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VSWL-JJ03物聯網智能家居實訓系統
VSWL-JJ03物聯網智能家居實訓系統
一、系統簡介
VSWL-JJ03物聯網智能家居沙盤是針對高等院校物聯網實訓需求，綜合運用傳感器采集、設備控制、無線傳感器網絡、嵌入式系統、網絡通信、中間件等物聯網技術以及多學科技術的交叉融合，依托部署在網板上的各種傳感器節點、控制節點、智能網關、智能終端實現家居生活環境的智能安全監測、智能安防監測、智能報警、智能設備控制、遠程視頻監控、網絡化遠程監控等功能，貼近實際智能家居系統，為物聯網專業教學提供了一個完備的應用實訓系統。
二、系統構成
系統采用木質板材搭建小型家居模型，安裝315頻段的燃氣、煙霧、門磁、紅外等各種探測器，不同功能的觸摸遙控面板，智能控制主機，視頻監控設備等；利用這些傳感器實時監測家居環境狀況，結合嵌入式數據庫存儲技術將采樣數據統一保存管理；利用無線傳感器網絡統一管理各個節點；利用自動控制理論實現家居智能環境監測與聯動控制；利用嵌入式系統實現智能家居控制主機；利用Android系統實現智能家居訪問終端；整個系統結構完整。
1、系統外觀
系統構成拓撲圖
2、系統拓撲
系統外觀圖
三、硬件資源
智能家居實訓系統主要由多種感知設備、紅外設備、安防設備、監控設備、智能家居控制主機、以及木質精美沙盤組成。
序號 | 名稱 | 規格參數 |
1 | 86型觸摸屏無線遙控開關(學習型)2路單火線 | ●負載功率300W |
2 | 86型2路隨意貼遙控面板（黑色） | ●鋼化玻璃面板，黑色，86型底盒 |
3 | 全角度紅外線轉發器 | ●控制角度：360° |
4 | 無線人體紅外傳感器 | ●載波頻率：315MHz |
5 | 86型遙控插座1路（2200W） | ●支持智能主機控制系統，可手動或遠程控制插座 |
6 | 燃氣報警器 | ●發射頻率：315MHz |
7 | 燃氣切斷閥 | ●適用天然氣、石油液化氣、人工煤氣等無腐蝕性氣體 |
8 | 煙霧傳感器 | ●發射頻率：315MHz |
9 | 無線門磁傳感器 | ●發射頻率：315MHz |
10 | 130萬高清室內半球云臺攝像頭 | ●H.264 100萬像素，3.6mm鏡頭 |
11 | 背景音樂系統 | ●2路公共音源輸入，3路本機音源 |
12 | 背景音樂喇叭 | ●靈敏度：87db |
13 | 一鍵緊急按鈕 | ●發射頻率：315MHz |
14 | 12鍵銀灰遙控器 | ●發射頻率：315MHz |
15 | 電動窗簾電機及軌道 | ●工作電壓：220VAC |
16 | 電動推窗器 | ●輸出推力：10-100KG |
17 | 電動開窗器控制面板 | ●鋼化玻璃面板，零火，黑色 |
18 | 無線LED變色燈 | ●7檔調色功能 紅、綠、藍、黃、青、紫、白 |
19 | 4鍵情景模式面板 | ●鋼化玻璃面板，零火，黑色，86型底盒 |
20 | 電磁閥 | ●適用空氣、水、油等無腐蝕性氣體 |
21 | 單路無線調光面板黑色單火 | ●鋼化玻璃面板，單火，黑色 |
22 | 智能家居控制主機 | ●主要由STM32控制器、315發射器、315接收器等組成； |
四、軟件資源
主要包括智能家居控制主機系統軟件、Android智能家居系統軟件、C#智能家居軟件。
1、智能家居控制主機系統軟件：
家居控制主機采用MDK開發環境，主要用來匯聚315M/433M傳感層的各種傳感器節點，控制節點，保存所有節點的傳感器采樣值、控制器狀態等，可通過以太網或WiFi無線網與PC家居控制端、平板電腦控制端進行TCP/IP數據通信，其作為網關實現用戶通過PC或平板查看智能家居環境參數、安防設備的狀態，以及控制家電設備等。
2、Android智能家居系統軟件：
平板電腦運行基于Android操作系統的智能家居監控軟件。用戶可以在平板上瀏覽家居環境參數、安防設備狀態，遠程控制家用電器（開關控制、紅外遙控）等，并且可以訪問網絡攝像機，實現遠程視頻監控。
3、C#的智能家居系統軟件：
系統還支持C#智能家居系統軟件。該軟件不用智能網關，而使用普通PC機，通過串口與ZigBee協調器通信?；贑#的智能家居軟件就是通過串口編程、及時讀取串口緩沖數據實現對傳感層節點的管理的，主要實現家居環境監測、家居安防監測、家電設備控制以及視頻監控等功能。
五、系統功能
1、環境自動監測與調節功能
通過溫濕度傳感器、光照度傳感器對室內居住環境的狀態進行實時監測，所有監測數據可以實時顯示在智能網關、PC監控服務器、平板電腦監控終端的GUI界面上。系統可以通過預置的上下限，自動控制空調、窗簾的開關狀態，調節居室環境。
2、安全自動監測與報警功能
通過煙霧探測器、燃氣探測器模擬對居室火情、煤氣泄漏等進行實時監測，所有監測數據可以實時顯示在智能網關、PC監控服務器、平板電腦監控終端的GUI界面上。系統可以通過預置的聯動關系和設置異常氣體濃度上下限，自動控制警笛報警，控制加濕器、窗簾等設備打開，調節居室環境。
3、安防自動監測與報警功能
通過門磁探測器、人體感應探測器、指紋識別器、可視門禁系統等對居室進行全的方位實時監測，所有監測數據可以實時顯示在智能網關、PC監控服務器、平板電腦監控終端、Web監控終端的GUI界面上。一旦出現危險情況或非法入侵，智能家居控制系統就會通過預置的聯動關系，自動控制警笛報警，發送警情短信給用戶等。用戶可以通過平板電腦啟動網絡攝像頭查看居室環境，遠程控制窗簾、門鎖，處理警情等。
4、智能家電控制功能
智能控制支持自動控制與手動控制兩種方式。自動控制由用戶設置傳感器節點與控制設備的對應、以及閾值設置即可實現。手動控制可通過智能網關、Android智能終端、PC監控服務器、Web監控終端等四種不同的方式對吸頂燈、臺燈、警笛、窗簾等進行開關控制，對電視、音響、空調等遙控開關類設備進行紅外遠程開關、調節控制。
六、教學資源
智能家居實訓系統提供了豐富的實驗案例，包括傳感器采集實驗，無線傳輸實驗，控制主機處理實驗，PC主機監控實驗，Android終端實驗等，從底層到應用，一條線貫穿，讓學生在實驗中逐步領悟物聯網的體系結構，關鍵技術以及實現方式，培養學生動手解決問題的能力，激發學生的創新潛力。
序號 | 名稱 | 實驗 |
1 | 智能控制主機實驗 | MDK集成開發環境搭建實驗； |
2 | Android智能終端實驗 | Android終端與控制主機的網絡通信實驗； |
3 | PC機監控服務器實驗 | 基于C#的智能家居環境監測實驗； |
七、配置清單
序號 | 設備名稱 | 數量 |
1 | 86 型觸摸屏無線遙控開關(學習型) 2 路單火線 | 1 |
2 | 86 型 2 路隨意貼遙控面板（黑色） | 1 |
3 | 全角度紅外線轉發器 | 1 |
4 | 無線人體紅外傳感器 | 1 |
5 | 86 型遙控插座 1 路（2200W） | 2 |
6 | 燃氣報警器 | 1 |
7 | 燃氣切斷閥 | 1 |
8 | 煙霧傳感器 | 1 |
9 | 無線門磁傳感器 | 1 |
10 | 130 萬高清室內半球云臺攝像頭 | 1 |
12 | 背景音樂系統 | 1 |
13 | 背景音樂喇叭 | 2 |
14 | 一鍵緊急按鈕 | 1 |
15 | 12 鍵銀灰遙控器 | 1 |
17 | 電動窗簾電機及軌道 | 1 |
19 | 電動推窗器 | 1 |
20 | 電動開窗器控制面板 | 1 |
21 | 無線 LED 變色燈 | 1 |
22 | 4 鍵情景模式面板 | 1 |
23 | 電磁閥 | 1 |
24 | 單路無線調光面板黑色單火 | 1 |
27 | 智能家居控制主機 | 1 |
28 | 家居沙盤木質結構 | 1 |
29 | 家居沙盤支撐桌 | 1 |