一、概述:
物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)主要采用zigbee無(wú)線通訊技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)家居智能化控制,Zigbee是一種新興的近程、低速率、低功耗的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù),主要用于近距離無(wú)線連接。具有低復(fù)雜度、低功耗、低速率、低成本、自組網(wǎng)、高可靠、超視距的特點(diǎn)。主要適合應(yīng)用于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域,可以嵌入各種設(shè)備。ZigBee就是一種便宜的、低功耗、自組網(wǎng)的近程無(wú)線通訊技術(shù)。系統(tǒng)主要包括消費(fèi)電子、能源管理、衛(wèi)生保健、家庭自動(dòng)化、建筑自動(dòng)化和工業(yè)自動(dòng)化。隨著物聯(lián)網(wǎng)的興起,此設(shè)備是現(xiàn)代智能居家系統(tǒng)最具代表之一,提供良好的教學(xué)設(shè)備實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。
二、物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)
1、實(shí)訓(xùn)設(shè)備模擬房間尺寸長(zhǎng)2000 mm×寬1200 mm×高2000 mm 操作臺(tái)長(zhǎng)1600mm×寬700mm×高1800由鋁合金型材框架和安裝布線網(wǎng)孔板組成。用于ZigBee基本的傳感數(shù)據(jù)采集與輸出控制實(shí)驗(yàn)
2、智能家居電器安防管理系統(tǒng) 模擬智能家居應(yīng)用,通過(guò)軟件對(duì)產(chǎn)品模塊進(jìn)行管理
3、提供3V、5V、12V等電源接口,以及電源適配線纜。
4、配接通用串行接口擴(kuò)展到桌面,以方便模塊與PC通信,提供串口線纜
三、物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
1、遠(yuǎn)程控制實(shí)訓(xùn)
2、定時(shí)控制實(shí)訓(xùn)
3、智能照明操作實(shí)訓(xùn)
4、無(wú)線遙控操作實(shí)訓(xùn)
5、場(chǎng)景控制操作實(shí)訓(xùn)
6、集中控制操作實(shí)訓(xùn)
7、電腦控制操作實(shí)訓(xùn)
8、家電控制操作實(shí)訓(xùn)
9、電動(dòng)窗簾操作實(shí)訓(xùn)
10、家居安防模塊的連接實(shí)訓(xùn)
四、物聯(lián)網(wǎng)智能家居實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)備配置
一)智能家居安裝維護(hù)操作臺(tái)
1)規(guī)格尺寸 1600 mm×750 mm×1700 mm
2)基礎(chǔ)控制區(qū) 用于基本的傳感數(shù)據(jù)采集與輸出控制實(shí)驗(yàn)
3)智能家居電器安防管理系統(tǒng) 模擬智能家居應(yīng)用
4)智能家居生態(tài)園藝管理系統(tǒng) 模擬家居園藝應(yīng)用
5)智能書架管理系統(tǒng) 利用RFID技術(shù),通過(guò)軟件對(duì)產(chǎn)品模塊進(jìn)行管理
6)電源及配件 提供3V、5V、12V等電源接口,以及電源適配線纜。
7)串口及配件 通用串行接口擴(kuò)展到桌面,以方便模塊與PC通信,提供串口線纜
1、基礎(chǔ)控制區(qū)
智能家居安裝維護(hù)操作臺(tái)基礎(chǔ)控制區(qū),集成了多種傳感器和輸出控制設(shè)備,學(xué)生利用ZigBee協(xié)調(diào)器、路由器、傳感控制節(jié)點(diǎn)板,采用多種無(wú)線技術(shù)完成環(huán)境數(shù)據(jù)采集和控制實(shí)驗(yàn),組網(wǎng)實(shí)驗(yàn),同時(shí)也可以進(jìn)行組合創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)?;A(chǔ)控制區(qū)功能
1)溫濕度傳感器模塊 采集環(huán)境的溫度與濕度
2)光敏傳感器模塊 采集環(huán)境的光照強(qiáng)度
3)煙霧探測(cè)傳感器模塊 模擬安防中的煙霧探測(cè)
4)人體感應(yīng)傳感器 模擬安防中的入侵檢測(cè)
5)緊急呼救按鍵 模塊緊急呼救求助按鈕
6)數(shù)碼管模塊 模塊溫度顯示等
7)LED燈模塊 模擬室內(nèi)照明
8)直流電機(jī) 模擬空調(diào)風(fēng)扇等家電設(shè)備
9)步進(jìn)電機(jī) 模塊電動(dòng)窗簾、洗衣機(jī)等設(shè)備
10)繼電器輸出(燈)模擬環(huán)境加溫設(shè)備
11)自動(dòng)灌溉模塊輸出
12)土壤溫度傳感器
2、智能家居電器安防管理系統(tǒng)
智能家居電器安防管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境監(jiān)測(cè)、智能家電自動(dòng)控制、安防系統(tǒng)與報(bào)警、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。通過(guò)ZigBee協(xié)調(diào)器和傳感控制節(jié)點(diǎn)組成無(wú)線網(wǎng)絡(luò),采集室內(nèi)溫度、濕度和光照度,實(shí)現(xiàn)燃?xì)馀c煙霧探測(cè)、入侵探測(cè)、門窗防撬,緊急求助報(bào)警等功能,并將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器,對(duì)模擬的家電設(shè)備進(jìn)行控制功能
1)溫濕度傳感器模塊 采集環(huán)境的溫度與濕度
2)光敏傳感器模塊 采集環(huán)境的光線強(qiáng)度
3)煙霧探測(cè)傳感器模塊 用于安防中的煙霧探測(cè)
4)燃?xì)馓綔y(cè)傳感器模塊 用于安防中的燃?xì)馓綔y(cè)
5)人體感應(yīng)傳感器模塊 模擬安防中的入侵檢測(cè)
6)干簧門磁 模擬安防中的門窗防撬
7)緊急呼救按鍵 模塊緊急呼救求助按鈕
8)數(shù)碼管模塊 2位數(shù)碼管,模擬空調(diào)溫度設(shè)定
9)LED燈模塊 一組四只LED燈,模擬室內(nèi)照明
10)直流電機(jī) 模擬空調(diào)風(fēng)扇等家電設(shè)備
11)步進(jìn)電機(jī) 模塊電動(dòng)窗簾、洗衣機(jī)等設(shè)備
12)ZigBee傳感控制節(jié)點(diǎn) 利用ZigBee協(xié)調(diào)器,通過(guò)傳感控制節(jié)點(diǎn)采集多種傳感數(shù)據(jù),并進(jìn)行輸出控制。
13)網(wǎng)絡(luò)攝像頭 采集捕捉視頻圖像,遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)攝像監(jiān)控。
14)繼電器控制模塊,通過(guò)傳感器I/o輸出控制模塊。
15)壓力傳感模塊,可檢測(cè)氣壓,重壓等外力壓力信號(hào)。
16)紅外對(duì)射周界防范模塊,檢測(cè)直線人體感應(yīng)穿越信號(hào)。
17)電氣控制仿真軟件需提供計(jì)算機(jī)軟件著作權(quán)證書
以三維仿真交互技術(shù)和三維動(dòng)畫視覺表現(xiàn)及多媒體數(shù)字技術(shù)為核心,能進(jìn)行三維電路分析、電氣電路模擬電路考核、綜合技能虛擬實(shí)訓(xùn)、電氣基礎(chǔ)訓(xùn)練、元器件識(shí)別檢測(cè)。
3、智能書架管理系統(tǒng)
物聯(lián)網(wǎng)智能書架管理系統(tǒng)包含了一個(gè)RFID智能貨架,它由RFID高頻讀寫器、天線多路器和若干平板天線構(gòu)成,書架內(nèi)嵌的平板天線采用水平方式放置,平放于每層書架的底部,每層書架放置一組數(shù)碼管輸出,用于顯示當(dāng)前該層書架的數(shù)量。將基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)中使用的每個(gè)設(shè)備當(dāng)作書籍,在其底部貼上電子標(biāo)簽(寫入貨品信息),平放于書架的天線上,保證能夠讀取到貨品信息。使用時(shí)要領(lǐng)用和歸還。無(wú)線傳輸庫(kù)管信息,通過(guò)RFID高頻讀寫器讀寫圖書惑貨物進(jìn)出入管理,及數(shù)量,及時(shí)在對(duì)應(yīng)的一組電子顯示屏上顯圖書數(shù),借出或出庫(kù)信息等。
4、智能家居生態(tài)園藝管理系統(tǒng)
1)采用無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù),可定時(shí)采集空氣溫度、空氣濕度、CO2濃度、光照強(qiáng)度,土壤溫度和水分等,來(lái)獲得作物生長(zhǎng)的最佳條件,通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室環(huán)境、實(shí)現(xiàn)溫室集約化、網(wǎng)絡(luò)化遠(yuǎn)程管理。
2)利用ZigBee協(xié)調(diào)器,通過(guò)傳感控制節(jié)點(diǎn)將環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器,并以圖表方式顯示給用戶,當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常時(shí),可利用軟件網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)溫室設(shè)備(溫、光、氣、水等)的自動(dòng)控制,也可以通過(guò)Internet網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)環(huán)境信息和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等。
3)溫濕度傳感器模塊 采集溫室環(huán)境的空氣溫度與濕度
4)光敏傳感器模塊 采集溫室環(huán)境的光照強(qiáng)度
5)CO2傳感器模塊 監(jiān)測(cè)溫室環(huán)境空氣中的CO2濃度
6)加熱器 提供真實(shí)溫室大棚內(nèi)環(huán)境加溫,實(shí)現(xiàn)溫室恒溫控制。
7)直流電機(jī) 模擬溫室大棚內(nèi)風(fēng)機(jī)/換氣設(shè)備
8)繼電器輸出(燈) 模擬溫室大棚內(nèi)補(bǔ)光燈
9)電磁閥水閥 模擬開閘放水,實(shí)現(xiàn)對(duì)土壤微噴灌溉
10)ZigBee協(xié)調(diào)器 組建ZigBee無(wú)線網(wǎng)絡(luò),將傳感控制節(jié)點(diǎn)采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器進(jìn)行處理。
11)ZigBee傳感控制節(jié)點(diǎn) 利用ZigBee協(xié)調(diào)器,通過(guò)傳感控制節(jié)點(diǎn)采集多種傳感數(shù)據(jù),并進(jìn)行輸出控制。
12)無(wú)線調(diào)光模塊,通過(guò)光敏傳感過(guò)通節(jié)點(diǎn)模塊進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線改變實(shí)時(shí)照度。
13)自動(dòng)萬(wàn)向噴灌器,實(shí)現(xiàn)土壤全方位進(jìn)衍灌溉的模擬。
5、產(chǎn)品組件參數(shù)
1)溫濕度傳感器主要參數(shù)
輸入電壓:DC 5V測(cè)量范圍,溫度:-40℃~120℃,濕度:0~100%RH,測(cè)量精度溫度:±0.5℃,濕度:±4.5%RH
2)光敏傳感器主要參數(shù)
輸入電壓:DC 5V,測(cè)量范圍:0~200000LUX,測(cè)量精度:±20LUX
3)煙霧傳感器主要參數(shù)
輸入電壓:DC 5V,測(cè)量范圍:0~2000PPM,測(cè)量精度:±50PPM
4)可燃?xì)怏w傳感器主要參數(shù)
輸入電壓 DC 5V,測(cè)量范圍 0~2000PPM,測(cè)量精度 ±50PPM
5)紅外人體傳感器主要參數(shù)
輸入電壓 DC 5V,工作波長(zhǎng) 6~14μm,靈敏度 3300W/V,輸出信號(hào) >2.2V
6)攝像頭主要參數(shù)
接口類型 USB 2.0,分辨率 800X600,最大幀頻 30FPS,對(duì)焦范圍 >6mm,視場(chǎng) >50mm,曝光控制 自動(dòng)(在范圍22000:1內(nèi)),系統(tǒng)支持 Windows 7,Windows Vista,Windows XP
7)直流電機(jī)主要參數(shù)
輸入電壓 DC 5V,額定轉(zhuǎn)速 7000 rpm,預(yù)計(jì)壽命 25°C時(shí)預(yù)計(jì)壽命40000小時(shí),最大風(fēng)量 9.0 m³/h,噪音指標(biāo) <31.0 dbA
工作溫度 -10℃~60℃
8)步進(jìn)電機(jī)主要參數(shù)
輸入電壓 DC 5V,步進(jìn)角度 5.625 x 1/64,減速比 1/64,噪音指標(biāo) <35.0 dbA,牽入轉(zhuǎn)矩 300gfcm,摩擦轉(zhuǎn)矩 600~1200gfcm,數(shù)碼管主要參數(shù),輸入電壓 DC 5V,數(shù)碼管顯示位數(shù) 2位,顯示數(shù)值范圍 0~99
9)LED主要參數(shù)
輸入電壓 DC 5V,LED燈數(shù)量 4個(gè)紅色LED,預(yù)計(jì)壽命 30000~50000小時(shí)
10)求助按鍵主要參數(shù)
輸入電壓 DC 5V,預(yù)計(jì)壽命 100,000次,反應(yīng)時(shí)間 <100ms,工作溫度 -30℃~70℃
11)繼電器主要參數(shù)
觸點(diǎn)形式 一開一閉,線圈電壓 DC 5V,觸電電壓 DC 12V,線圈功率 0.36W,吸合電流 70mA,釋放電流 0mA,觸點(diǎn)電流 <10A,預(yù)計(jì)壽命 100,000次
12)RFID貨架讀寫設(shè)備主要參數(shù)
產(chǎn)品尺寸 讀寫器180X140X38mm(不含天線及固定部分),天線多路器70X60X22mm(不含天線及固定部分),平板天線70X70X10mm(不含天線及固定部分),輸入電壓 DC 12V,支持天線數(shù) 標(biāo)配12個(gè),最大16個(gè),天線切換時(shí)間 1S,支持標(biāo)準(zhǔn) ISO14443A,ISO15693,讀卡距離 0-7cm,讀卡時(shí)間 1-2ms,工作頻率 13.56MHz,支持接口 RJ45,RS232,工作溫度 -20℃~60℃
二)智能家居樣板操作間
1、整套設(shè)備采用鋼結(jié)構(gòu)及鋁合金型材承重支架,組成半封閉實(shí)訓(xùn)環(huán)境;模擬真實(shí)家居環(huán)境。
2、鈑金采用1.5加厚型鋼板,數(shù)控沖銑網(wǎng)孔、便于學(xué)生組裝設(shè)備及布線實(shí)習(xí);
3、實(shí)訓(xùn)工位整體色調(diào)一致、整個(gè)系統(tǒng)采用烤漆工藝,確保產(chǎn)品不易生銹、易維護(hù)和保養(yǎng);
4、模塊化設(shè)計(jì),標(biāo)準(zhǔn)連接件,積木式架構(gòu),可隨意組裝成各種結(jié)構(gòu),便于維護(hù)、拆卸和運(yùn)輸。
5、樣板間頂部鋼板采用滑塊式前置型固定法。側(cè)板采用擋片式后置式固定法;側(cè)面靠下裝有活動(dòng)桌面,必須采用前置式固定法,牢固可靠,保證安全;
6、樣板間上固定線槽,線槽內(nèi)布置實(shí)訓(xùn)專用的電源線;支持每一個(gè)實(shí)訓(xùn)所用部件的供電;
7、溫濕度傳感器:采用 CMOS 過(guò)程微加工專利技術(shù),確保產(chǎn)品具有極高的可靠性和出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。該傳感器由電容式聚合體測(cè)濕組件和 能隙式測(cè)溫組件組成,并與 A/D 轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字接口在單晶片中無(wú)縫結(jié)合,使得該產(chǎn)品具有功耗低、反應(yīng)快、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
8、煙霧探測(cè)器:一種半導(dǎo)體氣體感測(cè)器,它用來(lái)偵測(cè)生物性的揮發(fā)性氣體,它的電阻值隨著大氣所含的氣體的增加而減少,這種電阻的減少現(xiàn)象,便是用來(lái)偵測(cè)氣體的電氣輸出信號(hào)。
9、安裝配套實(shí)訓(xùn)部件:換氣扇 1個(gè)、旋轉(zhuǎn)式警示燈(不帶蜂鳴器)1個(gè)、節(jié)能燈 2個(gè)、梯子 1個(gè)、萬(wàn)用表測(cè)量表 1只、32英寸LED液晶電視 1臺(tái)、掛壁式空調(diào) 1臺(tái)、電動(dòng)窗簾 1套、平板電腦 1個(gè)、DVD、無(wú)線攝像機(jī)、掛式音響
10、智能開關(guān),智能插座,吸頂燈、智能監(jiān)控等。’
三)智能網(wǎng)關(guān)
1、控制主機(jī):
主機(jī)尺寸:205x 150 x 30 (mm)
外形顏色:黑色(帶藍(lán)色呼吸燈)
電壓:DC9V
功率:0.5W
重量:1200g
環(huán)境:溫度:-20℃-+60℃;濕度:10%-95%
外置315M、GSM天線,標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)接口
SIM卡接口、RS232串行通信接口無(wú)線載波頻率:ASK:315MHz+/- 150KHz /; Zigbee:2.4GHz
擁有800路發(fā)射通道
GSM蜂窩頻率:GSM 850/900/1800/1900M/
四)環(huán)境監(jiān)測(cè)套件
1、ZigBee協(xié)調(diào)器
1)支持通過(guò)JTAG接口進(jìn)行嵌入式程序的寫入、調(diào)試。
2)Zigbee協(xié)調(diào)器支持RS232
3)射頻芯片:TI CC2430
4)Flash容量:128KB
5)工作頻率:2.4GHz-2.4835GHz
6)傳輸速率:250 kbps
7)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn):IEEE 802.15.4
8)傳輸距離:室內(nèi)30m,室外100m
9)數(shù)據(jù)通訊接口:RS232
10)天線接口:2.4G SMA天線
11)工作電壓:電池DC 3.3V;外部電源適配器DC 6V-12V,典型5V
12)工作電流:<120mA
13)供電方式:外部電源適配器/JTAG接口
14)溫度:-20℃~+70℃
15)工作濕度:5%RH~90%RH
2、Zigbee傳感控制節(jié)點(diǎn)
1)每個(gè)Zigbee傳感控制節(jié)點(diǎn)能夠同時(shí)支持下列傳感器和執(zhí)行器件:LED燈接口,溫濕度傳感器,氣體傳感器,人體感應(yīng),干簧管,直流電機(jī),繼電器,步進(jìn)電機(jī),數(shù)碼管同時(shí)工作
2)射頻芯片:TI CC2430
3)支持通過(guò)JTAG接口進(jìn)行嵌入式程序的寫入、調(diào)試。
4)Flash容量:128KB
5)工作頻率:2.4GHz-2.4835GHz
6)傳輸速率:250 kbps
7)通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn):IEEE 802.15.4
8)傳輸距離:室內(nèi)30m,室外100m
9)天線接口:2.4G SMA天線
10)工作電壓:電池DC 5V;典型5V
11)工作電流:<3A
12)供電方式: 4種供電模式。
①、3v直流干電池現(xiàn)場(chǎng)供電;
②、通過(guò)仿真下載器供電;
③、外接DC5V電源供電;
④、通過(guò)主板數(shù)據(jù)接線通過(guò)電腦供電等方式;
13)工作溫度:-20℃~+70℃
14)工作濕度:5%RH~90%RH
五)智能家居套件序號(hào)
1、Zigbee協(xié)調(diào)器
1)支持通過(guò)JTAG接口進(jìn)行嵌入式程序的寫入、調(diào)試。
通訊接口:Zigbee協(xié)調(diào)器支持USB通訊,選RJ45接口
射頻芯片:TI CC2530
Flash容量:256KB
工作頻率:2.4GHz-2.4835GHz
傳輸速率:250 kbps
通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn):IEEE 802.15.4,Zigbee 2007Pro
傳輸距離:室內(nèi)50m,室外100m
天線接口:板載天線
2)工作電壓:電池DC 3.7V;外部電源適配器DC 5V ,板載電池充電。
工作電流:<40mA
供電方式:外部電源適配器/JTAG接口
溫度:-20℃~+70℃
工作濕度:5%RH~90%RH
鍵盤接口:五向鍵
顯示接口:128X64 LCD顯示屏
2、Zigbee傳感控制節(jié)點(diǎn)
1)支持通過(guò)JTAG接口進(jìn)行嵌入式程序的寫入、調(diào)試。
通訊接口:支持USB通訊 、TTL UART通訊
射頻芯片:TI CC2530
Flash容量:256KB
工作頻率:2.4GHz-2.4835GHz
傳輸速率:250 kbps
通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn):IEEE 802.15.4 ,Zigbee 2007Pro
傳輸距離:室內(nèi)50m,室外100m
天線接口:板載天線
2)工作電壓:電池DC 3.7V;外部電源適配器DC 5V ,板載電池充電
工作電流:<40mA
供電方式:外部電源適配器/JTAG接口
溫度:-20℃~+70℃
工作濕度:5%RH~90%RH
3、其它配件
1)傳感控制節(jié)點(diǎn)外殼
2)無(wú)線路由54M
3)節(jié)點(diǎn)繼電器板
4)節(jié)點(diǎn)繼電器板外殼
5)電壓繼電器板
6)電壓繼電器板外殼
7)紅外學(xué)習(xí)模塊
8)紅外學(xué)習(xí)模塊外殼
智能家居管理系統(tǒng)軟件(正版軟件,投標(biāo)文件中提供著作權(quán)證書)
1、具有集中管理、設(shè)備增加、無(wú)線對(duì)碼、情景配置,區(qū)域功能分配,遠(yuǎn)程無(wú)線管理,無(wú)線監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)配置等,
2、系統(tǒng)內(nèi)建網(wǎng)接口,適用WIFI、GPS、局域網(wǎng)、寬帶、等
3、具用強(qiáng)大的數(shù)據(jù)同步功能
4、基于GSM無(wú)線監(jiān)控
5、無(wú)線控制有效范圍廣