HYZNJJ-2物聯網智能家居工程實驗係統一（yī）、係統簡介物聯（lián）網智（zhì）能家居（jū）工程實驗係統是針對高等院校物聯網實（shí）訓的需求，綜合運用傳感器采集、設備控製、無（wú）線傳感器網絡（luò）、嵌

HYZNJJ-2物聯網（wǎng）智能家居（jū）工程實驗係統

一、係統簡介（jiè）
物聯網智能家居（jū）工程實驗係統是（shì）針對高等院校（xiào）物聯網實訓（xùn）的需求，綜合運用（yòng）傳感器采集、設備控製（zhì）、無線傳感器網絡、嵌入式係統、網絡通信、中間件等物聯網技術以及多學科技術的（de）交叉融合，依托部署（shǔ）在網板上的各（gè）種（zhǒng）傳感器（qì）節點、控（kòng）製節點、智（zhì）能網關（guān）、智能終端實（shí）現家居生活環境的智能安全監測（cè）、智能安防（fáng）監測、智能（néng）報警、智能（néng）設備控製、遠程視頻監控、網絡化遠（yuǎn）程監控等功能，貼（tiē）近（jìn）實際智能家居（jū）係統，為物聯（lián）網專業（yè）教學提供了一個完備的應用實訓係統。

二、係（xì）統構成
係統利用各（gè）種傳感器測（cè）量（liàng）家居環境（jìng）參數，結合嵌（qiàn）入式數據庫存儲技術將曆史數據統一保（bǎo）存管理；利用無線傳感器網絡統一管理（lǐ）各（gè）個節（jiē）點；利用自動控（kòng）製理論和反饋（kuì）控製理論（lùn）實現智能控製與無人（rén）值守；利用嵌入式 Linux 係統（tǒng）實現智能網關；利用 androids 係統實現智能終端，促使學生了解物聯網技術在（zài）智能家居（jū）等現實環境的應用。
三、硬件組（zǔ）成（chéng）
智能家居網板實訓係統（tǒng）主要由環境感知設備、安防門禁設（shè）備（bèi）、控製設（shè）備、視頻監控設備、智能網關、智能終端、以及鋁合金鋼架結構組成（chéng）。
1、環境感知設備
主（zhǔ）要（yào）由傳感器調理板、ZigBee 通信模塊（或 315M/433M 通（tōng）信模塊）以及接口底板組成。本係統傳感器包括空氣溫濕度傳感器（qì）、光照度傳感器、二氧化碳傳感器、燃氣探測傳感器、煙霧（wù）探測器、以及紅外探測（cè）器等（děng），用於檢測家居環境狀況。
2、安防門禁設（shè）備
由可視門鏡機、視（shì）頻（pín）顯示器、密碼係統，機械（xiè）帶反饋電子鎖，一鍵開門按鈕，指紋識別係（xì）統（tǒng）、門磁探測器組成，實現指紋錄入權限解鎖，密碼解鎖，密碼加（jiā）身份識別解鎖，一鍵解鎖、可（kě）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板組成。因被控對象不同，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（bèi），主要包括（kuò）控製器和交流電器，控製器封裝在標準的 86 盒內，交流電器隻需插入（rù） 86 盒的兩相或三相插座內（nèi）即可實現電器的開關控（kòng）製，如照明燈、警笛、窗簾、電視、音響、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，如電視、空調等。
4、視頻監控設備（bèi）
它是一種視頻服務器，具有 IP 地址和 MAC 地（dì）址，用於視頻監測居室內安全狀況。
5、 智能網關
主要用於傳感層設備的數據處理以及接入（rù）上層雲服務平（píng）台。主（zhǔ）要（yào）由 Cortex-A8 主板組成，可（kě）升級為 A9 四核主板，整體（tǐ）封裝在模具（jù）內，美觀大方。主板（bǎn）集成（chéng） ZigBee 無線路由器通信（xìn）模塊，用於（yú）維護 ZigBee 網絡，接收 ZigBee 傳感器采樣信（xìn）息，向 ZigBee 控製設備發（fā）送（sòng）控製命令。主板還集成 WiFi 模塊，用（yòng）於連接無線（xiàn）路由器，降低（dī）以太網布線的複（fù）雜度。同時，主板可擴展 GPRS、3G 或 4G 模塊，將智能網關接入互聯網，實現信息的遠程（chéng）可靠傳輸。
6、智能（néng）終端
androids 平板電腦，運行智能（néng）家居軟件，實現家居環境監測、設備遠程控製、以及視頻（pín）監控等功能（néng）。
四、軟件組成
係統軟件默（mò）認采用（yòng） C/S 結構，主要包括無（wú）線網絡傳感器數據透明傳輸軟件、智能網關基於 Qt 的智能家居係統軟件、基於 androids 的智能家居係統（tǒng）軟件、基於 C#的智能家居（jū）係統（tǒng）軟件。同時係統提供基於 B/S 體係（xì）結構的智能家（jiā）居網絡化遠程監控軟件。
1、無線網絡傳感（gǎn）器數據透明傳輸軟（ruǎn）件
主要（yào）實現 ZigBee 網絡的建立、節點的自動入網、節點（diǎn）休眠與喚醒、節點之（zhī）間數據的透明傳（chuán）輸、傳感器（qì）節點的采樣與傳輸、以及執（zhí）行節點驅動設備的功能。
2、基於 Qt 的智能家居係統軟件
智能網關運行嵌（qiàn）入式 Linux 操作係（xì）統，上電後即運行基於 Qt 的智能家（jiā）居係統軟件。它主要用來匯聚傳感層的各種傳感器節點，控製節點，並通過嵌入（rù）式數據庫，保存所有節點的網絡屬性、傳感器采樣值、控製器狀態（tài）等，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。同時它作為服務器（qì），允許客戶端如平板（bǎn）電腦等設備與其（qí）建立連接，實現 TCP/IP 通信。
3、基於 androids 的智能家居係統軟件
平（píng）板電（diàn）腦（nǎo）運行基於 androids 操作（zuò）係統的智（zhì）能家居監控軟（ruǎn）件。用戶可以在平板上瀏覽（lǎn）家（jiā）居環（huán）境參數（shù）、安防設備狀態，遠程控製家（jiā）用電器（開關控製、紅外遙控）等，並且可以訪問網絡攝像機，實（shí）現遠程視頻監控。
4、基於 C#的智能家居係統軟件
係統還支（zhī）持 C#智能家居係統（tǒng）軟件。該軟件（jiàn）不用智能（néng）網關，而使用普通 PC 機，通過串口與（yǔ） ZigBee 協調器通信（xìn）。基於 C#的（de）智能家居軟件就是通過串口編程、及時讀取串口緩衝（chōng）數據（jù）實現（xiàn）對傳感層節點的管理的，主要實現家居（jū）環境監測、家居安防監測、家電設備控製以及視頻監控等功能。
5、基於 Web 的智能家居網（wǎng）絡化監控軟件
該軟件以智能網關為 Web 服務（wù）器，結合 CGI 應（yīng）用程（chéng）序接口、檢測與控製（zhì）應（yīng）用（yòng）程序、以（yǐ）及 HTML 網頁，為用戶提供 B/S 方式的訪問與控製傳感層節點的平台。
6、可接入理工雲服務平台
五、係統功能
1、多（duō）種采集控製終端
2、環（huán）境自動監測與調節功能
通（tōng）過（guò）溫濕度傳感（gǎn）器、光照度傳感（gǎn）器對室內居住（zhù）環境的狀態進行 24 小時實時監測，所有（yǒu）監測數據可以實時（shí）顯示（shì）在智能網（wǎng）關（guān）、PC 監控服務器、平板（bǎn）電腦監（jiān）控終（zhōng）端的（de） GUI 界麵（miàn）上。係統可以通過預置的上下（xià）限，自動控製空調（diào）、窗簾的（de）開關狀態（tài），調（diào）節居室環境。
3、安全（quán）自動（dòng）監測與報（bào）警功能
通過煙霧探測（cè）器、燃氣探測器模擬（nǐ）對居室火情、煤氣泄漏等進行（háng）實時監測，所有監測數據可以實時（shí）顯示在智能網關、PC 監控服務（wù）器、平板電腦監控終（zhōng）端、Web 監控終（zhōng）端的 GUI 界麵上。係統可以通過預置的聯動關係和設置異常氣體濃度上下限，自動控製（zhì）警笛報警，控製加濕（shī）器、窗簾等設備打開，調節居室環（huán）境。
4、安（ān）防自動監測與報警功能（néng）
通過門磁探測器、人體感應探測器、指紋（wén）識別（bié）器、可視門禁係統等對居室進行全方位實時（shí）監測，所有監測數據可以實（shí）時顯示在智能網關、PC 監控服務器（qì）、平（píng）板電（diàn）腦（nǎo）監控終端、Web監控終端的 GUI 界麵上（shàng）。一旦（dàn）出現危險情況（如火災、煤氣泄漏或緊急求助（zhù））或非法入侵，智能家（jiā）居控製係統就會通（tōng）過預置的聯動關係，自動控（kòng）製（zhì）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（yuǎn）程控製窗簾、門鎖，處理警情等。另外，門（mén）口機（jī）和室內機之間可（kě）實現可視（shì）對講。
5、智能家電控製功能
智能控製支持（chí）自動控製與手動控（kòng）製兩種（zhǒng）方式。自動控製由用戶（hù）設置傳感器節點與控製設備的對應（yīng）、以及閾（yù）值設置即可實現。手動控製可（kě）通過智能網關、androids 智能終端、PC 監控服務器、Web 監控終端（duān）等四種不同的方式對吸頂（dǐng）燈（dēng）、台燈、警笛、窗簾等進行開關控製（zhì），對電視、音響、空調等遙控開關類設備進行紅外遠程開關、調節控製。
（1）智能燈（dēng）光控製（zhì）係統
把所有能控（kòng）製的電器組成一個（gè）管理係統，除了可以（yǐ）實現（xiàn）本地對家電的控製之外，還可以通過遙控、場景以及互聯網等多種控製方式實（shí）現對電器的智（zhì）能管（guǎn）理與控製。並且可以與環境監控係統結合，實現自動智能化管（guǎn）理。
（2）燈（dēng）光情景控製模式：通過對智能開關（guān）的組合學習，可以對家庭單元 的各個房間定（dìng）義個性化的燈光場景需要。如：全開全（quán）關模式、家庭影院模式、會客（kè）模式、起早模式等；
（3）聯動控製：燈光、電器(模擬（nǐ）空調)、電動窗簾三者的控製（zhì）可以通過情景 控製模式（shì）聯動，如門磁可以設定與燈光、窗簾（lián）、電器等設備的聯動工作。比如：回家開門後，燈光打開（kāi）、窗簾開啟、空調開啟等聯動工作。
（4）電動窗簾係統：對窗簾進行智能控製和管理，可（kě）用軟件遙控實現對（duì）窗簾的開關、停止等控製，以及一鍵（jiàn）式（shì）場景（jǐng）效果的實現。
6、Web 遠程監控功能
係統（tǒng）支（zhī）持網（wǎng）絡化遠程監測與控製功能。將智能網關與 PC 機處於同一個（gè）局域網內，在 PC的瀏覽器上輸入智能網關 Web 服（fú）務器地址，如 192.168.1.20/FTRemote.html，即可打開 A8 web服務器（qì）的主頁，主要實現傳感器實時采集、曆史數據、設備控（kòng）製、視頻監控等功（gōng）能。互聯（lián）網遠程實時動態攝（shè）像監控，可通過手機、電腦（nǎo）實時動態監控樣板間的情況。
六（liù）、教學資源
智能家居監控係統（tǒng）覆蓋了 ZigBee 無線傳感器網絡、Linux 智能網關、androids 智能終端（duān）、PC 監控服務器、Web 遠程監控等五部分，因此係統（tǒng）提供了豐富的課程實（shí）驗，包（bāo）括 zigbee 基礎采集傳輸實驗，網關智能家居應用實驗，androids 智能家居應用實驗，PC 智能家（jiā）居應用實驗、Web 的智能家居網絡遠程監控實驗等，一條線貫（guàn）穿，讓學生（shēng）在實驗中逐步（bù）領悟物聯（lián）網的體（tǐ）係結構，關鍵技術以及實現方式，適合不同課（kè）程，不同側重點的教學、實驗和實訓（xùn）。為方便用戶教學和學習（xí），係（xì）統還提供了一本使用（yòng）手冊和一本實驗（yàn）指導書。
1、基礎實驗能力