一、産品簡介 智能家居是以住宅爲平台，利用(yòng)綜合布線技術、網絡通(tōng)信技術、智能家居-系統設計方案安全防範技術、自動控制技術、音(yīn)視頻技術将家居生活有關的(de)設施集成，構建高(gāo)效的(de)住宅設施與家庭日程事務的(de)管理(lǐ)系統，提升家居安全性、便利性、舒适性、藝術性，并實現環保節能的(de)居住環境。
ZYWL-JJ01型 物(wù)聯網智能家居教學實訓系統，以高(gāo)性能低功耗的(de)中央控制器爲核心，結合多(duō)種物(wù)聯網無線組網及控制技術，對系統中的(de)家居、家電單元進行監視和(hé)控制。
系統實現了(le)家居安防、家電遙控、視頻監控、門禁控制、窗(chuāng)簾自動控制、場景聯動等功能，并支持遠程WEB、移動手持設備訪問和(hé)控制等。使學生在實訓過程中深入的(de)理(lǐ)解物(wù)聯網的(de)相關技術，在智能家居領域中實現構建、監控、安防、遙控等功能的(de)原理(lǐ)和(hé)實施細節。激發學生學習興趣，并通(tōng)過系統開放式的(de)平台環境，自己動手實現學習、創新及應用(yòng)。
二、系統框圖 該實訓系統硬件總體由中央控制器、視頻監控單元、多(duō)個無線家居單元模塊、WIFI路由設備、移動手持終端和(hé)家居沙盤構成。
備注： ZigBee網絡信号
WIFI網絡信号
GSM/GPRS信号
三、硬件構成1、Cortex-A8處理(lǐ)器作爲中央控制器，是整套系統的(de)核心，負責處理(lǐ)無線通(tōng)信模塊節點發送過來的(de)家電信息，并可(kě)控制無線通(tōng)訊模塊設置家電狀态信息。
2、視頻監控單元，由一路網絡攝像頭構成，可(kě)以實現對家居環境視頻的(de)本地顯示和(hé)網絡顯示，支持拍(pāi)照(zhào)和(hé)存儲功能。視頻單元另可(kě)擴展成多(duō)路視頻。
3、無線通(tōng)訊模塊采用(yòng)ZigBee(CC2530)硬件方案，可(kě)以自組網，支持路由功能，構成分(fēn)布式監控網絡。
4、家居單元主要是模拟常見的(de)家居的(de)控制與監測，如門禁、窗(chuāng)戶、窗(chuāng)簾、傳感器安防、家電控制等。家居單元通(tōng)過無線通(tōng)訊模塊将信息傳遞給Cortex-A8控制器。
5、WIFI路由是連接重要控制器與各個家居單元的(de)路由。該模塊也(yě)可(kě)以接受來自智能手機的(de)控制信号以控制各個家居單元。
6、無線紅外模塊采用(yòng)ZigBee+紅外。通(tōng)過紅外自學習模塊學習各個家用(yòng)電器的(de)紅外控制命令進而控制智能家電。
7、移動手持終端采用(yòng)普通(tōng)的(de)PAD，支持Android系統。
8、家居沙盤，主要包含有家居布置模型、可(kě)開關門禁、窗(chuāng)戶、窗(chuāng)簾等機電控制部分(fēn)和(hé)傳感器構成。
四、産品特點1、無線組網 智能監控
系統采用(yòng)先進的(de)ZigBee無線組網方式，結合多(duō)種智能傳感器、家居模塊，能夠自動組網、 自動路由、性能穩定可(kě)靠。
2、标準通(tōng)訊接口靈活配置
ZigBee無線通(tōng)訊節點與家居傳感器采用(yòng)标準的(de)串行接口和(hé)協議進行連接和(hé)通(tōng)訊，傳感器即可(kě)以安裝到家居沙盤中進行真實場景模拟，又可(kě)以脫離沙盤環境，直接連接到系統機櫃上的(de)通(tōng)訊模塊上進行工作，使用(yòng)靈活。
3、場景生動 接口豐富
家居沙盤中集成豐富的(de)傳感器模塊、用(yòng)于家居環境監控。門禁、窗(chuāng)簾采用(yòng)電機控制方式，開關門、窗(chuāng)簾效果生動、直觀、便于演示。
4、聯網方式多(duō)種多(duō)樣
系統及可(kě)以本地監控也(yě)支持手持移動設備的(de)客戶端訪問，同時也(yě)支持網絡浏覽器、中文 短信等通(tōng)訊方式。
五、系統功能1、家居安防
可(kě)實現非法入侵檢測、可(kě)燃氣體、煤氣洩漏報警、室内環境監測功能，并實現門禁身份 驗證和(hé)監視，電動窗(chuāng)簾、聲光(guāng)報警、風扇開關、燈光(guāng)控制功能。
2、家電控制
可(kě)通(tōng)過紅外遙控模塊實現對常見家電的(de)控制，如電視機控制、空調設置等。
3、視頻監控
實現對家居中場景視頻的(de)本地和(hé)網絡視頻監控，可(kě)實現抓拍(pāi)、存儲功能。
4、聯動控制
通(tōng)過設置不同的(de)家居場景，實現不同的(de)家居和(hé)家電聯動控制，如外出模式、會客模式和(hé) 夜間模式等。
5、本地控制
通(tōng)過中央控制器的(de)顯示和(hé)觸摸屏輸入設備，實現對上述功能的(de)本地監視和(hé)控制。
6、遠程控制
支持internet網絡訪問和(hé)控制，支持移動手持設備和(hé)短信息監控。
7、用(yòng)戶擴展
開放的(de)軟硬件接口，方便用(yòng)戶實現硬件模塊擴展和(hé)軟件系統升級。
六、軟件資源1、部分(fēn)本地控制界面：
2、部分(fēn)Android界面：
3、部分(fēn)網頁界面：
4、部分(fēn)實訓實驗圖片：
七、系統配件
| 序号 |
設備名稱 |
參數 |
數量 |
備注 |
| 1 |
中央控制器 |
主頻1GHz；512MB DDR2；1GB NAND Flash；内置PowerVR SGX540高(gāo)性能圖形引擎；8寸LCD液晶電阻觸摸屏；1路HDMI輸出；3.5mm立體聲音(yīn)頻(WM8960專業音(yīn)頻芯片)輸出接口、闆載麥克風；1路标準SD卡座；10/100M自适應以太網；闆載實時時鍾備份電池；帶有GSM/GPRS、WIFI、2.4G無線功能。 |
1 |
|
| 2 |
門禁單元 |
處理(lǐ)器CC2530，内置增強型8位51單片機和(hé)RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标準規範，頻段範圍2045M-2483.5M。256KB閃存和(hé)8KB RAM。
指紋模塊；RFID射頻讀卡器； |
1 |
處理(lǐ)器可(kě)升級爲32位ARM處理(lǐ)器，支持ZigBee組網。
支持锂電池供電。 |
| 3 |
窗(chuāng)口單元 |
處理(lǐ)器CC2530，内置增強型8位51單片機和(hé)RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标準規範，頻段範圍2045M-2483.5M。256KB閃存和(hé)8KB RAM。
電動窗(chuāng)簾；電動窗(chuāng)戶； |
1 |
處理(lǐ)器可(kě)升級爲32位ARM處理(lǐ)器，支持ZigBee組網。
支持锂電池供電。 |
| 4 |
安防單元 |
處理(lǐ)器CC2530，内置增強型8位51單片機和(hé)RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标準規範，頻段範圍2045M-2483.5M。256KB閃存和(hé)8KB RAM。
紅外人(rén)體感應傳感器；溫濕度傳感器；可(kě)燃氣體傳感器、光(guāng)照(zhào)傳感器。 |
1 |
處理(lǐ)器可(kě)升級爲32位ARM處理(lǐ)器，支持ZigBee組網。
支持锂電池供電。 |
| 5 |
控制單元 |
處理(lǐ)器CC2530，内置增強型8位51單片機和(hé)RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标準規範，頻段範圍2045M-2483.5M。256KB閃存和(hé)8KB RAM。
LED電燈組；電動風扇； |
1 |
處理(lǐ)器可(kě)升級爲32位ARM處理(lǐ)器，支持ZigBee組網。
支持锂電池供電。 |
| 6 |
家電單元 |
處理(lǐ)器CC2530，内置增強型8位51單片機和(hé)RF收發器，符合IEEE802.15.4/ZigBee标準規範，頻段範圍2045M-2483.5M。256KB閃存和(hé)8KB RAM。
學習型紅外模組，支持255個按鍵。适應17K-72K載波。配套MP3模塊 |
1 |
處理(lǐ)器可(kě)升級爲32位ARM處理(lǐ)器，支持ZigBee組網。
支持锂電池供電。 |
| 7 |
視頻單元 |
USB接口130W像素；采樣率>20P/S |
1 |
可(kě)擴展多(duō)路視頻 |
| 8 |
路由器 |
4LAN口TP-LINK； |
1 |
|
| 9 |
手持終端 |
支持Android系統；支持WiFi功能。 |
1 |
選配 |
| 10 |
沙盤模具 |
|
1 |
|
八、各單元傳感器參數
| 名稱 |
參數 |
數量 |
| GSM/GPRS通(tōng)訊模塊 |
模塊功能：語音(yīn)業務，短信業務，彩信業務，上網業務。
單獨帶有32位ARMMCU可(kě)脫離上位機單獨使用(yòng)，可(kě)連接平台配套傳感器模塊使用(yòng)
處理(lǐ)器：STM32F+SIM900A
工作電壓：3.2~4.8V
工作頻段：EGSM900和(hé)DCS1800
發射功率：Class4(2W)：EGSM900
Class1(1W)：DCS1800
GPRS等級：GPRSmulti-slotclass10、GPRSmobilestationclassB；
Class10：下(xià)行85.6kbps，上行42.8kbps
編碼方案：CS1，2，3，4；支持通(tōng)常用(yòng)于PPP連接的(de)PAP協議；内嵌TCP/IP協議；
支持分(fēn)組廣播控制信道(PBCCH)；支持非結構化(huà)補充數據業務(USSD)
短信規格：點對點MO和(hé)MT，SMS小區廣播，文本和(hé)PDU模式
接口：UART(TTL電平) |
1個 |
| 溫濕度環境檢測傳感器 |
模塊功能：檢測溫度和(hé)濕度的(de)數據變化(huà)
處理(lǐ)器：STM8S
數據值：數字量
工作電壓：3.3V
溫度量程：-40℃~80℃
濕度分(fēn)辨率：0.1%RH16bits
溫度分(fēn)辨率：0.1℃16bits
互換性：完全互換性
接口：UART(TTL電平) |
1個 |
| 人(rén)體檢測傳感器 |
模塊功能：人(rén)體入侵檢測功能
處理(lǐ)器：STM8S
感應角度：<100度錐角
感應距離：7米以内
電平輸出：高(gāo)3.3V/低0V
觸發方式：L不可(kě)重複觸發/H重複觸發
延時時間：5S(默認)可(kě)制作範圍零點幾秒~幾十分(fēn)鍾
封鎖時間：2.5S(默認)可(kě)制作範圍零點幾秒~幾十秒
工作溫度：-15~70℃
接口：UART(TTL電平) |
1個 |
| 可(kě)燃氣體檢測傳感器 |
模塊功能：判斷是否有可(kě)燃氣體。
處理(lǐ)器：STM8S
工作電壓：5V
測試濃度：300~10000ppm
預熱溫度：100±20℃
接口：UART(TTL電平) |
1個 |
| 光(guāng)照(zhào)檢測傳感器 |
模塊功能：判斷光(guāng)照(zhào)強度
處理(lǐ)器：STM8S
工作*電壓：3.3V
環境溫度：-30~70℃
耐光(guāng)性：18KΩ~2.0MΩ
光(guāng)譜峰值：540nm
接口：UART(TTL電平) |
1個 |
| 指紋驗證模塊 |
模塊功能：指紋錄入、存儲搜索、匹配等功能
芯片組：射頻式DSP芯片
供電電壓：DC3.6~6.0V/直供5V
上位機接口：UART(TTL邏輯電平)
存儲容量：162枚，可(kě)擴充
耐用(yòng)次數：100萬次
錄入時間：<0.5S
搜索時間：<1S
識别精度：認假率：<0.008%；拒真率：<0.005%
安全等級：5級 |
1個 |
| RFID讀卡器 |
模塊功能：模拟門禁單元的(de)讀卡器
處理(lǐ)器：STM8S處理(lǐ)器和(hé)+MFRC531
工作電壓：5V
工作頻率：13.56MHz
協議規範：ISO14443A/B、MIFARE經典協議
檢測範圍：<10cm
上位機接口：UART(TTL電平) |
1個 |
| IC電子标簽 |
模塊功能：模拟門卡
工作頻率：13.56MHz
協議規範：ISO14443A/B、MIFARE經典協議
存儲容量：1KbEEPROM |
2個 |
| 紅外學習模塊 |
模塊功能：對紅外按鍵的(de)學習以及發送紅外按鍵值
工作電壓：5V
靜态電流：1mA
發射電流峰值：1.5A
工作溫度：0度~65度
工作濕度：10%~95%
學習鍵值：>100
紅外載波頻率：15kHZ~80kHZ
紅外遙控角度：<±15°(視環境、距離、學習情況和(hé)遙控器靈敏度而定)
紅外遙控正對距離：1米~10米(視環境、角度、學習情況和(hé)遙控器靈敏度而定)
抗靜電：ESD保護 |
1個 |
| 電風扇控制模塊 |
模塊功能：電動風扇控制，帶調速功能
處理(lǐ)器：STM8S
工作電壓：5~12V
測速功能：支持測速
輸入功率：0.6W
轉速：5000轉/M
噪音(yīn)：14分(fēn)貝
接口：UART(TTL電平) |
1個 |
| 電燈控制 |
實現功能：可(kě)調亮度LED燈
處理(lǐ)器：STM8S
工作電壓：3.3V
亮度調節：15000-20000mcd
波長：586-592nm
壽命：>80000小時
接口：UART(TTL電平) |
1個 |
| USB攝像頭 |
實現功能：視頻監控
供電：USB供電
感光(guāng)元件：CMOS
速率：30fps/s，硬件30萬，USB接口，使用(yòng)方便
感光(guāng)器件：高(gāo)品質CMOS1/3inch，超CCD感光(guāng)效果，VGA/CIF格式
信躁比：大(dà)于48dB |
1個 |
| 電動窗(chuāng)簾 |
模塊功能：實現窗(chuāng)簾的(de)自動控制
電機類型：2相4線制
驅動電壓：4~5V
絲杆長度：73mm
有效行程：63mm
絲杆螺距：3mm
步距角：18°
滑台尺寸：90*30mm |
1個 |
| 門禁舵機 |
模塊功能：控制門的(de)開關
供電電壓：5V
尺寸：23*12.2*29mm
無負載操作速度：0.12秒/60度(4.8V)；0.10秒/60度(6.0V)
扭矩：1.5kg·cm(4.8V)
使用(yòng)溫度：-30~+60℃
死區設定：5微秒 |
1個 |
| 插卡MP3模塊 |
模塊功能：SD/USBHostMP3插卡音(yīn)箱解碼
額定電壓：3.75
編碼芯片類型：SC95869
影(yǐng)音(yīn)配件種類：解碼器
額定功率：2~3W
特色功能：
支持USB，SD、MMC卡進行播放。
支持USB/SD卡切換、上一曲、下(xià)一曲、音(yīn)量調節、EQ、播放/暫停、停止、單曲重複、靜音(yīn)、關機、直選歌(gē)曲。
支持FAT16、FAT32的(de)文件系統。
支持MP1Layer3、MP2Layer3、MP3Layer3版本的(de)歌(gē)曲。
支持32－320kbps的(de)MP3歌(gē)曲。
支持斷電記憶功能：記憶斷電前播放的(de)歌(gē)曲和(hé)音(yīn)量。 |
1個 |
九、實驗項目
| 第一章(zhāng). 實驗環境與軟件工具 |
| 1.1開發平台簡介 |
| 1.2 Windows系統開發環境 |
| 1.3 Linux系統開發環境 |
| 第二章(zhāng). 智能傳感器模塊部分(fēn) |
| 實驗一. 人(rén)體檢測傳感器 |
| 實驗二. 光(guāng)照(zhào)傳感器 |
| 實驗三. 溫濕度傳感器 |
| 實驗四. 可(kě)燃氣體檢測傳感器 |
| 第三章(zhāng). 無線通(tōng)訊模塊部分(fēn) |
| 實驗一. ZigBee CC2530入門 |
| 實驗二. LED燈的(de)控制實驗 |
| 實驗三. 定時器實驗 |
| 實驗四. 片上溫度A/D轉換實驗 |
| 實驗五. 串口控制LED燈實驗 |
| 實驗六. 點對點無線通(tōng)訊實驗 |
| 實驗七. 點對多(duō)點無線通(tōng)訊實驗 |
| 實驗八. TI Z-stack2007協議棧入門實驗 |
| 實驗九. 基于Z-Stack的(de)無線組網實驗 |
| 實驗十. 基于Z-Stack的(de)串口控制LED 實驗 |
| 實驗十一. 無線溫度檢測實驗 |
| 實驗十二. 無線透傳實驗 |
| 實驗十三. RFID自動讀卡實驗 |
| 實驗十四. 基于RFID的(de)電子錢包應用(yòng)實驗 |
| 第四章(zhāng). 基礎應用(yòng)實驗 |
| 實驗一. 實驗環境使用(yòng)入門 |
| 實驗二. 多(duō)線程程序設計 |
| 實驗三. 串口程序設計 |
| 實驗四. Socket網絡編程 |
| 實驗五. 嵌入式SQLite應用(yòng) |
| 實驗六. 嵌入式WebServer移植 |
| 實驗七、實現基于WebServer的(de)網絡視頻 |
| 實驗八、實現基于WebServer的(de)網絡視頻之擴展實驗 |
| 第五章(zhāng). 基于Qt的(de)GUI實驗 |
| 實驗一. 搭建本機Qt開發環境 |
| 實驗二. 基于QtDesigner的(de)程序設計 |
| 實驗三. 搭建Qt/Embedded ARM環境 |
| 第六章(zhāng). 底層系統構建實驗 |
| 實驗一. Linux内核裁剪與編譯 |
| 實驗二. 構建根文件系統 |
| 第七章(zhāng). 設備底層驅動實驗 |
| 實驗一. 内核驅動入門 |
| 實驗二. PWM蜂鳴器驅動及控制 |
| 實驗三. ADC驅動及采樣 |
| 實驗四. LCD設備驅動及控制 |
| 實驗五. U盤接口使用(yòng) |
| 綜合項目實訓部分(fēn) |
| 實驗一. 智能家居實訓系統入門 |
| 實驗二. 智能家居實訓系統之安防監控實訓 |
| 實驗三. 智能家居實訓系統之門禁控制實訓 |
| 實驗四. 智能家居實訓系統之家電控制實訓 |
| 實驗五. 智能家居實訓系統之紅外家電遙控實訓 |
| 實驗六. 智能家居實訓系統之視頻監控與遠程訪問 |
| 實驗七. 智能家居實訓系統之GSM/GPRS短信息控制實訓 |
| 實驗八. 智能家居實訓系統之WEB遠程服務器監控實訓 |
| 實驗九. 智能家居實訓系統之Android手持設備接入控制實訓 |
