物聯(lián)網(wǎng)智能家居實訓系統(tǒng)
本系統(tǒng)平臺主要采用zigbee無線通訊技術(shù)來實現(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)絡技術(shù)，主要用于近距離無線連接。具有低復雜度、低功耗、低速率、低成本、自組網(wǎng)、高可靠、超視距的特點。主要適合應用于自動控制和遠程控制等領域，可以嵌入各種設備。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)主要包括消費電子、能源管理、衛(wèi)生保健、家庭自動化、建筑自動化和工業(yè)自動化。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起，此設備是現(xiàn)代智能居家系統(tǒng)最具代表之一，提供良好的教學設備實訓平臺。
二、技術(shù)參數(shù)
1、實訓設備操作臺長1600mm×寬700mm×高1800。用于ZigBee基本的傳感數(shù)據(jù)采集與輸出控制實驗
2、智能家居電器安防管理系統(tǒng) 模擬智能家居應用，通過軟件對產(chǎn)品模塊進行管理
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展到桌面，以方便模塊與PC通信，提供串口線纜
5、實驗室安全管理系統(tǒng)軟件
1）該系統(tǒng)集成無線遠程實驗臺電源管理系統(tǒng)，通過手機或其他移動終端系統(tǒng)監(jiān)控查詢學生實驗臺的電源開關(guān)狀態(tài)；單獨開啟關(guān)閉學生實驗臺電源；全部開啟或全部關(guān)閉實驗臺電源功能；定時預約實驗臺電源開啟關(guān)閉功能。
2）在WiFi連接狀態(tài)，教師通過手機APP，可實時高速讀取實訓臺的電流、電壓值、功率因數(shù)等參數(shù)；實時顯示設備使用功率和歷史曲線，實時監(jiān)控設備的運行狀態(tài)、故障預警和異常報警
3）可設置實驗臺保護電壓和電流，當輸入電壓或者電流超過保護電壓值或者保護電流值自動切斷實驗臺電源保護設備，并推送信息到教師控制端。
三、 物聯(lián)網(wǎng)智能家居實訓系統(tǒng)-實訓項目
1、遠程控制實訓
2、定時控制實訓
3、智能照明操作實訓
4、無線遙控操作實訓
5、場景控制操作實訓
6、集中控制操作實訓
7、電腦控制操作實訓
8、家電控制操作實訓
9、電動窗簾操作實訓
10、家居安防模塊的連接實訓
四、設備配置表
| 序號 | 器材名稱 | 器材規(guī)格或型號 |
| 1 | 智能家居安裝維護操作臺 |
1、規(guī)格尺寸 1600 mm×750 mm×1700 mm 2、基礎控制區(qū) 用于基本的傳感數(shù)據(jù)采集與輸出控制實驗 3、智能家居電器安防管理系統(tǒng) 模擬智能家居應用 4、智能家居生態(tài)園藝管理系統(tǒng) 模擬家居園藝應用 5、智能書架管理系統(tǒng) 利用RFID技術(shù)，通過軟件對產(chǎn)品模塊進行管理 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 通用串行接口擴展到桌面，以方便模塊與PC通信，提供串口線纜 |
| 2 | 基礎控制區(qū) |
智能家居安裝維護操作臺基礎控制區(qū)，集成了多種傳感器和輸出控制設備，學生利用ZigBee協(xié)調(diào)器、路由器、傳感控制節(jié)點板，采用多種無線技術(shù)完成環(huán)境數(shù)據(jù)采集和控制實驗，組網(wǎng)實驗，同時也可以進行組合創(chuàng)新實驗。基礎控制區(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)境的光照強度 3、煙霧探測傳感器模塊 模擬安防中的煙霧探測 4、人體感應傳感器 模擬安防中的入侵檢測 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 模擬空調(diào)風扇等家電設備 9、步進電機 模塊電動窗簾、洗衣機等設備 10、繼電器輸出（燈） 模擬環(huán)境加溫設備 11、自動灌溉模塊輸出 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)實現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測、智能家電自動控制、安防系統(tǒng)與報警、遠程監(jiān)控等功能 2、通過ZigBee協(xié)調(diào)器和傳感控制節(jié)點組成無線網(wǎng)絡，采集室內(nèi)溫度、濕度和光照度，實現(xiàn)燃氣與煙霧探測、入侵探測、門窗防撬，緊急求助報警等功能，并將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒⻊掌�，對模擬的家電設備進行控制功能 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)境的光線強度 3、煙霧探測傳感器模塊 用于安防中的煙霧探測 4、燃氣探測傳感器模塊 用于安防中的燃氣探測 5、人體感應傳感器模塊 模擬安防中的入侵檢測 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)溫度設定 9、LED燈模塊 一組四只LED燈，模擬室內(nèi)照明 10、直流電機 模擬空調(diào)風扇等家電設備 11、步進電機 模塊電動窗簾、洗衣機等設備 12、ZigBee傳感控制節(jié)點 利用ZigBee協(xié)調(diào)器，通過傳感控制節(jié)點采集多種傳感數(shù)據(jù)，并進行輸出控制。 13、網(wǎng)絡攝像頭 采集捕捉視頻圖像，遠程實時動態(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，可檢測氣壓，重壓等外力壓力信號。 16、紅外對射周界防范模塊，檢測直線人體感應穿越信號。 17、電氣控制仿真軟件需提供計算機軟件著作權(quán)證書 以三維仿真交互技術(shù)和三維動畫視覺表現(xiàn)及多媒體數(shù)字技術(shù)為核心，能進行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實訓、電氣基礎訓練、元器件識別檢測。 |
| 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，用于顯示當前該層書架的數(shù)量。將基礎實驗中使用的每個設備當作書籍，在其底部貼上電子標簽（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。使用時要領用和歸還。 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出入管理，及數(shù)量，及時在對應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)絡技術(shù)，可定時采集空氣溫度、空氣濕度、CO2濃度、光照強度，土壤溫度和水分等，來獲得作物生長的最佳條件，通過自動調(diào)節(jié)溫室環(huán)境、實現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡化遠程管理。 2、利用ZigBee協(xié)調(diào)器，通過傳感控制節(jié)點將環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒⻊掌�，并以圖表方式顯示給用戶，當監(jiān)測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時，可利用軟件網(wǎng)絡實現(xiàn)對溫室設備（溫、光、氣、水等）的自動控制，也可以通過Internet網(wǎng)絡遠程監(jiān)測環(huán)境信息和設備運行狀態(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)境的光照強度 5、CO2傳感器模塊 監(jiān)測溫室環(huán)境空氣中的CO2濃度 6、加熱器 提供真實溫室大棚內(nèi)環(huán)境加溫，實現(xiàn)溫室恒溫控制。 7、直流電機 模擬溫室大棚內(nèi)風機/換氣設備 8、繼電器輸出（燈） 模擬溫室大棚內(nèi)補光燈 9、電磁閥水閥 模擬開閘放水，實現(xiàn)對土壤微噴灌溉 10、ZigBee協(xié)調(diào)器 組建ZigBee無線網(wǎng)絡，將傳感控制節(jié)點采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒⻊掌鬟M行處理。 11、ZigBee傳感控制節(jié)點 利用ZigBee協(xié)調(diào)器，通過傳感控制節(jié)點采集多種傳感數(shù)據(jù)，并進行輸出控制。 12、無線調(diào)光模塊，通過光敏傳感過通節(jié)點模塊進行遠程無線改變實時照度。 13、自動萬向噴灌器，實現(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 測量范圍 溫度 -40℃～120℃ 濕度 0～100%RH 測量精度 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 測量范圍 0～200000LUX 測量精度 ±20LUX 3、煙霧傳感器主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 測量范圍 0～2000PPM 測量精度 ±50PPM 4、可燃氣體傳感器主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 測量范圍 0～2000PPM 測量精度 ±50PPM 5、紅外人體傳感器主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 工作波長 6～14μm 靈敏度 3300W/V 輸出信號 >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 對焦范圍 >6mm 視場 >50mm 曝光控制 自動（在范圍22000:1內(nèi)） 系統(tǒng)支持 Windows 7，Windows Vista，Windows XP 7、直流電機主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 額定轉(zhuǎn)速 7000 rpm 預計壽命 25 °C時預計壽命40000小時 最大風量 9.0 m³/h 噪音指標 <31.0 dbA 工作溫度 -10℃～60℃ 8、步進電機主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 步進角度 5.625 x 1/64 減速比 1/64 噪音指標 <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個紅色LED 預計壽命 30000～50000小時 10、求助按鍵主要參數(shù) 輸入電壓 DC 5V 預計壽命 100,000次 反應時間 <100ms 工作溫度 -30℃～70℃ 11、繼電器主要參數(shù) 觸點形式 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 觸點電流 <10A 預計壽命 100,000次 12、RFID貨架讀寫設備主要參數(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) 標配12個，最大16個 天線切換時間 1S 支持標準 ISO14443A，ISO15693 讀卡距離 0-7cm 讀卡時間 1-2ms 工作頻率 13.56MHz 支持接口 RJ45，RS232 工作溫度 -20℃～60℃ |