HYZNJJ-2物聯網（wǎng）智能（néng）家居（jū）工程實驗係統一、係統簡介物聯（lián）網智能家居工程實驗係統是針對高等院校物聯網實訓的需求，綜合運用（yòng）傳感（gǎn）器采集、設備控（kòng）製、無線傳感器（qì）網絡、嵌

HYZNJJ-2物聯網智能家（jiā）居工程實驗係統

一、係統簡介
物聯網（wǎng）智能家（jiā）居工程實（shí）驗係統是（shì）針對高等院（yuàn）校物聯網實（shí）訓（xùn）的（de）需（xū）求（qiú），綜合運用傳感器采集、設（shè）備控製、無線（xiàn）傳感器網絡、嵌入（rù）式係統（tǒng）、網絡通信、中間件等物聯網技術以（yǐ）及多學科技（jì）術的交叉融合，依托部署在網板（bǎn）上的各種傳感器節點、控製節點、智能網關、智能終端實現家居生活環（huán）境的智能安全監測、智能安防（fáng）監測、智能報警、智能設備（bèi）控製、遠程視頻監控、網絡化遠程（chéng）監控等功（gōng）能，貼近實際智能家居係統，為物聯網專業（yè）教學提供（gòng）了一個（gè）完備的應用實訓係統。

二、係統構成
係（xì）統利用各種（zhǒng）傳感器測量家居環境參數，結合（hé）嵌（qiàn）入式（shì）數據庫存儲技術將曆史數據統一保存管理；利用無線傳感（gǎn）器網絡統一（yī）管理各個節（jiē）點；利（lì）用自動控製理論（lùn）和反饋（kuì）控製理論實現智能控製與無人值（zhí）守；利（lì）用嵌入式 Linux 係統實現智能網關；利用 androids 係統實現智能終（zhōng）端，促使學生了解物聯網（wǎng）技術在智（zhì）能家居等現實環境的應用。
三、硬件組成
智能家居（jū）網板實訓（xùn）係統主要（yào）由環境感知設備、安防門禁設備、控製設（shè）備、視頻監控設（shè）備、智能網關、智（zhì）能終端、以及鋁合金鋼架結構組（zǔ）成。
1、環境感知設備
主要由傳感器（qì）調理板（bǎn）、ZigBee 通信模塊（kuài）（或 315M/433M 通信模塊）以（yǐ）及接口底板組成。本係統（tǒng）傳感器包括空氣（qì）溫濕度傳感器、光照度傳感器、二氧化碳傳感器、燃氣探測傳（chuán）感器、煙霧探測器、以及紅（hóng）外探測器等（děng），用於檢測（cè）家居環境（jìng）狀況。
2、安防門禁設備
由可視門鏡機、視頻顯示器、密碼係統（tǒng），機械帶反（fǎn）饋電子（zǐ）鎖，一鍵開（kāi）門按鈕，指紋識別係統、門（mén）磁探測（cè）器組成，實現指紋錄入權限（xiàn）解鎖，密碼解鎖，密碼加身份識別解鎖，一鍵解鎖、可視門鏡等功能。
3、控製設備
主要由執（zhí）行設備、ZigBee 通信模塊以及接口底（dǐ）板組成。因被控（kòng）對象不同，主要分為交流供電型控製設備、紅外控製設備。交流供電型控製設備，主要包括（kuò）控製器和交流電器，控製器封裝在標準的 86 盒（hé）內（nèi），交流（liú）電器隻需插入 86 盒（hé）的兩（liǎng）相（xiàng）或（huò）三（sān）相插座內即可實現電器的開關（guān）控製，如照明燈、警笛、窗簾（lián）、電視、音（yīn）響、空調等。紅外控製設備主要是學習遙控器的編碼，用一個紅外控製設備代替多個遙控器，如電（diàn）視、空調等。
4、視頻監控設備
它（tā）是一種視頻服務（wù）器，具有 IP 地址和 MAC 地（dì）址（zhǐ），用於視頻（pín）監測（cè）居室內安全狀況（kuàng）。
5、 智能網關
主要用於傳感層設備的數據處理（lǐ）以及接（jiē）入上層雲服務平台。主要由 Cortex-A8 主板組成，可（kě）升級為 A9 四核主（zhǔ）板，整體封裝在模具內，美觀（guān）大方。主板集成 ZigBee 無線（xiàn）路由器通信模（mó）塊，用於維護 ZigBee 網絡，接收 ZigBee 傳感器采樣信息，向 ZigBee 控製設備發送控製命令。主板還集成 WiFi 模塊，用於連（lián）接無線路由器，降低以太網布線的複雜度。同時，主板可擴展（zhǎn） GPRS、3G 或 4G 模塊，將智能網關接入互聯網，實現（xiàn）信息的遠程可靠（kào）傳輸。
6、智能終端
androids 平板電腦，運行智能家居軟件，實現家居（jū）環境監測、設備遠程控製、以及視頻（pín）監控等功（gōng）能。
四、軟件組成
係統軟件默認采用（yòng） C/S 結構，主要包括無線網絡傳感器數據透明傳輸軟件、智（zhì）能網關基於 Qt 的智能家居係統軟件、基於（yú） androids 的智能家居係統軟件、基於 C#的智能家（jiā）居係統軟（ruǎn）件。同時係統提供基於 B/S 體係結構的智能家居網絡化遠程監控軟件（jiàn）。
1、無線網絡傳感器數據透明傳輸軟件
主要實現 ZigBee 網絡的建立、節（jiē）點的自動入網、節點休眠與喚醒、節點之間數據的（de）透明傳（chuán）輸、傳（chuán）感器節點的采樣與傳輸、以及執行節點（diǎn）驅動設（shè）備的功能。
2、基於 Qt 的（de）智能家居係統軟件
智能網（wǎng）關運行嵌入式 Linux 操作係統，上電後即運行基（jī）於（yú） Qt 的智能家居係統軟件。它主要用來匯聚傳感層的各種傳感器節點，控製（zhì）節點，並通過嵌入式數據（jù）庫（kù），保（bǎo）存（cún）所有節（jiē）點的網絡屬性、傳感器采樣值、控製器狀態等（děng），允許用戶（hù）在本地查看智能家居環境參數、安防（fáng）設備的狀態，以及控製家電設備等。同（tóng）時它作為服務器，允許客戶端如平板電（diàn）腦等設備與其建立（lì）連接，實（shí）現 TCP/IP 通信（xìn）。
3、基於 androids 的智能家居係（xì）統（tǒng）軟（ruǎn）件
平板電（diàn）腦運行基於 androids 操作係統的（de）智能家居監控軟（ruǎn）件。用戶可以在平板上瀏覽家居環境參數、安防設備狀態，遠程控製家用電器（開關控製、紅外（wài）遙控（kòng））等，並且（qiě）可（kě）以訪問網（wǎng）絡攝像機，實現遠程視頻監控（kòng）。
4、基於（yú） C#的智能家居係統軟件
係統還支持 C#智能家居（jū）係統軟件。該軟件（jiàn）不用智能網關，而使用普（pǔ）通 PC 機，通過串口與 ZigBee 協調器通信。基於（yú） C#的智能家居軟件就是通過（guò）串口編程（chéng）、及時讀取串口（kǒu）緩衝數據實現對（duì）傳感層節點的管理的（de），主要實現家居環境監測、家居安防監測、家電設備（bèi）控製以及視頻（pín）監控等功能。
5、基於 Web 的智能家居網（wǎng）絡化監控軟件
該軟件以（yǐ）智能（néng）網關為 Web 服務器，結合 CGI 應用程序接口、檢測與（yǔ）控製應用程序、以及 HTML 網頁，為用戶提供 B/S 方式的訪問與控製傳（chuán）感層節點的平台（tái）。
6、可接入理工雲服務平台
五、係統功能
1、多種采集控製終端
2、環境自動監測與調節功能
通過溫濕（shī）度傳感器、光照度傳感器（qì）對室（shì）內（nèi）居住環境（jìng）的狀態進行 24 小時（shí）實時監測，所有監測數（shù）據可以實時顯示在智能網關、PC 監控服務器、平板電腦（nǎo）監控終端的 GUI 界麵上。係（xì）統可以通過（guò）預置的上下限，自（zì）動控製空調（diào）、窗（chuāng）簾的開關狀態，調節居（jū）室環境（jìng）。
3、安全自動監測與報警功能
通過煙霧探測器、燃氣探測器模擬對居室火情（qíng）、煤氣泄漏（lòu）等進行實時監測，所有監測（cè）數據可以實時顯示在智能網關、PC 監控服務器、平板（bǎn）電腦監控終端、Web 監控終端的 GUI 界麵上（shàng）。係統可以通過預（yù）置的聯動（dòng）關係和設置異（yì）常氣體濃度上下限，自動控製警笛報警，控製加濕器、窗簾等設備打開，調節居室環境。
4、安防自動監測與報警（jǐng）功能
通過門磁探（tàn）測器、人體（tǐ）感應探測器、指紋識（shí）別器、可視門禁係統（tǒng）等對居室進（jìn）行全方位實時監測，所有監測數據可以實時顯（xiǎn）示在智能網關、PC 監控服務器、平板電腦監控終端、Web監控終端的 GUI 界麵上。一旦出現危險情況（如火災、煤氣泄漏或緊（jǐn）急（jí）求助（zhù））或非法入侵，智能家居控製係統就會通過預置（zhì）的聯動關係，自動控製警笛報警，及時播放險情，發送警情短信。用戶可以通過平板電腦啟動網絡攝像頭查看居室環境，遠程控製窗簾、門鎖，處理（lǐ）警情等（děng）。另外，門口機和室內機之（zhī）間可實現可視對講。
5、智能家電（diàn）控製功能
智能控製支持自動控製與手動控製兩種方式。自動控製由用戶設置傳感器節點與控製設備的對應、以及閾值設置即可（kě）實現。手動控製可通過智（zhì）能網關、androids 智（zhì）能（néng）終端、PC 監控服務（wù）器、Web 監控終端等四種不同的方式對吸頂燈、台燈、警笛、窗（chuāng）簾等進行開關控製（zhì），對電視、音響、空調（diào）等遙控開關類設（shè）備進行紅外遠程開關、調節（jiē）控製。
（1）智能燈光控製係統
把所有能控製的電器組成一個管理係統，除了可以（yǐ）實現本地對家電（diàn）的控製之外，還可以通（tōng）過遙控、場景以及互聯網等多種控製方式實現對電器（qì）的智能（néng）管理與控製（zhì）。並（bìng）且可以與（yǔ）環境監控係統（tǒng）結合，實現自動智（zhì）能化管理。
（2）燈光情景控製模式（shì）：通過對智能開關的組合學習，可以對家庭單元 的各個房（fáng）間定義個性化（huà）的燈光場景需要。如（rú）：全開全（quán）關模式、家庭影（yǐng）院模式、會客模式、起早模式等；
（3）聯動控製：燈光、電器(模擬空（kōng）調)、電動窗簾三者的控製可以通過情景 控（kòng）製（zhì）模式聯（lián）動，如門磁可以設定與燈光、窗（chuāng）簾、電器等（děng）設備的聯動工作。比如：回家開門後，燈光打開、窗簾開啟、空調開啟等聯動工作。
（4）電動窗簾係統（tǒng）：對（duì）窗簾進行智能控製和管理，可用軟件遙控實現對窗簾的開關、停止等控（kòng）製（zhì），以及（jí）一鍵式場景效果的實現。
6、Web 遠程監控功能
係統支持網絡化（huà）遠程（chéng）監測（cè）與控製功能。將（jiāng）智能（néng）網關與 PC 機處於同一個局域網內，在 PC的瀏覽器上輸入智能網關 Web 服務（wù）器地址，如 192.168.1.20/FTRemote.html，即可（kě）打開 A8 web服務器的主頁，主（zhǔ）要實現傳（chuán）感器實（shí）時采集、曆史數據、設（shè）備控製、視頻監控等功能。互聯網遠程實時動態攝像（xiàng）監控，可通過手機、電腦實時（shí）動態監控樣板間的情況（kuàng）。
六（liù）、教學資源（yuán）
智能家居監控係統覆蓋（gài）了 ZigBee 無線傳感器網絡（luò）、Linux 智能網關、androids 智能終端（duān）、PC 監控服務器、Web 遠程（chéng）監控等五部分，因此係統提供了豐（fēng）富的課程實驗，包括 zigbee 基礎采集傳輸（shū）實驗，網關（guān）智能家居應用實驗，androids 智能家居應用實驗，PC 智能家（jiā）居應用實驗、Web 的（de）智能家居網絡遠程監控實（shí）驗等（děng），一條線貫穿，讓學生（shēng）在實驗中逐（zhú）步領悟物（wù）聯網（wǎng）的體係結構，關鍵技術以及實現方式，適合不同課程，不同側重點的教學、實驗（yàn）和實訓。為方便用戶教學和學習，係統還提供了（le）一本使用手冊和一本實驗指導書。
1、基礎實驗能力