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智能家居网板实训系统
发布日期:2017-04-26   点击次数:1866
系统简介
  智能家居网板实训系统(SeaIOT-eHomeWB),综合运用传感器采集、设备控制、无线传感器网络、嵌入式系统开发、网络通信、中间件、PC应用开发、Android移动应用开发、Web应用开发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。
  • 系统构成
  • 核心功能
  • 软件资源
  • 教学资源
  • 成功案例
  • 课程资源

  系统利用各种传感器测量家居环境参数,结合嵌入式数据库将采集数据统一保存管理;利用无线传感器网络统一管理各个节点;利用反馈控制理论实现智能控制与无人值守;支持嵌入式Linux系统或Android移动操作系统实现智能网关;提供Android系统、C#应用系统、Web应用系统实现多终端访问,涉及的物联网技术全面而深厚,满足各层次教与学。

1. 智能环境监控
  系统采用温湿度传感器、光照度传感器对室内居住环境的状态进行24小时实时监测。所有监测数据可以实时显示在智能网关、PC监控软件、平板电脑监控终端的GUI界面上。系统可设置触发源和控制设备的联动,通过预置的上下限,自动控制空调、窗帘、照明灯等设备的开、关,调节居室环境。


2. 智能安防报警
  通过烟雾探测器、燃气探测器、门磁探测器、人体感应探测器、网络摄像头对室内火情、煤气泄漏、门锁、非法人员等异常情况进行监测,所有监测数据可以实时在智能网关、PC监控服务器、平板电脑监控终端上显示。
  一旦出现警情,系统通过预置的联动关系,自动启动警笛报警,控制加湿器、窗帘等设备动作,也可通过移动通信模块发送报警信息给用户。


3. 智能门禁
  系统安装有指纹识别传感器、电插锁控制器、可视门镜等设备,可实现指纹录入、指纹对比、指纹开门、可视对讲等功能。


4. 智能家电控制
  系统提供家电的自动控制与手动控制两种方式。
 


5. 多终端监测控制
  系统支持Android移动端、PC应用端、Web应用端等多终端通过TCP协议与网关智能家居中央控制器进行数据通讯。

6. 轻量级安全加密算法,保证可靠传输
  系统提供轻量级安全加密算法LBblock、KASUMI算法、AES算法、ZUC算法、Snow 3G至少五种以上,可用于传感层、网关接入层以及PC应用层。网关层与PC应用层安全算法可配置,保证数据传输的安全性;应用层提供安全算法的复杂度统计,显示出统计图等。

7. 基于Internet的远程网络化监控
  物联网网关管理下的所有节点的采集数据均可通过以太网、WiFi、3G/4G/NB-IoT模块传输到智能家居云服务平台。平台可以显示所有接入网关的信息;各个网关管理的传感器数据、设备状态;可查阅历史数据,导出数据文件;可在线编辑传感器与控制设备的控制策略,实现联动;可实现地图定位。

  系统软件默认采用C/S结构,主要包括无线网络传感器数据透明传输软件、智能网关基于Qt的智能家居系统软件、基于Android的智能家居系统软件、基于C#的智能家居系统软件。同时系统提供基于B/S体系结构的智能家居网络化远程监控软件。
1. 无线传感器网络采集传输软件
  主要实现ZigBee网络的建立、节点的自动入网、节点休眠与唤醒、节点之间数据的透明传输、传感器节点的采样与传输、以及执行节点驱动设备的功能。
  提供轻量级安全加密算法LBblock、KASUMI算法、AES算法、ZUC算法、Snow 3G至少五种以上,保证传感层数据传输的可靠性。

2.Qt智能家居感知层管理平台
 主要用来汇聚传感层的各种传感器节点,控制节点,并通过嵌入式数据库,保存所有节点的网络属性、传感器采样值、控制器状态等,允许用户在本地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。同时它作为服务器,允许客户端如平板电脑等设备与其建立连接,实现TCP/IP通信。


网关智能家居管理平台主界面
网关智能家居平台设置触发源


设置联动设备的动作
设撤防设置

3.Android智能家居移动终端平台
  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。


android连接服务器
主菜单


远程控制
实时采集

4.PC智能家居监控终端平台
  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。


PC应用程序与服务器建立连接
设备列表


设置服务器IP
修改用户信息

5. Web智能家居网络化监控平台
  该软件以智能网关为Web服务器,结合CGI应用程序接口、检测与控制应用程序、以及HTML网页,为用户提供B/S方式的访问与控制传感层节点的平台。


实时采集
视频监控


历史数据
远程控制

6. 智能家居云服务平台
  网关可切换Android系统,运行Android版智能家居APP,接入泛太云服务平台,为用户提供“Anywhere、Anytime”随时随地的远程数据服务。程序主要功能有:地理定位并显示天气预报、传感器数据采集、红外设备遥控、315烟雾报警、体重秤监测等功能。


Android接入平台界面
 Web平台显示



  智能家居网板实训系统覆盖了ZigBee无线传感器网络、Linux智能网关、Android智能终端、PC监控终端、Web远程终端等五部分,因此系统提供了丰富的课程实验,包括zigbee基础采集传输实验,网关智能家居应用实验,Android智能家居应用实验,PC智能家居应用实验、Web智能家居网络远程监控实验等,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,适合不同课程,不同侧重点的教学、实验和实训。

名称

实验

一、智能家居网板系统认知

1.1系统架构
1.2 系统组成

1.3 功能协议介绍

二、感知层基础实验

实验1 温湿度采集
实验2 光线采集
实验3 燃气探测
实验4 烟雾探测

实验5 人体感应探测
实验6 门磁探测
实验7 指纹识别检测
实验8 继电器控制

四、无线组网实验

实验1 Z-Stack 2007协议栈的安装
实验2 TI的GenericApp绑定传输
实验3 ZigBee点对点数据传输
实验4 ZigBee数据包捕获与分析
实验5 ZigBee协议栈串口收发基础
实验6 ZigBee协议栈NV设备操作

实验7 Z-Stack协议栈流程分析
实验8广播通信
实验9组播通信
实验10树状网络结构建立
实验11 ZigBee传感器采集传输实验
实验12 ZigBee控制器传输控制实验
实验13 ZigBee加密传输实验

五、Qt智能网关实验

Qt开发环境搭建实验
实验一 Qt HelloWorld实验
实验二 Qt下信号和槽实验
实验三 Qt下TCP服务器客户端
实验四 Qt下NB-IoT远程通信
实验五 Qt下UDP通讯实验
实验六 Qt下多线程实验

实验七 Qt下数据库访问实验
实验八 Qt下串口通讯实验
实验九 Qt下感知类环境数据采集:温湿度、光线、烟雾、燃气、门磁;
实验十 Qt下开关类控制节点实验:强电控制(灯光、警笛、电磁阀)
实验11 Qt红外/315/433类控制节点(电视、空调、音响、窗帘等)

Android开发实验

实验1 Android环境搭建
实验2 Android终端与网关的TCP、UDP、NB-IoT网络通信

实验3 Android数据库开发
实验4 Android智能家居环境监测
实验5 Android智能家居设备控制

六、C#智能家居监控终端实验

Visual Studio 2010开发环境搭建
SQL Server 数据库开发环境搭建
C#Winform界面设计与使用
C#多线程编程实验

C#串口编程
基于TCP的服务器客户端通信实验
基于UDP的服务器客户端通信实验

七、嵌入式Web开发

传感层节点监测与控制程序实验
CGI采集与控制接口实验

HTML编写实验

八、Web开发实验

实验一  搭建Java web开发环境
实验二  Eclipse的基本使用
实验三  DIV + CSS布局实验
实验四  HTML5新增内容应用
实验五  CSS3新特性应用

实验六  JavaScript倒计时特效
实验七  JavaScript前端验证实验
实验八  JavaScript事件分析实验
实验九  利用Ajax读取xml文件
实验十  Ajax异步验证用户名实验



重庆师范大学采用该平台
河南财政税务高等专科学校采用该平台
苏州工业技术学校



智能家居网板实训系统
序号 课程资源名称
1 CC2530单片机实验目录
2 物联网无线传感器网络技术与应用
3 Android物联网开发基础
4
智能家居
5
物联网综合布线与设备安装
6
产品设备使用说明


CC2530单片机实验目录
序号 CC2530单片机实验目录 配套资料
PPT
实验指导书
实验代码
视频资料
1
CC2530简介及开发环境的搭建




2
LED控制实验




3
按键控制LED开关实验




4
定时器T1定时实验




5
定时器T3的中断实验




6
外部中断实验




7
串口的接收和发送实验




8
睡眠定时器的实验




9
看门狗实验





物联网无线传感器网络技术与应用
序号 ZigBee 协议栈实验目录 配套资料
PPT
实验指导书
实验代码
视频资料
无线射频实验
1 点对点通信实验




2
广播通信实验




3
RSSI信号强度实验




4
空中信道监听实验




5 无线遥控实验




协议栈实验
6
ZStack协议栈工程解析实验




7
多点自组网实验




8
信息广播/组播实验




9 星状网-网络拓扑实验




10 树状网-网络拓扑实验




11
ZStack绑定实验




12
ZStack串口应用实验




13
ZStack温湿度采集实验




14
ZStack 红外对射采集实验





Android 物联网开发基础
序号 安卓zigbee 基础实验目录 配套资料
PPT 实验指导书
实验代码
视频资料
1
Android环境搭建




2
温湿度、光线传感器数据采集




3
继电器、三路插排模块控制




4
Tcp网络通信




5
TEST-SENSORS 实验教程




6
ECHO-SERVER实验教程




7
温湿度传感器与继电器联动实验