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智能家居体验厅
发布日期:2017-05-06   点击次数:1427
系统简介
  智能家居体验厅(SeaIOT-SmartHome)是针对高等院校物联网工程应用的需求,综合运用智能传感器、智能控制器、无线传感器网络、嵌入式中间件、移动通信、软件工程等物联网技术以及多学科技术的交叉融合,提出的面向实际生活的智能家居整体解决方案。
体验厅分为大门、玄关、客厅/餐厅、厨房、卧室几个区域,将智能设备直接融入家居装修设计中,依托部署在居室内的各种传感器节点、设备控制节点、智能网关、以及智能终端,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、智能情景控制、智能设备控制、远程视频监控等功能,覆盖了家庭安全类、家庭安防类、宜居生活类,为用户打造一个安全、舒适、智能化的家居生活体验馆。用户通过家居生活设施的联动,感受到物联网技术给日常生活带来的便利,激发了用户对物联网学习的兴趣
  • 系统构成
  • 功能特点
  • 教学资源
  • 成功案例
  • 课程资源

 充分利用各种传感器测量家居环境参数,结合嵌入式数据库存储技术将历史数据统一保存管理;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智能控制与无人值守;智能网关支持Linux或Android系统下的应用开发;利用Android系统实现智能终端;利用Web服务器实现网络化智能家居监控终端,促使学生了解各种物联网技术在智能家居现实环境的应用。

1.大门区域的功能
  身份识别功能:进门时,通过RFID射频识别装置、指纹识别系统或者其他生物识别系统(如人脸识别)系统,辨别来者的身份。
  门禁安防功能:大门安装有门磁系统,当身份识别未成功,而门磁系统却检测到异常,那么系统会立即启动警笛,向住户发送警情短信,并向物业拨打报警电话。当身份识别成功,门磁系统不会报警。

2.玄关区域的功能
  玄关区域的功能分为感应式无线照明功能、布撤防功能。

3.客厅区域的功能
  客厅区域的功能包含感应式照明功能、感应式窗帘功能、室内人体感应功能、感应式沙发功能、感应式餐厅功能、空调无线控制功能、阳台植物自动监控功能、室内监控功能。


4.卧室区域的功能
  情景模式支持看书、休息、起夜、起床模式。
 
5.厨房区域的功能
  厨房安全监测报警功能:厨房安装的燃气探测器、烟雾探测器,一旦监测到燃气或烟雾浓度超标,系统会自动切断煤气阀,启动警笛,开启喷淋,给用户发送报警短信,并给用户或物业拨打电话。

典型功能举例

Android端:GUI主界面                                   Web终端:传感器监测界面

Android端:传感器监测界面                                  Web终端:视频监控界面


一. 软件系统
  软件系统支持C/S架构和B/S架构两种。C/S架构下主要包括Qt智能家居感知层管理软件、Android智能家居监控终端软件、C#智能家居监控终端软件。

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版智能家居感知层管理软件
  基于Qt的智能家居系统软件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智能家居监控终端软件
  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。

android连接服务器                                 主菜单


远程控制                                               实时采集

4. C#智能家居监控终端软件
  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。

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. 基于云服务的Android智能家居管理软件
  与QT版本的智能家居管理软件功能类似,区别在于该软件采用B/S架构,使用MQTT即时通信协议实现网关与终端的数据通信,通过WebService数据交换接口将采集传感器数据、设备状态写入到泛太云服务平台的数据中心。




6.基于云服务的Web智能家居监控软
  该软件部署在泛太云服务平台的应用系统中,页面采用HTML5编程技术,可实现跨平台;采用MQTT和Websocket技术实现服务端到浏览器的全双工通信,实现服务端到浏览器的主动消息推送。包括智能网关管理、实时采集、设备控制、数据展示、关联设置、报警记录、以及用户管理等功能。




7. 基于云服务的Android智能家居客户端
  该客户端软件基于泛太云服务平台,内嵌轻量级Sqlite数据库,使用MQTT协议与Android智能家居网关进行M2M数据交互,可随时随地获取传感器采样数据和设备控制状态,可远程控制设备动作,可远程编辑关联策略,读取报警记录,视频监控现场,报警发生时具有语音和震动提醒。

                                                  主菜单                       网关查询                        实时采集                       设备控制

  系统提供了ZigBee无线传感器网络、Linux智能网关QT开发、Android应用开发、C#开发、Web网络开发、MQTT数据通信、Websocket应用开发等物联网关键技术的实验案例,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。


名称

实验

一、智能家居系统认知

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 三路插排控制

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12 ZigBee控制器传输控制
实验13 红外遥控器zigbee转发
实验14 315/433遥控器zigbee转发
实验15 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服务器实验
实验四 Qt下TCP客户端实验
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)
实验12 MQTT数据通信
实验13 Webservice调用

Android开发实验

实验1 Android环境搭建
实验2 Android终端与Qt网关的TCP/UDP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
实验6 MQTT数据通信
实验7 Webservice调用

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服务器

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页面开发实验

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



包头师范学院采用该系统
山东商业职业技术学院采用该系统



智能家居体验厅
序号 课程资源名称
1 相应产品的视频操作及展示
2 CC2530单片机实验
3 物联网无线传感器网络技术与应用
4
智能家居
5
产品设备使用说明


CC2530单片机实验
配套资料
序号 CC2530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