物聯(lián)網(wǎng)智能家居PPT課件

制作 劉僑 靳尚文日期 2016年7月22日 寧夏榮光電節(jié)能科技實業(yè)有限公司 主目錄 1 物聯(lián)網(wǎng)家居的意義和研究現(xiàn)狀 1 1 1 物聯(lián)網(wǎng)推進智能家居產(chǎn)業(yè)化進程 1 1 2 節(jié)能減排和環(huán)境保護是智能家居的發(fā)展方向 也是智能家居的重要功能體現(xiàn) 1 1意義 物聯(lián)網(wǎng)被廣泛應用于多種領域 促使智能家居的應用會以非?？斓乃俣嚷娱_來 目前 在國內(nèi)各城市正加快建設物聯(lián)網(wǎng)工程 物聯(lián)網(wǎng)的加快建設將大大促進智能家居產(chǎn)業(yè)化 1 課題的選題意義和研究現(xiàn)狀 1 2研究現(xiàn)狀 1 課題的選題意義和研究現(xiàn)狀 物品與互聯(lián)網(wǎng)連接 進行信息交換和通訊 以實現(xiàn)智能化的識別 定位 跟蹤和管理 互聯(lián)網(wǎng) 2 物聯(lián)網(wǎng)體系結構 2 1物聯(lián)網(wǎng)體系結構 應用層應用及控制 瀏覽器 各類用戶移動終端 信息管理中心 數(shù)據(jù)庫等 網(wǎng)絡層核心承載網(wǎng)絡 3G 4G WIFI BluetoothZigbee 互聯(lián)網(wǎng)等 接入層接入網(wǎng) 匯聚節(jié)點 接入網(wǎng)關 M2M終端 分布式數(shù)據(jù)融合與處理等 感知層信息感知采集 條碼識讀器 RFID讀寫器 各類傳感器等 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 智能家居總體控制解決方案 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 1智能家居體系結構 多類型家居設備互聯(lián)控制 開發(fā)具有多電器接口 能夠?qū)⒓抑兴须姎饣O備統(tǒng)一聯(lián)網(wǎng) 實現(xiàn)設備集中控制 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 1智能家居體系結構 物聯(lián)網(wǎng)智能家居 主 分機設備程序流程圖 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 2智能家居互聯(lián)控制 3 2 1 智能照明控制 實現(xiàn)對全宅燈光的智能管理 可以用遙控等多種智能控制方式實現(xiàn)對全宅燈光的遙控開關 調(diào)光 全開全關 單開單關 及 會客 影院 等多種一鍵式燈光場景效果的實現(xiàn) 并可用定時控制 電話遠程控制 電腦本地及互聯(lián)網(wǎng)遠程控制等多種控制方式實現(xiàn)功能 從而達到智能照明的節(jié)能 環(huán)保 舒適 方便的功能 優(yōu)點 1 控制 就地控制 多點控制 遙控控制區(qū)域控制等 2 安全 通過弱電控制強電方式 控制回路與負載回路分離 3 簡單 智能燈光控制系統(tǒng)采用模塊化結構設計 簡單靈活 安裝方便 4 靈活 根據(jù)環(huán)境及用戶需求的變化 只需做軟件修改設置就可以實現(xiàn)燈光布局的改變和功能擴充 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 2 1 1智能家居照明控制流程圖 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 2 2 智能家電控制 電器控制采用弱電控制強電方式 即安全又智能 可以用遙控 定時等多種智能控制方式實現(xiàn)對在家里飲水機 插座 空調(diào) 地暖 投影機 新風系統(tǒng)等進行智能控制 避免飲水機在夜晚反復加熱影響水質(zhì) 在外出時斷開插排通電 避免電器發(fā)熱引發(fā)安全隱患 以及對空調(diào)地暖進行定時或者遠程控制 讓您到家后馬上享受舒適的溫度和新鮮的空氣 優(yōu)點 1 方便 就地控制 場景控制 遙控控制 電話電腦遠程控制 手機控制等 2 控制 通過紅外或者協(xié)議信號控制方式 安全方便不干擾 3 健康 通過智能檢測器 可以對家里的溫度 濕度 亮度進行檢測 并驅(qū)動電器設備自動工作 4 安全 系統(tǒng)可以根據(jù)生活節(jié)奏自動開啟或關閉電路 避免不必要的浪費和電氣老化引起的火災 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 2 3 智能窗簾控制 1 定時開 定時關 可以設置為早上6點鐘起床 窗簾自動在6點鐘打開 晚上8點鐘自動關閉 2 和回家模式進行聯(lián)動控制 可以實現(xiàn) 回家開門 窗簾自動打開 離家關門時 窗簾自動關閉 3 可以設置為有人走到窗臺跟前 人體感應窗簾自動打開 4 可以遠程控制自動開和關 如果是在家里也可以手動開關 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 2 4 智能安防控制 隨著人們居住環(huán)境的升級 人們越來越重視自己的個人安全和財產(chǎn)安全 對人 家庭以及住宅的小區(qū)的安全方面提出了更高的要求 同時 經(jīng)濟的飛速發(fā)展伴隨著城市流動人口的急劇增加 給城市的社會治安增加了新的難題 要保障小區(qū)的安全 防止偷搶事件的發(fā)生 就必須有自己的安全防范系統(tǒng) 人防的保安方式難以適應我們的要求 智能安防已成為當前的發(fā)展趨勢 優(yōu)點 1 安全 安防系統(tǒng)可以對陌生人入侵 煤氣泄漏 火災等情況提前及時發(fā)現(xiàn)并通知主人 2 簡單 操作非常簡單可以通過遙控器或者門口控制器進行布防或者撤防 3 實用 視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以依靠安裝在室外的攝像機可以有效的阻止小偷進一步行動 并且也可以在事后取證給警方提供有利證據(jù) 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 2 4 1智能安防控制流程圖 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 2 5 智能背景音樂 家庭背景音樂是在公共背景音樂的基本原理基礎上結合家庭生活的特點發(fā)展而來的新型背景音樂系統(tǒng) 簡單地說 就是在家庭任何一間房子里 比如花園 客廳 臥室 酒吧 廚房或衛(wèi)生間 可以將MP3 FM DVD 電腦等多種音源進行系統(tǒng)組合讓每個房間都能聽到美妙的背景音樂 音樂系統(tǒng)即可以美化空間 又起到很好的裝飾作用 優(yōu)點 1 獨特 與傳統(tǒng)音樂不同 專業(yè)針對家庭進行設計 2 效果 采用高保真雙聲道立體聲喇叭 音質(zhì)效果非常好 3 簡單 控制器人性化設計 操作簡單 無論老人小孩都會操作 4 方便 人性化 主機隱蔽安裝 只需通過每個房間的控制器或者遙控器就可以控制 還可以調(diào)節(jié)音量大小 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 2 6 家庭影院系統(tǒng) 對于高檔別墅或者公寓的戶型 客廳或者影視廳一般為20平米左右 是目前最主要的建筑面積之一 客廳或者視聽室自然是家里最氣派的地方 除了要寬敞舒服 也得熱鬧娛樂才行 要滿足這樣的要求 家庭云平臺 是家庭影院必不可少的 鎮(zhèn)宅之寶 優(yōu)點 1 簡單 操作非常簡單 一鍵可以啟動場景 如音樂模式 試聽模式 卡拉OK 電影模式等 2 實用 擁有私人電影院 自己就是導演 在家可以隨時看大片 為您節(jié)約寶貴時間 說 鎮(zhèn)宅之寶 一點也不為過 在周末可以與自己的好朋友拉近距離 3 氣派 通過千兆交換機連接到各個房間 即可通過遙控器 平板在不同的房間操作投影儀 電視機 分享私家影庫 備注 可配合智能燈光 電動窗簾 背景音樂 進行聯(lián)動控制 3 物聯(lián)網(wǎng)智能家居系統(tǒng)的總體設計 3 3智能家居遠程監(jiān)控 多樣化的系統(tǒng)遠程監(jiān)控 系統(tǒng)監(jiān)控是目前智能家居控制系統(tǒng)的重要需求 多種監(jiān)控方式可提高用戶對系統(tǒng)的需求和滿意度 系統(tǒng)遠程監(jiān)控 手持遙控 Internet監(jiān)控 3G 4G傳輸技術 Zigbee 藍牙技術 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 3 3 1系統(tǒng)的硬件設計與實現(xiàn) 硬件設計 核心處理器設計 基于485總線的物聯(lián)通信設計 以太網(wǎng)通信部分設計 基于GPRS的遠程報警部分設計 人機交互部分設計 Zigbee與藍牙技術 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 3 3 1 1 核心處理器設計 核心處理器LPC2378性價比高 接口豐富非常適合網(wǎng)絡協(xié)議轉換 多設備接口的應用環(huán)境 對于本文設計的智能家居控制系統(tǒng) 需要多個UART接口 以太網(wǎng)接口和大量的IO接口 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 3 3 1 2 基于485總線的物聯(lián)通信設計 如右圖 485網(wǎng)絡結構 實現(xiàn)智能設備的即插即用功能 電流調(diào)理電路負責隔離總線中的電信號和智能設備的輸出電平 將輸出電平轉變成規(guī)范的485輸入信號 接入檢測電路是用來檢測單片機指定引腳的高低電平的改變 代表智能設備的生命周期 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 3 3 1 3 以太網(wǎng)通信部分設計 本系統(tǒng)中使用ARM處理器LPC2378中帶DMA的10 100M以太網(wǎng)模塊DP83848I 硬件結構圖如圖所示 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 3 3 1 4 基于GPRS的遠程報警設計 GPRS遠程報警使用SIMCOM公司生產(chǎn)的SIM300CZ模塊 本部分設計的關鍵點在于 1 使用嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)了短信的收發(fā)功能 2 對現(xiàn)場采集終端采集到的異常信息進行合理分析處理 并及時通知用戶 人機交互部分設計 人機交互部分的主要組成部分應包括LCD液晶顯示屏 OCM12864 信息控制按鍵 實時時鐘 DS1302 信息存儲器 FM24C64A 狀態(tài)指示燈 語音提示 HMA TTS 等 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) GPRS的遠程報警流程圖 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) USB CC2430Debuger zigbee 0協(xié)調(diào)器模塊 功能拓撲圖 IOTGateway 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 1 將zigbee無線通訊技術應用與智能家居中 提出一種采用Zigbee無線通訊技術的智能家居系統(tǒng)設計方案 與傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)相比 具有免布線 維護方便 運行費用低 實時在線監(jiān)控 對家居內(nèi)部各種數(shù)據(jù)進行無線采集和傳彩等特點 2 針對智能家居網(wǎng)絡特點 采用簇狀網(wǎng)絡組建智能家居內(nèi)部網(wǎng) 并提出一種自適應智能家居網(wǎng)絡協(xié)調(diào)器選擇決策 可克服因意外導致網(wǎng)絡癱瘓的弊端 3 利用S3C6410核心板 實現(xiàn)一種新型無線智能家居網(wǎng)絡核心控制器 項目主要創(chuàng)新點 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 1 物聯(lián)網(wǎng)中智能感知網(wǎng)絡的建立大量傳感器數(shù)據(jù)的智能感知 捕獲的信息內(nèi)容和信息格式不同 頻率周期性采集環(huán)境信息 數(shù)據(jù)不斷更新 2 物聯(lián)網(wǎng)中信息安全傳輸方式短距離通信和移動通信網(wǎng)絡傳輸 數(shù)量大 為保障數(shù)據(jù)的正確和及時性 需適應各種異構網(wǎng)絡協(xié)議 3 物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)篩選處理方式處理出有意義的數(shù)據(jù) 便于適應智能場所的管理需求 項目擬解決的關鍵問題 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 1 已經(jīng)獲取智能家居設計相關的原始資料數(shù)據(jù) 同時獲取了大量的相關物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)開發(fā)的相關資料 2 已經(jīng)完成對智能家居基本硬件部分S3C6410核心板 光電式傳感器 聲學傳感器和熱釋電紅外探測器的的基礎測試工作 3 項目組成員均具有扎實的理論基礎 對物聯(lián)網(wǎng)方面有比較深入的研究 充分調(diào)研研究了市場上的大量基于物聯(lián)網(wǎng)的智能化管理系統(tǒng) 在此基礎上設計了本課題系統(tǒng)的各項主要功能 項目組成員能熟練使用物聯(lián)網(wǎng)各層的相關技術和方法 為本系統(tǒng)的實現(xiàn)奠定的扎實的基礎 項目可行性分析 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 4 1系統(tǒng)的軟件設計與實現(xiàn) 485通信協(xié)議 RS 485通信協(xié)議中的通信幀主要分為兩種類型 第一種為查詢類型 包括詢問主機是否在線 獲取當前該電器設備的運行參數(shù) 第二種為控制類型 通過控制類型命令幀可以對家用電器進行檔位的設定 以及家用電器的開關等 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 主要命令類型如下表 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) GPRS短信協(xié)議設計 用戶和智能家居控制系統(tǒng)之間需要制定相應的短信通信協(xié)議 本文中制定的短信通信協(xié)議將短信內(nèi)容分為三類短信 報警類短信 查詢類短信和控制類短信 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 表1報警類短信的格式 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 表2查詢類短信的格式 4 系統(tǒng)的硬件和軟件實現(xiàn) 表3控制類短信的格式 4 系統(tǒng)測試及結果展示 嵌入式處理