LGWL-JJ03型物聯(lián)網(wǎng)智能家居實訓系統(tǒng)

一、【系統(tǒng)簡介】
LGWL-JJ03型物聯(lián)網(wǎng)智能家居實訓系統(tǒng)是針對高等院校物聯(lián)網(wǎng)實訓需求，綜合運用傳感器采集、設(shè)備控制、無線傳感器網(wǎng)絡、嵌入式系統(tǒng)、網(wǎng)絡通信、中間件等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及多學科技術(shù)的交叉融合，依托部署在網(wǎng)板上的各種傳感器節(jié)點、控制節(jié)點、智能網(wǎng)關(guān)、智能終端實現(xiàn)家居生活環(huán)境的智能安全監(jiān)測、智能安防監(jiān)測、智能報警、智能設(shè)備控制、遠程視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡化遠程監(jiān)控等功能，貼近實際智能家居系統(tǒng)，為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學提供了一個完備的應用實訓系統(tǒng)。
二、【系統(tǒng)構(gòu)成】
物聯(lián)網(wǎng)智能家居實訓系統(tǒng)采用木質(zhì)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(jiān)控設(shè)備等；利用這些傳感器實時監(jiān)測家居環(huán)境狀況，結(jié)合嵌入式數(shù)據(jù)庫存儲技術(shù)將采樣數(shù)據(jù)統(tǒng)一保存管理；利用無線傳感器網(wǎng)絡統(tǒng)一管理各個節(jié)點；利用自動控制理論實現(xiàn)家居智能環(huán)境監(jiān)測與聯(lián)動控制；利用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)智能家居控制主機；利用Android系統(tǒng)實現(xiàn)智能家居訪問終端；整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)完整。
1、系統(tǒng)外觀

系統(tǒng)構(gòu)成拓撲圖

2、系統(tǒng)拓撲

系統(tǒng)外觀圖

三、【硬件資源】
物聯(lián)網(wǎng)智能家居實訓系統(tǒng)主要由多種感知設(shè)備、紅外設(shè)備、安防設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、智能家居控制主機、以及木質(zhì)精美沙盤組成。

序號	名稱	規(guī)格參數(shù)
1	86型觸摸屏無線遙控開關(guān)(學習型)2路單火線	●負載功率300W ●鋼化玻璃面板，零火，黑色 ●支持觸摸控制，支持遙控控制，支持智能遠程控制
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 ●電壓：12V/27A電池 ●載波頻率：315MHz ●配合KC-868-B/KC-868-D/KC-868-F主機，實現(xiàn)一鍵控制情景模式功能
3	全角度紅外線轉(zhuǎn)發(fā)器	●控制角度：360° ●工作電壓：220VAC±10% ●采用吸頂設(shè)計，內(nèi)置5個紅外發(fā)射管 ●可配合主機，控制家用紅外電氣。兼容市面大部分空調(diào)、電視、音響等家用電氣
4	無線人體紅外傳感器	●載波頻率：315MHz ●有效距離：≤3米 ●采用光量子探測技術(shù)更加穩(wěn)定、更省電、能更加有效防止誤報 ●對人體紅外進行光譜智能分析、量化計算，準確地對人體移動作出報警
5	86型遙控插座1路（2200W）	●支持智能主機控制系統(tǒng)，可手動或遠程控制插座 ●萬能輸出插座設(shè)計有塑料安全檔塊，使用起來更安全 ●適合電視機、機頂盒、廚房電器等的遠距離遙控開關(guān)操作 ●使用10A繼電器做為通斷交流電的控制器件，與可控硅相比，更穩(wěn)定 ●具有斷電記憶功能、一鍵全開全關(guān)及智能學習對碼，使用更安全方便
6	燃氣報警器	●發(fā)射頻率：315MHz ●突出靈敏度,應答速度快 ●感應煤氣、天然氣、液化石油氣
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 ●直流常開式/手動關(guān)閥 ●黃銅合金閥體材質(zhì) ●驅(qū)動電壓12VDC
8	煙霧傳感器	●發(fā)射頻率：315MHz ●自檢功能，聲光報警 ●離子式9VDC供電，吸頂式安裝 ●低功耗設(shè)計、低電壓提醒報警 ●電磁屏蔽設(shè)計，離子式無線型
9	無線門磁傳感器	●發(fā)射頻率：315MHz ●12V/23A干電池供電
10	130萬高清室內(nèi)半球云臺攝像頭	●H.264 100萬像素，3.6mm鏡頭 ●水平轉(zhuǎn)角355度，垂直轉(zhuǎn)角120度 ●支持32GTF存儲卡，內(nèi)置IRCUT ●白天不偏色，晚上更清晰 ●紅外10米 ●DC5V 2A
11	背景音樂系統(tǒng)	●2路公共音源輸入，3路本機音源 ●支持音樂格式有：MP3、WMA、無損APE、OGG、AAC、AC3、DTS等音樂格式，支持LRC格式的歌詞 ●支持FM功能、斷電記憶功能 ●USB和SD卡即插播放音樂 ●三檔定時開關(guān)機、藍牙功能：背景音樂和手機相互控制
12	背景音樂喇叭	●靈敏度：87db ●頻率響應：100-20KHz ●材質(zhì)：HIPS ●額定功率：20W ●*大功率：40W ●阻抗：8 Ohm
13	一鍵緊急按鈕	●發(fā)射頻率：315MHz ●配合KC868系列主機，實現(xiàn)一鍵控制情景模式功能
14	12鍵銀灰遙控器	●發(fā)射頻率：315MHz ●配合KC868系列主機，實現(xiàn)一鍵控制情景模式功能
15	電動窗簾電機及軌道	●工作電壓：220VAC ●使用于各種窗簾軌道 ●支持智能主機控制系統(tǒng) ●支持無線遙控面板控制
16	電動推窗器	●輸出推力：10-100KG ●行程距離：5-10cm ●工作電壓：DC12V ●溫度環(huán)境：-5℃~50℃ ●額定功率：10W
17	電動開窗器控制面板	●鋼化玻璃面板，零火，黑色 ●支持觸摸控制，支持遙控控制，支持智能遠程控制
18	無線LED變色燈	●7檔調(diào)色功能紅、綠、藍、黃、青、紫、白 ●燈體外殼材質(zhì)：精工車鋁 ●工作電壓：AC100-240V ●遙控頻率：315MHz ●壽命大于50000小時
19	4鍵情景模式面板	●鋼化玻璃面板，零火，黑色，86型底盒 ●電壓：220VAC±10% ●載波頻率：315MHz ●配合C-868-B/KC-868-D/KC-868-F主機，實現(xiàn)一鍵控制情景模式功能
20	電磁閥	●適用空氣、水、油等無腐蝕性氣體 ●直流常閉式 ●黃銅閥體材質(zhì) ●驅(qū)動電壓12VDC
21	單路無線調(diào)光面板黑色單火	●鋼化玻璃面板，單火，黑色 ●支持觸摸控制，支持遙控控制，支持智能遠程控制
22	智能家居控制主機	●主要由STM32控制器、315發(fā)射器、315接收器等組成； ●全面支持居家燈光、窗簾、幕布、電視、DVD、功放等其他家用電器軟件控制 ●支持一鍵情景模式控制（每個情景模式可自定義多個執(zhí)行動作）以及分布式聯(lián)動、無線信號聯(lián)動等智能聯(lián)動控制 ●支持315MHz普通編碼（2262、1527）無線設(shè)備的智能控制 ●主機具備315M、433M無線遙控器信號學習后再轉(zhuǎn)發(fā)的功能，兼容性更強 ●支持電話、短信聯(lián)動情景模式功能 ●支持WindowXP、Window7、Window8、Android等多種系統(tǒng)客戶端軟件

四、【軟件資源】
主要包括智能家居控制主機系統(tǒng)軟件、Android智能家居系統(tǒng)軟件、C#智能家居軟件。
1、智能家居控制主機系統(tǒng)軟件：
家居控制主機采用MDK開發(fā)環(huán)境，主要用來匯聚315M/433M傳感層的各種傳感器節(jié)點，控制節(jié)點，保存所有節(jié)點的傳感器采樣值、控制器狀態(tài)等，可通過以太網(wǎng)或WiFi無線網(wǎng)與PC家居控制端、平板電腦控制端進行TCP/IP數(shù)據(jù)通信，其作為網(wǎng)關(guān)實現(xiàn)用戶通過PC或平板查看智能家居環(huán)境參數(shù)、安防設(shè)備的狀態(tài)，以及控制家電設(shè)備等。
2、Android智能家居系統(tǒng)軟件：
平板電腦運行基于Android操作系統(tǒng)的智能家居監(jiān)控軟件。用戶可以在平板上瀏覽家居環(huán)境參數(shù)、安防設(shè)備狀態(tài)，遠程控制家用電器（開關(guān)控制、紅外遙控）等，并且可以訪問網(wǎng)絡攝像機，實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控。
3、C#的智能家居系統(tǒng)軟件：
系統(tǒng)還支持C#智能家居系統(tǒng)軟件。該軟件不用智能網(wǎng)關(guān)，而使用普通PC機，通過串口與ZigBee協(xié)調(diào)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(shù)據(jù)實現(xiàn)對傳感層節(jié)點的管理的，主要實現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測、家居安防監(jiān)測、家電設(shè)備控制以及視頻監(jiān)控等功能。

軟件結(jié)構(gòu)圖

五、【系統(tǒng)功能】
1、環(huán)境自動監(jiān)測與調(diào)節(jié)功能
通過溫濕度傳感器、光照度傳感器對室內(nèi)居住環(huán)境的狀態(tài)進行實時監(jiān)測，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)可以實時顯示在智能網(wǎng)關(guān)、PC監(jiān)控服務器、平板電腦監(jiān)控終端的GUI界面上。系統(tǒng)可以通過預置的上下限，自動控制空調(diào)、窗簾的開關(guān)狀態(tài)，調(diào)節(jié)居室環(huán)境。
2、安全自動監(jiān)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(jiān)測，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)可以實時顯示在智能網(wǎng)關(guān)、PC監(jiān)控服務器、平板電腦監(jiān)控終端的GUI界面上。系統(tǒng)可以通過預置的聯(lián)動關(guān)系和設(shè)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(shè)備打開，調(diào)節(jié)居室環(huán)境。
3、安防自動監(jiān)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(tǒng)等對居室進行全方位實時監(jiān)測，所有監(jiān)測數(shù)據(jù)可以實時顯示在智能網(wǎng)關(guān)、PC監(jiān)控服務器、平板電腦監(jiān)控終端、Web監(jiān)控終端的GUI界面上。一旦出現(xiàn)危險情況或非法入侵，智能家居控制系統(tǒng)就會通過預置的聯(lián)動關(guān)系，自動控制警笛報警，發(fā)送警情短信給用戶等。用戶可以通過平板電腦啟動網(wǎng)絡攝像頭查看居室環(huán)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(shè)置傳感器節(jié)點與控制設(shè)備的對應、以及閾值設(shè)置即可實現(xiàn)。手動控制可通過智能網(wǎng)關(guān)、Android智能終端、PC監(jiān)控服務器、Web監(jiān)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(guān)控制，對電視、音響、空調(diào)等遙控開關(guān)類設(shè)備進行紅外遠程開關(guān)、調(diào)節(jié)控制。
六、【教學資源】
智能家居實訓系統(tǒng)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(jiān)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(lǐng)悟物聯(lián)網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵技術(shù)以及實現(xiàn)方式，培養(yǎng)學生動手解決問題的能力，激發(fā)學生的創(chuàng)新潛力。

序號	名稱	實驗
1	智能控制主機實驗	MDK集成開發(fā)環(huán)境搭建實驗；基于315M頻段的家居環(huán)境監(jiān)測實驗：包括燃氣探測、煙霧探測、門磁探測、熱釋電人體感應、視頻監(jiān)測等；基于315M頻段的家電設(shè)備開關(guān)控制實驗：包括觸摸控制、情景模式控制、強電插座控制、燃氣閥切斷控制、背景音樂控制、背景喇叭控制、電動窗簾控制、推窗器控制、LED變色燈檔位控制、情景模式面板控制、電磁閥控制、觸摸調(diào)光控制等；基于315M頻段的家電設(shè)備紅外學習控制實驗：可紅外學習實驗室內(nèi)配備的空調(diào)；可紅外調(diào)節(jié)空調(diào)溫度、風速等；
2	Android智能終端實驗	Android終端與控制主機的網(wǎng)絡通信實驗；基于Android的智能家居環(huán)境監(jiān)測實驗：包括燃氣探測、煙霧探測、門磁探測、熱釋電人體感應、視頻監(jiān)測等；基于Android的智能家居設(shè)備控制實驗：包括觸摸控制、情景模式控制、強電插座控制、燃氣閥切斷控制、背景音樂控制、背景喇叭控制、電動窗簾控制、推窗器控制、LED變色燈檔位控制、情景模式面板控制、電磁閥控制、觸摸調(diào)光控制等；
3	PC機監(jiān)控服務器實驗	基于C#的智能家居環(huán)境監(jiān)測實驗；基于C#的智能家居設(shè)備控制實驗；基于C#的智能家居安防監(jiān)控實驗；基于C#的二次開發(fā)應用實驗；

七、【配置清單】

序號	設(shè)備名稱	數(shù)量
1	86 型觸摸屏無線遙控開關(guān)(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(zhuǎn)發(fā)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(nèi)半球云臺攝像頭	1
12	背景音樂系統(tǒng)	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(diào)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(zhì)結(jié)構(gòu)	1
29	家居沙盤支撐桌	1

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