智能家居物联网技术实训 带你看看高科技

一、设备外观

二、设备简述
物联网是一种通过射频识别、红外感应、激光扫描等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。
物联网的用途极为广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、智能家居、工业监测、老人护理、个人健康等多个领域。
物联网技术是集传感技术、通信技术、网络技术、计算机技术、控制技术等多种技术于一体的综合应用学科。
三、设备主要参数
1.输入电源：单相三线～220V±10% 50Hz；
2.工作环境：温度-10℃～+40℃ 相对湿度＜85%(25℃)海拔＜4000m；
3.装置容量：＜3kVA；
4.尺寸：4000mm×2000mm×2300mm；
5.安全保护：具有接地、漏电压、漏电流保护，安全指标符合国家标准。
四、设备组成及功能
(一)智能家居
智能家居是目前物联网发展较快的一个典型应用，是物联网技术的一个缩影。智能家居是以住宅为平台，兼备信息家电、设备自动化、家居安防、网络通信，集系统结构、管理服务为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
智能家居的技术构成与电子信息专业的课程设置具有高度的重合性也为智能家居方向的人才培养提供了便利，也就是说电子信息专业非常适合开展物联网应用-智能家居教学的。

(二)智能家居系统结构
ARM控制器是所有信息的处理中心，采用意法半导体的STM32微控制器作为主控芯片，它采用的是ARM的最新Cortex-M3系列内核架构，主要针对工业控制、楼宇自动化、机器人和家电控制领域，符合电子信息专业、自动化专业的方向。各控制执行模块有：门禁控制模块、灯光控制模块、智能窗帘控制模块、插座控制模块、红外人体感应模块、声/光/烟雾/燃气感应模块及各种红外遥控家电模块等，家电有：洗衣机、热水器、电视机、空调、电饭煲等。
系统分为部分，分别为网络部分、家电部分、控制系统、传感部分、其它。
(三)网络部分组成
1、无线路由器
无线路由器实现有宽带时的远程网络控制，在没有远程网络控制的情况下使用局域网实现控制，可选择手机或者电脑用WIFI接入或者使用有线局域网接入。
(四)家电部分组成
电视机、热水器、空调、洗衣机、电饭煲、RGB灯。
1、电视机、热水器、空调
以红外无线遥控的家电采用ZigBee实现家电的无线远程控制，通过手机APP实现家电的远程集中控制，亦可通过ZigBee转红外控制模块扩展适用范围，能最大程度的将传统家电接入到现有的智能家居控制网络中。
2、洗衣机、电饭煲
此类家电实现远程控制并不实用，本系统中用于智能插座系统的展示。
3、RGB灯
RGB彩灯能够通过无线控制实现1600色的RGB调色功能，可通过手机实现智能家居系统的灯光控制并能够定时开关灯等功能，也可在RGB灯上扩展传感器，实现环境监测功能。
(五)控制系统组成
主控制器、RS485转ZigBee扩展模块、ZigBee转红外模块、ZigBee组网模块。
1、主控制器
采用STM32为核心的智能系统控制器，主控制器可以对所有模块进行数据采集、数据储存和控制。主控制器具有以太网接口，可通过路由器与以太网连接，可以实现远程网络监控；也可以通过GSM/GPRS模块与手机连通，实现异地手机报警和控制。控制器能够输入输出开关量控制外部电源开关，通过RS485通信口外接ZigBee无线通信模块实现与终端设备的无线通信。
2、RS485转ZigBee扩展模块
本扩展模块用于实现主控制器与终端设备的连接，主控器通过串口发送数据，由该模块转为ZigBee，将数据由无线信号发送到终端。
3、ZigBee转红外模块
此模块用于传统红外家电的控制，控制器发送出的命令由该模块接收后转换为红外控制信号来控制家电，借助于该模块能够将所有的现有的红外遥控家电进行ZigBee无线控制。
4、ZigBee组网模块
此模块作为辅助模块，在一些环境下受限于环境影响使得无线通信无法直接传递到达，借助于该模块可实现数据中专，扩大控制系统控制范围。
(六)传感部分组成
1、温度传感器
2、湿度传感器
3、人体红外传感器
4、光线传感器
5、烟雾传感器
6、天然气传感器
传感器模块配合ZigBee实现无线传感器，实现对环境的检测，控制器获取数据后超过设定值可实现网络或者GPRS短信报警。
7、智能电表
智能电表能够检测家居系统的电压、电流、功率并计量电能，控制器获取电表数据后能够在手机APP或者电脑上查看检测数据。
8、窗帘
该窗帘能够通过ZigBee无线通信与控制器实现连接，能够实现遥控控制窗帘，或者由控制器检测室内光线，实现窗帘的自动控制。
(七)智能家居系统结构
智能家居系统结构安装在一个2m×1.8m×2.4m板房内，板房设置有窗户，板房正面设为玻璃墙壁，并安装有玻璃门，便于观察房间内部布置。
五、实训项目
该智能家居系统能够帮助学习者快速了解智能家居系统的组成，并能够自己设计搭建智能家居系统，并能够掌握STM32F1系列ARM处理器的基本开发，实现对智能家居系统的控制，实现对CC5230ZigBee的认识，掌握其使用，实现自己的无线网络的搭建。
STM32实验
1.MDK集成开发环境的使用
2.STM32F1x系列集成库的使用
3.I/O控制LED实验
4.USART实验
5.定时器实验
6.ADC实验
7.外部中断实验
8.ucOS-II系统的认识实验
9.ucOS-II系统的移植
10.ucOS-II系统任务管理
CC5230实验
1.IAR for 8051集成开发环境的使用
2.CC5230的I/O控制实验
3.CC5230定时器实验
4.CC5230的ADC实验
5.CC5230的USART实验
6.CC5230的DMA实验
7.CC5230的红外发射实验
8.ZigBee协议栈的认识
9.ZigBee点对点无线通信
10.ZigBee组网
网络布线与通讯实训
1.常用传输介质与传输特性概述
2.网络综合布线系统标准与设计
3.以太网综合布线与配置
4.ZigBee网络搭建与配置
5.WiFi网络搭建与配置
      




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