物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓系統_物聯(lián)網(wǎng)實(shí)訓設備

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物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓系統

智能家居就是以住宅為平臺，兼備建筑、網(wǎng)絡(luò )通信、信息家電、設備自動(dòng)化，集系統、結構、服務(wù)、管理為- - 體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。智能家居系統可以為您提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話(huà)遠程控制、室內外遙控、防盜報警、以及可編程定時(shí)控制等多種功能和手段，使您的生活更加舒適、便利和安全。
我們利用當前智能家居技術(shù)的新理念與技術(shù), 開(kāi)發(fā)技術(shù)先進(jìn)、性能卓越、實(shí)用性強的物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí) 現系統，并指導學(xué)生掌握其管理與維護技術(shù)。

1物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓系統組成和內涵.
物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓系統由智能照明、智能安防、人臉識別門(mén)禁、智能音響、智能冰箱、能耗監測、環(huán)境監測、智能窗簾等子系統，及物聯(lián)網(wǎng)應用.上位機管理軟件組成，各子系統通過(guò)連接電纜進(jìn)線(xiàn)連接，采用ZigBee、 wifi、 3G 多種網(wǎng)絡(luò )技術(shù)傳輸傳感及控制信息。系統支持智能家居設計、安裝、調試以及應用編程等多種方式來(lái)鍛煉師生的技術(shù)水平，是一套既能展示物聯(lián)網(wǎng)智能家居應用，又能掌握相應技能和知識的實(shí)訓系統。
本開(kāi)發(fā)平臺實(shí)現對物聯(lián)網(wǎng)三層(感知層，網(wǎng)絡(luò )層，應用層)的全方位技術(shù)運用，比較全面的兼顧了物聯(lián)網(wǎng)所涉及的各類(lèi)技術(shù)，包括無(wú)線(xiàn)傳感器硬件、嵌入式軟件系統、 Wifi、Internet 端應用軟件開(kāi)發(fā)教學(xué)，設計提供了智能家居多個(gè)子系統的應用實(shí)訓，該系統所涉及到的技術(shù)主要包括:電子電路、2. 4GHz高頻通訊、ZigBee 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )、無(wú) 線(xiàn)傳感器、無(wú)線(xiàn)SoC、嵌入式ARM、UHF RFID 射頻識別、3G、Ethernet、服務(wù)端軟件開(kāi)發(fā)。
開(kāi)發(fā)平臺提供了功能強大的以ARM處理器為內核的網(wǎng) 關(guān)硬件和自主研發(fā)的網(wǎng)關(guān)核心軟件，不僅能完成多種無(wú)線(xiàn) 網(wǎng)絡(luò )管理，傳感器和射頻識別信息處理，而且可以通過(guò)不同無(wú)線(xiàn)和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )路徑，將數據傳輸到上位機管理平臺并存入數據庫，支持遠程訪(fǎng)問(wèn)，并運用虛擬技術(shù)仿真智能家居場(chǎng)景及設備解決場(chǎng)地及設備制約因素。
2系統功能
針對職院學(xué)生，主要鍛煉的是學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)際操作的技能。學(xué)生可以根據自己的設計想法改變模擬房間內環(huán)境，也可以通過(guò)一體式計算機通過(guò)因特網(wǎng)訪(fǎng)問(wèn)房間內自動(dòng)化服務(wù)器，對智能設備、視頻監控等遠程控制、訪(fǎng)問(wèn)。該裝置能進(jìn)行智能家居系統設計、線(xiàn)路的設計與連接、調試、故障排除、系統配置等實(shí)驗和實(shí)訓。
在打分環(huán)節考慮到人為因素對比賽結果的影響，在系統中，特別設計了自動(dòng)評分功能，對各個(gè)系統網(wǎng)絡(luò )連通性、電源接線(xiàn)、軟件配置進(jìn)行自動(dòng)化檢測，為實(shí)訓成績(jì)提供客觀(guān)的依據。
2.1智能照明
包括智能照明管理軟件模塊、燈控模塊/調光模塊、通信模塊、燈具，通過(guò)和網(wǎng)關(guān)通信，支持本地控制和管理軟件遠程控制，本地可以設置感應開(kāi)/關(guān)閉，并和光敏檢測模塊聯(lián)動(dòng)，實(shí)現自動(dòng)化。
2.2智能安防
包括智能安防管理軟件模塊、窗磁、煙霧感應器、主動(dòng)紅外入侵探測器、攝像機、雙鑒探測器對非法入侵、火情、煙塵等監測，針對突發(fā)事件做出緊急處理，與 SM/GPRS短息貓聯(lián)動(dòng)，當發(fā)現有異常時(shí)攝像機自動(dòng)截取畫(huà) 西開(kāi)發(fā)送消甚至指定手機或報警。
2.3人臉識別門(mén)禁
人臉識別門(mén)禁系統由主人臉識別門(mén)禁機、門(mén)禁控制器和電鎖組成(聯(lián)網(wǎng)時(shí)外加電腦和網(wǎng)絡(luò )通訊設備)，使用方式屬非接觸方式，出入人只要在人臉識別門(mén)禁機附近(30-80厘米)晃動(dòng)一次，人臉識別門(mén)禁機就能將識別結果發(fā)送到門(mén)禁控制器上，然后由門(mén)禁控制器進(jìn)行檢查核對合法性，決定是否進(jìn)行開(kāi)門(mén)動(dòng)作。整個(gè)過(guò)程只要在有效的使用范圍內均可實(shí)現門(mén)禁管理功能。人臉識別門(mén)禁機安裝門(mén)邊墻內
外，而不影響其工作。
人臉作為每個(gè)人身體的一部分、不能復制、安全可靠。并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )與電腦進(jìn)行實(shí)時(shí)監控(可由電腦發(fā)指令開(kāi)/關(guān)所有門(mén)，并可實(shí)時(shí)查看所有門(mén)的狀態(tài))數據處理、查詢(xún)、報衰輸出等。
2.4智能音響
包括智能音響管理軟件模塊、情景音樂(lè )系統主機、高保真音箱，通過(guò)軟件平臺來(lái)控制音樂(lè )的播放。
2.5智能冰箱
包括智能冰箱管理軟件模塊、RFID讀寫(xiě)器、食物冷藏柜。通過(guò)RFID技術(shù)實(shí)現食物管理功能，通過(guò)PC管理平臺訪(fǎng)問(wèn)，配合食品圖示，能看到冰箱內的食物信息，食品提醒設置，一旦冰箱內食物短缺或過(guò)期，就會(huì )發(fā)送短息到指定手機。
2.6能耗監測
包括能耗管理軟件模塊、智能插座、能耗統計模塊。通過(guò)智能插座實(shí)現所有電器通過(guò)數據采集終端，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，實(shí)現無(wú)線(xiàn)抄表、管理功能?？梢远ㄖ平y計分析功能，并通過(guò)監控系統控制臺、智能手機實(shí)現可視化查看和管理，體現綠色節能理念。
2.7環(huán)境監測
本系統包括環(huán)境監測管理軟件模塊、溫濕度、光敏無(wú) 線(xiàn)通信模塊。實(shí)現溫度、濕度、光敏等監測，針對環(huán)境參數設備智能開(kāi)啟相關(guān)設備自動(dòng)調節環(huán)境溫濕度或與其他系統進(jìn)行聯(lián)動(dòng)，對突發(fā)事件做出緊急處理。
2.8智能窗簾
本系統包括智能窗簾管理軟件模塊、窗簾控制器、電動(dòng)窗簾，通過(guò)和網(wǎng)關(guān)通信，支持本地和管理軟件遠程控制,
本地可以設置感應開(kāi)/關(guān)閉，并和光敏檢測模塊聯(lián)動(dòng)，實(shí) 現自動(dòng)化。
2.9.上位機管理軟件
系統包括照明、窗簾、能耗、電器、安防、環(huán)境監測、實(shí)訓評估模塊，本實(shí)訓管理平臺是以上各個(gè)系統的一個(gè)綜合性、集中管理平臺。內容包括:系統的實(shí)時(shí)狀態(tài)查看、遠程控制、數據存儲、統計分析、參數設置、預警。如圖1所示。
3系統特色
真實(shí)的家居環(huán)境需要投入大量的人力物力，從實(shí)訓的角度來(lái)說(shuō)，需要耗費大量的時(shí)間和經(jīng)歷建造樣板房，投入巨大。因此，設計采用模擬家居環(huán)境的智能家居系統，將涉及到的應用及控制模塊和設備安裝部署在可收縮的網(wǎng)孔板機柜上，減少對空間的占用，并可應用于以后的實(shí)訓教學(xué)中。
智能家居實(shí)訓系統安裝在一個(gè)網(wǎng)孔板機柜上，可以收攏展開(kāi)，展開(kāi)后尺寸為2. 4m*0. 8m*1. 9m (長(cháng)*寬*高)，收攏后尺寸為0. 8m*0. 8m*1. 9m (長(cháng)*寬*高)，實(shí)訓設備可以自由安裝，具有很大的靈活性。
各系統的控制模塊均安裝在86盒內，可靈活部署在網(wǎng)孔板的任意位置,方便師生根據自己的設計完成施工。
4總結
本文介紹了一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓系統的設計與實(shí)現,系統中模擬了智能家居中的部分場(chǎng)景,并在實(shí)驗室環(huán)境中做了大量的模擬測試,程序運行良好?？傊?進(jìn)行基于ZigBee技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統的設計分析,有利于提升基于物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統設計水平,促進(jìn)在實(shí)際中的推廣應用,具有積極作用和價(jià)值意義。

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