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智能家居工程實訓系統
發布日期:2018-03-27   點擊次數:8475
系統簡介
       智能家居工程實訓系統(SeaIOT-EE-SH-01),以智能家居行業為背景,對智能家居中多個子系統的安裝調試操作,培養學生的工程技能,使其能夠搭建相對復雜的物聯網應用系統,并對工程崗位的工作有初步認知。
       該系統綜合運用傳感器采集、無線傳感器網絡、自動控制、嵌入式系統開發、網絡通信、Android移動應用開發、WEB應用開發等物聯網技術,將家居環境傳感器、終端控制器、家用電器、家居網關等集成,實現家居生活環境的自動監測、自動調節、安防報警、視頻監控、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工程應用實訓系統。
       系統提供多種展示形式、如單面掛板、三面網板、以及實際場景。由于展示形式不同,所用的執行器略有不同,但控制器都是一樣的。
  • 系統結構
  • 系統特點
  • 核心功能
  • 課程資源

智能家居工程實訓系統具有感知層、網絡層、應用層三層體系結構。

感知層主要包括溫濕度、光線、二氧化碳、雨雪等各種傳感器節點,以及空調扇、照明燈、窗簾、電視、多媒體播放器、電磁閥、警笛等控制設備,實現家居環境參數的實時監測、家電設備的狀態檢測、以及自動化調節。

網絡層包括無線傳感器網絡和接入網絡。無線傳感器網絡采用ZigBee,負責感知層傳感器節點、控制器節點與網關之間的數據通信,由網關匯聚信息。接入網絡可使用以太網、WIFI4G任一種,負責網關與云服務平臺之間的數據交互,將匯聚的感知層設備信息接入到云服務平臺。

應用層主要設計面向用戶,具有多種訪問終端,如本地網關、Web客戶端、Android客戶端等,運行智能家居監控端軟件系統,實現環境參數采集、安防報警、家電控制、能源監控、可視門禁、影音娛樂、遠程監控等功能。

系統整體架構如圖所示:



1)系統架構層次清晰:B/S架構,本地網關、移動端、WEB端均可同時訪問系統。前端采用最新的HTML5編程技術,WebSockets全雙工協議解決異步刷新的問題,達到數據實時刷新。

2傳感層采用ZigBee進行數據傳輸;集成HTTP協議實現跨平臺遠程增刪改查數據庫;采用MQTT協議實現多終端M2M數據傳輸。

3)系統功能豐富:包含家居環境實時監測、家電設備智能控制、家庭能源動態監控、家居安防智能告警、家庭智能影音娛樂、遠程視頻監控等系統。

4)人機交互界面友好:物聯網網關、WEB監控端、移動端三方軟件系統均采用圖形圖像化交互界面,增加操作的便利化和直觀性。



1. 智能環境監控

系統采用溫濕度、光照度、二氧化碳等各種傳感器對室內居住環境的狀態進行實時監測,監測數據通過無線ZigBee網絡傳輸到智能網關,可以實時顯示在智能網關、Android移動終端、Web集中監控端的界面上。系統可設置傳感器和控制設備的聯動,通過預置的上下限,自動控制空調扇(通風扇)、加濕器、窗簾、照明燈等設備的狀態,調節居室環境。

2. 智能安防報警

采用煙霧探測器、燃氣探測器、門磁探測器、紅外人體感應探測器對居室內煙霧火情、煤氣泄漏、離家模式下的非法人員入侵等進行監測。如遇煙霧超過安全閾值、燃氣泄漏、或陌生人入侵,立即進行本地報警,啟動聯動開啟排風系統、關閉燃氣閥門、報警聲嚇退入侵者。同時警情數據通過ZigBee網絡傳輸到智能網關,并推送給用戶的移動端,提醒用戶自動連接視頻監控像頭查看現場情況。警情處理后,用戶可通過Android移動端解除警情。


3. 智能家電控制

系統支持交流強電類、紅外轉發類、無線射頻類等電器的控制,提供手動控制與自動控制兩種方式。

手動控制,主要通過手動點擊網關控制端、Android移動終端、Web監控端界面上家電控制按鈕,實現對照明燈、警笛等進行開關控制,對電視、音響、空調等紅外轉發控制,對窗簾進行射頻轉發控制。

自動控制,通過設置傳感器與家電設備的聯動,一旦傳感器檢測數據達到上、下閾值,就觸發家電設備自動動作。具有居家模式、離家模式、模式一、二等多種,用戶可設置多種自動控制系統,實現智能燈光控制系統、智能溫度調節系統、智能濕度調節系統。


4. 智能能源監控

系統采用電表傳感器、水表傳感器實時監測家庭用電、用水狀況,通過zigbee網絡傳輸給網關。可以實時顯示在智能網關、Android移動終端、Web集中監控端的界面上。


5. 智能可視門禁

系統安裝有指紋識別傳感器、電插鎖控制器、可視門鏡等設備,可實現指紋錄入、指紋對比、指紋開門、可視對講等功能。


6. 智能影音娛樂

安裝多媒體播放器、音響、電視,營造家居客廳溫馨氛圍,均通過紅外轉發控制器接入zigbee網絡,由智能網關統一管理。用戶可通過網關、WEB端、Android端控制播放器、電視等的開關狀態,可以收聽音樂,觀看電視。

7. 智能遠程監控

系統支持Android移動端、Web集中監控端等多終端通過http協議以及MQTT協議與智能家居網關進行通信,實現遠程數據交互。WEB集中監控平臺可以顯示所有接入家居網關的信息各個網關管理的傳感器數據、設備狀態;可查閱歷史數據,導出數據文件;可在線編輯傳感器與控制設備的控制策略,實現聯動; 采用網絡攝像頭對家居環境進行實時監控,攝像頭通過WIFI接入互聯網,支持WEB監控端、移動端遠程視頻查看,實現遠程視頻監控功能。