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智能家居体验厅

智能家居体验厅
[名称]:智能家居体验厅
[规格型号]:DBLY-68
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产品详情


1. 系统简介
智能家居体验厅(SeaIOT-SmartHome)是针对高等院校物联网工程应用的需求,综合运用智能传感器、智能控制器、无线传感器网络、嵌入式中间件、移动通信、软件工程等物联网技术以及多学科技术的交叉融合,提出的面向实际生活的智能家居整体解决方案。
体验厅分为大门、玄关、客厅/餐厅、厨房、卧室几个区域,将智能设备直接融入家居装修设计中,依托部署在居室内的各种传感器节点、设备控制节点、智能网关、以及智能终端,实现家居生活环境的智能安全监测、智能安防监测、智能报警、智能情景控制、智能设备控制、远程视频监控等功能,覆盖了家庭安全类、家庭安防类、宜居生活类,为用户打造一个安全、舒适、智能化的家居生活体验馆。用户通过家居生活设施的联动,感受到物联网技术给日常生活带来的便利,激发了用户对物联网学习的兴趣。
智能家居体验厅实景图
智能家居体验厅实景图
2. 系统构成
充分利用各种传感器测量家居环境参数,结合嵌入式数据库存储技术将历史数据统一保存管理;利用无线传感器网络统一管理各个节点;利用自动控制理论实现智能控制与无人值守;智能网关支持Linux或Android系统下的应用开发;利用Android系统实现智能终端;利用Web服务器实现网络化智能家居监控终端,促使学生了解各种物联网技术在智能家居现实环境的应用。
智能家居体验厅拓扑图
智能家居体验厅拓扑图
3. 功能特点
3.1 大门区域的功能
身份识别功能:进门时,通过RFID射频识别装置、指纹识别系统或者其他生物识别系统(如人脸识别)系统,辨别来者的身份。如果身份验证通过,即可打开大门,播放“欢迎回家”的音频,为劳累一天的人们送去一声问候。出门时,只需识别系统验证通过即可打开大门,或手动打开大门。
门禁安防功能:大门安装有门磁系统,当身份识别未成功,而门磁系统却检测到异常,那么系统会立即启动警笛,向住户发送警情短信,并向物业拨打报警电话。当身份识别成功,门磁系统不会报警。
3.2 玄关区域的功能
玄关区域的功能分为感应式无线照明功能、布撤防功能。
感应式无线照明功能:住户走进玄关区域,人体传感器感应到人体,且光线昏暗,系统自动打开玄关处的照明灯。当住户离开玄关区域,此时人体感应设备感应不到人体,系统自动关闭玄关处的照明灯。
布撤防功能:住户身份识别成功后,进入玄关处,点击撤防按钮,将系统设置为“居家模式”,布防撤销。当用户离开家时,点击布防按钮,将系统设置为“离家模式”,布防生效。
3.3 客厅区域的功能
感应式照明功能:照明系统根据环境光照度和人体感应状态,自动控制吊灯的亮度,调整居室的明暗。
感应式窗帘功能:窗帘支持遥控、联动、定时三种方式。系统根据当前的时间自动打开关闭窗帘,如每到晚上就自动关闭,早上就自动打开。系统可以设置定时,定时时间到窗帘就自动打开或关闭。
室内人体感应功能:客厅顶部安装的人体感应设备感应到人体后,系统自动开启照明、打开背景音响,播放背景音乐,打开饮水机自动加热。
感应式沙发功能:住户坐在沙发上时,系统自动打开电视、调节音响、切换频道,调节客厅氛围。用户离开沙发时,这些设备仍保持打开状态,用户可手动关闭这些设备,或者系统长时间检测不到人体时,由控制系统自动关闭。
感应式餐厅功能:用户坐在餐桌椅子上时,系统控制餐厅照明灯打开,播放轻柔的音乐,享受美好的用餐时间。用餐完毕,离开椅子,系统照明灯调暗,关闭音乐。
空调无线控制功能:系统感应到用户在家时,空调自动打开,根据室内温度自动调整。
阳台植物自动监控功能:系统通过土壤温湿度,日光强弱,实现自动灌溉。
室内监控功能:客厅安装网络摄像头,住户可以通过智能手机随时监控居室内的情况。
3.4 卧室区域的功能
情景模式支持看书、休息、起夜、起床模式。
用户走进卧室,人体感应设备感应到人体后,自动开启床头灯,用户可以坐在床上看书。如果需要休息,可以对床头的语音识别设备说“关灯睡觉”,系统会自动关闭卧室灯光。起夜时,只需对语音识别设备说“起夜”,卧室的夜灯会缓缓点亮。天亮起床了,只需对语音设备说“起床”,卧室灯光自动打开,十分种后,窗帘自动打开。
3.5 厨房区域的功能
厨房安全监测报警功能:厨房安装的燃气探测器、烟雾探测器,一旦监测到燃气或烟雾浓度超标,系统会自动切断煤气阀,启动警笛,开启喷淋,给用户发送报警短信,并给用户或物业拨打电话。
典型功能举例
4. 软件系统
软件系统支持C/S架构和B/S架构两种。C/S架构下主要包括Qt智能家居感知层管理软件、Android智能家居监控终端软件、C#智能家居监控终端软件。
B/S架构下支持基于云服务平台的Android智能家居感知层管理软件、基于云服务平台的Android智能家居监控终端软件以及Web智能家居监控终端软件。
基于B/S架构的智能家居软件系统可实现真正意义上的智能家居远程监控。
4.1 无线传感器网络采集传输软件
主要实现ZigBee网络的建立、节点的自动入网、节点休眠与唤醒、节点之间数据的透明传输、传感器节点的采样与传输、以及执行节点驱动设备的功能。
提供轻量级安全加密算法LBblock、KASUMI算法、AES算法、ZUC算法、Snow 3G至少五种以上,保证传感层数据传输的可靠性。
4.2 Qt版智能家居感知层管理软件
基于Qt的智能家居系统软件主要用来汇聚传感层的各种传感器节点,控制节点,并通过嵌入式数据库,保存所有节点的网络属性、传感器采样值、控制器状态等,允许用户在本地查看智能家居环境参数、安防设备的状态,以及控制家电设备等。同时它作为服务器,允许客户端如平板电脑等设备与其建立连接,实现TCP/IP通信。
智能家居感知层管理软件
4.3 Android智能家居监控终端软件
平板电脑运行基于Android操作系统的智能家居监控软件。用户可以在平板上浏览家居环境参数、安防设备状态,远程控制家用电器(开关控制、红外遥控)等,并且可以访问网络摄像机,实现远程视频监控。
4.4 C#智能家居监控终端软件
系统还支持C#智能家居系统软件。该软件不用智能网关,而使用普通PC机,通过串口与ZigBee协调器通信。基于C#的智能家居软件就是通过串口编程、及时读取串口缓冲数据实现对传感层节点的管理的,主要实现家居环境监测、家居安防监测、家电设备控制以及视频监控等功能。
4.5 基于云服务的Android智能家居管理软件
与QT版本的智能家居管理软件功能类似,区别在于该软件采用B/S架构,使用MQTT即时通信协议实现网关与终端的数据通信,通过WebService数据交换接口将采集传感器数据、设备状态写入到泛太云服务平台的数据中心。
4.6 基于云服务的Web智能家居监控软件
该软件部署在泛太云服务平台的应用系统中,页面采用HTML5编程技术,可实现跨平台;采用MQTT和Websocket技术实现服务端到浏览器的全双工通信,实现服务端到浏览器的主动消息推送。包括智能网关管理、实时采集、设备控制、数据展示、关联设置、报警记录、以及用户管理等功能。
4.7 基于云服务的Android智能家居客户端
该客户端软件基于泛太云服务平台,内嵌轻量级Sqlite数据库,使用M QTT协议与Android智能家居网关进行M2M数据交互,可随时随地获取传感器采样数据和设备控制状态,可远程控制设备动作,可远程编辑关联策略,读取报警记录,视频监控现场,报警发生时具有语音和震动提醒。
      Android智能家居客户端

5. 教学资源
系统提供了ZigBee无线传感器网络、Linux智能网关QT开发、Android应用开发、C#开发、Web网络开发、MQTT数据通信、Websocket应用开发等物联网关键技术的实验案例,让学生在实验中逐步领悟物联网的体系结构,关键技术以及实现方式,培养学生动手解决问题的能力,激发学生的创新潜力。
 

名称 实验
一、智能家居系统认知 1.1系统架构
1.2 系统组成
1.3 功能协议介绍
二、感知层基础实验 实验1 温湿度采集
实验2 光线采集
实验3 燃气探测
实验4 烟雾探测
实验5 人体感应探测
实验6 门磁探测
实验7 指纹识别检测
实验8 三路插排控制
四、无线组网实验 实验1 Z-Stack 2007协议栈的安装
实验2 TI的GenericApp绑定传输
实验3 ZigBee点对点数据传输
实验4 ZigBee数据包捕获与分析
实验5 ZigBee协议栈串口收发基础
实验6 ZigBee协议栈NV设备操作实验7 Z-Stack协议栈流程分析
实验8广播通信
实验9组播通信
实验10树状网络结构建立
实验11 ZigBee传感器采集传输
实验12 ZigBee控制器传输控制
实验13 红外遥控器zigbee转发
实验14 315/433遥控器zigbee转发
实验15 ZigBee加密传输实验
五、Qt智能网关实验 Qt开发环境搭建实验
实验一 Qt HelloWorld实验
实验二 Qt下信号和槽实验
实验三 Qt下TCP服务器实验
实验四 Qt下TCP客户端实验
实验五 Qt下UDP通讯实验
实验六 Qt下多线程实验
实验七 Qt下数据库访问实验
实验八 Qt下串口通讯实验
实验九 Qt下感知类环境数据采集:温湿度、光线、烟雾、燃气、门磁;
实验十 Qt下开关类控制节点实验:强电控制(灯光、警笛、电磁阀)
实验11 Qt红外/315/433类控制节点(电视、空调、音响、窗帘等)
实验12 MQTT数据通信
实验13 Webservice调用
Android开发实验 实验1 Android环境搭建
实验2 Android终端与Qt网关的TCP/UDP网络通信
实验3 Android数据库开发
实验4 Android智能家居环境监测
实验5 Android智能家居设备控制
实验6 MQTT数据通信
实验7 Webservice调用
六、C#智能家居监控终端实验 Visual Studio 2010开发环境搭建
SQL Server 数据库开发环境搭建
C#Winform界面设计与使用
C#多线程编程实验
C#串口编程
基于TCP的服务器客户端通信实验
基于UDP的服务器客户端通信实验
七、嵌入式Web服务器 传感层节点监测与控制程序实验
CGI采集与控制接口实验
HTML编写实验
八、Web页面开发实验 实验一  搭建Java web开发环境
实验二  Eclipse的基本使用
实验三  DIV + CSS布局实验
实验四  HTML5新增内容应用
实验五  CSS3新特性应用
实验六  JavaScript倒计时特效
实验七  JavaScript前端验证实验
实验八  JavaScript事件分析实验
实验九  利用Ajax读取xml文件
实验十  Ajax异步验证用户名实验
 

7. 成功案例

成功案例

8. 系统清单

 
智能家居生活馆设备清单

序号 种类 子件名称 数量
1 主控 Cortex-A9智能网关 1
2 Android平板电脑 1
3 控制及采集节点 FT-link无线控制器 1
4 空气温湿度传感器 1
5 火焰传感器 1
6 数字气压传感器 1
7 空气质量传感器 1
8 光线传感器 1
9 语音播报节点 1
10 FT-link无线中继器 1
11 315-ZigBee转换器 1
12 315M无线人体红外探测器 1
13 315M无线燃气探测器 1
14 315M无线烟雾传感器 1
15 315M无线门磁传感器 1
16 315M无线2路单火线遥控开关面板(86型) 1
17 315M无线遥控插座(86型)(2200W) 4
18 315M无线单火线调光面板(86型) 1
19 315M无线一键紧急按钮 1
20 433M电动窗帘控制面板(86型) 1
21 电动窗帘电机及轨道 1
22 电动门禁锁 1
23 门禁锁电源控制器 1
24 门禁出门开关 1
25 指纹识别器 1
26 指纹识别传感器 1
27 美的电饭煲 1
28 德尔玛加湿器 1
29 浇花潜水泵 1
30 喷淋潜水泵 1
31 42寸液晶电视 1
32 漫步者音响 1
33 美的空调扇 1
34 扫地机器人 1
35 冰箱 1
36 洗衣机 1
37 热水器 1
38 智能语音(控制)服务机器人 1
39 130万高清室内半球云台摄像头 1
40 无线路由器 1
41 家居辅助设备 沙发+电视柜+橱柜+木桌+茶几+浇花等 1
42 附件 DC5V3A直流电源 2
43 交叉串口线 1
44 直连网线 1
45 Micro USB数据线 1
46 方口USB同步线 1
47 CC2530评估板 1
48 FT-CC253-Debugger调试器 1
49 SD卡读写器 1
50 8G TF卡 1
51 四孔插线板 4
52 智能家居生活馆使用说明书 1
53 智能家居生活馆实验指导书 1
54 软件 ZigBee无线传感器网络数据透明传输软件 1
55 智能家居管理软件(智能网关QT) 1
56 Android的智能家居监控系统软件 1
57 基于C#智能家居监控系统软件 1
58 物联网应用管理平台软件V1.0 1
 

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