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智能家居安装维护赛项·模拟题(2014年版)


“2014 年全国职业院校技能大赛”中职组

“企想”杯智能家居安装维护竞赛

模 拟 题 试 题 册

2014 年全国职业院校技能大赛组委会
中国·无锡

2014 年4 月

“2014 年全国职业院校技能大赛”中职组“企想”杯智能家居安装维护竞赛

r />模拟赛题说明
1.注意事项
(1)请按照以下比赛环境,检查比赛中使用硬件设备、连接线、工具、材料 和软件等是否齐全,计算机设备是否能正常使用;并在设备确认单(含附 表 1,2,3)上签字。 (2)禁止携带和使用移动存储设备、计算器、通信工具及参考资料。 (3)操作过程中,需要及时保存设备配置。比赛过程中,不要对任何设备添 加密码。 (4)比赛中禁止改变软件原始存放位置。 (5)比赛中禁止触碰、拆卸带有警示标记的设备、线缆、插座。 (6)仔细阅读比赛试卷,分析需求,按照试卷要求,进行设备配置和调试。 (7)比赛完成后,不得切断所有电源,需保持所有设备处于工作状态。 (8)比赛完成后,比赛设备、比赛软件和比赛试卷请保留在座位上,禁止带 出考场外。

2.比赛软件环境
(1)物理机 ? ? ? ? 操作系统:Windows 7(32 位) 开发环境:Microsoft Visual Studio 2010 & MSDN 智能家居开发库、开发文档、配置文件模板 样板间控制软件

(2)虚拟机 ? ? 操作系统:Windows 7(32 位) .NET 框架:.NET Framework 4.0

3.赛题说明
(1)本次比赛的赛题由三部分组成,考核内容相互独立,单独评分。 (2)第一部分为智能家居设备安装调试以及应用配置,第二部分为智能家居 嵌入式网关应用配置,第三部分为智能家居应用软件配置。 (3)比赛时间总计 180 分钟,参赛选手可自由分配任务及时间。 (4)参赛选手需仔细阅读试题,按照试题要求填写答案或提交竞赛成果。

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模拟赛题

合创集团是一家从事高科技产品研发、生产和销售的大型企业,鉴于物联网技 术的飞速发展,且应用越来越丰富,公司决定进军民用市场空间巨大的智能家居行 业。经过几年的研发,公司已有一批较成熟的产品,现公司需要在无锡物联网产品 与应用发布会上进行现场展示,要求你作为安装维护工程师来实现智能家居相关设 备的安装和配置,确保达到良好的产品与应用的展示效果。

第一部分 智能家居设备安装调试以及应用配置

本部分要求完成节点板配置,网络拓扑图和设备连线图的绘制,智能家居设 备的安装、连线以及软件调试,实现如下样品间电器布局图的效果。
说明:样板间里所有涉及 220V 强电部分都已经安装完毕,选手仅需针对弱电接线,节点板配 置表和所需的 Visio 素材都存放在“素材”文件夹中。

图 1-1 样板间电器布局图

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1.节点板配置
(1)请在答题纸上题号 1 的对应位置填写智能家居的英文名称(1 分) 。 (2)请根据指定的 PANID 号和通道号设置对应节点板及板号、板类型、传感器 类型(注:PANID 号为 1802;通道号为 0X0C)(6 分) 。 (3)在同一个无线传感网中下列选项表达正确的是什么?请将答案填写在答题 纸上题号 3 的对应位置(参考选项:A. MAC 可以不相同 不相同 C. PANID 可以不相同 B. 通道号可以 D. PANID, 通道号都必须相同) (1 分) 。

2.绘制网络拓扑图和设备连线图
(1)使用 Visio 软件绘制网络拓扑图。 (2 分) (2)使用 Visio 软件绘制设备连线图。 (6 分) (3)完成后的网络拓扑图和设备连线图分别以“网络拓扑图 X.vsd”和“设备连 线图 X.vsd”的文件名存入“结果”文件夹中。
注:X 代表参赛队的工位号

3.设备安装
(1)按照样板间电器布局图将以下设备安装置指定位置并固定,完成设备供电。 (2)三块红外学习模块红外发射通道号是否可以相同?请将答案填写在答题纸 上题号 3 的对应位置(参考选项:A.可以 B.不可以) (1 分) 。 B. 内环负极外环正极) (3)双 DC 线正负极判断下列说法正确是什么?请将答案填写在答题纸上题号 4 的对应位置(参考选项:A. 内环正极外环负极 (1 分) 。
表 1-1 设备列表

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

设备名称 空调 门禁系统(电子插锁、刷卡器、门铃、开门按钮) 报警灯 温度传感器 湿度传感器 光照度传感器 DVD 射灯 烟雾传感器 电视红外控制模块(红外控制模块正确学习电视遥控 器的开关机功能,红外学习频道号为 1 频道) 空调红外控制模块(红外控制模块正确学习空调遥控 器的开关机功能,红外学习频道号为 1 频道)
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DVD 红外控制模块(红外控制模块正确学习 DVD 遥控 器的开关机功能,红外学习频道号为 1 频道)

4.设备连线
根据设备连线图完成以下设备的电源线连接和控制信号线连接, 并进行设备调 试。 (1)根据 LED 射灯接线图完成电源线连接、控制信号线连接(LED 射灯控制信号 线分别接电压型继电器 P1/P2 接线端子) 。 (2)根据报警灯接线图完成电源线连接、控制信号线连接(报警灯控制信号线 接电压型继电器 P1 接线端子) 。 (3)根据电动窗帘接线图完成控制信号线连接(电动窗帘控制信号线分别接节 点型继电器:窗帘关闭控制信号线接节点型继电器 P1 接线端子;窗帘开启 控制信号线接节点型继电器 P2 接线端子;窗帘停止控制信号线接节点型继 电器 P3 接线端子) 。 (4)根据门禁系统接线图完成电源线连接、控制信号线连接(门禁系统控制信 号线接节点型继电器 P2 接线端子) 。 (5)根据烟雾报警器接线图完成电源线连接、控制信号线连接(烟雾报警器控 制信号线分别接控制板:白色线接控制板针脚 4/橙色线接控制板针脚 10) 。 (6)根据换气扇接线图完成控制信号线连接(换气扇控制信号线接电压型继电 器 P1 接线端子) 。 (7) 烟雾报警器的供电是多少?请将答案填写在答题纸上题号 5 的对应位置 (参 考选项:A.5V B.12V B.12V C.36V B.12V C.36V C.36V D.220V) (1 分) 。 D.220V) (1 分) 。 (8)门禁控制电插锁供电是多少?请将答案填写在答题纸上题号 6 的对应位置 (参考选项:A.5V A.5V B.12V (9)射灯供电是多少?请将答案填写在答题纸上题号 7 的对应位置(参考选项: D.220V) (1 分) 。 C.36V B.12V D.220V) (1 分) 。 C.36V D.220V) (1 分) 。 (10)电动窗帘的供电是多少?请将答案填写在答题纸上题号 8 的对应位置(参 考选项:A.5V (11)整个样板操作间内有几种电压?请将答案填写在答题纸上题号 9 的对应位 置(参考选项:A.5V

要求:连线预留不超过 10 公分,并绑扎整齐。规范性(3 分)

5.软件调试
(1)设备安装完成后,将协调器和 A8 相连。 (2)在 A8 上采用默认登录后,对节点板信息进行配置,实现相关执行设备的控 制和信息采集。 (信息配置 1 分,测试传感和控制器件功能 12 分)
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(3)检测导线是否导通,使用万用表的什么量程档?请将答案填写在答题纸上 题号 10 的对应位置 (参考选项: A.直流电压 20V 交流 200V D.二极管档) (1 分) 。 B.关闭 C.停止 D.暂停) (1 分) 。 B.直流电流 20ma C.

(4) 电动窗帘有几种工作模式?请将答案填写在答题纸上题号 11 的对应位置 (参 考选项:A.开启 应位置(1 分) 。 (6)无线传感器网络的英文缩写是什么?请将答案填写在答题纸上题号 13 的对 应位置(1 分) 。 (7)报警灯控制的工作原理是通过网关(A8)到协调器,再到节点,然后通过什 么实现控制报警灯?请将答案填写在答题纸上题号 14 的对应位置(1 分) 。 (8)实现开关作用的是哪一种继电器?请将答案填写在答题纸上题号 15 的对应 位置(参考选项:A.电压型继电器 B. 节点型继电器) (1 分) 。 (5)排风扇使用的是哪种类型的继电器?请将答案填写在答题纸上题号 12 的对

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第二部分 智能家居嵌入式网关应用配置

本部分要求完成智能家居网关与协调器、节点板的连接,绘制网络拓扑图, 实现界面、采集数据、实现对智能家居设备的控制和模拟应用配置,并进行 NFS 网络文件系统挂载和网关移植。
说明: 虚拟机登录及提升权限的密码是 guosai, 两个动态链接库 libcontorl1.so、 libcontorl2.so 存放于虚拟机桌面上的“\考试标准\contorl\”文件夹中。

1.设备连接
首先完成智能家居网关与协调器的连接,之后完成以下设备与节点板的连接。 (1)完成温湿度传感器、求助按钮、烟雾传感器与节点板 1 的连接。 (2)完成空调模块(数码管) 、灯光模块(LED)与节点板 2 的连接。 (3)完成窗帘模块(步进电机) 、光照传感器与节点板 3 的连接。

2.绘制拓扑图
根据连线操作中的描述用 Visio 工具画出对应关系的拓扑图,将其结果保存至 “网关拓扑图 X.vsd” 。
注:X 代表参赛队的工位号

3.SD 卡的制作
将 Superboot 烧写到 SD 卡中,烧写 SD 卡所需要资料放置于“D:\竞赛文件\ 网关”文件夹中。

4.Uboot 的烧写
将 Uboot 烧写到网关中,烧写 Uboot 所需要的资料放置于“D:\竞赛文件\网 关”文件夹中。

5.内核的烧写
将内核烧写到网关中,烧写内核所需要的资料放置于“D:\竞赛文件\网关” 文件夹中。

6.界面实现
依照界面效果图和控件的基本属性表,实现控制界面,要求能够体现如下控 制效果。
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图 2-1 界面效果图

图 2-2 启动界面 表 2-1 界面属性表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 控件类型 Label Label Label Label Label Label Label Label Label Push Button Objectname Temp Temp_Data Smog Smog_Data Humidity Humidity_Data Light Light_Data Label_Air Btn_Air X 109 190 310 370 109 190 310 370 520 590 Y 20 20 20 20 48 48 48 46 100 100 宽度 75 81 45 111 75 81 41 111 71 31

图 2-3

过渡界面

高度 17 17 17 17 17 17 17 17 20 27

Text 室内温度: 0 光照强度: 0 室内湿度: 0 CO2: 0 空调设定: 开

备注

显示温度值

显示光照度值

显示湿度值

显示 CO2 值

minimum:16 maximum:31 11 Spin Box Air_Data 620 100 59 27 singleStep:1 value:16

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12 13 14 15 16 17 18 Push Button Push Button Push Button Push Button Push Button Push Button Push Button SetAirValue Btn_Led1 Btn_Led2 Btn_Led3 Btn_Led4 Btn_Curtain Btn_Buzzer 680 400 485 400 485 400 400 100 250 250 280 280 315 375 31 75 75 75 75 160 160 27 25 25 25 25 25 25 设 灯光 1 开启 灯光 2 开启 灯光 3 开启 灯光 4 开启 窗帘开启 蜂鸣器开启 “回家模式” 19 Combo Box Mode_Select 470 410 90 20 “日间模式” “夜间模式” 20 21 22 23 24 25 26 line 图片存于工程文 27 绿色报警灯 green.png 60 15 28 48 件夹下 images 文 件夹中 图片存于工程文 28 返回按钮 Return.png 730 410 30 30 件夹下 images 文 件夹中 Label Label Check Box Check Box Check Box Push Button vertical line 590 250 20 200 label_moshi Custom_Mode Box_Buzzer Box_Led Box_Curtain Mode_Control 400 620 710 620 710 620 410 250 290 320 320 350 55 70 50 50 50 140 20 20 17 17 17 25 模式选择: 自定义模式: 蜂鸣器 Led 灯 窗帘 自定义模式启动

完成欢迎界面 (图 2-2) 中 “En” 按钮的功能, 实现点击后进入下一个页面 (图 2-3) 。完成(图 2-3)中“智能家居”按钮的功能,实现点击后进入下一个页面(图 2-1) 。

7.数据采集
完成以下参数的串口配置、数据采集及实时显示。 (1)完成温度参数的采集,并将温度值实时显示。 (2)完成湿度参数的采集,并将湿度值实时显示。 (3)完成光照度参数的采集,并将光照值实时显示。 (4)完成烟雾参数的采集,并将烟雾值实时显示。

8.控制功能实现
(1)电动窗帘控制功能 点击“窗帘开启”按钮时,打开窗帘,窗帘控制按钮切换为“窗帘关闭” ;点 击“窗帘关闭”时,关闭窗帘,窗帘控制按钮切换为“窗帘开启” 。 (2)房间灯光控制功能 点击“灯光 N 开启”按钮时,打开灯光,灯光控制按钮切换为“灯光 N 关闭” ;
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点击“灯光 N 关闭”时,关闭灯光,灯光控制按钮切换为“灯光 N 开启” 。
注:N 的取值范围【1-4】 。

(3)蜂鸣器控制功能 点击“蜂鸣器开启”按钮时,打开蜂鸣器,蜂鸣器控制按钮切换为“蜂鸣器 停止” ;点击“蜂鸣器停止”时,关闭蜂鸣器,蜂鸣器控制按钮切换为“蜂鸣器开 启” 。

9.智能家居模拟应用配置
实现智能家居应用中的四种模式,分别是日间模式、夜间模式、回家模式、 自定义模式。具体要求如下: (1)当空调开关按钮为“开”时,点击该按钮,按钮切换为“关” ,同时将 空调控制设置为开启状态,此时才能对空调进行联动控制;反之空调开关按钮显 示为“开” ,将空调控制设置为关闭状态,空调不能进行联动控制。 (2)日间模式 保持温度、湿度、光照、烟雾传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应 区域中。 关闭房间灯光,开启房间窗帘(即:电机顺时针转动),完成真实器件动作的 同时更新相应功能模块在界面对应区域中的状态。 当室温高于 30℃且光照度大于 200Lux 时, 同时闭合房间窗帘并设置空调温度 为 20℃;完成真实器件动作的同时更新相应功能模块在界面对应区域中的状态, 如不满足条件则不执行动作。 (3)夜间模式 保持温度、湿度、光照、烟雾传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应 区域中。 开启房间灯光、闭合窗帘(即:电机逆时针转动)、设置空调温度为 24℃,完 成真实器件动作的同时更新相应功能模块在界面对应区域中的状态。 (4)回家模式 保持温度、湿度、光照、烟雾传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应 区域中。 当温度高于 25℃、光照度低于 200Lux,且湿度值超过 80%的时候,开启窗帘 (即:电机顺时针转动) ,同时关闭蜂鸣器,设置空调温度为 18℃;如条件不满足 时,设置空调温度为 24℃;完成真实器件动作的同时更新相应功能模块在界面对 应区域中的状态。 (5)自定义模式 保持温度、湿度、光照、烟雾传感器参数能够实时采集并显示在界面的对应
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区域中。 分别对将需要开启的电器勾选,点击“自定义模式启动”按钮后,更新相应 功能模块在界面对应区域中的状态, “自定义模式启动”按钮切换为“自定义模式 关闭” 。 点击“自定义模式关闭”按钮,停止自定义模式的条件触发, “自定义模式关 闭”按钮切换为“自定义模式启动” 。

10.NFS 网络文件系统的挂载
(1)将网关的根目录挂载到虚拟机/mnt 下,列出网关根目录,并将结果截屏 以 a.png 名字保存至“结果”文件夹中。 (2)完成 NFS 网络文件系统挂载的配置,并将结果(即输入的命令和正确的 字符数)截屏以 b.png 名字保存至“结果”文件夹中。 (3)列出网关根目录,并将结果截屏以 c.png 名字保存至“结果”文件夹中。

11.网关移植
将第 9 题中实现的智能家居模拟应用全部移植到网关上,并能够正常运行。

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第三部分 智能家居应用软件配置

本部分要求完成设备连接、网络拓扑图的绘制、上机位开发界面设计、实现 界面逻辑流程与软件模块。

1.设备连接
(1)将 PC1 机与协调器连接。 (2)将 LED 灯组、数码管(模拟空调) 、温湿度传感器、可燃气体传感器、人体 感应传感器、烟雾传感器、光照度传感器电源连接正确。 (3)依次打开“协调器 → 节点板 1 → 节点板 2 → 节点板 3”的电源开关, 给以上模块供电,看到上述 3 块节点板联网状态指示灯由闪烁变为红色常 亮时,表明设备组网成功,可以进行后续操作。
注:协调器和节点板均使用 5V 直流电源供电。

2.绘制拓扑图
根据第 1 题中的设备连接,参照模板(素材\拓扑图模板.vsd) ,使用 Visio 软件完成拓扑图绘制,并保存至“结果\拓扑图 X.vsd” 。
注:X 代表参赛队的工位号

3.上位机开发界面设计
参赛者在 Visual Studio 2010 集成开发环境下,使用 C#开发语言,完成一套 上位机软件的开发,软件界面及控件属性请按照表中的要求进行定义和摆放,不 得随意更改名称和位置,如选手没有按要求进行定义和摆放造成的后果自负。 软件功能控制请参照 Bizideal Zigbee V25 开发包提供的方法完成下列模块 功能开发。开发包文档和 db.mdb 数据库存放在“素材”文件夹中。
注:X 代表参赛队的工位号

软件界面示意图如图 3-1 所示。

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图 3-1 传感器配置窗体界面

图 3-2 主窗口界面

既然传感器和智能冰箱 使用了 2 个串口,是否 2 个协议和串口都要显 示出来。

图 3-3 单击启动系统后出现的初始化窗体界面

建议温度,湿度,光照,烟雾,燃气数值都保留 1 位小数

图 3-4 环境监测、智能冰箱界面效果图

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图 3-5 智能冰箱入库界面

图 3-6 智能冰箱出库界面

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“2014 年全国职业院校技能大赛”中职组“企想”杯智能家居安装维护竞赛 注:除指定属性按表中设置,其它属性均为系统默认

参照软件界面示意图,结合下方列出的基本属性表实现界面。(界面仅供参考 之用,数据部分需结合实际情况显示正确。) 传感器配置窗体的基本属性如下:
Name Size Text StartPosition FirstForm 293,177 串口设置 CenterScreen ExamMainFrom False False 705, 471 智能家居 CenterScreen

主窗体的基本属性如下:
Name MaximizeBox MinimizeBox Size Text StartPosition

【 主 窗 体 】 是 程 序 的 主 体 部 分 , 包 含 【 InitForm 】 (初始化窗体) 、 【MonitoringForm】 (环境监测窗体) 、 【RefrigeratorForm】 (智能冰箱窗体)三 个 MDI 子窗体。 【RefrigeratorForm】 (智能冰箱窗体)包含【AddThings-智能冰 箱入库窗体】和【DeleteThings-智能冰箱出库窗体】两个子窗体,具体窗口属性 配置见下表:
表 3-1 FirstForm-传感器配置窗体属性

序号 1 2 3 4 5 序号 1 序号 1 2 3 4 5 6 7 8

控件类型 Label Label Button ComboBox ComboBox 控件类型 MenuStrip 控件类型 Label Label Label Label Label Label Label Label

Name lblSensor lblRe btnOk cbxSensor cbxRe Name menuStrip
表 3-3 InitForm-初始化窗体属性

Text 传感器串口 智能冰箱串口 启动系统 (列出计算机当前所有串口名称) (列出计算机当前所有串口名称) Text

表 3-2 ExamMainFrom-主窗体属性

Name lbl1 lbl2 lbl3 lbl4 lbl25 lblShortAddr lblCOM lblSystemState

Text 协议版本号 短地址 串口号 系统运行状态 (当前协议版本号) (当前短地址) (当前传感器串口号) (当前系统运行状态,例:正在运行)

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表 3-4 MonitoringForm-环境监测窗体属性

序号 1 2 3 4 5 6 7 9 9 10 序号 1 2 3

控件类型 Label Label Label Label Label Label Label Label Label Label 控件类型 Button Button ListView

Name lbl1 lbl2 lbl3 lbl4 lbl5 lblTempOuter lblHumidity lblIllumination lblSmog lblGas Name btnAdd btnDelete lvThings
表 3-6 AddThings-智能冰箱入库窗体属性

Text 温度 湿度 光照度 Smog Gas (当前温度数据) (当前湿度数据) (当前光照度数据) (当前 Smog 数据) (当前 Gas 数据) Text 入库 出库

表 3-5 RefrigeratorForm-智能冰箱窗体属性

序号 1 2 3 序号 1 2 3

控件类型 ComboBox TextBox Button 控件类型 ComboBox TextBox Button

Name cbxSeatID txtTitle btnOk Name cbxSeatID txtTitle btnOk

Text (货架位置) (货物名称) 确定 Text (货架位置) (货物名称) 确定

表 3-7 DeleteThings-智能冰箱出库窗体属性

4.功能模块实现要求
【模块一:系统初始化模块实现】 (1)系统运行之后,出现如图 3-1 所示的传感器配置窗体(FirstForm) 。选择 传感器串口(用于传感器数据采集接收)和智能冰箱串口(用于智能冰箱 RFID),点击启动系统,传感器串口被打开, 传感器配置窗体自动关闭,进入 图 3-2 所示的主窗体(ExamMainForm) 。 (2)主窗体打开之后中包含一个启动系统的菜单项,点击启动系统菜单项,出 现如图 3-3 所示的初始化子窗体(InitForm) ,显示相关信息。同时启动菜 单的菜单项变为:环境监测,智能冰箱,退出系统。 【模块二:环境监测模块的实现】 单击主窗体中的环境监测菜单项,环境监测子窗体载入,每隔 10 秒获取相关 环境传感器数据,并按图 3-4 环境监测、智能冰箱界面效果图所示的环境监测子
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窗体中的控件位置进行显示。25 系列的协调器每 1 秒都会上传传感器数据,10 秒 获取传感器数据,需要采用另外的定时器或在接收实践中做额外处理。 【模块三:智能冰箱模块的实现】 (1)单击主窗体中的智能冰箱菜单项,智能冰箱子窗体载入。同时打开智能冰 箱的串口,并显示数据库(db.mdb)中所有货物的信息然后开始盘点,在 状态列更新货物状态。 (2)根据数据库中所记载的货物信息,对冰箱各位置进行货物的检测,若检测 发现某位置没有物品(检测不到 RFID 标签),但该位置在数据库中记录存在 货物,则状态显示为缺少;检测发现该某位置有货物(检测到 RFID 标签), 但该位置在数据库中没有对应货物记录,则状态显示为多出;如果经检测 相应位置的货物信息和数据库中的记录一致,则状态显示为正常。 (3)点击入库按钮,打开如图 3-5 所示的入库子窗体,选择添加货物存放位置, 填入货物名称,单击确定按钮,则在数据库中更新对应信息,为货物办理 入库。 (4)点击出库按钮,打开如图 3-6 所示的出库子窗体,选择货物位置后,根据 数据库中的记录显示对应的货物名称。单击确定按钮,在数据库中删除相 应位置的货物信息,为货物办理出库。 【模块四:退出系统模块的实现】 单击退出系统菜单项,关闭所有串口和数据库连接,关闭所有 MDI 子窗体, 关闭主窗口。

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