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1、,The chapters introduction,项目概述,随着科技的发展，我们的生活随之发生日新月异的变化，特别是在网络与智能技术高速发展的驱动下，物联网与智能设备无疑成为了热点，带动了公用设施智能化的快速增长。其中，物联网技术是智能设备重要的核心技术支撑，智慧图书馆则是物联网技术在公用设施中的最好体现方式之一。该项目是基于物联网感知层套件的现实应用场景之一，在国内、外的高校和一些大、中型公共场所已经得到实际应用。 智慧图书馆作为物联网感知层的综合实训案例，以物联网应用中的数据采集、智能控制为主，通过利用传感、网络与通信等多种最新的技术，物联网技术实现了物与物、物与人之间的智能化连接与沟
2、通，让用户可以摆脱场所的限制对图书馆的设备进行使用、监控、管理。本书依托智慧图书馆系统，集成了行业中常见的各种典型传感器，以及执行动作器件，让学生在对传感器的接线连接、安装配置、业务应用等方面的实操训练中，熟悉物联网设备安装与调试的方法与技能。,任务一 项目背景及意义,任务描述,通过调查了解当地图书馆或知名高校图书馆中智能化的设备使用情况，了解智慧图书馆系统对于物联网设备安装与调试的学习意义。 例如实例：“自助图书馆系统”，如图1-1-1所示。,图1-1-1,自助图书馆系统,任务描述,自助图书馆系统采用射频识别技术，读者一卡在手，可自由进出各个借阅室。图书将采用电子数字标签自动化借还书。能更好
3、地提高图书流通管理和典藏管理的工作效率，使得图书馆管理员可以有更多的时间来为读者提供服务，为图书馆行业的发展带来新的时代。,任务实施,1.调查了解当地图书馆或知名高校图书馆中智能化的设备使用情况。,2.提炼“智慧图书馆”的相关物联网技术,3.物联网技术在智慧图书馆中的应用,（1）从智能计算角度来看,智慧图书馆=图书馆+物联网+云计算+智能化设备,是通过物联网来实现智慧化的服务和管理。（2）从数字图书馆服务的角度来看,智慧图书馆是指充分利用ICT技术（它是信息技术与通信技术相融合而形成的一个新的概念和新的技术领域。）,互联网阅览图书资料,预约座位等操作的数字图书馆。（3）从感知的角度来看,智慧图
4、书馆是感知智慧化和数字图书馆服务智慧化的综合。智慧图书馆是一个不受空间限制的、但同时能够被切实感知的一种概念。有人曾经说过智慧图书馆将通过物联网实现智慧化的服务和管理，其实还包括云计算、智慧化的一些设备，通过这些来改造我们传统意义上的图书馆。我们说智慧图书馆是有感知的，这种感知指的是深刻的感知、更广泛的互联互通以及在此基础上的智慧化的管理和服务。智慧图书馆就是把任何知识有机的整合在一起，让读者或用户在这个体系之内能够体会到更加贴心的服务。智慧图书馆是一种数字化、网络化、智能化的信息科学为基本手段的，有着更加高效和便利特点的一种图书馆运行模式，它的最本真的追求就是用最绿色的方式和数字化的手段来实
5、现阅读。它是未来新型图书馆的发展模式，能实现广阔的互联以及共享，他以人为本，进行智慧化的管理和服务。智慧图书馆提供的是智慧服务，而智慧服务的最本质特征就是完成实时的增值，让知识服务的内涵得以升华，这对于人类的可持续发展有着极其重要的意义。智慧化的图书馆应该做到一般图书馆不能够做到的一些事情，一般情况下，智慧图书馆要可以实现在现有的信息技术水平之下对信息资源的全面认知，并且实现安全可靠的、没有错误的信息传递，甚至要在实现了这些内容的基础之上对信息进行加工处理，智能化的处理也是我们对于智慧图书馆的一个稍显苛刻的要求。,提炼“智慧图书馆”的相关物联网技术,智慧图书馆要实现智能化首先要实现对图书馆相关
6、物品的标识和各类信息的智能采集，而感知层解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题，由各种传感器以及传感器网关构成，该层被认为是物联网的核心层。智慧图书馆系统案例集成了行业中常见的各种典型传感器，以及执行动作器件，通过本案例可以让学生在传感器的接线连接、安装配置、业务应用等方面的实操训练中，熟悉传感器技术及数据采集技术在物联网环境领域的应用及开发，零距离实现物联网设备安装与调试的实践。,物联网技术在智慧图书馆中的应用,1.物联网的三层架构,图1-1-2,综合国内各权威物联网专家的分析，将物联网系统划分为三个层次：感知层、网络层、应用层，并依此概括地描绘物联网的系统架构，如图1-1-2所示。,感知
7、层解决的是人类世界和物理世界的数据获取问题，由各种传感器以及传感器网关构成。,传输层也被称为网络层，解决的是感知层所获得的数据在一定范围内，通常是长距离的传输问题，主要完成接入和传输功能，是进行信息交换、传递的数据通路，包括接入网与传输网两种。,应用层也可称为处理层，解决的是信息处理和人机界面的问题。网络层传输而来的数据在这一层里进入各类信息系统进行处理，并通过各种设备与人进行交互。,2.物联网关键技术,在物联网应用中有三项关键技术：（1）传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机
8、才能处理。（2）RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。（3）嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。嵌入式系统正在改变着人们的生活，推动着工业生产以及国防工业的发展。如果把物联网用人体做一个简单比喻，传感器相当于人的眼睛、鼻子、皮肤等感官，网络就是神经系统用来传递信息，嵌入式系统则是人的大脑，在接收到信息后要进行分类处理。这个例子很
9、形象的描述了传感器、嵌入式系统在物联网中的位置与作用。,能力拓展,1.列举生活中常见的物联网技术应用场景？_、_、_、_、_、_、_、_、2.根据物联网的三层架构，考察当地的图书馆中所应用的物联网技术，并按物联网三层架构进行归类。感知层：_网络层：_应用层：_,任务二 需求分析,任务描述,通过完成本次任务，我们要了解本书所要完成的智慧图书馆的相关功能需求。如图1-2-1所示，智慧图书馆可分为如下的几个区域模块：图书馆大厅、还书区与查询区、服务台、网络中心、保安室、办公室、阅览区、图书区。各个区域需满足的功能需求为：身份识别、区域人员统计、借还书功能、图书防盗、保安的功能、安防功能等。,图1-2
10、-1 （a） 图书馆一层立体图,图1-2-1 （b） 图书馆二层立体图,任务实施,根据某市考察到的智慧图书馆的功能，我们可以归纳出智慧图书馆的基本功能。,1.身份识别,2.区域人员统计,3.图书借阅功能,4.图书防盗功能,5.保安的功能,6.安防功能,任务实施,7.图书馆环境监测功能,知识提炼,需求分析需求分析主要包括三个内容：市场需求分析、技术需求分析、安全需求分析。1市场需求分析智慧图书馆项目市场需要分析，是指对市场和消费者进行需求调研、分析和数据整理，了解市场和消费者对该应用的需求程度，并以此作为项目开发的决策依据。此外还需要客观地分析和评价客户的项目价值体系以及可以预期的投资价值体系，
11、尽可能地给出定量的分析表格。2技术需求分析技术需求分析主要包括业务流程需求、产品特征与环境适应性需求系统集成需求、业务系统对接需求、系统升级的需求、测试评估需求分标系统维护需求、环境和行业条件及标准需求等方面。3安全需要分析信息安全是智慧图书馆项目的重要组成部分，和其他的物联网工程一样，智慧图书馆的安全也包括：读取控制、隐私保护、用户认证、不可抵赖性、通讯层安全、数据完整性、随时可以用性等方面。不同的项目，一样的安全，在需求分析时，一定要充分考虑网络安全、系统稳定和信息保护等方面存在的问题。,能力拓展,综上所述，现有一个“智能家居”项目，请根据所认知的智能家居的功能，进行智能家居需求分析。,任
12、务三 功能设计,任务描述,通过完成本次任务，我们要了解本书所要完成的智慧图书馆的相关功能需求。智慧图书馆可分为如下的几个区域模块：图书馆大厅、还书区与查询区、服务台、网络中心、保安室、办公室、阅览区、图书区。根据区域分析设计相应的功能。,任务实施,1.设计图书馆区域模块,2.网络中心功能设计,3.办公室功能设计,4.阅览区功能设置,5.藏书区与服务台功能设置,6.大厅区功能设置,1.设计图书馆区域模块,图1-3-1 智慧图书馆区域模块分布图,如图1-3-1所示，为本智慧图书馆的实际区域模块分布图，本图书馆共两层，包含大厅区、还书区、查询区、保安室、办公室、服务台、网络中心、阅览区、藏书区等区域
13、。,2.网络中心功能设计,（1）网络中心的作用通常来说，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。网络层是物联网的神经中枢和大脑，网络中心的主要作用是把下层（感知层）设备接入互联网，提供上层服务使用。网络层包括融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等，涉及的关键技术包括因特网、移动通信、云计算和Zigbee技术等。所需设备：服务器、串口服务器、路由器、ADAM4017模拟量采集器、ADAM4150数字量采集器。（2）网络中心的权限为：只允许图书馆网络管理员和馆长刷卡进入。所需设备：超高频中距离一体机、超高频标签。（3）监控功能：通过系统软件监控图书馆各区域的情况、查看当前各设备的网络情
14、况。所需设备：服务器、串口服务器、路由器、网络摄像头。,3.办公室功能设计,智慧图书馆的办公区是图书馆工作人员办公的场所，为了使图书馆工作人员有更加舒适、安全的办公环境，办公室的功能设计如下：（1）办公区内照明灯实现根据光线亮暗自动调节开关可采用的设备：光照传感器、LED照明灯、继电器、模拟量采集器、数字量采集器。LED灯用于办公室室内照明，光照传感器用于检测办公室区域光线的强弱情况，并将检测到的数据发送给ADAM4017，ADAM4017处理完数据后经RS485RS232转换头，将数据传送给计算机，并实时分析当前光照强度，进而通过ADAM4150控制开启几盏照明灯。（2）办公区大门实现有人自
15、动开门，并进行实时视频监控可采用的设备：超高频中间离一体机、高清网络摄像头。超高频中间离一体机用于进行靠近办公室门的人的身份识别，将超高频RFID安装在工位上，当有持卡人靠近图书馆办公区大门时，RFID超高频会识别到其所带的卡，进而判断其权限，计算机根据软件设置的程序功能，自动判断是否打开图书馆大厅大门，并开启摄像头进行实时视频监控。,3.办公室功能设计,（3）实时检测办公室区内火警情况可采用的设备：火焰传感器、烟雾传感器、报警灯、LED广告屏、数字量采集器。火焰传感器可用于检测物质燃烧所产生的紫外线来探测火灾，烟雾传感器通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范，使用火焰、烟雾传感器能及时检测到办公区
16、域内发生的明火或者烟雾，检测信号输送给到ADAM4150，并传输到计算机，计算机再根据软件设置的功能控制ADAM4150开启报警灯报警、将火警信息推送到LED广告屏，实现实时检测报警。（4）根据室内温度实施调节办公区内中央空调的开关可采用的设备：温湿度传感器、风扇（代替空调）、模拟量采集器、数字量采集器。温湿度传感器用于检测室内的温湿度大小，并将检测到的数据转换为电流信号输送到ADAM4017，并传输到计算机，计算机再根据软件设置的功能控制ADAM4150数字量采集器，进行调节办公区内中央空调的开关（用风扇代替）。,4.阅览区功能设置,阅览区主要提供场所供读者阅读书籍报刊，为了使读者有更加舒适
17、、安全的阅读环境，阅览区的功能设计如下：（1）人员统计：当读者刷卡进入，根据持卡人的身份进行识别，如果是读者，刷卡进入后，人员统计加1，出去后，人员统计减1，管理人员进入阅览区，不统计当前人数。阅览区的人员数量实时显示在LED屏上。所需设备：超高频中间离一体机、高清网络摄像头、LED广告屏。（2）光照传感器可自动检测阅览室当前环境的光照强度，光线暗时，可自动打开照明灯。可采用的设备：光照传感器、LED照明灯、继电器、模拟量采集器、数字量采集器。LED灯用于办公室室内照明，光照传感器用于检测办公室区域光线的强弱情况，并将检测到的数据发送给ADAM4017，ADAM4017处理完数据后经RS485
18、RS232转换头，将数据传送给计算机，并实时分析当前光照强度，进而通过ADAM4150控制开启几盏照明灯。,4.阅览区功能设置,（3）空气质量传感器和二氧化碳传感器检测当前环境的空气质量情况，空气质量差的时候，自动打开排气扇进行换气。可采用的设备：空气质量传感器、二氧化碳传感器、风扇、继电器、模拟量采集器、数字量采集器。（4）检测阅览区是否有人吸烟或者发生火灾，并自动进行报警。可采用的设备：火焰传感器、烟雾传感器、报警灯、LED广告屏、数字量采集器。（5）摄像头监控该区域的情况可采用的设备：高清网络摄像头、路由器。,5.藏书区与服务台功能设置,智慧图书馆的藏书区与服务台是图书馆基本功能的场所，
19、对藏书区与服务台的功能设计如下：（1）图书防盗系统功能 首先采取身份识别功能对进入藏书区的人员进行身份识别并记录进入藏书区人员的身份，同时网络摄像头实时监控。其次，每本图书都有RFID标签识别，未经服务台办理过借出手续的书本，一旦拿出图书馆，则会触发报警。可采用的设备：超高频中间离一体机、网络摄像头。（2）服务台功能设置服务台主要完成读者借阅、续借图书、还书、借书成功后打印借书相关信息的小票。,6.大厅区功能设置,智慧图书馆的藏书区与服务台是图书馆基本功能的场所，对藏书区与服务台的功能设计如下：（1）图书防盗系统功能 首先采取身份识别功能对进入藏书区的人员进行身份识别并记录进入藏书区人员的身份
20、，同时网络摄像头实时监控。其次，每本图书都有RFID标签识别，未经服务台办理过借出手续的书本，一旦拿出图书馆，则会触发报警。可采用的设备：超高频中间离一体机、网络摄像头。（2）服务台功能设置服务台主要完成读者借阅、续借图书、还书、借书成功后打印借书相关信息的小票。,6.大厅区功能设置,（3）大厅环境及安防使用传感器监测大厅的温湿度、空气质量、CO2浓度等，如果超出一定范围，则开启相应的空调模式，风扇等设备，以维持大厅的舒适环境。同时，检测大厅是否有人吸烟或者发生火灾，并自动进行报警。可采用的设备：温湿度传感器、空气质量传感器、CO2传感器、烟雾传感器、火焰传感器、ADAM4150数字量采集器、
21、ADAM4017模拟量采集器。（4）LED屏显示提示LED可显示当前时间、温度、阅览区的可用空位数等信息，展示端还应显示欢迎界面，增加处LED屏显示的消息外，滚动显示图书馆的一些活动通知、新书等信息。可采用的设备：LED广告屏、串口服务器。,6.大厅区功能设置,（5）绿色植物区使用土壤水分温湿度传感器检测绿色植物的土壤水分温湿度情况，当土壤水分湿度低于设定值时给植物进行加湿操作，检测的值及操作状态实时显示在展示端。可采用的设备：土壤水分温湿度传感器、水箱、雾化器、水温传感器、加热棒、液位传感器、智能插座、ZigBee协调器、ZigBee四输入量采集器、ADAM4150数字量采集器。（6）自助还
22、书区该区域可实现自助还书、图书查询与借阅等功能。可采用的设备：超高频中距离一体机、超高频标签、电子扫描枪。,知识提炼,1.局域网局域网（Local Area Network，LAN）是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。一般是方圆几千米以内。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网是封闭型的，可以由办公室内的两台计算机组成，也可以由一个公司内的上千台计算机组成。 局域网（Local Area Network，LAN）是在一个局部的地理范围内（如一个学校、工厂和机关内），一般是方圆几千米以内，将各种计算机，外部设备和数据库
23、等互相联接起来组成的计算机通信网。它可以通过数据通信网或专用数据电路，与远方的局域网、数据库或处理中心相连接，构成一个较大范围的信息处理系统。局域网可以实现文件管理、应用软件共享、打印机共享、扫描仪共享、工作组内的日程安排、电子邮件和传真通信服务等功能。局域网严格意义上是封闭型的。它可以由办公室内几台甚至上千上万台计算机组成。决定局域网的主要技术要素为：网络拓扑，传输介质与介质访问控制方法。局域网由网络硬件（包括网络服务器、网络工作站、网络打印机、网卡、网络互联设备等）和网络传输介质，以及网络软件所组成。,知识提炼,2.无线网络互联网以及下一代互联网的核心网络，处在边缘的各种无线网络则提供随时
24、随地的网络接人服务。无线广域网包括现有的移动通信网络及其演进技术（包括3G、4G通信技术),提供广阔范围内连续的网络接人服务。无线城域网包括现有的WiMAX技术(802.16系列标准），提供城域范围（约100km)高速数据传输服务。无线局域网包括现在广为流行的WIFI(802.11系列标准),为一定区域内(家庭、校园、餐厅、机场等的用户提供网络访问服务。无线个域网络包括蓝牙(802. 15.1标准)、ZigBee(802.15.4标准）、近场通信(NFC)等通信协议。这类网络的特点是低功耗低传输速率（相比于上述无线宽带网络）、短距离（一般小于10m），一般用作个人电子产品互联、工业设备控制等领
25、域。各种不同类型的无线网络适用于不同的环境，合力提供便捷的网络接入，是实现物物互联的重要基础设施。,能力拓展,综上所述的智慧图书馆相关功能，大家动动脑，思考一下,The chapters introduction,项目概述,根据物联网的三层架构，物联网可分为三层：感知层、网络层和应用层。网络层是物联网的神经中枢和大脑，网络中心的主要作用是把下层（感知层）设备接入互联网，提供上层服务使用。网络层包括融合网络、网络管理中心、信息中心和智能处理中心等，涉及的关键技术包括因特网、移动通信、云计算和Zigbee技术等。智慧图书馆网络中心起到将智慧图书馆所需连接的各种传感器、采集器、RFID、Zigbee
26、，本项目需将网络中心所需设备安装布线完后并进行配置、调试，达到实现智慧图书馆系统“物物相连”、自动感知控制的效果。,任务一 确认网络中心设备安装方案,任务描述,根据本项目概述及项目一中智慧图书馆的需求分析和功能设计方案的要求可知，参考图2-1-1所示的网络中心系统流程图，智慧图书馆网络中心需实现如下功能：1.路由器2.串口服务器、采集器3.ZigBee协调器,图2-1-1 网络中心系统流程图,任务一 确认网络中心设备安装方案,1.路由器利用路由器可将服务器PC机、客户PC机、网络摄像头、串口服务器连接成一个小型的局域网，各个设备可通过路由器相互通信。同时路由器也可产生WIFI连接信号，提供拥有
27、无线WIFI连接功能的设备连接到该局域网中。如果此时的路由器已连接至外网（WAN口连接至外网），已与路由器连接成局域网的设备也将连接至外网。,2.串口服务器、采集器实现采集各种传感器的信号，将采集到的信息进行数据转换，通过串口服务器接入智慧图书馆的局域网，实现将各种传感器接入网络。,3.ZigBee协调器在Zigbee通信的网络中是网络组织的管理者。针对一般的应用模式，在一个Zigbee网络形成之后，协调器不是必须的。它最主要的作用是，依据扫描情况，选择一些合适参数建立一个网络。如与另外的zigbee节点形成网络，协调器即可控制相应的zigbee节点设备（无线开关风扇、无线开关灯）或者获取zi
28、gbee节点设备所连接传感器的数值（土壤水分温湿度、水位、水温等），在无线传感器中起到了至关重要的作用。根据上述功能，我们在具体施工前，首先要一起来确认一下网络中心的施工方案。通过本任务的学习我们可以确认需要用哪些设备、每个设备现场安装的位置和对应工位上安装的位置等。,智慧图书馆网络中心与保安室施工,任务实施,1.根据需求分析确认所需设备,2.根据现场布局图确认各个设备安装位置,3.确认工位安装设备安装位置图,1.根据需求分析确认所需设备,根据对智慧图书馆网络中心功能需求的分析，结合物联网的三层架构形式，结合物联网综合实训设备，可以得出如图2-1-2所示的智慧图书馆网络中心三层架构图。由此，可
29、进一步得出所需的设备。,图2-1-2 智慧图书馆网络中心三层架构图,（1）图书馆局域网搭建可采用的设置：路由器、串口服务器、采集器、ZigBee协调器。安装并配置路由器、串口服务器、采集器、ZigBee协调器设备，搭建图书馆局域网。（2）网络中心大门实现刷卡进入，并进行实时视频监控可采用的设备：超高频中间离一体机、高清网络摄像头。超高频中间离一体机用于进行靠近网络中心大门的人的身份识别，将超高频RFID安装在工位上，当有持卡人在网络中心刷卡处刷卡时，RFID超高频会识别到其所带的卡，进而判断其权限，计算机根据软件设置的程序功能，自动判断是否打开网络中心大门，并开启摄像头进行实时视频监控。 （3
30、）实时检测网络中心室内火警情况可采用的设备：火焰传感器、烟雾传感器、数字量采集器。火焰传感器可用于检测物质燃烧所产生的紫外线来探测火灾，烟雾传感器通过监测烟雾的浓度来实现火灾防范，使用火焰、烟雾传感器能及时检测到网络中心发生的明火或者烟雾，检测信号输送给到ADAM4150，并传输到计算机，计算机再根据软件设置的功能控制ADAM4150开启报警灯报警、将火警信息推送到保安LED广告屏，实现实时检测报警。,2.根据现场布局图确认各个设备安装位置,根据此布局图及传感器的安装要求分析我们可以确定各个设备安装的位置，见表2-1-1设备安装位置清单。,表2-1-1 设备安装位置清单,3.确认工位安装设备安
31、装位置图,根据现场布局图确认完各个设备安装的位置后，我们可以将工位划分出几个区域，分别模拟图书馆网络中心的各个区域，并将各个设备安放在在对应区域的相应位置，首先进行设备区域布局设计，如图2-1-3所示，为网络中心设备安装区域布局图，最后进行设备安装布局图设计，如图2-1-4所示，为网络中心设备安装布局图。,图2-1-3 网络中心设备区域布局图,图2-1-4 网络中心设备安装布局图,至此，我们已经明确了图书馆网络中心内需要安装的设备，也已经明确了各个设备在工位模拟网络中心安装的位置，网络中心施工方案确认完成。,知识提炼,网络中心建设解决方案,1.机房工程整体建设,2. 铺设防静电地板,3.UPS
32、不间断电源,4.精密空调系统,5.新风换气系统,6.监控系统,7.门禁系统,8. 消防系统,网络中心建设解决方案,1.机房工程整体建设机房工程整体建设一般包括以下几个方面：综合布线、抗静电地板铺设、棚顶墙体装修、隔断装修、UPS电源、专用恒温恒湿空调、机房环境及动力设备监控系统、新风系统、漏水检测、地线系统、防雷系统、门禁、监控、消防、报警、屏蔽工程等。2. 铺设防静电地板机房工程的技术施工中，机房地面工程是一个很重要的组成部分。机房地板一般采用防静电活动地板。活动地板具有可拆卸的特点，因此，所有设备的导线电缆的连接、管道的连接及检修更换都很方便。,网络中心建设解决方案,3.UPS不间断电源计
33、算机机房负载分为主设备负载和辅助设备负载。主设备负载指计算机及网络系统、计算机外部设备及机房监控系统，这部分供配电系统称为“设备供配电系统”，其供电质量要求非常高，应采用UPS不间断电源供电来保证供电的稳定性和可靠性。在要求较高的机房项目中，UPS不间断电源可采用直接并机技术或辅助设备负载指空调设备、动力设备、照明设备、测试设 备等，其供配电系统称为N+1冗余并机技术。“辅助供配电系统”，其供电由市电直接供电。机房内的电气施工应选择优质电缆、线槽和插座。插座应分为市电、UPS及主要设备专用的防水插座，并注明易区别的标志。照明应选择机房专用的无眩光高级灯具。机房供配电系统是机房安全运行动力保证，
34、机房往往采用机房专用配电柜来规范机房供配电系统，保证机房供配电系统的安全、合理。目前较好的机房配电柜可选用法国梅兰日兰配电柜机房一般采用市电、柴油发电机组双回路供电，柴油发电机组作为主要的后备动力电源，运行成本较低。,网络中心建设解决方案,4.精密空调系统 机房精密空调系统的任务是为保证机房设备能够连续、稳定、可靠地运行，需要排出机房内设备及其它热源所散发的热量，维持机房内恒温恒湿状态，并控制机房的空气含尘量。为此要求机房精密空调系统具有送风、回风、加热、加湿、冷却、减湿和空气净化的能力。机房精密空调系统是保证良好机房环境的最重要设备，应采用恒温恒湿精密空调系统。5.新风换气系统机房新风换气系
35、统主要有两个作用：其一给机房提供足够的新鲜空气，为工作人员创造良好的工作环境；其二维持机房对外的正压差，避免灰尘进入，保证机房有更好的洁净度。,网络中心建设解决方案,6.监控系统机房监控系统的规模不大，但是它是建立机房安全防范机制不可缺少的环节。它能24小时监视并记录下机房内发生的任何事件。7.门禁系统机房门禁系统多采用非接触式智能IC卡综合管理系统。该系统可灵活、方便地规定进入机房的人员、时间、权限，防止人为因素造成的破坏，保证机房的安全。8. 消防系统 机房应设气体灭火系统，气瓶间宜设在机房外，为管网式结构，在天花顶上设置喷嘴，火灾报警系统由消防控制箱、烟感、温感联网组成。,能力拓展,根据
36、机房网络中心建设解决方案，结合物联网实训设备，智慧图书馆网络中心功能设计还可以增加哪些可实现的功能？,任务二 网络中心网络层设备安装与调试,任务描述,通过任务一的学习我们已经确认了网络中心施工方案，接下来我们根据施工方案进行正式施工。首先是对网络中心设备的安装与调试，我们已经明确网络中心设备所需的设备是计算机、路由器、串口服务器、数字量采集器、ZigBee协调器、摄像头、烟雾传感器、火焰传感器、超高频中距一体机等设备，也已明确各个设备所安装的位置。通过本次任务的学习，我们要完成对图书馆网络中心设备的安装前检测、根据电路图完成安装与布线，最终实现正确搭建智慧图书馆网络中心网络系统。,任务实施,1
37、.网络中心设备安装前的检测,（1）路由器检测,（2）串口服务器检测,（3）数字量采集器检测,（4）ZigBee协调器检测,2.网络中心设备安装与布线,3.网络中心设备配置与调试,（1）路由器检测,1）外观检查观察路由器外观是否有破损，电源适配器的导线是否破损、天线线是否有脱落等情况。设备完好如图2-2-1路由器实物图所示。,图2-2-1路由器实物图,2）功能检测步骤1：选择路由器的适配器。步骤2：将适配器接入路由器电源口。步骤3：适配器插入220V电源。步骤4：接入电源后长按路由器中的Reset按钮（约20秒），将复位路由器此时电源灯闪烁表示路由器开始复位。步骤5：将电脑IP设置成192.16
38、8.0网段中，使用浏览器打开“http:/192.168.0.1/”地址如果成功显示则表示路由器正常。,（2）串口服务器检测,1）外观检查观察串口服务器外观是否有破损，电源适配器的导线是否破损等情况。设备完好如图2-2-2串口服务器实物图所示。,图2-2-2串口服务器,2）功能检测 （a）安装串口服务器驱动双击串口服务器驱动软件“vser”，进行安装。,（b）安装后，点击运行，点击扫描 , 扫描串口服务器IP， 如图2-2-4所示。,图2-2-4 串口服务器驱动软件,（2）串口服务器检测,（c）配置临时IP (一般和主机IP 同一个网段 ,已确保电脑能访问的到)，如图2-2-5所示。,图2-2
39、-5 配置串口服务器IP,（2）串口服务器检测,（d）访问刚才配置的串口服务器IP ,并检查相关配置是否正常，如图2-2-6所示。,图2-2-6 检查串口服务器相关配置,（3）数字量采集器检测,1）外观检查,观察ADAM4150数字量采集器外观是否有破损，接线端子否损坏等情况。设备完好如图数字量采集器所示。,2）功能检测使用红黑线，红线将ADAM4150的+Vs接DC 24V的正极，黑线将ADAM4150的GND接DC 24V的负极，上电后，ADAM4150的Status指示灯一直闪烁。接着使用一根导线，将导线一端接DC 24V的负极，另外一端去接触DI输入端，将输入端接低电平，例如，当DI
40、0接低电平时，DI 0对应的指示灯亮。上述操作后，初步可以判断ADAM4150质量完好。,（4）ZigBee协调器检测,1）外观检查,观察ZigBee协调器外观是否有破损，天线是否损坏等情况。设备完好如图ZigBee协调器所示。,2）功能检测接上协调器的电源适配器，观察ZigBee协调器上贴片LED的发光情况，例如出现：D9常亮、D10闪烁，则说明协调器能正常工作。,2.网络中心设备安装与布线,（1）按照图2-1-4工位设备安装布局图将路由器、串口服务器、数字量采集器、ZigBee协调器安装到对应的位置。,（2）按照图2-2-5网络中心设备连线图所示完成路由器、串口服务器、数字量采集器、Zig
41、Bee协调器的布线。,图2-1-4,图2-2-5,2.网络中心设备安装与布线,1）路由器的安装,（a）,（b）,先M3*14螺丝将亚克力板安装到路由器背面，注意要加垫片，如图（a）所示，接着在设备台子背面用M3螺母（注意加不锈钢垫片）将路由器固定在工位架子上。如图（b）所示。最后，连接路由器的电源适配器，为路由器供电。,2.网络中心设备安装与布线,2）安装数字量采集器ADAM4150 用M4*16十字盘头螺丝将数字量采集器ADAM4150安装到工位上，注意在设备台子背面加不锈钢垫片（M4*10*1）。3）安装串口服务器用M4*16十字盘头螺丝将串口服务器安装到工位上，注意在设备台子背面加不锈钢
42、垫片（M4*10*1）。,4）安装ZigBee协调器（a）用铜柱固定板的背面先安装ZigBee的天线，接着用M3*6十字盘头螺丝将六角铜柱（M3*11）固定板的背面，如图2-2-7所示。,图2-2-7 用铜柱固定ZigBee,2.网络中心设备安装与布线,（b）将ZigBee固定在透明板上用M3*6十字盘头螺丝将ZigBee固定在透明板上，如图2-2-8所示。,图2-2-8 将ZigBee固定到透明板上,2.网络中心设备安装与布线,（c）用螺丝把ZigBee固定在工位上用M3*14十字盘头螺丝将ZigBee固定在工位上，注意在设备台子背面加不锈钢垫片（M3*10*1），如图2-2-9所示。,图2
43、-2-9 将ZigBee固定固定到工位上,5）安装485转换接口（a）用红黑线，红线连接到转换头的R/T+，黑线连接到转换头的R/T-，红黑线另外一端，红线连接到ADAM4017和ADAM4150的Data+端口，黑线连接到ADAM4017和ADAM4150的Data-端口。（b）将485转换头的串口连接到PC机的串口（COM1）。,3.网络中心设备配置与调试,（1）路由器的配置步骤1：重置路由器。步骤2：打开浏览器，输入192.168.0.1 。用户名:”admin， 密码：”空，进入路由器配置画面。步骤3：配置路由器IP地址，如图路由器配置图所示。,3.网络中心设备配置与调试,步骤4：配置
44、路由器无线网络名称、无线加密方式。如图路由器配置图所示。,3.网络中心设备配置与调试,步骤5：设置主机IP 地址，如图2-2-12 IP配置图所示。,3.网络中心设备配置与调试,步骤6：参考表2-2-1，用网线将串口服务器、服务器PC、客户机PC连接到路由器的LAN接口。,表2-2-1,步骤7：参考表2-2-2，设置局域网各设备的IP。,表2-2-2,知识提炼,1.ADAM4150,（1）简介ADAM-4100系列是通用传感器到计算机的便携式接口模块，专为恶劣环境下的可靠操作而设计。该系列产品具有内置的微处理器,坚固的工业级ABS塑料外壳,可以独立提供智能信号调理、模拟量I/O、数字量I/O和
45、LED数据显示，此外地址模式采用了人性化设计，可以方便地读取模块地址。,知识提炼,（2）特点7通道输入及8通道输出、宽温运行、高抗噪性:1kV浪涌保护电压输入,3KV EFT及8KV ESD保护、宽电源输入范围:+10 - +48VDC、易于监测状态的LED指示灯、数字滤波器功能、DI通道可以用1kHz计数器、过流/短路保护、DO通道支持脉冲输出功能。坚固型设计（-40-85）。7路数字输入。支持数字输入水平倒置。干接点（逻辑低电平：接地，逻辑高电平：开放）。湿接点（逻辑低电平：0-3V，逻辑高电平：10-30V）。支持3KHZ计数器（32位+1位溢流）和频率输入。过电压保护：40VDC。8路
46、数字输出。集电极开路40V，1A（最大负载）。支持5KHZ脉冲输出。支持高至低和低至高延时输出。隔离电压：3000VDC。浪涌，EFT和ESD保护。RS-485 I/O 模块 (ADAM-4000和ADAM-5000/485 系列)。ADAM 4000系列模块应用EIA RS-485通信协议，它是工业上最广泛使用的双向、平衡传输线标准。它使得ADAM 4000系列模块可以远距离高速传输和接受数据。ADAM-5000/485系统是一款数据采集和控制系统，能够与双绞线多支路网络上的网络主机进行通信。,知识提炼,2.电磁式继电器,继电器（英文名称：relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的
47、变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路）之间的互动关系。通常应用于自动化的控制电路中，它实际上是用小电流去控制大电流运作的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。如图所示，为电磁式继电器的示意图。其中引脚对应端口的关系如下：开关com端：、开关常开端：、开头常闭端：、线圈正极端： 线圈负极端： ,能力拓展,串口服务器配置Telnet模式配置利用电脑的Telnet命令进行连接串口服务器，命令如下： 步骤1：telnet IP如图所示：,能力拓展,步骤2：输入用户名和密码,能力拓
48、展,步骤3：进入配置页面，命令功能如下：help /帮助说明server devname xxx /设置设备名称server ip x.x.x.x /设置设备IPserver mask x.x.x.x /设置子网掩码server gw x.x.x.x /设置网关save /保存设置reboot /设备重启secure web 0 或者 1/停止或启动web模式配置secure telnet 0 或者1 /停止或启动telnet模式配置secure scandev 0 或者1 /停止或启动设备IP搜索功能,任务三 网络中心安防设备安装与调试,任务描述,本任务在施工方案中已经明确网络中心安防系统包
49、括门禁系统和火灾安防系统，所需的设备是超高频中距一体机、网络摄像头、烟雾传感器、火焰传感器等相关设备。通过本任务的学习，我们将学会完成对图书馆网络中心安防系统设备安装前检测、根据电路图完成安装与布线，并通过调试排除设备的各类故障，最终实现网络中心安防设备的安装与调试。,任务实施,1.网络中心安防设备安装前的检测,（1）火焰传感器检测,（2）烟雾传感器检测,（3）网络中心监控系统设备安装前的检测,（4）网络中心门禁系统设备安装前的检测,2.网络中心安防设备安装与布线,（1）火焰传感器、烟雾传感器的安装与布线,（2）大门监控系统设备安装与布线,3.网络中心安防设备故障检测与调试,1.网络中心安防设
50、备安装前的检测,（1）火焰传感器检测1）外观检查观察火焰传感器外观是否有破损等情况。设备完好如图火焰传感器实物图所示。,2）功能检测步骤1：查看火焰传感器技术说明书工作电压： 额定工作电压：DC24V，工作电压范围：DC12V DC30V。工作电流： 监视电流：10mA，报警电流：30mA。输出容量： 无源常开或常闭（可通过探测器内部PCB上JP1选定为常开-NO或常闭-NC）两种可选输出，触点容量1A，DC24V 。亦可调为传统电流型。输出控制方式： 通过探测器内部PCB板上跳线器（JP2）可设置为自锁(LOCK)和非自锁(UNLOCK)。指示灯：正常时，大约每隔5S闪亮一次，表示监测状态；
