SKHIT-21型 智能家居物聯網技術實訓考核裝置
所屬類別:物聯網系列

·設備外觀
·設計簡述
物聯網是一種通過射頻識別、紅外感應等信息傳感設備,按約定的協議,把任何物品與互聯網連接起來,進行信息交換和通訊,以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的網絡。物聯網的用途極為廣泛,遍及智能交通、環境保護、政府工作、公共安全、智能家居、工業監測、老人護理、個人健康等多個領域。
物聯網技術是集傳感技術、通信技術、網絡技術、計算機技術、控制技術等多種技術于一體的綜合應用學科。
·主要參數
1.工作電源:單相三線 AC220V±10% 50Hz;2.工作環境:溫度-10℃~+40℃ 相對濕度<85%(25℃) 海拔<4000m;
3.裝置容量:≤3.0KVA;
4.外形尺寸:4000mm×2000mm×2300mm;
5.安全保護:具有接地、漏電壓、漏電流保護,安全指標符合國家標準。
·組成及功能
(一)智能家居系統結構采用鋼制網孔板和工業鋁型材組接而成,網孔板可拆卸。開放式設計,橫向、叢向寬度合適,可以模擬家居現場線路的轉向布置以及控制操作,既安全又便于觀察房間內部布置,操作方便,美觀大方。
(二)智能家居
智能家居是目前物聯網發展較快的一個典型應用,是物聯網技術的一個縮影。智能家居是以住宅為平臺,兼備信息家電、設備自動化、家居安防、網絡通信,集系統結構、管理服務為一體的高效、舒適、安全、便利、環保的居住環境。
智能家居的技術構成與電子信息專業的課程設置具有高度的重合性也為智能家居方向的人才培養提供了便利,也就是說電子信息專業非常適合開展物聯網應用-智能家居教學。
(三)智能家居系統結構
ARM控制器是所有信息的處理中心,采用意法半導體的STM32微控制器作為主控芯片,它采用的是ARM的最新Cortex-M3系列內核架構,主要針對工業控制、樓宇自動化、機器人和家電控制領域,符合電子信息專業、自動化專業的方向。各控制執行模塊有:門禁控制模塊、燈光控制模塊、智能窗簾控制模塊、插座控制模塊、紅外人體感應模塊、聲/光/煙 霧/燃氣感應模塊及各種紅外遙控家電模塊等,家電有:洗衣機、熱水器、電視機、空調、電飯煲等。
系統分為5個部分,分別為網絡部分、家電部分、控制系統、傳感部分、其它。
(四)網絡部分組成
1.無線路由器
無線路由器實現有寬帶時的遠程網絡控制,在沒有遠程網絡控制的情況下使用局域網實現控制,可選擇手機或者電腦用WIFI接入或者使用有線局域網接入。
(五)家電部分組成
電視機、熱水器、空調、洗衣機、電飯煲、RGB燈。
2.電視機、熱水器、空調
以紅外無線遙控的家電采用ZigBee實現家電的無線遠程控制,通過手機APP實現家電的遠程集中控制,亦可通過ZigBee轉紅外控制模塊擴展適用范圍,能最大程度的將傳統家電接入到現有的智能家居控制網絡中。
3.洗衣機、電飯煲
通過無線網絡配置,可實現遠程控制洗衣機、電飯煲等家電電源的開啟和關閉。
4.RGB燈
RGB彩燈能夠通過無線控制實現1600色的RGB調色功能,可通過手機實現智能家居系統的燈光控制并能夠實現定時開關燈等功能。
(六)控制系統組成
主控制器、RS485轉ZigBee擴展模塊、ZigBee轉紅外模塊、ZigBee組網模塊。
1.主控制器
采用STM32為核心的智能系統控制器,主控制器可以對所有模塊進行數據采集、數據儲存和控制。主控制器具有以太網接口,可通過路由器與以太網連接,可以實現遠程網絡監控;也可以通過GSM/GPRS模塊與手機連通,實現異地手機報警和控制??刂破魍ㄟ^開關量控制外部電源,通過RS485通信口外接ZigBee無線通信模塊實現與終端設備的無線通信。
2.RS485轉ZigBee擴展模塊
本擴展模塊用于實現主控制器與終端設備的連接,主控器通過串口發送數據,由該模塊將無線信號數據發送到終端。
3.ZigBee轉紅外模塊
此模塊用于傳統紅外家電的控制,控制器發送出的命令由該模塊接收后轉換為紅外控制信號來控制家電,借助于該模塊能夠將所有的現有的紅外遙控家電進行ZigBee無線控制。
4.ZigBee組網模塊
此模塊作為輔助模塊,在一些環境下受限于環境影響使得無線通信無法直接傳遞到達,借助于該模塊可實現數據中轉,擴大控制系統控制范圍。
(七)傳感部分組成
1.溫度傳感器
2.濕度傳感器
3.人體紅外傳感器
4.光線傳感器
5.煙霧傳感器
6.天然氣傳感器
傳感器模塊配合ZigBee實現無線傳感器,實現對環境的檢測,控制器獲取數據后超過設定值可實現網絡或者GPRS短信報警。
7.窗簾
該窗簾能夠通過ZigBee無線通信與控制器實現連接,能夠實現遙控控制窗簾,或者由控制器檢測室內光線,實現窗簾的自動控制。
·實訓項目
(一)STM32實驗1.MDK集成開發環境的使用
2.STM32F1x系列集成庫的使用
3.I/O控制LED實驗
4.USART實驗
5.定時器實驗
6.ADC實驗
7.外部中斷實驗
8.ucOS-II系統的認識實驗
9.ucOS-II系統的移植
10.ucOS-II系統任務管理
(二)CC5230實驗
1.IAR for 8051集成開發環境的使用
2.CC5230的I/O控制實驗
3.CC5230定時器實驗
4.CC5230的ADC實驗
5.CC5230的USART實驗
6.CC5230的DMA實驗
7.CC5230的紅外發射實驗
8.ZigBee協議棧的認識
9.ZigBee點對點無線通信
10.ZigBee組網
(三)網絡布線與通訊實訓
1.常用傳輸介質與傳輸特性概述
2.網絡綜合布線系統標準與設計
3.以太網綜合布線與配置
4.ZigBee網絡搭建與配置
5.WiFi網絡搭建與配置