一、概述
智能家居單元係統產品係統（tǒng）實訓（xùn）裝置是（shì）以促進各高職院校智能電子產品係統工程實施的教學改（gǎi）革為目的，以培（péi）養“具有電子信息產品的安裝、調試、檢測、維護（hù）能力，具備電子信息技術的（de）開發、設計、推廣、應用能力的高級技（jì）術應用型專門（mén）人（rén）才”和“具有電子（zǐ）產品生產（chǎn）過程管理、質量檢測及設備維護能力的高級技術應用型專門人才”為目標。本（běn）係統以基於Cortex-M3構架的STM32係列芯片為核心，采（cǎi）用標準（zhǔn）進行模塊化（huà）設計，以（yǐ）智能家居為載體，為用戶提供微（wēi）型化、智能化和網絡化的控製模塊及產品。適用於高職院校智能電（diàn）子產品（pǐn）係統、智能家居、嵌入式實驗室（shì）建設、學生畢業設計或課程設計、學生（shēng）課外拓展學習、電子類技能競賽載體（tǐ）等眾多領（lǐng）域。
項目示意圖
二、產品特點
智能電子產品係統為一套標準一室一廳智（zhì）能家居電（diàn）子產品實施項（xiàng）目的配置，包含了兩大家庭控（kòng）製中心（xīn）：客廳（tīng）廚房控製中心，臥室衛生間控製中心。
智能（néng）化：本係統中產品以基於Cortex-M3構（gòu）架的STM32係列芯片為核心，開發了一係列智能產品，產品可（kě）就地控製，也可家居控製中（zhōng）心的智能家居控製器控製，還可（kě）以通過以太網（wǎng）、手機（jī）等控製。
網絡化：本智能電子產品係（xì）統工（gōng）程實施項目具（jù）有以（yǐ）太（tài）網和RS485標（biāo）準的兩種通（tōng）訊協議。各控製中心智能家居控製器通過（guò）以太網與家庭信息互聯處（chù）理中心通（tōng）訊；各智能產（chǎn）品通（tōng）過RS485總線（xiàn）與家庭控製中心控製器通訊。
標準化：係統采用模（mó）塊化設（shè）計（jì），在一個係統板的基礎上可隨意組（zǔ）合不同的模塊，用戶亦可根據擴展接口定義自己設計特殊的模（mó）塊，使其具有特殊功能。各模塊尺寸及特殊功能設計都按照一定標準執（zhí）行，這些標準亦可提供給用戶，方便用戶自（zì）主（zhǔ）擴展設計。
擴展性：智能（néng）家（jiā）居控製器及RS485擴展模塊均為標準模塊式（shì）產品，預留標準的以太網接口、RS485接口、I\O、AD、DA接（jiē）口，可將家居模型任意改變、配置相關智能產品、亦（yì）可增加第三（sān）方產品。
實用（yòng）性：本係統包含智能家居中智（zhì）能家居控（kòng）製器、智能插座、多功能麵板、電動窗簾、電動窗戶、光強（qiáng）及溫（wēn）濕度（dù）計等各（gè）方麵智能產（chǎn）品，可用於教學、也可實用於家中（zhōng）。
安全性：模塊接口都有特殊的防（fáng）反插防錯插本設計，確（què）保各模塊不會因操作不當而損毀。對於強電部分的模塊不僅有隔離（lí）係統（tǒng），更（gèng）裝有防觸碰裝（zhuāng）置，以防用戶在通電（diàn）情（qíng）況（kuàng）下因誤碰而發生觸電危險，保證用戶用電安全。
三、技術條件
1.輸入電源：單相AC220V±10% 50±2%Hz
2.整機容量：≤2kVA
3.網孔板式電氣（qì）安（ān）裝屏尺（chǐ）寸：120cm*200cm*60cm
4.實訓台上裝置提供RS-485和以太網兩種通（tōng）訊接口
四（sì）、配置
| 序號 | 房間名稱 | 安裝設備 | 數量 | 備注（zhù） |
| 1 | 客（kè）廳（tīng）、廚房 | 工程實訓台鈑（bǎn）金（平麵網孔板） | 1 |
|
| 智能家居控製器 | 1 |
|
| 光強及溫濕度計 | 1 |
|
| 智能插座 | 1 |
|
| 86型開關插座 | 1 |
|
| 電茶壺 | 1 |
|
| 多功能麵（miàn）板 | 1 |
|
| 交流調光燈（dēng） | 1 |
|
| 螺口燈座 | 2 |
|
| 節能燈 | 1 |
|
| LED燈 | 1 |
|
| 紅（hóng）外探測器 | 1 |
|
| 煙火災探測器 | 1 |
|
| 可然氣體（tǐ）探測器 | 1 |
|
| 排風扇 | 1 |
|
| 電控（kòng）鎖 | 1 |
|
| 2 | 臥室、衛生間 | 工程實訓（xùn）台鈑金（jīn）（平麵（miàn）網孔板（bǎn）） | 1 |
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| 7寸觸（chù）摸屏 | 1 |
|
| 智能家居控製（zhì）器 | 1 |
|
| 智（zhì）能插座 | 1 |
|
| 86型開關插座 | 1 |
|
| 多功能麵板 | 1 |
|
| 交流調光燈 | 1 |
|
| 螺口燈（dēng）座 | 2 |
|
| 節能燈（dēng） | 1 |
|
| 白（bái）熾（chì）燈 | 1 |
|
| 紅外探測器 | 1 |
|
| 煙火災（zāi）探測（cè）器 | 1 |
|
| 雙光束對射紅外探測器 | 1 |
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| 玻璃破（pò）碎探測器 | 1 |
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| 3 |
| J-Link仿真（zhēn）器 | 1 |
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| 4 |
| 16口交換機 | 1 |
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| 5 |
| 電腦管理（lǐ）軟件(Labview應用軟件) | 1 |
|
五（wǔ）、係統介紹
電子技術成為近代科學技術發展的一個重要標誌。從十（shí）九世紀末發（fā）展至今，電子技術已無（wú）處不在：近至計算機、手機、電視、音響等生活常用品，遠至（zhì）工業（yè）、航天、軍事等領域都可以看到電子技術的身影（yǐng）。電子技術在（zài）二十世紀的迅速發展（zhǎn）大大推動（dòng）了（le）航空航（háng）天技術（shù）、遙測傳感技（jì）術、通訊技術、計（jì）算機技術以及（jí）網絡技術等多門類技術的興起與發展。同時隨著微電子技術、計算（suàn）機技術和（hé）網絡技術的發展，各（gè）類電子（zǐ）產（chǎn）品也越（yuè）來越趨向微型化、智能化和網絡化。智能電子產品係統為一套標準兩室（shì）兩廳智能家居電子（zǐ）產品實施項目的配置，包含了兩大家庭控製中心（客廳廚房控製中（zhōng）心、臥室衛生間控製中心（xīn））；以及一套智能（néng）家（jiā）居管理軟件。兩大家庭控（kòng）製中心通過以太網與家庭信息互聯處理（lǐ）中心（xīn）聯係，達到家庭安全防護係統、網絡服務係統和家庭自動化係統組成的家庭綜合服務與管理集成係統的目的，從而實現全麵的安全防護（hù）、便（biàn）利的通訊網絡以及舒適的居住（zhù）環境的（de）家庭住宅。網絡拓撲圖如下圖（tú）所示。
智能電子產品係統網絡示意圖
1. 家庭控製中心說明：
客廳廚（chú）房控製中心
客廳廚房控製中心包含智能家居控（kòng）製器、電控鎖（suǒ）、多功（gōng）能麵板、節能燈、排氣扇、智能調（diào）光開關、智（zhì）能光強及溫濕度計、智能插座、電茶壺、可燃氣體探測器、煙火災探測器及紅外探測器。
電控鎖通過智能家居控製器控製門的開啟（qǐ）；多功（gōng）能麵（miàn）板（bǎn）控製客廳、廚房燈的開關；智能調光開關（guān）調節LED燈的亮（liàng）度、也可通過485總線（xiàn）與智能家居控製器通訊，通過情景模（mó）式智能調節LED燈的（de）亮度（dù）；智（zhì）能光強及溫（wēn）濕度計顯示采（cǎi）集客廳溫濕度及光照度；智能插座控製和采集電茶壺的電源和電量信息，可合（hé）理分配用電負荷；可（kě）燃氣體探測器、煙火災探測器及紅外探測（cè）器用於組（zǔ）件家居係統的安防係（xì）統。
多功能麵（miàn）板、智能調光（guāng）開關、智能（néng）光強及溫濕度（dù）計（jì）、智能插（chā）座通過485總線與（yǔ）智（zhì）能家居控製器通訊，可燃氣體探測器、煙火災（zāi）探測（cè）器（qì）、紅外探測器及（jí）電控鎖通過I\O口與智能家居控製器通訊。
智（zhì）能電子產品係統客廳廚（chú）房安裝配置圖
臥室衛生間控製中心
臥室（shì）衛生（shēng）間（jiān）控製中心包含智能家（jiā）居控製器、觸摸屏、多功能麵板（bǎn）、智能調光開關、智能插座、煙火災探測器、紅外探測器、玻璃（lí）破碎探測器、雙光束對射紅外探測（cè）器。
觸摸屏通過485與智能（néng）家（jiā）居控製（zhì）器通訊，可實（shí）現遙控、遙（yáo）信、遙調及情景模式的設定；智能調光開關調節（jiē）白（bái）熾燈的亮度、也可通（tōng）過485總線與智能家居控製器通（tōng）訊，通過（guò）情景模式智能調（diào）節白熾燈的亮度；多功能麵板控製（zhì）臥室、衛生間燈的開合；智（zhì）能插座控製（zhì）和（hé）采集（jí）相關用電設備電源和電量信（xìn）息，可合理分配（pèi）用電（diàn）負荷；煙火災探測器、紅外（wài）探測器、玻璃破碎探測器、雙光（guāng）束對射紅外探測器用於組件家居係（xì）統的安防係統（tǒng）。
觸摸屏、多（duō）功能麵板、智能調光開關、智能插座通過485總線與智能家居控製器通訊，煙火災探（tàn）測器、紅外（wài）探測器、玻璃（lí）破碎探測器及雙（shuāng）光束（shù）對射紅外探測（cè）器通過（guò）I\O口與智能家居（jū）控製器通訊。
智能電子（zǐ）產品係（xì）統臥室衛生間安裝配（pèi）置圖
2．智能家居電腦管理軟件（jiàn）說明
智（zhì）能家居（jū）電腦管理軟（ruǎn）件是基於Labview應用軟件，是QS-iHome-III智能電子產品係（xì）統的集中管理手段（duàn）和工具，它（tā）讓整個家居係統在電腦屏（píng）幕上一（yī）覽無遺，使係統調試與（yǔ）功能設置易如反掌。本管理軟件通過以太網協議與智能家居控製器底層協議，應用層麵的合作，開發可控製主流智能（néng）家居係統，實現（xiàn）智能燈光控製、智能電器控製、智能溫度控製、智能窗戶控製、智（zhì）能窗簾控製（zhì）、智能安防控製、智能遙控控製（zhì）、智能定時控（kòng）製（zhì）、智能網絡控（kòng）製、智能遠程控製、智能場景控製等功能的軟件。
LabVIEW是（shì）一種程序（xù）開發（fā）環境，由美國（guó）國家儀器（NI）公司研製開發的，類似於C和BASIC開發環境，但是LabVIEW與其他計算機語言的顯著區別（bié）是：其他計算機語言都（dōu）是采用基於文本的語言產生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語（yǔ）言G編（biān）寫程（chéng）序，產生的（de）程序（xù）是框圖的形式。
3. 智能電子產品說明
智能家（jiā）居控製器
智能家居控製器以基於（yú）Cortex-M3構架的STM32係列芯片為（wéi）核心的標準模（mó）塊式產品（pǐn），預留標準的以太網接口、4路RS485接口、I\O、AD、DA接口。
智能插座
插座以基於Cortex-M3構架的STM32係列芯片為（wéi）核心的智能產（chǎn）品，內（nèi）含ADE7753電能芯片、液晶屏、繼電器等，可計量顯示對應家用電器的電量參數，並可設置何時啟動該家用電器的（de）電源，可合理分配家中用電負荷，實現智能電網功能。可通過485總線與家庭控（kòng）製中心通訊（xùn）。也可獨（dú）立工作。
多功能麵板
多（duō）功能（néng）麵板以基於Cortex-M3構架（jià）的（de）STM32係列芯片為核心的智能產（chǎn）品，包含4路繼電器輸出，可同時控製4路負載（燈、排氣扇（shàn）等（děng）），可通過485總線與家庭控製中（zhōng）心通訊。也可獨立工作。
調光開（kāi）關
調（diào）光開關以基於Cortex-M3構架（jià）的STM32係列芯片為核（hé）心的（de）智（zhì）能產品，采用光耦隔離來（lái）控製MOS管的通斷，使用半波整流穩壓技術來實現強電控（kòng）製部分的直流電供應，PWM波控製占空比即（jí）控製調光，負載（zǎi）可為白熾燈及LED燈，可通過485總線與家庭控製（zhì）中心通訊。也可獨立（lì）工作。
光強（qiáng）及溫濕度計
光強及溫濕度計以（yǐ）基於Cortex-M3構架的STM32係列芯片為核心的（de）智能產品，顯示采集對應區域（yù）的溫濕度信息（xī），並可通過（guò）485總（zǒng）線傳遞給家庭控製中心的智能家居控製器。
觸（chù）摸屏
本裝置采（cǎi）用的（de）彩色觸摸屏是一套以嵌入式低功耗CPU為核心（xīn）（主頻400MHz）的（de）高性能嵌入式（shì）一體化觸（chù）摸屏。該產品設（shè）計采用了7英寸（cùn）高亮度TFT液（yè）晶顯示屏（分辨率800×480），四線（xiàn）電阻（zǔ）式觸摸屏，高檔塑料結構,工業級低功耗，CPU400MHz,64M內存,64M閃存,1*RS232(隔離接口),1*RS485(隔離接口),1*USB接口(一主一從)，24VDC電源輸入,功耗小於7W。同時還預裝了嵌入（rù）式實時多任務操作係統組態軟件。
可通過485與智能家居（jū）控製器通訊，可實（shí）現遙控（kòng）、遙信、遙調及情景模式的設定。
紅外探測器
紅外探測器（qì）是一種當入侵（qīn）者接近它時能觸發報（bào）警（jǐng）的（de）探測裝置。報警信號采集到智能（néng）家居控製（zhì）器中，配合組成安防係統。
雙光束對射紅外探測器
雙光束對射紅外探測器其基（jī）本的構造包括瞄準孔、光束強度指示燈、球麵鏡片、LED指示燈等。其偵測原理乃是利（lì）用紅外（wài）線經LED紅（hóng）外光發射二（èr）極體，再經光學鏡麵做聚焦處理使光線（xiàn）傳至很遠距離，由受光器接受（shòu）。當光線（xiàn）被遮斷時就會發出警報。報警信號采集到智能家居（jū）控製器中，配合組成安防（fáng）係統。
玻璃破碎探測器
玻璃破碎探測（cè）器利用壓電陶瓷片的壓電效應（壓電陶瓷片在外力（lì）作用下產生扭曲（qǔ）、變形時將會（huì）在其表麵產生電荷），可（kě）以製成玻璃破碎入侵探測器。對高頻的玻璃破碎聲音（10k～15kHZ）進行有效檢測，而對10kHZ以下的聲音信號（如說（shuō）話、走路聲）有較強的抑製作用。玻璃破碎聲發射頻率的高低、強度的（de）大小同玻璃厚度、麵積有（yǒu）關。報（bào）警信號采集到智（zhì）能家居控製器中，配合組（zǔ）成安防係統。
煙火災探測器
煙火災探（tàn）測器根據煙霧粒子（zǐ）對光的吸收和散射作用（yòng），光電感煙式火災探測器可分為減光式和散射光式兩種類型（xíng）。散射光（guāng）型光電感煙探測器目前已經成為主流。報警信號采集到智（zhì）能家居控製器中，配合組成安防係統。
可（kě）燃氣體探測器
可燃氣體探測器對單一或多種可燃氣體濃度響（xiǎng）應的探測器。是利用難熔金屬鉑絲加熱後的電阻變化來測定可燃氣體濃度。當可燃氣體進入探測器時，在鉑（bó）絲表麵引起氧化反應（yīng）（無焰燃（rán）燒），其產生的熱量使（shǐ）鉑絲的溫度升高，而鉑絲的電阻率（lǜ）便發生變化。報警信號采集到智能家居控製器中（zhōng），配（pèi）合組成安防係統（tǒng）。
4. 項目配置說明（míng）
智能（néng）家居產品非常靈活，使用場所、家（jiā）居戶型（xíng）各不相同，用戶需求靈活多變，本（běn）智能電子產品係統工程實施項目的基本配置（zhì）為一室（shì）一廳戶型，配置的設備可根據要求更改。
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