智能家居系统工程案例

智能家居系统工程案例

目录

案例一：智能家居实训平台 (4)

1 概述 (4)

2 系统方案 (4)

2.1 智能家居系统组成 (4)

2.2 系统结构组成 (5)

2.3 网络拓扑图 (5)

3 实施方案 (6)

3.1 智能家居真实场景 (6)

3.2 模型版智能家居 (8)

4 实训平台设计 (9)

4.1 系统硬件设计 (9)

4.1.1 环境监测 (9)

4.1.2 电器控制部分 (10)

4.1.3 智能安防部分 (11)

4.1.4 综合控制系统 (12)

4.3 模拟智能家居 (13)

4.3.1 模拟智能家居布局效果图 (13)

4.3.2 智能家居实训平台配置清单 (14)

4.4 软件平台及实验的设计 (15)

4.4.1 智能家居管理平台 (15)

4.4.2 模拟仿真平台 (18)

附录1：传感器模块参数列表 (22)

案例一：智能家居实训平台

1 概述

该案充分考虑到项目特点和主流技术相结合的需求，将“移动改变生活”这句话变成实际，为学生提供一个“体验+实践”的开放环境。

从进入实验室的那一刻起，“聪明、安全”无处不在。无处不再的门禁系统将潜在的危险阻挡在电梯间之外，安保系统将全程记录你出现位置，始终将你的安全放在第一位，但是聪明的它只会默默的守护你。这一切的一切只需要你轻轻晃动的你手机即可完成，无卡的尴尬将离你远去。访客的到来将在家中对讲显示屏上清晰反映，提前一步开启你温暖的笑容傍晚步入家中，温暖的洗澡水、徐徐播放的音乐、缓缓闭合的窗帘，伴随着厨房设备清脆的提示音你可以享受为自己预备好的晚餐了。这一切是真实的、这一切是聪明的。对！这就是智能家居。清晨的喧闹即将开始的时候，在你关门的一瞬间。家，沉寂了，安静了，省电模式将呵护着你的口袋；平静中安全模式紧紧的保护着这个温馨的家，始终如一的守护她，随时随地通过3G 网络反映出家中情况，让你在前进的道路中无后顾之忧。在智能家居开发实验室中，不仅让学生、老师深切体验到智能家居的“聪明、安全、舒适”，我们还会提供二次开发接口，让学生、老师去DIY，去动手开发自己专属的智能家居，在一个愉快、开放的环境中学习掌握物联网中的关键技术。

2 系统方案

2.1 智能家居系统组成

智能家居系统是以信息化为平台，将智能家电控制、室内环境监测、安防监控、异常报警求助、无盲区全景监视系统、背景音乐等系统进行统一管理，室内通过遥控器任意控制，室外可通过手机或电脑进行远程控制，对家里的情况了如指掌。

2.2 系统结构组成

图2.1 系统结构框图2.3 网络拓扑图

图2.2 系统网络拓扑图

3 实施方案

3.1 智能家居真实场景

以物联网科研平台为基础，提供一套真实的智能家居场景。效果图如下：

图3.1 智能家居实景

参考配置：

智能家居网关

PC 服务器

网络摄像头（带云台控制）

RFID 读写器

220V 智能开关、智能遥控器（控制电视、音响、空调、风扇、照明灯等）

电动窗帘、电动晾衣架

3G 通信模块

无线探测器（温度、湿度、光感、雨雪感应、烟雾、压力、红外对管）

特点：

体验性强，用户可以体验既定的执行策略，比如就餐场景、娱乐场景、睡眠场景等，感受物联网带来的智能，对物联网有系统的感知，同时实验平台开放开发接口，用户可以加载Python 脚本来对实验室内的设备进行读写操作，可实现不同设备的联动控制，定制自己的智能家居系统，比如通过室内温度采集，当温度值超过一定阈值，则开启风扇或空调，同时可考虑更多因素（节能、制冷效果等），决策是同时开风扇和空调还是只开其中一个设备，完全提供给学生一个开放式环境；

3.2 模型版智能家居

以物联网科研平台为基础，在一个机柜中模拟出智能家居的环境，与真实的智能家居系统功能相似，只是尺寸比例不同，模型板家居系统全部模块化，与真实家居系统采用统一的硬件及软件接口，效果图如下

图3.2 智能家居模型版

参考配置：

智能家居网关

PC 机

摄像头

RFID 读写器

智能开关

灯光（白炽灯、报警灯、LED 数码管）

3G 通信模块

无线探测器（温度、湿度、光感、雨感、烟雾、压力、红外对管、继电器控制）

特点：

将所有的模块浓缩到一个模拟的智能家居模型里，几个学生一组可以在这个平台上开发

验证程序，并通过LED 灯、数码管对结果进行显示，达到相对直观的演示效果。模型

板家

居系统全部模块化，与真实家居系统采用统一的硬件及软件接口，基于我们提供的开发接口，

学生可以将自己开发的模块加入到真实的环境中进行验证体验。比如，学生在模型板上开发

控制程序可直接加载到真实环境中，进行验证。

4 实训平台设计

4.1 系统硬件设计

4.1.1 环境监测

基于zigbee的传感器采集模块，在室内组成环境监测传感网络，负责室内传感数据的采集，主要包括温度、湿度、光感、雨雪感应、烟雾、压力数据的采集，另外，根据实际需要可扩展其他传感器，为其他电器控制执行策略提供数据基础，无线采集模块搭载传感器详细参数列表请见附录1传感器详细参数列表。

无线温湿度传感器对室内温湿度进行采集，由学生设置采集周期及告警阈值，来控制风扇、空调等设备；

无线光感传感器对室内管线进行采集，由学生设置采集周期及告警阈值，当环境光线低

于或高于设定值时，控制灯或者窗帘的联动控制；

无线雨感传感器对室外天气情况进行监测，部署在室外，根据室外天气情况，发出告警

短信或对晾衣架进行控制；

无线烟感传感器对室内环境情况进行监测，一旦发生火情，第一时间短信告警并采取其

他联动措施；