智能家居系統(tǒng)工程案例

智能家居系統(tǒng)?程案例智能家居系統(tǒng)?程案例?錄案例?：智能家居實(shí)訓(xùn)平臺(tái)(3)1概述(3)2系統(tǒng)?案(3)2.1智能家居系統(tǒng)組成(3)2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成(4)2.3?絡(luò)拓?fù)鋱D(4)3實(shí)施?案(5)3.1智能家居真實(shí)場(chǎng)景(5)3.2模型版智能家居(7)4實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)(8)4.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)(8)4.1.1環(huán)境監(jiān)測(cè)(8)4.1.2電器控制部分(9)4.1.3智能安防部分(10)4.1.4綜合控制系統(tǒng)(11)4.3模擬智能家居(12)4.3.1模擬智能家居布局效果圖(12)4.3.2智能家居實(shí)訓(xùn)平臺(tái)配置清單(13)4.4軟件平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)(14)4.4.1智能家居管理平臺(tái)(14)4.4.2模擬仿真平臺(tái)(17)附錄1：傳感器模塊參數(shù)列表(21)案例?：智能家居實(shí)訓(xùn)平臺(tái)1概述該案充分考慮到項(xiàng)?特點(diǎn)和主流技術(shù)相結(jié)合的需求，將“移動(dòng)改變?活”這句話變成實(shí)際，為學(xué)?提供?個(gè)“體驗(yàn)+實(shí)踐”的開(kāi)放環(huán)境。從進(jìn)?實(shí)驗(yàn)室的那?刻起，“聰明、安全”錄你出現(xiàn)位置，始終將你的安全放在第?位，但是聰明的它只會(huì)默默的守護(hù)你。這?切的?切只需要你輕輕晃動(dòng)的你?機(jī)即可完成，卡的尷尬將離你遠(yuǎn)去。訪客的到來(lái)將在家中對(duì)講顯?屏上清晰反映，提前?步開(kāi)啟你溫暖的笑容傍晚步?家中，溫暖處不在。處不再的門(mén)禁系統(tǒng)將潛在的危險(xiǎn)阻擋在電梯間之外，安保系統(tǒng)將全程記的洗澡?、徐徐播放的?樂(lè)、緩緩閉合的窗簾，伴隨著廚房設(shè)備清脆的提??你可以享受為??預(yù)備好的晚餐了。這?切是真實(shí)的、這?切是聰明的。對(duì)！這就是智能家居。清晨的喧鬧即將開(kāi)始的時(shí)候，在你關(guān)門(mén)的?瞬間。家，沉寂了，安靜了，省電模式將呵護(hù)著你的?袋；平靜中安全模式緊緊的保護(hù)著這個(gè)溫馨的家，始終如?的守護(hù)她，隨時(shí)隨地通過(guò)3G?絡(luò)反映出家中情況，讓你在前進(jìn)的道路中?后顧之憂。在智能家居開(kāi)發(fā)實(shí)驗(yàn)室中，不僅讓學(xué)?、?師深切體驗(yàn)到智能家居的“聰明、安全、舒適”，我們還會(huì)提供?次開(kāi)發(fā)接?，讓學(xué)?、?師去DIY，去動(dòng)?開(kāi)發(fā)??專屬的智能家居，在?個(gè)愉快、開(kāi)放的環(huán)境中學(xué)習(xí)掌握物聯(lián)?中的關(guān)鍵技術(shù)。2系統(tǒng)?案

2.1智能家居系統(tǒng)組成智能家居系統(tǒng)是以信息化為平臺(tái)，將智能家電控制、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)、安防監(jiān)控、異常報(bào)警求助、?盲區(qū)全景監(jiān)視系統(tǒng)、背景?樂(lè)等系統(tǒng)進(jìn)?統(tǒng)?管理，室內(nèi)通過(guò)遙控器任意控制，室外可通過(guò)?機(jī)或電腦進(jìn)?遠(yuǎn)程控制，對(duì)家?的情況了如指掌。2.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2.3?絡(luò)拓?fù)鋱D圖2.2系統(tǒng)?絡(luò)拓?fù)鋱D3實(shí)施?案3.1智能家居真實(shí)場(chǎng)景以物聯(lián)?科研平臺(tái)為基礎(chǔ)，提供?套真實(shí)的智能家居場(chǎng)景。效果圖如下：圖3.1智能家居實(shí)景參考配置：智能家居?關(guān)PC服務(wù)器?絡(luò)攝像頭（帶云臺(tái)控制）RFID讀寫(xiě)器220V智能開(kāi)關(guān)、智能遙控器（控制電視、?響、空調(diào)、風(fēng)扇、照明燈等）電動(dòng)窗簾、電動(dòng)晾?架3G通信模塊?線探測(cè)器（溫度、濕度、光感、?雪感應(yīng)、煙霧、壓?、紅外對(duì)管）特點(diǎn)：體驗(yàn)性強(qiáng)，?戶可以體驗(yàn)既定的執(zhí)?策略，?如就餐場(chǎng)景、娛樂(lè)場(chǎng)景、睡眠場(chǎng)景等，感受物聯(lián)?帶來(lái)的智能，對(duì)物聯(lián)?有系統(tǒng)的感知，同時(shí)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)放開(kāi)發(fā)接?，?戶可以加載Python腳本來(lái)對(duì)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的設(shè)備進(jìn)?讀寫(xiě)操作，可實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制，定制??的智能家居系統(tǒng)，?如通過(guò)室內(nèi)溫度采集，當(dāng)溫度值超過(guò)?定閾值，則開(kāi)啟風(fēng)扇或空調(diào)，同時(shí)可考慮更多因素（節(jié)能、制冷效果等），決策是同時(shí)開(kāi)風(fēng)扇和空調(diào)還是只開(kāi)其中?個(gè)設(shè)備，完全提供給學(xué)??個(gè)開(kāi)放式環(huán)境；3.2模型版智能家居以物聯(lián)?科研平臺(tái)為基礎(chǔ)，在?個(gè)機(jī)柜中模擬出智能家居的環(huán)境，與真實(shí)的智能家居系統(tǒng)功能相似，只是尺??例不同，模型板家居系統(tǒng)全部模塊化，與真實(shí)家居系統(tǒng)采?統(tǒng)?的硬件及軟件接?，效果圖如下圖3.2智能家居模型版參考配置：智能家居?關(guān)PC機(jī)攝像頭RFID讀寫(xiě)器智能開(kāi)關(guān)燈光（?熾燈、報(bào)警燈、LED數(shù)碼管）3G通信模塊?線探測(cè)器（溫度、濕度、光感、?感、煙霧、壓?、紅外對(duì)管、繼電器控制）特點(diǎn)：將所有的模塊濃縮到?個(gè)模擬的智能家居模型?，?個(gè)學(xué)??組可以在這個(gè)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)驗(yàn)證程序，并通過(guò)LED燈、數(shù)碼管對(duì)結(jié)果進(jìn)?顯?，達(dá)到相對(duì)直觀的演?效果。模型板家居系統(tǒng)全部模塊化，與真實(shí)家居系統(tǒng)采?統(tǒng)?的硬件及軟件接?，基于我們提供的開(kāi)發(fā)接?，學(xué)?可以將??開(kāi)發(fā)的模塊?到真實(shí)的環(huán)境中進(jìn)?驗(yàn)證體驗(yàn)。?如，學(xué)?在模型板上開(kāi)發(fā)控制程序可直接加載到真實(shí)環(huán)境中，進(jìn)?驗(yàn)證。4實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)4.1.1環(huán)境監(jiān)測(cè)基于zigbee的傳感器采集模塊，在室內(nèi)組成環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感?絡(luò)，負(fù)責(zé)室內(nèi)傳感數(shù)據(jù)的采集，主要包括溫度、濕度、光感、?雪感應(yīng)、煙霧、壓?數(shù)據(jù)的采集，另外，根據(jù)實(shí)際需要可擴(kuò)展其他傳感器，為其他電器控制執(zhí)?策略提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，?線采集模塊搭載傳感器詳細(xì)參數(shù)列表請(qǐng)見(jiàn)附錄1傳感器詳細(xì)參數(shù)列表。?線溫濕度傳感器對(duì)室內(nèi)溫濕度進(jìn)?采集，由學(xué)?設(shè)置采集周期及告警閾值，來(lái)控制風(fēng)扇、空調(diào)等設(shè)備；?線光感傳感器對(duì)室內(nèi)管線進(jìn)?采集，由學(xué)?設(shè)置采集周期及告警閾值，當(dāng)環(huán)境光線低于或?于設(shè)定值時(shí)，控制燈或者窗簾的聯(lián)動(dòng)控制；?線?感傳感器對(duì)室外天?情況進(jìn)?監(jiān)測(cè)，部署在室外，根據(jù)室外天?情況，發(fā)出告警短信或?qū)α?架進(jìn)?控制；?線煙感傳感器對(duì)室內(nèi)環(huán)境情況進(jìn)?監(jiān)測(cè)，?旦發(fā)??情，第?時(shí)間短信告警并采取其他聯(lián)動(dòng)措施；圖4.1?線溫濕度采集模塊4.1.2電器控制部分控制部分主要基于zigbee的?線反饋控制模塊，包括智能開(kāi)關(guān)及智能紅外遙控，控制器只需要接在220V電源線上即可?需另?布線，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)、風(fēng)扇、電視、?響、節(jié)能燈的控制。下圖3.2為智能紅外遙控器，可以對(duì)需要操作的紅外遙控鍵盤(pán)進(jìn)?學(xué)習(xí)，由服務(wù)器平臺(tái)進(jìn)?記錄存儲(chǔ)，并通過(guò)zigbee?線模塊進(jìn)?下發(fā)，實(shí)現(xiàn)對(duì)空調(diào)、風(fēng)扇、電視、?響的控制。圖4.2智能紅外遙控器?線智能開(kāi)關(guān)由zigbee220v繼電器控制模塊構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)照明燈的控制。室內(nèi)照明燈主要包括2個(gè)電視墻射燈，客廳?燈1個(gè)，其他3個(gè)普通照明燈；智能窗簾及晾?架控制器，包括導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)、zigbee?線模塊，主要安裝于兩個(gè)窗戶處，實(shí)現(xiàn)窗簾及晾?架的?線控制；圖3.3電器控制?意圖圖4.3電器控制?意圖4.1.3智能安防部分智能安防系統(tǒng)是由各種智能探測(cè)器和智能?關(guān)組成，構(gòu)建房間內(nèi)的主動(dòng)防御系統(tǒng)。智能紅外對(duì)射探測(cè)器，通過(guò)紅外線反射進(jìn)?布防，當(dāng)有?闖?的時(shí)候發(fā)出報(bào)警；智能煙霧探測(cè)器，探測(cè)出煙霧濃度超標(biāo)后發(fā)出報(bào)警；智能門(mén)禁探測(cè)器，基于RFID讀卡器，只有有權(quán)限的?員才能夠進(jìn)?實(shí)驗(yàn)室，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)考勤管理。另外在特定功能區(qū)域區(qū)分RFID權(quán)限級(jí)別，只有授權(quán)?戶才可以操作控制電視；室內(nèi)監(jiān)控，監(jiān)控住宅內(nèi)的狀況，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)察看、錄像、錄像調(diào)?、云臺(tái)控制功能。通過(guò)?機(jī)、服務(wù)器平臺(tái)可隨時(shí)察看監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。整個(gè)安防系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)?機(jī)、?關(guān)、電腦軟件等?式接收?qǐng)?bào)警信息，并能實(shí)現(xiàn)布防、撤防的設(shè)置。圖4.4安防設(shè)備?意圖4.1.4綜合控制系統(tǒng)綜合控制系統(tǒng)包括智能家居?關(guān)、智能家居綜合管理軟件等部分組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)房間的設(shè)備的綜合管理，軟件平臺(tái)詳細(xì)?案請(qǐng)參見(jiàn)軟件平臺(tái)?案。4.1.4.1智能家居綜合管理智能家居綜合管理對(duì)室內(nèi)所有設(shè)備進(jìn)?實(shí)時(shí)管理，通過(guò)ZigBee?線傳感器?絡(luò)、wifi，對(duì)家庭中多種傳感器狀態(tài)進(jìn)?監(jiān)測(cè)和控制，其內(nèi)置多種應(yīng)?場(chǎng)景，如娛樂(lè)場(chǎng)景、睡眠場(chǎng)景、離家場(chǎng)景等。智能家居管理平臺(tái)背景可以根據(jù)實(shí)際場(chǎng)景進(jìn)?切換，室內(nèi)所有設(shè)備都有唯?的物理地址，通過(guò)智能家居演?平臺(tái)可以對(duì)對(duì)應(yīng)的每個(gè)節(jié)點(diǎn)友好名、節(jié)點(diǎn)類型、?絡(luò)ID等參數(shù)進(jìn)?配置修改，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)節(jié)點(diǎn)的讀寫(xiě)控制。在圖形化仿真平臺(tái)中，學(xué)?使?友好名就可以對(duì)相應(yīng)設(shè)備進(jìn)?控制，并且?成、加載相應(yīng)的控制腳本程序，實(shí)現(xiàn)??的智能家居系統(tǒng)。圖4.5智能家居實(shí)訓(xùn)平臺(tái)4.1.4.2擴(kuò)展功能物聯(lián)?實(shí)驗(yàn)平臺(tái)除了硬件提供統(tǒng)?的對(duì)擴(kuò)展接?外，軟件平臺(tái)也提供了?套通?的數(shù)據(jù)采集和控制通信協(xié)議，便于新增設(shè)備的接?。圖4.6調(diào)試信息解析窗?調(diào)試信息解析窗?對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的通信消息流程進(jìn)?實(shí)時(shí)跟蹤、解析、顯?。?如將RFID操作過(guò)程中的流程詳細(xì)的展現(xiàn)出來(lái)，讓學(xué)?熟悉RFID每個(gè)操作的詳細(xì)過(guò)程，并且基于我們提供的通信協(xié)議進(jìn)??次開(kāi)發(fā)時(shí)，可以作為調(diào)試?具，去跟蹤定位問(wèn)題，便于擴(kuò)展出更多??的應(yīng)?程序。4.1.4.3Python?次開(kāi)發(fā)Python是?種?向?qū)ο蟮慕忉屝缘挠?jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)?，也是?種功能強(qiáng)?完善的通?型語(yǔ)?，已經(jīng)具有?多年的發(fā)展歷史，現(xiàn)在已成熟且穩(wěn)定，?前已在計(jì)算機(jī)及通信領(lǐng)域應(yīng)??泛。軟件平臺(tái)提供了可?次開(kāi)發(fā)的功能，?的是幫助學(xué)?學(xué)習(xí)和掌握Python語(yǔ)?，深?參與到物聯(lián)?的實(shí)驗(yàn)中來(lái)，??動(dòng)?編寫(xiě)腳本控制傳感器，切?的體會(huì)到物聯(lián)?的應(yīng)?。我們的?次開(kāi)發(fā)模塊還可以幫助學(xué)?組合各類傳感器，搭建?個(gè)物聯(lián)?的應(yīng)?環(huán)境，實(shí)現(xiàn)學(xué)?從做實(shí)驗(yàn)到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的跨越，讓學(xué)?學(xué)習(xí)到知識(shí)的同時(shí)也充分體會(huì)到學(xué)習(xí)物聯(lián)?的樂(lè)趣。4.3模擬智能家居4.3.1模擬智能家居布局效果圖圖3.7模擬智能家居布局效果圖4.3.2智能家居實(shí)訓(xùn)平臺(tái)配置清單類別序號(hào)產(chǎn)品名稱單位數(shù)量備注綜合控制系統(tǒng)1多媒體智能?關(guān)?尊版（7?TFT數(shù)字屏）個(gè)1含協(xié)調(diào)器，含攝像頭23G模塊個(gè)1報(bào)警短信，及終端控制3Wifi模塊個(gè)1攝像頭?線傳輸環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)4?線溫濕度、光感傳感模塊個(gè)15?線壓?傳感模塊個(gè)1安防6紅外探測(cè)器個(gè)1?個(gè)?于門(mén)禁防護(hù)4.4軟件平臺(tái)及實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)為了讓學(xué)?能夠?qū)ξ锫?lián)?的基本要素和整體概念有?個(gè)理解。由淺?深的學(xué)習(xí)和掌握物聯(lián)?的相關(guān)知識(shí)，充分激發(fā)學(xué)?學(xué)習(xí)的興趣。智能家居實(shí)訓(xùn)平臺(tái)分為智能家居管理平臺(tái)和模擬仿真平臺(tái)。智能家居管理平臺(tái)對(duì)室內(nèi)所有設(shè)備及系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)?配置管理，并內(nèi)置典型的應(yīng)?場(chǎng)景，意圖讓學(xué)?對(duì)物聯(lián)?在智能家居中的應(yīng)?有系統(tǒng)的感知，并且為后續(xù)的實(shí)驗(yàn)提供參考；模擬仿真平臺(tái)主要包括傳感器的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)?zāi)K、物體控制實(shí)驗(yàn)?zāi)K及綜合應(yīng)?實(shí)驗(yàn)?zāi)K，意圖為學(xué)?提供實(shí)踐操作的環(huán)境，由淺?深的掌握物聯(lián)?應(yīng)?的關(guān)鍵技術(shù)。4.4.1智能家居管理平臺(tái)在智能家居管理平臺(tái)中，主要包括了系統(tǒng)配置、節(jié)點(diǎn)布局、場(chǎng)景管理三個(gè)部分。圖3.8實(shí)驗(yàn)平臺(tái)啟動(dòng)畫(huà)?4.4.1.1系統(tǒng)配置在該模塊中，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)?參數(shù)配置，主要包括傳感器參數(shù)配置、服務(wù)器IP配置、串?配置、密碼管理。傳感器參數(shù)配置，可以設(shè)置傳感器狀態(tài)、采集值超出閾值時(shí)是否報(bào)警、采集周期、閾值、量程上下限等。圖3.9傳感器通?參數(shù)配置4.4.1.2節(jié)點(diǎn)布局?先將要布置的傳感器拖拉到左邊實(shí)驗(yàn)室平?圖中，并與實(shí)際位置相對(duì)應(yīng)。右鍵點(diǎn)擊該傳感器，則彈出右鍵菜單，選擇“進(jìn)?傳感器配置”菜單后，選擇系統(tǒng)?動(dòng)獲取的傳感器類型，并與傳感器物理地址綁定，完成了傳感器與實(shí)際傳感器的關(guān)聯(lián)，完成關(guān)聯(lián)后的?意圖如下：圖3.12節(jié)點(diǎn)管理界?4.4.1.3場(chǎng)景管理在場(chǎng)景管理中，可以預(yù)設(shè)不同場(chǎng)景中的物體屬性，?戶可以通過(guò)智能終端或者系統(tǒng)提供的場(chǎng)景選擇畫(huà)?選擇不同的場(chǎng)景，?戶也可以選擇?定義模式添加不同的場(chǎng)景。雙擊場(chǎng)景可直接切?仿真平臺(tái)，對(duì)控制邏輯進(jìn)?查看，在?定義模式下，學(xué)?可以參考預(yù)置的場(chǎng)景對(duì)控制邏輯進(jìn)?修改，學(xué)?也可通過(guò)選擇確定的物體進(jìn)?直接控制。圖3.10智能家居場(chǎng)景管理4.4.2模擬仿真平臺(tái)4.4.2.1傳感器的認(rèn)知實(shí)驗(yàn)傳感器作為物聯(lián)?感知層中最重要的元素，?先讓學(xué)?對(duì)傳感器的性能指標(biāo)有?個(gè)初步的了解，點(diǎn)擊左邊相應(yīng)的傳感器，在右邊的參數(shù)介紹區(qū)會(huì)顯?相應(yīng)的傳感器信息，同時(shí)在這個(gè)模塊，學(xué)?可以通過(guò)相應(yīng)的按鈕來(lái)進(jìn)?相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，例如以圖?或動(dòng)畫(huà)的?式先對(duì)傳感器原理進(jìn)?講解，并可以進(jìn)?溫濕度數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)顯?，通過(guò)外界條件改變，感知數(shù)據(jù)曲線的變化，這樣讓學(xué)?有?個(gè)?較直觀的認(rèn)識(shí)。圖3.11傳感器基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)舉例說(shuō)明【實(shí)驗(yàn)名稱】溫度傳感器實(shí)驗(yàn)。【實(shí)驗(yàn)?的】了解?線溫度傳感器的?作原理，通過(guò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)展現(xiàn)如何由物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，再到實(shí)際溫度值，再到數(shù)據(jù)的傳輸。并通過(guò)實(shí)際動(dòng)?感受溫度值的變化，引發(fā)學(xué)?對(duì)響應(yīng)速度、采集周期等問(wèn)題的思考，激發(fā)學(xué)?學(xué)習(xí)和探索知識(shí)的興趣?！緦?shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】啟動(dòng)智能家居實(shí)驗(yàn)室，保證所有設(shè)備都?作正常，在實(shí)驗(yàn)PC機(jī)上啟動(dòng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)軟件，并完成軟件與試驗(yàn)箱的連接?！緦?shí)驗(yàn)步驟】1、在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)節(jié)點(diǎn)管理窗?下，確認(rèn)?線溫度傳感器在線；2、在傳感器認(rèn)知實(shí)驗(yàn)界?中，選擇溫度傳感器認(rèn)知實(shí)驗(yàn)；3、通過(guò)動(dòng)畫(huà)學(xué)習(xí)了解?線溫度傳感器的?作原理，了解物理量到實(shí)際溫度值的轉(zhuǎn)化過(guò)程；4、??觸摸傳感模塊，觀察下?實(shí)時(shí)溫度曲線變化，觀察曲線的變化速度，引發(fā)對(duì)響應(yīng)速度及采集周期的思考；4.4.2.3綜合應(yīng)?實(shí)驗(yàn)考慮到部分學(xué)?