据线，并将其他引脚接GND。2.ZigBee四输入模拟量采集模块相关设备的安装1）光照度传感器的安装光照度传感器采用高灵敏度传感器元件为传感器，具有测量范围宽、使用方便、便于安装、传输距离远等特点，其实物如图2.22所示。安装时，通过左右各一颗螺丝固定在工位上；传感器的红线接24V直流电源的正极，黑线接24V直流电源的负极，黄色信号线接ZigBee四输入模拟量采集模块的IN1上。图图2.21 ZigBee2.21 ZigBee四输入模拟量采集模块的接线方式四输入模拟量采集模块的接线方式图图2.22 2.22 光照度传感器的安装方式光照度传感器的安装方式1.ZigBee四输入模拟量采集模块的安装图2.21Z182）温湿度传感器的安装）温湿度传感器的安装温湿度传感器采用高灵敏度数字温湿度传感器和低功耗单片机开发，具有响应时温湿度传感器采用高灵敏度数字温湿度传感器和低功耗单片机开发，具有响应时间短、精度高、稳定性好等特点，其实物如图间短、精度高、稳定性好等特点，其实物如图2.23所示。安装时，通过左右各一颗所示。安装时，通过左右各一颗螺丝固定在工位上；传感器的红线接螺丝固定在工位上；传感器的红线接24 V直流电源的正极，黑线接直流电源的正极，黑线接24 V直流电源的直流电源的负极；绿色信号线是湿度信号输出线，接负极；绿色信号线是湿度信号输出线，接ZigBee四输入模拟量采集模块的四输入模拟量采集模块的IN3；蓝色；蓝色信号线是温度信号输出线，接信号线是温度信号输出线，接ZigBee四输入模拟量采集模块的四输入模拟量采集模块的IN2。以上ZigBee四输入模拟量采集模块相关设备安装完后，其效果如图2.24所示。图图2.23 2.23 温湿度传感器的安装方式温湿度传感器的安装方式图图2.24 ZigBee2.24 ZigBee四输入模拟量采集模块相关设备安装效果图四输入模拟量采集模块相关设备安装效果图2）温湿度传感器的安装图2.23温湿度传感器的安装方式图192.1.2.3 ZigBee数字量相关设备的安装数字量相关设备的安装ZigBee数字量相关设备如表数字量相关设备如表2.3所示。所示。表表2.3 ZigBee四模拟量采集模块及相关连接设备清单四模拟量采集模块及相关连接设备清单序号设备名称单位数量1ZigBee协调器块12ZigBee继电器块33风扇个34RS485/232无源转换器个11.ZigBee1.ZigBee协调器的安装协调器的安装ZigBee协调器与其他设备的连接关系如图协调器与其他设备的连接关系如图2.25所示，它采用所示，它采用5 V直流电源供电，并直流电源供电，并通过串口连接移动互联终端通过串口连接移动互联终端。图图2.25 ZigBee2.25 ZigBee协调器的连接关系协调器的连接关系2.1.2.3ZigBee数字量相关设备的安装表2.3202.2.风扇的安装风扇的安装风扇与风扇与ZigBee继电器模块的连接关系如图继电器模块的连接关系如图2.26所示。其中，所示。其中，ZigBee继电器模块是继电器模块是类似开关量采集器和继电器二合一功能的一类模块，其实物连接关系及安装效果如类似开关量采集器和继电器二合一功能的一类模块，其实物连接关系及安装效果如图图2.27所示。安装时，首先将所示。安装时，首先将ZigBee板安装在有机玻璃板（透明板）上，再将板子板安装在有机玻璃板（透明板）上，再将板子用螺丝固定在工位合适位置；接线的方法是：用螺丝固定在工位合适位置；接线的方法是：ZigBee节点用节点用5 V直流电源供电，继电直流电源供电，继电器模块从上至下的器模块从上至下的4个引脚依次接个引脚依次接24 V电源正极、电源正极、24 V电源负极、风扇电源负极、风扇+、风扇。、风扇。注意：这里选用的风扇为注意：这里选用的风扇为24 V直流电源供电风扇，其中红色线为风扇直流电源供电风扇，其中红色线为风扇+，需接入，需接入24 V直流电源的正极；黑色线为风扇，需接入直流电源的正极；黑色线为风扇，需接入24 V直流电源的负极。直流电源的负极。图图2.26 2.26 风扇与风扇与ZigBeeZigBee控制器的连接关系控制器的连接关系 图图2.27 ZigBee2.27 ZigBee控制器的连接关系及安装效果控制器的连接关系及安装效果2.风扇的安装图2.26风扇与ZigBee控制器的连接21设备安装完毕并投入运行后，可利用串口调试助手测试风扇运行状态，具体方法是：设备安装完毕并投入运行后，可利用串口调试助手测试风扇运行状态，具体方法是：将将ZigBee协调器串口接串口服务器；协调器串口接串口服务器；在在PC上配置串口服务器，并接通上配置串口服务器，并接通ZigBee协协调器串口，设置波特率为调器串口，设置波特率为38 400 bps；输入相应指令测试风扇运行状态，相关指令输入相应指令测试风扇运行状态，相关指令如表如表2.4所示。所示。表表2.4 风扇运行控制指令表风扇运行控制指令表序号被控对象十六进制测试指令打开关闭1风扇1FF F5 05 02 01 00 00 01 03FF F5 05 02 01 00 00 01 022风扇2FF F5 05 02 02 00 00 01 02FF F5 05 02 02 00 00 01 013风扇3FF F5 05 02 03 00 00 01 01FF F5 05 02 03 00 00 01 00另外，为了使用另外，为了使用ZigBee协调器、协调器、ZigBee风扇控风扇控制器等，需要对制器等，需要对ZigBee节点进行配置，方法如下：节点进行配置，方法如下：1）ZigBee协调器模块配置协调器模块配置（1）打开）打开PC端上的端上的“ZigBee组网参数设置组网参数设置V1.2.exe”工具软件进行配置。工具软件进行配置。（2）选择正确的波特率（）选择正确的波特率（38 400 bps）和串）和串口（口（COM1），打开串口。），打开串口。（3）点击读取，查看当前连接到的）点击读取，查看当前连接到的ZigBee信信息，并可设置、读取和修改参数（如图息，并可设置、读取和修改参数（如图2.28）。）。同时，要记住协调器的同时，要记住协调器的PAND ID和通道工作信道和通道工作信道（channel）。）。图图2.28 ZigBee2.28 ZigBee组网参数设置工具配置界面组网参数设置工具配置界面设备安装完毕并投入运行后，可利用串口调试助手测试风扇运行状态22（4）配置）配置ZigBee参数时必须把协调器、各类传感器和继电器的参数时必须把协调器、各类传感器和继电器的PAND ID以及工以及工作信道设置成同样的参数，才可以组网。作信道设置成同样的参数，才可以组网。（5）如果配置无法使用，需要重新烧写程序后，再进行重新配置。）如果配置无法使用，需要重新烧写程序后，再进行重新配置。2）ZigBee继电器模块配置继电器模块配置（1）打开）打开PC端上的端上的“ZigBee组网参数设置组网参数设置V1.2.exe”工具软件进行配置。工具软件进行配置。（2）选择正确的波特率（）选择正确的波特率（38 400 bps）和串口（）和串口（COM1），打开串口。），打开串口。（3）点击读取，查看当前连接到的）点击读取，查看当前连接到的ZigBee信息，并可设置、读取和修改参数设信息，并可设置、读取和修改参数设置。工作信道选择和协调器的一致，置。工作信道选择和协调器的一致，PAND ID 设置和协调器一致，如果这两个参设置和协调器一致，如果这两个参数没有与协调器设置一致，就无法正常使用。数没有与协调器设置一致，就无法正常使用。（4）本例使用的继电器模块有三个，序号分别为）本例使用的继电器模块有三个，序号分别为“0001”、“0002”、“0003”。传感器类型不使用，默认不用修改，然后选择设置。传感器类型不使用，默认不用修改，然后选择设置。（5）如果配置无法使用，请重新烧写程序后，再进行配置。）如果配置无法使用，请重新烧写程序后，再进行配置。（4）配置ZigBee参数时必须把协调器、各类传感器和继电器232.1.2.4 智能农业应用系统传感器的安装智能农业应用系统传感器的安装智能农业应用系统使用单独一组无线传感器，包括左工位上的智能农业应用系统使用单独一组无线传感器，包括左工位上的9个个ZigBee板。工位板。工位桌面上的协调器桌面上的协调器ZigBee板通过串口线与移动互联终端直连，将数据传给移动互联板通过串口线与移动互联终端直连，将数据传给移动互联终端，移动互联终端通过智慧城市的智能农业模块将数据显示出来。终端，移动互联终端通过智慧城市的智能农业模块将数据显示出来。除了前述除了前述ZigBee数字量采集模块相关设备外，智能农业应用系统还需要安装数字量采集模块相关设备外，智能农业应用系统还需要安装6个个ZigBee传感器节点，分别是空气质量传感器节点、可燃气体传感器节点、光电传传感器节点，分别是空气质量传感器节点、可燃气体传感器节点、光电传感器节点、温湿度传感器节点、人体红外传感器节点、火焰感测传感器节点，其感器节点、温湿度传感器节点、人体红外传感器节点、火焰感测传感器节点，其连接关系及安装效果分别如图连接关系及安装效果分别如图2.29、图、图2.30所示。所示。图图2.29 2.29 智能农业应用系统传感器节点连接关系智能农业应用系统传感器节点连接关系2.1.2.4智能农业应用系统传感器的安装24（a）空气质量传感器节点（b）可燃气体传感器节点（c）光电传感器节点（d）温湿度传感器节点（e）人体红外传感器节点（f）火焰感测传感器节点图图2.30 2.30 智能农业应用系统传感器模块安装效果智能农业应用系统传感器模块安装效果图2.30智能农业应用系统传感器模块安装效果25ZigBee传感器节点在投入使用前也需要配置，步骤如下：传感器节点在投入使用前也需要配置，步骤如下：（1）打开）打开PC端上的端上的“ZigBee组网参数设置组网参数设置V1.2.exe”工具软件进行配置。工具软件进行配置。（2）选择正确的波特率（）选择正确的波特率（38 400）和串口（）和串口（COM1），打开串口。），打开串口。（3）点击读取，查看当前连接到的）点击读取，查看当前连接到的ZigBee信息，并可设置、读取和修改参数设置。信息，并可设置、读取和修改参数设置。工作信道选择和协调器的一致，工作信道选择和协调器的一致，PAND ID 设置和协调器一致，如果这两个参数没有设设置和协调器一致，如果这两个参数没有设置和协调器一致，就无法正常使用。置和协调器一致，就无法正常使用。（4）配置传感器节点时，设备编号的高低位（序列号）不用重新设置，保留原本）配置传感器节点时，设备编号的高低位（序列号）不用重新设置，保留原本配置即可，但传感器类型必须得选择配置即可，但传感器类型必须得选择“四通道电流四通道电流”或相对应的传感器类型，其他传或相对应的传感器类型，其他传感器选择不需要配置，配置结束点击设置键。感器选择不需要配置，配置结束点击设置键。（5）如果配置无法使用，请重新烧写程序后，再进行配置。）如果配置无法使用，请重新烧写程序后，再进行配置。ZigBee传感器节点在投入使用前也需要配置，步骤如下：262.1.2.5 智能商业应用系统设备安装智能商业应用系统设备安装1.1.智能商业应用系统挂载设备的安装智能商业应用系统挂载设备的安装智能商业应用系统挂载设备如表智能商业应用系统挂载设备如表2.5所示，对应的设备连接关系见图所示，对应的设备连接关系见图2.31。其中，。其中，LED显示屏采用显示屏采用220 V交流供电，并通过串口线连接到串口服务器的交流供电，并通过串口线连接到串口服务器的P4接入口；中接入口；中距离距离RFID读写器接入串口服务器的读写器接入串口服务器的P3口。口。表表2.5 智能商业应用系统挂载设备清单智能商业应用系统挂载设备清单序号设备名称单位数量1LED显示屏台12电子价格标签张33中距离RFID一体机（超高频）台1图图2.31 2.31 智能商业应用系统挂载设备连接示意图智能商业应用系统挂载设备连接示意图2.1.2.5智能商业应用系统设备安装表2.5智能商271）LED屏的安装屏的安装LED显示屏又叫电子显示屏或飘字屏幕，是由显示屏又叫电子显示屏或飘字屏幕，是由LED点阵和点阵和LED pc面板组成，通过面板组成，通过红色、蓝色、白色、绿色红色、蓝色、白色、绿色LED灯的亮灭来显示文字、图片、动画、视频、内容。灯的亮灭来显示文字、图片、动画、视频、内容。LED显示屏安装需从背后用螺丝旋入屏，将其固定在工位上。然后，将串口接线在显示屏安装需从背后用螺丝旋入屏，将其固定在工位上。然后，将串口接线在串口服务第串口服务第4个通信口个通信口P4上，电源直接插在工位背后的上，电源直接插在工位背后的220 V交流插座上。交流插座上。LED显示屏的测试需用到显示屏的测试需用到“智慧城市实训平台资料智慧城市实训平台资料02_工具和驱动工具和驱动12.LED测试工测试工具具”中的程序中的程序yxtp_setup_v3.58.exe，其运行界面如图，其运行界面如图2.32所示。所示。2）中距离RFID一体机的连接超高频RFID技术具有能一次性读取多个标签、穿透性强、可多次读写、数据的记忆容量大，无源电子标签成本低、体积小，使用方便，可靠性和寿命高等特点，得到了世界各国的重视。超高频RFID的核心技术主要包括防碰撞算法、低功耗芯片设计、UHF电子标签天线设计、测试认证等方面。本实训系统所使用的RFID一体机如图2.33所示。图图2.32 LED2.32 LED测试工具运行界面测试工具运行界面图图2.33 2.33 中距离（超高频）中距离（超高频）RFIDRFID一体机一体机1）LED屏的安装图2.32LED测试工具运行界面图2.28中距离（超高频）中距离（超高频）RFID一体机的安装需注意如下几点：一体机的安装需注意如下几点：（1）电源线连接时要对准连接器缺口，如图）电源线连接时要对准连接器缺口，如图2.34所示。所示。（2）DB9头没有用到的预留线用黑胶布隔离开（如图2.35所示），否则有可能使串口服务器工作不正常。（3）超高频RFID读写一体机需连接到串口服务器的第3个“COM”通信口P3上。中距离（超高频）RFID一体机的测试方法如下：（1）在配套资料文件目录找到“超高频RFID控制器”文件夹，双击“UHFReader18demomain.exe”文件。（2）选择COM3口（根据实际情况选择），然后点击打开串口，并将RFID的工作模式设置成“应答模式”，如图2.36所示。图图2.34 2.34 电源连接对准示意图电源连接对准示意图图图2.35 DB92.35 DB9多余连接线的隔离方法多余连接线的隔离方法图图2.36 2.36 串口设置及应答模式选择串口设置及应答模式选择中距离（超高频）RFID一体机的安装需注意如下几点：图2.329（3）选择）选择“EPCC1-G2Test”，点击查询标签（见图，点击查询标签（见图2.37），并且放上一张超高频标），并且放上一张超高频标签在读卡器前，如果设备连接成功，将在左边的标签显示中看到有标签签在读卡器前，如果设备连接成功，将在左边的标签显示中看到有标签ID显示出来。显示出来。3）电子价格标签连接电子价格标签是电子货架标签系统（ElectronicShelfLabelsystem，简称ESLs）的核心组成部分之一。ESLs是一种放置在货架上、可替代传统纸质价格标签的电子显示装置，其实物如图2.38所示。电子价格标签背后有磁铁，直接将其吸附在合适的位置即可。以上设备安装完毕后，其效果如图2.39所示。图图2.37 2.37 查询标签查询标签图图2.38 2.38 电子价格标签电子价格标签图图2.39 2.39 挂载设备安装效果图挂载设备安装效果图（3）选择“EPCC1-G2Test”，点击查询标签（见图2302.2.智能商业应用系统桌面设备的安装智能商业应用系统桌面设备的安装智能商业应用系统桌面设备如表智能商业应用系统桌面设备如表2.6所示，对应的设备连接关系见图所示，对应的设备连接关系见图2.40。表表2.6 智能商业应用系统桌面设备清单智能商业应用系统桌面设备清单序号设备名称单位数量1UHF RFID发卡器（超高频）部12非接触式RFID读卡器（高频）台13热敏票据打印机台14条码扫描设备台15超高频不干胶标签张106无线射频IC卡张3图图2.40 2.40 智能商业应用系统桌面设备连接示意图智能商业应用系统桌面设备连接示意图2.智能商业应用系统桌面设备的安装表2.6智能商业应用311）热敏打印机连接）热敏打印机连接热敏打印机的原理如下：首先在淡色材料上（通常是纸）覆上一层透明膜，将膜热敏打印机的原理如下：首先在淡色材料上（通常是纸）覆上一层透明膜，将膜加热一段时间后变成深色（一般是黑色，也有蓝色）。图像是通过加热，在膜中产加热一段时间后变成深色（一般是黑色，也有蓝色）。图像是通过加热，在膜中产生化学反应而生成的。这种化学反应是在一定的温度下进行的。当温度低于生化学反应而生成的。这种化学反应是在一定的温度下进行的。当温度低于60 C时，时，膜需要经过相当长甚至长达几年的时间才能变成深色；而当温度为膜需要经过相当长甚至长达几年的时间才能变成深色；而当温度为200 C时，这种时，这种反应会在几微秒内完成。反应会在几微秒内完成。热敏打印机有选择地在热敏纸的确定位置上加热，由此就产生了相应的图形。加热敏打印机有选择地在热敏纸的确定位置上加热，由此就产生了相应的图形。加热是由与热敏材料相接触的打印头上的一个小电子加热器提供的。加热器排成方点热是由与热敏材料相接触的打印头上的一个小电子加热器提供的。加热器排成方点或条的形式由打印机进行逻辑控制，当被驱动时，就在热敏纸上产生一个与加热元或条的形式由打印机进行逻辑控制，当被驱动时，就在热敏纸上产生一个与加热元素相应的图形。控制加热元素的同一逻辑电路，同时也控制着进纸，因而能在整个素相应的图形。控制加热元素的同一逻辑电路，同时也控制着进纸，因而能在整个标签或纸张上印出图形。标签或纸张上印出图形。本实训系统所用热敏打印机实物如图本实训系统所用热敏打印机实物如图2.41所示。安装时，通过适配器连接电源，所示。安装时，通过适配器连接电源，通过通过USB接口连接接口连接PC客户机。客户机。图图2.41 2.41 热敏打印机热敏打印机1）热敏打印机连接32连接好打印机后，需为其安装驱动，步骤如下：连接好打印机后，需为其安装驱动，步骤如下：（1）在）在PC客户机上运行配套资料文件目录中客户机上运行配套资料文件目录中“02_工具和驱动工具和驱动05.小票打印机小票打印机驱动驱动.exe”，弹出如图，弹出如图2.42所示界面。然后依次点所示界面。然后依次点“下一步下一步”直到配置结束。直到配置结束。（2）安装完成后打开“开始”“设备和打印机”，可以看到XP-58打印机图标（见图2.43）。右键点击该图标，选择“打印机属性”，在“端口”下勾选“USB001”选型，如图2.44所示。（3）部署完毕后，可打开配套资料文件目录中“02_工具和驱动05.小票打印机条码.docx”，打印测试条码。图图2.42 2.42 热敏打印机驱动安装热敏打印机驱动安装图图2.43 2.43 选择选择XP-58XP-58打印机打印机图图2.44 2.44 设置打印机属性页设置打印机属性页连接好打印机后，需为其安装驱动，步骤如下：图2.42热敏332）UHF RFID发卡器（超高频）的安装发卡器（超高频）的安装UHF RFID发卡器是为配合用户在后台或者管理中心进行发卡管理而配置的发卡器是为配合用户在后台或者管理中心进行发卡管理而配置的UHF频段的超高频锥面读写器设备，可以进行读卡、写卡、授权、格式化等操作，具有频段的超高频锥面读写器设备，可以进行读卡、写卡、授权、格式化等操作，具有多协议兼容、体积小、读取速率快、多标签识读等优点，可广泛应用于各种多协议兼容、体积小、读取速率快、多标签识读等优点，可广泛应用于各种RFID系统中。系统中。当超高频桌面读写器上电后，蜂鸣器会响一声表示开始工作，当卡接近当超高频桌面读写器上电后，蜂鸣器会响一声表示开始工作，当卡接近RFID桌桌面发卡器时，蜂鸣器响一声表示发送数据。同一面发卡器时，蜂鸣器响一声表示发送数据。同一IC卡，两次读卡之间的间隔可以通卡，两次读卡之间的间隔可以通过软件设置。在读卡后，若过软件设置。在读卡后，若IC卡仍在射频卡感应区内，发卡器将不做任何提示，也卡仍在射频卡感应区内，发卡器将不做任何提示，也不发送数据，但超过间隔时间或不同不发送数据，但超过间隔时间或不同IC卡分别进入射频卡感应区范围，发卡器将继卡分别进入射频卡感应区范围，发卡器将继续读卡，并输出数据。续读卡，并输出数据。本实训系统所使用本实训系统所使用UHF RFID发卡器如图发卡器如图2.45所示。安装时，将发卡器放置于桌所示。安装时，将发卡器放置于桌面，通过面，通过USB线将其连接到线将其连接到PC客户机，听到客户机，听到“嘀嘀嘀嘀”的两声表示安装成功的两声表示安装成功。图图2.45 2.45 桌面超高频读卡器桌面超高频读卡器2）UHFRFID发卡器（超高频）的安装343）桌面高频）桌面高频RFID读写器的安装读写器的安装高频（高频（HF）的射频识别设备工作于）的射频识别设备工作于13.56 MHz频段，系统通过天线线圈电感耦合频段，系统通过天线线圈电感耦合来传输能量，主要用于来传输能量，主要用于1 m以内的人员或物品的识别。以内的人员或物品的识别。本实训系统所使用高频本实训系统所使用高频RFID读写器如图读写器如图2.46所示。安装时，将桌面高频读写器与所示。安装时，将桌面高频读写器与客户端客户端PC机连接，无须接电源，无须安装驱动，听到机连接，无须接电源，无须安装驱动，听到“嘀嘀”的一声表明安装成功。的一声表明安装成功。4）超高频不干胶标签超高频不干胶标签如图2.47所示，本实训系统采用被动式标签，它没有内部供电电源，其内部集成电路通过接收到的电子波进行驱动，这些电磁波是由RFID读写器发出的。当标签接收到足够强的信号时，可以向读写器发出数据。这些数据不仅包括ID号（全球唯一标识ID），还可以包括预先存在于标签内EEPROM中的数据。5）高频卡本实训系统所用高频卡如图2.48所示，使用的是非接触式IC卡。非接触式IC卡又称射频卡，主要用于公交、轮渡、地铁的自动收费系统，也应用在门禁管理、身份证明和电子钱包中。图图2.46 2.46 桌面高频桌面高频RFIDRFID读写器读写器图图2.47 RFID2.47 RFID电子标签电子标签图图2.48 2.48 高频卡高频卡3）桌面高频RFID读写器的安装图2.46桌面高频RFI3502传输层设备安装与调试传输层设备安装与调试02传输层设备安装与调试362.2.1无线路由器的安装及配置路由器（路由器（router）又称网关设备（）又称网关设备（gateway），用于连接多个逻辑上分开的网络。），用于连接多个逻辑上分开的网络。所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网，当数据从一个子网传输到另一个所谓逻辑网络是代表一个单独的网络或者一个子网，当数据从一个子网传输到另一个子网时，可通过路由器的路由功能来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择子网时，可通过路由器的路由功能来完成。因此，路由器具有判断网络地址和选择IP路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分路径的功能，它能在多网络互联环境中，建立灵活的连接，可用完全不同的数据分组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或者其他路由器的信息，属网络组和介质访问方法连接各种子网，路由器只接受源站或者其他路由器的信息，属网络层的一种互联设备。层的一种互联设备。本实训系统选用本实训系统选用D-Link DIR-613型无线路由器作为路由设备，其套装如图型无线路由器作为路由设备，其套装如图2.49所示。所示。安装时，按图安装时，按图2.50所示加装有机玻璃板安装垫片，然后连接到工位上所示加装有机玻璃板安装垫片，然后连接到工位上。图图2.49 2.49 无线路由器套件无线路由器套件 图图2.50 2.50 无线路由器的安装方法无线路由器的安装方法2.2.1无线路由器的安装及配置路由器（router）又37安装完毕后，就可进行无线路由器的配置，步骤如下：安装完毕后，就可进行无线路由器的配置，步骤如下：（1）接通电源适配器后，将路由器后的重置按钮长按）接通电源适配器后，将路由器后的重置按钮长按10 s，让系统重置。，让系统重置。（2）将主控）将主控PC用网线连接至无线路由器的用网线连接至无线路由器的LAN口。路由器口。路由器LAN口如图口如图2.51所示，所示，注意是连接注意是连接LAN口，不是连接口，不是连接WAN口。口。（3）在主控PC上打开IE，输入192.168.0.1，进入路由器管理界面（见图2.52）。输入用户名及密码（用户名：admin，密码：空）后点击“登录”按钮。（4）选择网络设置，将路由器IP地址改为192.168.14.1（也可根据网段中其他设备的IP地址规划情况，修改为其他网段，但要注意确保网络类的设备网段一致），改完点击“保持设置”按钮，如图2.53所示。IP地址修改成功后，系统会要求重新登录，再执行第（3）步重新登录路由器。图图2.51 2.51 连接无线路由器连接无线路由器LANLAN口口图图2.52 2.52 无线路由器登录界面无线路由器登录界面图图2.53 无线路由器网络设置界面（无线路由器网络设置界面（1）安装完毕后，就可进行无线路由器的配置，步骤如下：图2.5138（5）点击）点击“无线设置无线设置”，在如图，在如图2.54所示界面中设置所示界面中设置“无线网络标识（无线网络标识（SSID）”为为“EDULTD”（也可设置为其他名称）。（也可设置为其他名称）。（6）接下来设置加密方式和网络密钥。这里将网络密钥设置为“0123456789”。点击“保存”按钮，如图2.55所示。保存后，路由器将会重启，需重新登录后查看配置结果。图图2.54 2.54 无线路由器网络设置界面（无线路由器网络设置界面（2 2）图图2.55 2.55 无线路由器网络设置界面（无线路由器网络设置界面（3 3）（5）点击“无线设置”，在如图2.54所示界面中设置“无线网392.2.2串口服务器的安装及配置串口服务器提供串口转网络功能，能够将串口服务器提供串口转网络功能，能够将RS-232/485/422串口转换成串口转换成TCP/IP网络接网络接口，实现口，实现RS-232/485/422串口与串口与TCP/IP网络接口的数据双向透明传输，使得串口设备网络接口的数据双向透明传输，使得串口设备能够具备能够具备TCP/IP网络接口功能，连接网络进行数据通信，极大的扩展串口设备的通信网络接口功能，连接网络进行数据通信，极大的扩展串口设备的通信距离。距离。本实训系统使用的是本实训系统使用的是ZJTS804系列的串口服务器，支持系列的串口服务器，支持4个串口，实物如图个串口，实物如图2.56所示。所示。安装时，首先卸下串口服务器侧面中间的两颗螺钉，安装好固定卡扣，然后再将服务安装时，首先卸下串口服务器侧面中间的两颗螺钉，安装好固定卡扣，然后再将服务器安装到工位上。器安装到工位上。使用串口服务器过程中，关键是做好配置，具体步骤如下：（1）将串口服务器网线直接接在本机的网络接口（也可以通过路由器连接，两种连接不影响后续步骤。（2）在实训系统配套光盘中的“02软件与工具/中金TS产品驱动”文件夹中双击“vser.msi”文件，根据提示，安装串口服务器驱动，如图2.57、图2.58所示。图图2.56 ZJTS8042.56 ZJTS804串口服务器串口服务器图图2.57 2.57 串口服务器驱动安装界面（串口服务器驱动安装界面（1 1）图图2.58 2.58 串口服务器驱动安装界面串口服务器驱动安装界面（2 2）2.2.2串口服务器的安装及配置串口服务器提供串口转网络40（3）在桌面上打开串口服务器软件）在桌面上打开串口服务器软件“vser_config.exe”。扫描设备，记住串口。扫描设备，记住串口服务器的服务器的IP地址，如地址，如“192.168.0.200”（见图（见图2.59），修改本机），修改本机IP地址，使其与串地址，使其与串口服务器处于同一网段，如图口服务器处于同一网段，如图2.59所示。所示。图图2.59 2.59 扫描串口服务器扫描串口服务器IPIP地址地址图图2.60 2.60 修改本机修改本机IPIP地址与串口服务器在一个网段地址与串口服务器在一个网段（3）在桌面上打开串口服务器软件“vser_config.e41（4）在主控）在主控PC上打开上打开IE，输入串口服务器的，输入串口服务器的IP地址（初始为地址（初始为“192.168.0.200”），进入如图），进入如图2.61所示界面。点击所示界面。点击“服务器设置服务器设置”，修改，修改IP地址地址为为“192.168.14.200”、网关为、网关为“192.168.14.1”，点击，点击“确定确定”。点击“串口设置”，进入如图2.62所示界面。在“串口选择”选项中的“1”设置波特率为9600，接数字量数据采集器，点击“确定”按钮；“串口选择”选项“2”设置波特率为38400，接ZigBee协调器，点击“确定”按钮；“串口选择”选项“3”设置波特率为57600，接中距离超高频读写器，点击“确定”按钮；“串口选择”选项“4”设置波特率为9600，接LED屏，点击“确定”按钮。图图2.61 2.61 修改串口服务器修改串口服务器IPIP地址与路由器在一个网段地址与路由器在一个网段图图2.62 2.62 修改串口服务器各串口波特率修改串口服务器各串口波特率（4）在主控PC上打开IE，输入串口服务器的IP地址（初始为42（6）在如图）在如图2.63所示界面所示界面“应用模式应用模式”一栏，需将一栏，需将“应用模式参数应用模式参数”的连接模式的连接模式设为设为“Real COM”，将，将“应用模式参数应用模式参数”的的“连接数连接数”设为最大值设为最大值“8”，将，将“以上以上参数应用于参数应用于”的串口选择勾选的串口选择勾选“All”。（7）设置完成后，点击“保存/重启”，再点击“确定”，当看到“提示：配置参数已保存，并且设备正在重新启动！”后，可关闭页面。图图2.63 2.63 修改应用模式修改应用模式（6）在如图2.63所示界面“应用模式”一栏，需将“应用模式432.2.3网络摄像机的安装及配置网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机，它可以将影网络摄像机是一种结合传统摄像机与网络技术所产生的新一代摄像机，它可以将影像透过网络传至远端，且远端的浏览者不需用任何专业软件，只要标准的网络浏览器像透过网络传至远端，且远端的浏览者不需用任何专业软件，只要标准的网络浏览器就可监视其影像。本实训系统选用的是就可监视其影像。本实训系统选用的是BVCAM00013010网络摄像头，其配置过程如网络摄像头，其配置过程如下：下：（1）将摄像机接入电源，用网线将摄像机和主机相连接（或接在路由器上）。）将摄像机接入电源，用网线将摄像机和主机相连接（或接在路由器上）。（2）关闭）关闭Windows防火墙。防火墙。（3）在实训系统配套资料中找到）在实训系统配套资料中找到“第第5章章_智慧城市工程实施（网络环境智慧城市工程实施（网络环境/2 软件与软件与工具工具/摄像头驱动摄像头驱动/设备编码设备编码BVCAM00013010/IPCamSetup.exe”，在找到网络摄像机，在找到网络摄像机的驱动文件双击运行。安装完成后，在开始菜单下可以找到生成的应用程序，如图的驱动文件双击运行。安装完成后，在开始菜单下可以找到生成的应用程序，如图2.64所示。所示。图图2.64 2.64 网络摄像头驱动程序网络摄像头驱动程序2.2.3网络摄像机的安装及配置网络摄像机是一种结合传统44（4）运行软件，可打开该摄像机配置工具（见图）运行软件，可打开该摄像机配置工具（见图2.65），点击刷新按钮会出现网），点击刷新按钮会出现网络摄像机设备。选择相应的络摄像机设备。选择相应的IPCamera设备，然后对参数进行配置，配置完后要点击设备，然后对参数进行配置，配置完后要点击“设置设置”按键，接着摄像头会自动重启自检。这里注意：一定要将网络摄像机基本按键，接着摄像头会自动重启自检。这里注意：一定要将网络摄像机基本信息中的端口设置为信息中的端口设置为80，因为网页打开的默认的端口是，因为网页打开的默认的端口是80，如果网络摄像机没有设，如果网络摄像机没有设为为80，摄像机链接的地址需加上端口号，但应用程序的配置中都只有网络摄像机，摄像机链接的地址需加上端口号，但应用程序的配置中都只有网络摄像机IP的配置，所以得把网络摄像机的端口改为的配置，所以得把网络摄像机的端口改为80，否则无法连接上。，否则无法连接上。图图2.65 2.65 摄像头配置工具界面摄像头配置工具界面（4）运行软件，可打开该摄像机配置工具（见图2.65），点击45（5）配置完成后，用）配置完成后，用IE登录自己设定的登录自己设定的IP地址，输入账户地址，输入账户“admin”和空密码，和空密码，打开摄像头的网页设置界面，如图打开摄像头的网页设置界面，如图2.66所示。语言选择所示。语言选择“简体中文简体中文”，然后点击，然后点击“登登录录”，初次登录时需下载相应控件并安装。安装完后，再登录，网络摄像机就可以正，初次登录时需下载相应控件并安装。安装完后，再登录，网络摄像机就可以正常使用了，效果如图常使用了，效果如图2.67所示。所示。（6）点击无线局域网设置，搜索到自己的路由器，设定参数，然后点击“设置”键，就完成设置了，可以直接关闭页面。图图2.66 2.66 登录页面登录页面图图2.67 2.67 视频页面视频页面（5）配置完成后，用IE登录自己设定的IP地址，输入账户“a46（7）设置完成后，将网络摄像机的网线拔掉，重新刷新页面。大概）设置完成后，将网络摄像机的网线拔掉，重新刷新页面。大概10秒之后系统秒之后系统会提示要求登录，登录后又能看到摄像头的画面了。至此，网络摄像机配置完成。如会提示要求登录