物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)
本系統(tǒng)平臺(tái)主要采用zigbee無線通訊技術(shù)來實(shí)現(xiàn)家居智能化控制，Zigbee是一種新興的近程、低速率、低功耗的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，主要用于近距離無線連接。具有低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本、自組網(wǎng)、高可靠、超視距的特點(diǎn)。主要適合應(yīng)用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域，可以嵌入各種設(shè)備。ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網(wǎng)的近程無線通訊技術(shù)。系統(tǒng)主要包括消費(fèi)電子、能源管理、衛(wèi)生保健、家庭自動(dòng)化、建筑自動(dòng)化和工業(yè)自動(dòng)化。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，此設(shè)備是現(xiàn)代智能居家系統(tǒng)最具代表之一，提供良好的教學(xué)設(shè)備實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。
二、技術(shù)參數(shù)
1、實(shí)訓(xùn)設(shè)備操作臺(tái)長(zhǎng)1600mm×寬700mm×高1800。用于ZigBee基本的傳感數(shù)據(jù)采集與輸出控制實(shí)驗(yàn)
2、智能家居電器安防管理系統(tǒng) 模擬智能家居應(yīng)用，通過軟件對(duì)產(chǎn)品模塊進(jìn)行管理
3、提供3V、5V、12V等電源接口，以及電源適配線纜。
4、配接通用串行接口擴(kuò)展到桌面，以方便模塊與PC通信，提供串口線纜
5、實(shí)驗(yàn)室安全管理系統(tǒng)軟件
1）該系統(tǒng)集成無線遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源管理系統(tǒng)，通過手機(jī)或其他移動(dòng)終端系統(tǒng)監(jiān)控查詢學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電源開關(guān)狀態(tài)；單獨(dú)開啟關(guān)閉學(xué)生實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源；全部開啟或全部關(guān)閉實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源功能；定時(shí)預(yù)約實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源開啟關(guān)閉功能。
2）在WiFi連接狀態(tài)，教師通過手機(jī)APP，可實(shí)時(shí)高速讀取實(shí)訓(xùn)臺(tái)的電流、電壓值、功率因數(shù)等參數(shù)；實(shí)時(shí)顯示設(shè)備使用功率和歷史曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、故障預(yù)警和異常報(bào)警
3）可設(shè)置實(shí)驗(yàn)臺(tái)保護(hù)電壓和電流，當(dāng)輸入電壓或者電流超過保護(hù)電壓值或者保護(hù)電流值自動(dòng)切斷實(shí)驗(yàn)臺(tái)電源保護(hù)設(shè)備，并推送信息到教師控制端。
三、 物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)-實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1、遠(yuǎn)程控制實(shí)訓(xùn)
2、定時(shí)控制實(shí)訓(xùn)
3、智能照明操作實(shí)訓(xùn)
4、無線遙控操作實(shí)訓(xùn)
5、場(chǎng)景控制操作實(shí)訓(xùn)
6、集中控制操作實(shí)訓(xùn)
7、電腦控制操作實(shí)訓(xùn)
8、家電控制操作實(shí)訓(xùn)
9、電動(dòng)窗簾操作實(shí)訓(xùn)
10、家居安防模塊的連接實(shí)訓(xùn)
四、設(shè)備配置表
| 序號(hào) | 器材名稱 | 器材規(guī)格或型號(hào) |
| 1 | 智能家居安裝維護(hù)操作臺(tái) |
1、規(guī)格尺寸 1600 mm×750 mm×1700 mm 2、基礎(chǔ)控制區(qū) 用于基本的傳感數(shù)據(jù)采集與輸出控制實(shí)驗(yàn) 3、智能家居電器安防管理系統(tǒng) 模擬智能家居應(yīng)用 4、智能家居生態(tài)園藝管理系統(tǒng) 模擬家居園藝應(yīng)用 5、智能書架管理系統(tǒng) 利用RFID技術(shù)，通過軟件對(duì)產(chǎn)品模塊進(jìn)行管理 6、電源及配件 提供3V、5V、12V等電源接口，以及電源適配線纜。 7、串口及配件 通用串行接口擴(kuò)展到桌面，以方便模塊與PC通信，提供串口線纜 |
| 2 | 基礎(chǔ)控制區(qū) |
智能家居安裝維護(hù)操作臺(tái)基礎(chǔ)控制區(qū)，集成了多種傳感器和輸出控制設(shè)備，學(xué)生利用ZigBee協(xié)調(diào)器、路由器、傳感控制節(jié)點(diǎn)板，采用多種無線技術(shù)完成環(huán)境數(shù)據(jù)采集和控制實(shí)驗(yàn)，組網(wǎng)實(shí)驗(yàn)，同時(shí)也可以進(jìn)行組合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)控制區(qū)功能 1、溫濕度傳感器模塊 采集環(huán)境的溫度與濕度 2、光敏傳感器模塊 采集環(huán)境的光照強(qiáng)度 3、煙霧探測(cè)傳感器模塊 模擬安防中的煙霧探測(cè) 4、人體感應(yīng)傳感器 模擬安防中的入侵檢測(cè) 5、緊急呼救按鍵 模塊緊急呼救求助按鈕 6、數(shù)碼管模塊 模塊溫度顯示等 7、LED燈模塊 模擬室內(nèi)照明 8、直流電機(jī) 模擬空調(diào)風(fēng)扇等家電設(shè)備 9、步進(jìn)電機(jī) 模塊電動(dòng)窗簾、洗衣機(jī)等設(shè)備 10、繼電器輸出（燈） 模擬環(huán)境加溫設(shè)備 11、自動(dòng)灌溉模塊輸出 12、土壤溫度傳感器 |
| 3 | 智能家居電器安防管理系統(tǒng) |
1、智能家居電器安防管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家電自動(dòng)控制、安防系統(tǒng)與報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能 2、通過ZigBee協(xié)調(diào)器和傳感控制節(jié)點(diǎn)組成無線網(wǎng)絡(luò)，采集室內(nèi)溫度、濕度和光照度，實(shí)現(xiàn)燃?xì)馀c煙霧探測(cè)、入侵探測(cè)、門窗防撬，緊急求助報(bào)警等功能，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒⻊?wù)器，對(duì)模擬的家電設(shè)備進(jìn)行控制功能 3、溫濕度傳感器模塊 采集環(huán)境的溫度與濕度 4、光敏傳感器模塊 采集環(huán)境的光線強(qiáng)度 3、煙霧探測(cè)傳感器模塊 用于安防中的煙霧探測(cè) 4、燃?xì)馓綔y(cè)傳感器模塊 用于安防中的燃?xì)馓綔y(cè) 5、人體感應(yīng)傳感器模塊 模擬安防中的入侵檢測(cè) 6、干簧門磁 模擬安防中的門窗防撬 7、緊急呼救按鍵 模塊緊急呼救求助按鈕 8、數(shù)碼管模塊 2位數(shù)碼管，模擬空調(diào)溫度設(shè)定 9、LED燈模塊 一組四只LED燈，模擬室內(nèi)照明 10、直流電機(jī) 模擬空調(diào)風(fēng)扇等家電設(shè)備 11、步進(jìn)電機(jī) 模塊電動(dòng)窗簾、洗衣機(jī)等設(shè)備 12、ZigBee傳感控制節(jié)點(diǎn) 利用ZigBee協(xié)調(diào)器，通過傳感控制節(jié)點(diǎn)采集多種傳感數(shù)據(jù)，并進(jìn)行輸出控制。 13、網(wǎng)絡(luò)攝像頭 采集捕捉視頻圖像，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)攝像監(jiān)控。 14、繼電器控制模塊，通過傳感器I/o輸出控制模塊。 15、壓力傳感模塊，可檢測(cè)氣壓，重壓等外力壓力信號(hào)。 16、紅外對(duì)射周界防范模塊，檢測(cè)直線人體感應(yīng)穿越信號(hào)。 17、電氣控制仿真軟件需提供計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)證書 以三維仿真交互技術(shù)和三維動(dòng)畫視覺表現(xiàn)及多媒體數(shù)字技術(shù)為核心，能進(jìn)行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實(shí)訓(xùn)、電氣基礎(chǔ)訓(xùn)練、元器件識(shí)別檢測(cè)。 |
| 4 | 智能書架管理系統(tǒng) |
1、物聯(lián)網(wǎng)智能書架管理系統(tǒng)包含了一個(gè)RFID智能貨架，它由RFID高頻讀寫器、天線多路器和若干平板天線構(gòu)成，書架內(nèi)嵌的平板天線采用水平方式放置，平放于每層書架的底部，每層書架放置一組數(shù)碼管輸出，用于顯示當(dāng)前該層書架的數(shù)量。將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中使用的每個(gè)設(shè)備當(dāng)作書籍，在其底部貼上電子標(biāo)簽（寫入貨品信息），平放于書架的天線上，保證能夠讀取到貨品信息。使用時(shí)要領(lǐng)用和歸還。 2、無線傳輸庫管信息，通過RFID高頻讀寫器讀寫圖書惑貨物進(jìn)出入管理，及數(shù)量，及時(shí)在對(duì)應(yīng)的一組電子顯示屏上顯圖書數(shù)，借出或出庫信息等。 |
| 5 | 智能家居生態(tài)園藝管理系統(tǒng) |
1、采用無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可定時(shí)采集空氣溫度、空氣濕度、CO2濃度、光照強(qiáng)度，土壤溫度和水分等，來獲得作物生長(zhǎng)的最佳條件，通過自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室環(huán)境、實(shí)現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。 2、利用ZigBee協(xié)調(diào)器，通過傳感控制節(jié)點(diǎn)將環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒⻊?wù)器，并以圖表方式顯示給用戶，當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí)，可利用軟件網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室設(shè)備（溫、光、氣、水等）的自動(dòng)控制，也可以通過Internet網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)環(huán)境信息和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。 智能家居生態(tài)園藝管理系統(tǒng)功能 3、溫濕度傳感器模塊 采集溫室環(huán)境的空氣溫度與濕度 4、光敏傳感器模塊 采集溫室環(huán)境的光照強(qiáng)度 5、CO2傳感器模塊 監(jiān)測(cè)溫室環(huán)境空氣中的CO2濃度 6、加熱器 提供真實(shí)溫室大棚內(nèi)環(huán)境加溫，實(shí)現(xiàn)溫室恒溫控制。 7、直流電機(jī) 模擬溫室大棚內(nèi)風(fēng)機(jī)/換氣設(shè)備 8、繼電器輸出（燈） 模擬溫室大棚內(nèi)補(bǔ)光燈 9、電磁閥水閥 模擬開閘放水，實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤微噴灌溉 10、ZigBee協(xié)調(diào)器 組建ZigBee無線網(wǎng)絡(luò)，將傳感控制節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒⻊?wù)器進(jìn)行處理。 11、ZigBee傳感控制節(jié)點(diǎn) 利用ZigBee協(xié)調(diào)器，通過傳感控制節(jié)點(diǎn)采集多種傳感數(shù)據(jù)，并進(jìn)行輸出控制。 12、無線調(diào)光模塊，通過光敏傳感過通節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程無線改變實(shí)時(shí)照度。 13、自動(dòng)萬向噴灌器，實(shí)現(xiàn)土壤灌溉的模擬。 |
| 6 | 產(chǎn)品組件參數(shù) |
1、溫濕度傳感器主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 測(cè)量范圍 溫度 -40℃～120℃ 濕度 0～100%RH 測(cè)量精度 溫度 ±0.5℃ 濕度 ±4.5%RH 2、光敏傳感器主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 測(cè)量范圍 0～200000LUX 測(cè)量精度 ±20LUX 3、煙霧傳感器主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 測(cè)量范圍 0～2000PPM 測(cè)量精度 ±50PPM 4、可燃?xì)怏w傳感器主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 測(cè)量范圍 0～2000PPM 測(cè)量精度 ±50PPM 5、紅外人體傳感器主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 工作波長(zhǎng) 6～14μm 靈敏度 3300W/V 輸出信號(hào) >2.2V 6、攝像頭主要參數(shù) 接口類型 USB 2.0 分辨率 800X600 最大幀頻 30FPS 對(duì)焦范圍 >6mm 視場(chǎng) >50mm 曝光控制 自動(dòng)（在范圍22000:1內(nèi)） 系統(tǒng)支持 Windows 7，Windows Vista，Windows XP 7、直流電機(jī)主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 額定轉(zhuǎn)速 7000 rpm 預(yù)計(jì)壽命 25 °C時(shí)預(yù)計(jì)壽命40000小時(shí) 最大風(fēng)量 9.0 m³/h 噪音指標(biāo) <31.0 dbA 工作溫度 -10℃～60℃ 8、步進(jìn)電機(jī)主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 步進(jìn)角度 5.625 x 1/64 減速比 1/64 噪音指標(biāo) <35.0 dbA 牽入轉(zhuǎn)矩 300gfcm 摩擦轉(zhuǎn)矩 600～1200gfcm 數(shù)碼管主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 數(shù)碼管顯示位數(shù) 2位 顯示數(shù)值范圍 0～99 9、LED主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V LED燈數(shù)量 4個(gè)紅色LED 預(yù)計(jì)壽命 30000～50000小時(shí) 10、求助按鍵主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 預(yù)計(jì)壽命 100,000次 反應(yīng)時(shí)間 <100ms 工作溫度 -30℃～70℃ 11、繼電器主要參數(shù) 觸點(diǎn)形式 一開一閉 線圈電壓 DC 5V 觸電電壓 DC 12V 線圈功率 0.36W 吸合電流 70mA 釋放電流 0mA 觸點(diǎn)電流 <10A 預(yù)計(jì)壽命 100,000次 12、RFID貨架讀寫設(shè)備主要參數(shù) 產(chǎn)品尺寸 讀寫器180X140X38mm（不含天線及固定部分） 天線多路器70X60X22mm（不含天線及固定部分） 平板天線70X70X10mm（不含天線及固定部分） 輸入電壓 DC 12V 支持天線數(shù) 標(biāo)配12個(gè)，最大16個(gè) 天線切換時(shí)間 1S 支持標(biāo)準(zhǔn) ISO14443A，ISO15693 讀卡距離 0-7cm 讀卡時(shí)間 1-2ms 工作頻率 13.56MHz 支持接口 RJ45，RS232 工作溫度 -20℃～60℃ |