《智能家居系统工程案例》由会员分享，可在线阅读，更多相关《智能家居系统工程案例（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、智能家居系统工程案例精选文档目录案例一：智能家居实训平台41 概述42 系统方案42.1 智能家居系统组成42.2 系统结构组成52.3 网络拓扑图53 实施方案63.1 智能家居真实场景63.2 模型版智能家居74 实训平台设计84.1 系统硬件设计84.1.1 环境监测84.1.2 电器控制部分94.1.3 智能安防部分104.1.4 综合控制系统104.3 模拟智能家居124.3.1 模拟智能家居布局效果图124.3.2 智能家居实训平台配置清单134.4 软件平台及实验的设计144.4.1 智能家居管理平台144.4.1.1 系统配置144.4.2 模拟仿真平台16附录1：传感器模块参
2、数列表20精选文档案例一：智能家居实训平台1 概述该案充分考虑到项目特点和主流技术相结合的需求，将“移动改变生活”这句话变成实际，为学生提供一个“体验+实践”的开放环境。从进入实验室的那一刻起，“聪明、安全”无处不在。无处不再的门禁系统将潜在的危险阻挡在电梯间之外，安保系统将全程记录你出现位置，始终将你的安全放在第一位，但是聪明的它只会默默的守护你。这一切的一切只需要你轻轻晃动的你手机即可完成，无卡的尴尬将离你远去。访客的到来将在家中对讲显示屏上清晰反映，提前一步开启你温暖的笑容傍晚步入家中，温暖的洗澡水、徐徐播放的音乐、缓缓闭合的窗帘，伴随着厨房设备清脆的提示音你可以享受为自己预备好的晚餐了
3、。这一切是真实的、这一切是聪明的。对！这就是智能家居。清晨的喧闹即将开始的时候，在你关门的一瞬间。家，沉寂了，安静了，省电模式将呵护着你的口袋；平静中安全模式紧紧的保护着这个温馨的家，始终如一的守护她，随时随地通过 3G 网络反映出家中情况，让你在前进的道路中无后顾之忧。在智能家居开发实验室中，不仅让学生、老师深切体验到智能家居的“聪明、安全、舒适”，我们还会提供二次开发接口，让学生、老师去 DIY，去动手开发自己专属的智能家居，在一个愉快、开放的环境中学习掌握物联网中的关键技术。2 系统方案2.1 智能家居系统组成智能家居系统是以信息化为平台，将智能家电控制、室内环境监测、安防监控、异常报警
4、求助、无盲区全景监视系统、背景音乐等系统进行统一管理，室内通过遥控器任意控制，室外可通过手机或电脑进行远程控制，对家里的情况了如指掌。精选文档2.2 系统结构组成图 2.1 系统结构框图2.3 网络拓扑图精选文档图 2.2 系统网络拓扑图3 实施方案3.1 智能家居真实场景 以物联网科研平台为基础，提供一套真实的智能家居场景。效果图如下：图3.1 智能家居实景参考配置：智能家居网关PC 服务器网络摄像头（带云台控制）RFID 读写器220V 智能开关、智能遥控器（控制电视、音响、空调、风扇、照明灯等）电动窗帘、电动晾衣架3G 通信模块无线探测器（温度、湿度、光感、雨雪感应、烟雾、压力、红外对管
5、）特点：体验性强，用户可以体验既定的执行策略，比如就餐场景、娱乐场景、睡眠场景等，感受物联网带来的智能，对物联网有系统的感知，同时实验平台开放开发接口，用户可以加载Python 脚本来对实验室内的设备进行读写操作，可实现不同设备的联动控制，定制自己的智能家居系统，比如通过室内温度采集，当温度值超过一定阈值，则开启风扇或空调，同时可考虑更多因素（节能、制冷效果等），决策是同时开风扇和空调还是只开其中一个设备，完全提供给学生一个开放式环境；精选文档3.2 模型版智能家居 以物联网科研平台为基础，在一个机柜中模拟出智能家居的环境，与真实的智能家居系统功能相似，只是尺寸比例不同，模型板家居系统全部模块
6、化，与真实家居系统采用统一的硬件及软件接口，效果图如下图 3.2 智能家居模型版参考配置：智能家居网关PC 机摄像头RFID 读写器智能开关灯光（白炽灯、报警灯、LED 数码管）3G 通信模块无线探测器（温度、湿度、光感、雨感、烟雾、压力、红外对管、继电器控制） 特点： 将所有的模块浓缩到一个模拟的智能家居模型里，几个学生一组可以在这个平台上开发验证程序，并通过 LED 灯、数码管对结果进行显示，达到相对直观的演示效果。模型板家居系统全部模块化，与真实家居系统采用统一的硬件及软件接口，基于我们提供的开发接口，学生可以将自己开发的模块加入到真实的环境中进行验证体验。比如，学生在模型板上开发控制程
7、序可直接加载到真实环境中，进行验证。精选文档4 实训平台设计4.1 系统硬件设计4.1.1 环境监测 基于zigbee的传感器采集模块，在室内组成环境监测传感网络，负责室内传感数据的采集，主要包括温度、湿度、光感、雨雪感应、烟雾、压力数据的采集，另外，根据实际需要可扩展其他传感器，为其他电器控制执行策略提供数据基础，无线采集模块搭载传感器详细参数列表请见附录1传感器详细参数列表。 无线温湿度传感器对室内温湿度进行采集，由学生设置采集周期及告警阈值，来控制风扇、空调等设备； 无线光感传感器对室内管线进行采集，由学生设置采集周期及告警阈值，当环境光线低于或高于设定值时，控制灯或者窗帘的联动控制；
8、无线雨感传感器对室外天气情况进行监测，部署在室外，根据室外天气情况，发出告警短信或对晾衣架进行控制； 无线烟感传感器对室内环境情况进行监测，一旦发生火情，第一时间短信告警并采取其他联动措施；图 4.1 无线温湿度采集模块4.1.2 电器控制部分 控制部分主要基于 zigbee 的无线反馈控制模块，包括智能开关及智能红外遥控，控制器只需要接在 220V 电源线上即可无需另行布线，实现对空调、风扇、电视、音响、节能灯的控制。 下图 3.2 为智能红外遥控器，可以对需要操作的红外遥控键盘进行学习，由服务器平台进行记录存储，并通过zigbee无线模块进行下发，实现对空调、风扇、电视、音响的控制。精选文
9、档图 4.2 智能红外遥控器 无线智能开关由 zigbee 220v 继电器控制模块构成，实现对室内照明灯的控制。室内照明灯主要包括 2 个电视墙射灯，客厅大灯 1 个，其他 3 个普通照明灯； 智能窗帘及晾衣架控制器，包括导轨、步进电机、zigbee 无线模块，主要安装于两个窗户处，实现窗帘及晾衣架的无线控制；图 3.3 电器控制示意图图 4.3 电器控制示意图4.1.3 智能安防部分 智能安防系统是由各种智能探测器和智能网关组成，构建房间内的主动防御系统。 智能红外对射探测器，通过红外线反射进行布防，当有人闯入的时候发出报警； 智能烟雾探测器，探测出烟雾浓度超标后发出报警； 智能门禁探测器
10、，基于 RFID 读卡器，只有有权限的人员才能够进入实验室，同时可实现考勤管理。另外在特定功能区域区分 RFID 权限级别，只有授权用户才可以操作控制电视；室内监控，监控住宅内的状况，实现实时察看、录像、录像调用、云台控制功能。通过手机、服务器平台可随时察看监控区域内的情况，实现远程监控功能。整个安防系统可实现手机、网关、电脑软件等方式接收报警信息，并能实现布防、撤防的设置。精选文档图 4.4 安防设备示意图4.1.4 综合控制系统 综合控制系统包括智能家居网关、智能家居综合管理软件等部分组成，实现对房间的设备的综合管理，软件平台详细方案请参见软件平台方案。4.1.4.1 智能家居综合管理 智
11、能家居综合管理对室内所有设备进行实时管理，通过 ZigBee 无线传感器网络、wifi，对家庭中多种传感器状态进行监测和控制，其内置多种应用场景，如娱乐场景、睡眠场景、离家场景等。 智能家居管理平台背景可以根据实际场景进行切换，室内所有设备都有唯一的物理地址，通过智能家居演示平台可以对对应的每个节点友好名、节点类型、网络 ID 等参数进行配置修改，实现对每个节点的读写控制。在图形化仿真平台中，学生使用友好名就可以对相应设备进行控制，并且生成、加载相应的控制脚本程序，实现自己的智能家居系统。图 4.5 智能家居实训平台4.1.4.2 扩展功能精选文档 物联网实验平台除了硬件提供统一的对扩展接口外
12、，软件平台也提供了一套通用的数据采集和控制通信协议，便于新增设备的接入。图 4.6 调试信息解析窗口 调试信息解析窗口对整个实验平台的通信消息流程进行实时跟踪、解析、显示。比如将RFID 操作过程中的流程详细的展现出来，让学生熟悉 RFID 每个操作的详细过程，并且基于我们提供的通信协议进行二次开发时，可以作为调试工具，去跟踪定位问题，便于扩展出更多自己的应用程序。4.1.4.3 Python 二次开发 Python 是一种面向对象的解释性的计算机程序设计语言，也是一种功能强大而完善的通用型语言，已经具有十多年的发展历史，现在已成熟且稳定，目前已在计算机及通信领域应用广泛。 软件平台提供了可二
13、次开发的功能，目的是帮助学生学习和掌握 Python 语言，深入参与到物联网的实验中来，自己动手编写脚本控制传感器，切身的体会到物联网的应用。我们的二次开发模块还可以帮助学生组合各类传感器，搭建一个物联网的应用环境，实现学生从做实验到设计实验的跨越，让学生学习到知识的同时也充分体会到学习物联网的乐趣。4.3 模拟智能家居4.3.1 模拟智能家居布局效果图精选文档图 3.7 模拟智能家居布局效果图4.3.2 智能家居实训平台配置清单类别序号产品名称单位数量备注综合控制系统1多媒体智能网关至尊版（7寸TFT数字屏）个1含协调器，含摄像头23G模块个1报警短信，及终端控制3Wifi模块个1摄像头无线
14、传输环境监测系统4无线温湿度、光感传感模块个15无线压力传感模块个1安防系统6红外探测器个1一个用于门禁防护7烟雾报警器个18无线RFID读写器个1一个门禁管理电器控制9无线电动窗帘套1步进电机控制精选文档10无线开关控制器个2控制2个灯其他11三周加速度传感器个1人体跌倒或物体位移12数码显示屏个1模拟显示空调、风扇、电视等设备运行状态13数码管个3显示温度、湿度4.4 软件平台及实验的设计 为了让学生能够对物联网的基本要素和整体概念有一个理解。由浅入深的学习和掌握物联网的相关知识，充分激发学生学习的兴趣。智能家居实训平台分为智能家居管理平台和模拟仿真平台。智能家居管理平台对室内所有设备及系统参数进行配置管理，并内置典型的应用场景，意图让学生对物联网在智能家居中的应用有系统的感知，并且为后续的实验提供参考；模拟仿真平台主要包括传感器的认知实验模块、物体控制实验模块及综合应用实验模块，意图为学生提供实践操作的环境，由浅入深的掌握物联网应用的关键技术。4.4.1 智能家居管理平台
