LGWL-JJ03型物联网智能家居实训系统

一、【系统简介】
LGWL-JJ03型物联网智能家居实训系统是针对高等院校物联网实训需求，综合运用传感器采集、设备控制、无线传感器网络、嵌入式系统、网络通信、中间件等物联网技术以及多学科技术的交叉融合，依托部署在网板上的各种传感器节点、控制节点、智能网关、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、智能设备控制、远程视频监控、网络化远程监控等功能，贴近实际智能家居系统，为物联网专业教学提供了一个完备的应用实训系统。
二、【系统构成】
物联网智能家居实训系统采用木质板材搭建小型家居模型，安装315频段的燃气、烟雾、门磁、红外等各种探测器，不同功能的触摸遥控面板，智能控制主机，视频监控设备等；利用这些传感器实时监测家居环境状况，结合嵌入式数据库存储技术将采样数据统一保存管理；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家居智能环境监测与联动控制；利用嵌入式系统实现智能家居控制主机；利用Android系统实现智能家居访问终端；整个系统结构完整。
1、系统外观

系统构成拓扑图

2、系统拓扑

系统外观图

三、【硬件资源】
物联网智能家居实训系统主要由多种感知设备、红外设备、安防设备、监控设备、智能家居控制主机、以及木质精美沙盘组成。

序号	名称	规格参数
1	86型触摸屏无线遥控开关(学习型)2路单火线	●负载功率300W ●钢化玻璃面板，零火，黑色 ●支持触摸控制，支持遥控控制，支持智能远程控制
2	86型2路随意贴遥控面板（黑色）	●钢化玻璃面板，黑色，86型底盒 ●电压：12V/27A电池 ●载波频率：315MHz ●配合KC-868-B/KC-868-D/KC-868-F主机，实现一键控制情景模式功能
3	全角度红外线转发器	●控制角度：360° ●工作电压：220VAC±10% ●采用吸顶设计，内置5个红外发射管 ●可配合主机，控制家用红外电气。兼容市面大部分空调、电视、音响等家用电气
4	无线人体红外传感器	●载波频率：315MHz ●有效距离：≤3米 ●采用光量子探测技术更加稳定、更省电、能更加有效防止误报 ●对人体红外进行光谱智能分析、量化计算，准确地对人体移动作出报警
5	86型遥控插座1路（2200W）	●支持智能主机控制系统，可手动或远程控制插座 ●万能输出插座设计有塑料安全档块，使用起来更安全 ●适合电视机、机顶盒、厨房电器等的远距离遥控开关操作 ●使用10A继电器做为通断交流电的控制器件，与可控硅相比，更稳定 ●具有断电记忆功能、一键全开全关及智能学习对码，使用更安全方便
6	燃气报警器	●发射频率：315MHz ●突出灵敏度,应答速度快 ●感应煤气、天然气、液化石油气
7	燃气切断阀	●适用天然气、石油液化气、人工煤气等无腐蚀性气体 ●直流常开式/手动关阀 ●黄铜合金阀体材质 ●驱动电压12VDC
8	烟雾传感器	●发射频率：315MHz ●自检功能，声光报警 ●离子式9VDC供电，吸顶式安装 ●低功耗设计、低电压提醒报警 ●电磁屏蔽设计，离子式无线型
9	无线门磁传感器	●发射频率：315MHz ●12V/23A干电池供电
10	130万高清室内半球云台摄像头	●H.264 100万像素，3.6mm镜头 ●水平转角355度，垂直转角120度 ●支持32GTF存储卡，内置IRCUT ●白天不偏色，晚上更清晰 ●红外10米 ●DC5V 2A
11	背景音乐系统	●2路公共音源输入，3路本机音源 ●支持音乐格式有：MP3、WMA、无损APE、OGG、AAC、AC3、DTS等音乐格式，支持LRC格式的歌词 ●支持FM功能、断电记忆功能 ●USB和SD卡即插播放音乐 ●三档定时开关机、蓝牙功能：背景音乐和手机相互控制
12	背景音乐喇叭	●灵敏度：87db ●频率响应：100-20KHz ●材质：HIPS ●额定功率：20W ●*大功率：40W ●阻抗：8 Ohm
13	一键紧急按钮	●发射频率：315MHz ●配合KC868系列主机，实现一键控制情景模式功能
14	12键银灰遥控器	●发射频率：315MHz ●配合KC868系列主机，实现一键控制情景模式功能
15	电动窗帘电机及轨道	●工作电压：220VAC ●使用于各种窗帘轨道 ●支持智能主机控制系统 ●支持无线遥控面板控制
16	电动推窗器	●输出推力：10-100KG ●行程距离：5-10cm ●工作电压：DC12V ●温度环境：-5℃~50℃ ●额定功率：10W
17	电动开窗器控制面板	●钢化玻璃面板，零火，黑色 ●支持触摸控制，支持遥控控制，支持智能远程控制
18	无线LED变色灯	●7档调色功能红、绿、蓝、黄、青、紫、白 ●灯体外壳材质：精工车铝 ●工作电压：AC100-240V ●遥控频率：315MHz ●寿命大于50000小时
19	4键情景模式面板	●钢化玻璃面板，零火，黑色，86型底盒 ●电压：220VAC±10% ●载波频率：315MHz ●配合C-868-B/KC-868-D/KC-868-F主机，实现一键控制情景模式功能
20	电磁阀	●适用空气、水、油等无腐蚀性气体 ●直流常闭式 ●黄铜阀体材质 ●驱动电压12VDC
21	单路无线调光面板黑色单火	●钢化玻璃面板，单火，黑色 ●支持触摸控制，支持遥控控制，支持智能远程控制
22	智能家居控制主机	●主要由STM32控制器、315发射器、315接收器等组成； ●全面支持居家灯光、窗帘、幕布、电视、DVD、功放等其他家用电器软件控制 ●支持一键情景模式控制（每个情景模式可自定义多个执行动作）以及分布式联动、无线信号联动等智能联动控制 ●支持315MHz普通编码（2262、1527）无线设备的智能控制 ●主机具备315M、433M无线遥控器信号学习后再转发的功能，兼容性更强 ●支持电话、短信联动情景模式功能 ●支持WindowXP、Window7、Window8、Android等多种系统客户端软件

四、【软件资源】
主要包括智能家居控制主机系统软件、Android智能家居系统软件、C#智能家居软件。
1、智能家居控制主机系统软件：
家居控制主机采用MDK开发环境，主要用来汇聚315M/433M传感层的各种传感器节点，控制节点，保存所有节点的传感器采样值、控制器状态等，可通过以太网或WiFi无线网与PC家居控制端、平板电脑控制端进行TCP/IP数据通信，其作为网关实现用户通过PC或平板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。
2、Android智能家居系统软件：
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。
3、C#的智能家居系统软件：
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。

软件结构图

五、【系统功能】
1、环境自动监测与调节功能
通过温湿度传感器、光照度传感器对室内居住环境的状态进行实时监测，所有监测数据可以实时显示在智能网关、PC监控服务器、平板电脑监控终端的GUI界面上。系统可以通过预置的上下限，自动控制空调、窗帘的开关状态，调节居室环境。
2、安全自动监测与报警功能
通过烟雾探测器、燃气探测器模拟对居室火情、煤气泄漏等进行实时监测，所有监测数据可以实时显示在智能网关、PC监控服务器、平板电脑监控终端的GUI界面上。系统可以通过预置的联动关系和设置异常气体浓度上下限，自动控制警笛报警，控制加湿器、窗帘等设备打开，调节居室环境。
3、安防自动监测与报警功能
通过门磁探测器、人体感应探测器、指纹识别器、可视门禁系统等对居室进行全方位实时监测，所有监测数据可以实时显示在智能网关、PC监控服务器、平板电脑监控终端、Web监控终端的GUI界面上。一旦出现危险情况或非法入侵，智能家居控制系统就会通过预置的联动关系，自动控制警笛报警，发送警情短信给用户等。用户可以通过平板电脑启动网络摄像头查看居室环境，远程控制窗帘、门锁，处理警情等。
4、智能家电控制功能
智能控制支持自动控制与手动控制两种方式。自动控制由用户设置传感器节点与控制设备的对应、以及阈值设置即可实现。手动控制可通过智能网关、Android智能终端、PC监控服务器、Web监控终端等四种不同的方式对吸顶灯、台灯、警笛、窗帘等进行开关控制，对电视、音响、空调等遥控开关类设备进行红外远程开关、调节控制。
六、【教学资源】
智能家居实训系统提供了丰富的实验案例，包括传感器采集实验，无线传输实验，控制主机处理实验，PC主机监控实验，Android终端实验等，从底层到应用，一条线贯穿，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。

序号	名称	实验
1	智能控制主机实验	MDK集成开发环境搭建实验；基于315M频段的家居环境监测实验：包括燃气探测、烟雾探测、门磁探测、热释电人体感应、视频监测等；基于315M频段的家电设备开关控制实验：包括触摸控制、情景模式控制、强电插座控制、燃气阀切断控制、背景音乐控制、背景喇叭控制、电动窗帘控制、推窗器控制、LED变色灯档位控制、情景模式面板控制、电磁阀控制、触摸调光控制等；基于315M频段的家电设备红外学习控制实验：可红外学习实验室内配备的空调；可红外调节空调温度、风速等；
2	Android智能终端实验	Android终端与控制主机的网络通信实验；基于Android的智能家居环境监测实验：包括燃气探测、烟雾探测、门磁探测、热释电人体感应、视频监测等；基于Android的智能家居设备控制实验：包括触摸控制、情景模式控制、强电插座控制、燃气阀切断控制、背景音乐控制、背景喇叭控制、电动窗帘控制、推窗器控制、LED变色灯档位控制、情景模式面板控制、电磁阀控制、触摸调光控制等；
3	PC机监控服务器实验	基于C#的智能家居环境监测实验；基于C#的智能家居设备控制实验；基于C#的智能家居安防监控实验；基于C#的二次开发应用实验；

七、【配置清单】

序号	设备名称	数量
1	86 型触摸屏无线遥控开关(学习型) 2 路单火线	1
2	86 型 2 路随意贴遥控面板（黑色）	1
3	全角度红外线转发器	1
4	无线人体红外传感器	1
5	86 型遥控插座 1 路（2200W）	2
6	燃气报警器	1
7	燃气切断阀	1
8	烟雾传感器	1
9	无线门磁传感器	1
10	130 万高清室内半球云台摄像头	1
12	背景音乐系统	1
13	背景音乐喇叭	2
14	一键紧急按钮	1
15	12 键银灰遥控器	1
17	电动窗帘电机及轨道	1
19	电动推窗器	1
20	电动开窗器控制面板	1
21	无线 LED 变色灯	1
22	4 键情景模式面板	1
23	电磁阀	1
24	单路无线调光面板黑色单火	1
27	智能家居控制主机	1
28	家居沙盘木质结构	1
29	家居沙盘支撑桌	1

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