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VSWL-JJ01物聯(lián)網(wǎng)智能家居教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)

來源：上海文圣科教設(shè)備有限公司 2020年08月28日 13:31

VSWL-JJ01物聯(lián)網(wǎng)智能家居教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)

一、產(chǎn)品簡介
智能家居是以住宅為平臺，利用綜合布線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、智能家居-系統(tǒng)設(shè)計方案安全防范技術(shù)、自動控制技術(shù)、音視頻技術(shù)將家居生活有關(guān)的設(shè)施集成，構(gòu)建高效的住宅設(shè)施與家庭日程事務(wù)的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術(shù)性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。

VSWL-JJ01物聯(lián)網(wǎng)智能家居教學(xué)實訓(xùn)系統(tǒng)，以高性能低功耗的中央控制器為核心，結(jié)合多種物聯(lián)網(wǎng)無線組網(wǎng)及控制技術(shù)，對系統(tǒng)中的家居、家電單元進(jìn)行監(jiān)視和控制。
系統(tǒng)實現(xiàn)了家居安防、家電遙控、視頻監(jiān)控、門禁控制、窗簾自動控制、場景聯(lián)動等功能，并支持遠(yuǎn)程WEB、移動手持設(shè)備訪問和控制等。使學(xué)生在實訓(xùn)過程中深入的理解物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)，在智能家居領(lǐng)域中實現(xiàn)構(gòu)建、監(jiān)控、安防、遙控等功能的原理和實施細(xì)節(jié)。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并通過系統(tǒng)開放式的平臺環(huán)境，自己動手實現(xiàn)學(xué)習(xí)、創(chuàng)新及應(yīng)用。
二、系統(tǒng)框圖
該實訓(xùn)系統(tǒng)硬件總體由中央控制器、視頻監(jiān)控單元、多個無線家居單元模塊、WIFI路由設(shè)備、移動手持終端和家居沙盤構(gòu)成。

備注： ZigBee網(wǎng)絡(luò)信號 WIFI網(wǎng)絡(luò)信號 GSM/GPRS信號

三、硬件構(gòu)成
1、Cortex-A8處理器作為中央控制器，是整套系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)處理無線通信模塊節(jié)點發(fā)送過來的家電信息，并可控制無線通訊模塊設(shè)置家電狀態(tài)信息。
2、視頻監(jiān)控單元，由一路網(wǎng)絡(luò)攝像頭構(gòu)成，可以實現(xiàn)對家居環(huán)境視頻的本地顯示和網(wǎng)絡(luò)顯示，支持拍照和存儲功能。視頻單元另可擴(kuò)展成多路視頻。
3、無線通訊模塊采用ZigBee(CC2530)硬件方案，可以自組網(wǎng)，支持路由功能，構(gòu)成分布式監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。
4、家居單元主要是模擬常見的家居的控制與監(jiān)測，如門禁、窗戶、窗簾、傳感器安防、家電控制等。家居單元通過無線通訊模塊將信息傳遞給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路由。該模塊也可以接受來自智能手機(jī)的控制信號以控制各個家居單元。
6、無線紅外模塊采用ZigBee+紅外。通過紅外自學(xué)習(xí)模塊學(xué)習(xí)各個家用電器的紅外控制命令進(jìn)而控制智能家電。
7、移動手持終端采用普通的PAD，支持Android系統(tǒng)。
8、家居沙盤，主要包含有家居布置模型、可開關(guān)門禁、窗戶、窗簾等機(jī)電控制部分和傳感器構(gòu)成。
四、產(chǎn)品特點
1、無線組網(wǎng) 智能監(jiān)控
    系統(tǒng)采用*的ZigBee無線組網(wǎng)方式，結(jié)合多種智能傳感器、家居模塊，能夠自動組網(wǎng)、  自動路由、性能穩(wěn)定可靠。
2、標(biāo)準(zhǔn)通訊接口靈活配置
    ZigBee無線通訊節(jié)點與家居傳感器采用標(biāo)準(zhǔn)的串行接口和協(xié)議進(jìn)行連接和通訊，傳感器即可以安裝到家居沙盤中進(jìn)行真實場景模擬，又可以脫離沙盤環(huán)境，直接連接到系統(tǒng)機(jī)柜上的通訊模塊上進(jìn)行工作，使用靈活。
3、場景生動接口豐富
    家居沙盤中集成豐富的傳感器模塊、用于家居環(huán)境監(jiān)控。門禁、窗簾采用電機(jī)控制方式，開關(guān)門、窗簾效果生動、直觀、便于演示。
4、聯(lián)網(wǎng)方式多種多樣
    系統(tǒng)及可以本地監(jiān)控也支持手持移動設(shè)備的客戶端訪問，同時也支持網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、中文  短信等通訊方式。
五、系統(tǒng)功能
1、家居安防
可實現(xiàn)非法入侵檢測、可燃?xì)怏w、煤氣泄漏報警、室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測功能，并實現(xiàn)門禁身份  驗證和監(jiān)視，電動窗簾、聲光報警、風(fēng)扇開關(guān)、燈光控制功能。
2、家電控制
可通過紅外遙控模塊實現(xiàn)對常見家電的控制，如電視機(jī)控制、空調(diào)設(shè)置等。
3、視頻監(jiān)控
實現(xiàn)對家居中場景視頻的本地和網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控，可實現(xiàn)抓拍、存儲功能。
4、聯(lián)動控制
通過設(shè)置不同的家居場景，實現(xiàn)不同的家居和家電聯(lián)動控制，如外出模式、會客模式和  夜間模式等。
5、本地控制
    通過中央控制器的顯示和觸摸屏輸入設(shè)備，實現(xiàn)對上述功能的本地監(jiān)視和控制。
6、遠(yuǎn)程控制
    支持internet網(wǎng)絡(luò)訪問和控制，支持移動手持設(shè)備和短信息監(jiān)控。
7、用戶擴(kuò)展
    開放的軟硬件接口，方便用戶實現(xiàn)硬件模塊擴(kuò)展和軟件系統(tǒng)升級。
六、軟件資源
1、部分本地控制界面：

2、部分Android界面：

3、部分網(wǎng)頁界面：

4、部分實訓(xùn)實驗圖片：

七、系統(tǒng)配件

序號	設(shè)備名稱	參數(shù)	數(shù)量	備注
1	中央控制器	主頻1GHz；512MB DDR2；1GB NAND Flash；內(nèi)置PowerVR SGX540高性能圖形引擎；8寸LCD液晶電阻觸摸屏；1路HDMI輸出；3.5mm立體聲音頻(WM8960專業(yè)音頻芯片)輸出接口、板載麥克風(fēng)；1路標(biāo)準(zhǔn)SD卡座；10/100M自適應(yīng)以太網(wǎng)；板載實時時鐘備份電池；帶有GSM/GPRS、WIFI、2.4G無線功能。	1
2	門禁單元	處理器CC2530，內(nèi)置增強(qiáng)型8位51單片機(jī)和RF收發(fā)器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。指紋模塊；RFID射頻讀卡器；	1	處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網(wǎng)。支持鋰電池供電?！?/span>
3	窗口單元	處理器CC2530，內(nèi)置增強(qiáng)型8位51單片機(jī)和RF收發(fā)器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。電動窗簾；電動窗戶；	1	處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網(wǎng)?！?/span> 支持鋰電池供電?！?/span>
4	安防單元	處理器CC2530，內(nèi)置增強(qiáng)型8位51單片機(jī)和RF收發(fā)器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。紅外人體感應(yīng)傳感器；溫濕度傳感器；可燃?xì)怏w傳感器、光照傳感器。	1	處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網(wǎng)。支持鋰電池供電?！　?/span>
5	控制單元	處理器CC2530，內(nèi)置增強(qiáng)型8位51單片機(jī)和RF收發(fā)器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。 LED電燈組；電動風(fēng)扇；	1	處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網(wǎng)。支持鋰電池供電?！　?/span>
6	家電單元	處理器CC2530，內(nèi)置增強(qiáng)型8位51單片機(jī)和RF收發(fā)器，符合IEEE802.15.4/ZigBee標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，頻段范圍2045M-2483.5M。256KB閃存和8KB RAM。學(xué)習(xí)型紅外模組，支持255個按鍵。適應(yīng)17K-72K載波。配套MP3模塊	1	處理器可升級為32位ARM處理器，支持ZigBee組網(wǎng)。支持鋰電池供電?！?/span>
7	視頻單元	USB接口130W像素；采樣率>20P/S	1	可擴(kuò)展多路視頻
8	路由器	4LAN口TP-LINK；	1
9	手持終端	支持Android系統(tǒng)；支持WiFi功能。	1	選配
10	沙盤模具		1

八、各單元傳感器參數(shù)

名稱	參數(shù)	數(shù)量
GSM/GPRS通訊模塊	模塊功能：語音業(yè)務(wù)，短信業(yè)務(wù)，彩信業(yè)務(wù)，上網(wǎng)業(yè)務(wù)。單獨(dú)帶有32位ARMMCU可脫離上位機(jī)單獨(dú)使用，可連接平臺配套傳感器模塊使用處理器：STM32F+SIM900A 工作電壓：3.2~4.8V 工作頻段：EGSM900和DCS1800 發(fā)射功率：Class4(2W)：EGSM900 Class1(1W)：DCS1800 GPRS等級：GPRSmulti-slotclass10、GPRSmo的bilestationclassB； Class10：下行85.6kbps，上行42.8kbps 編碼方案：CS1，2，3，4；支持通常用于PPP連接的PAP協(xié)議；內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議；支持分組廣播控制信道(PBCCH)；支持非結(jié)構(gòu)化補(bǔ)充數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)(USSD) 短信規(guī)格：點對點MO和MT，SMS小區(qū)廣播，文本和PDU模式接口：UART(TTL電平)	1個
溫濕度環(huán)境檢測傳感器	模塊功能：檢測溫度和濕度的數(shù)據(jù)變化處理器：STM8S 數(shù)據(jù)值：數(shù)字量工作電壓：3.3V 溫度量程：-40℃~80℃ 濕度分辨率：0.1%RH16bits 溫度分辨率：0.1℃16bits 互換性：*互換性接口：UART(TTL電平)	1個
人體檢測傳感器	模塊功能：人體入侵檢測功能處理器：STM8S 感應(yīng)角度：<100度錐角感應(yīng)距離：7米以內(nèi) 電平輸出：高3.3V/低0V 觸發(fā)方式：L不可重復(fù)觸發(fā)/H重復(fù)觸發(fā) 延時時間：5S(默認(rèn))可制作范圍零點幾秒~幾十分鐘封鎖時間：2.5S(默認(rèn))可制作范圍零點幾秒~幾十秒工作溫度：-15~70℃ 接口：UART(TTL電平)	1個
可燃?xì)怏w檢測傳感器	模塊功能：判斷是否有可燃?xì)怏w。處理器：STM8S 工作電壓：5V 測試濃度：300~10000ppm 預(yù)熱溫度：100±20℃ 接口：UART(TTL電平)	1個
光照檢測傳感器	模塊功能：判斷光照強(qiáng)度處理器：STM8S 工作電壓：3.3V 環(huán)境溫度：-30~70℃ 耐光性：18KΩ~2.0MΩ 光譜峰值：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(jī)接口：UART(TTL邏輯電平) 存儲容量：162枚，可擴(kuò)充耐用次數(shù)：100萬次錄入時間：<0.5S 搜索時間：<1S 識別精度：認(rèn)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：模擬門禁單元的讀卡器處理器：STM8S處理器和+MFRC531 工作電壓：5V 工作頻率：13.56MHz 協(xié)議規(guī)范：ISO14443A/B、MIFARE經(jīng)典協(xié)議檢測范圍：<10cm 上位機(jī)接口：UART(TTL電平)	1個
IC電子標(biāo)簽	模塊功能：模擬門卡工作頻率：13.56MHz 協(xié)議規(guī)范：ISO14443A/B、MIFARE經(jīng)典協(xié)議存儲容量：1KbEEPROM	2個
紅外學(xué)習(xí)模塊	模塊功能：對紅外按鍵的學(xué)習(xí)以及發(fā)送紅外按鍵值工作電壓：5V 靜態(tài)電流：1mA 發(fā)射電流峰值：1.5A 工作溫度：0度~65度工作濕度：10%~95% 學(xué)習(xí)鍵值：>100 紅外載波頻率：15kHZ~80kHZ 紅外遙控角度：<±15°(視環(huán)境、距離、學(xué)習(xí)情況和遙控器靈敏度而定) 紅外遙控正對距離：1米~10米(視環(huán)境、角度、學(xué)習(xí)情況和遙控器靈敏度而定) 抗靜電：ESD保護(hù)	1個
電風(fēng)扇控制模塊	模塊功能：電動風(fēng)扇控制，帶調(diào)速功能處理器：STM8S 工作電壓：5~12V 測速功能：支持測速輸入功率：0.6W 轉(zhuǎn)速：5000轉(zhuǎn)/M 噪音：14分貝接口：UART(TTL電平)	1個
電燈控制	實現(xiàn)功能：可調(diào)亮度LED燈處理器：STM8S 工作電壓：3.3V 亮度調(diào)節(jié)：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(xiàn)功能：視頻監(jiān)控供電：USB供電感光元件：CMOS 速率：30fps/s，硬件30萬，USB接口，使用方便感光器件：高品質(zhì)CMOS1/3inch，超CCD感光效果，VGA/CIF格式信躁比：大于48dB	1個
電動窗簾	模塊功能：實現(xiàn)窗簾的自動控制電機(jī)類型：2相4線制驅(qū)動電壓：4~5V 絲桿長度：73mm 有效行程：63mm 絲桿螺距：3mm 步距角：18° 滑臺尺寸：90*30mm	1個
門禁舵機(jī)	模塊功能：控制門的開關(guān) 供電電壓：5V 尺寸：2312.229mm 無負(fù)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) 使用溫度：-30~+60℃ 死區(qū)設(shè)定：5微秒	1個
插卡MP3模塊	模塊功能：SD/USBHostMP3插卡音箱解碼額定電壓：3.75 編碼芯片類型：SC95869 影音配件種類：解的碼器額定功率：2~3W 特色功能：支持USB，SD、MMC卡進(jìn)行播放。支持USB/SD卡切換、上一曲、下一曲、音量調(diào)節(jié)、EQ、播放/暫停、停止、單曲重復(fù)、靜音、關(guān)機(jī)、直選歌曲。支持FAT16、FAT32的文件系統(tǒng)。支持MP1Layer3、MP2Layer3、MP3Layer3版本的歌曲。支持32－320kbps的MP3歌曲。支持?jǐn)嚯娪洃浌δ埽河洃洈嚯娗安シ诺母枨鸵袅俊?/span>	1個

九、實驗項目

一章. 實驗環(huán)境與軟件工具

1.1開發(fā)平臺簡介

1.2 Windows系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

1.3 Linux系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

第二章. 智能傳感器模塊部分

實驗一. 人體檢測傳感器

實驗二. 光照傳感器

實驗三. 溫濕度傳感器

實驗四. 可燃?xì)怏w檢測傳感器

第三章. 無線通訊模塊部分

實驗一. ZigBee CC2530入門

實驗二. LED燈的控制實驗

實驗三. 定時器實驗

實驗四. 片上溫度A/D轉(zhuǎn)換實驗

實驗五. 串口控制LED燈實驗

實驗六. 點對點無線通訊實驗

實驗七. 點對多點無線通訊實驗

實驗八. TI Z-stack2007協(xié)議棧入門實驗

實驗九. 基于Z-Stack的無線組網(wǎng)實驗

實驗十. 基于Z-Stack的串口控制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的電子錢的包應(yīng)用實驗

第四章. 基礎(chǔ)應(yīng)用實驗

實驗一. 實驗環(huán)境使用入門

實驗二. 多線程程序設(shè)計

實驗三. 串口程序設(shè)計

實驗四. Socket網(wǎng)絡(luò)編程

實驗五. 嵌入式SQLite應(yīng)用

實驗六. 嵌入式WebServer移植

實驗七、實現(xiàn)基于WebServer的網(wǎng)絡(luò)視頻

實驗八、實現(xiàn)基于WebServer的網(wǎng)絡(luò)視頻之?dāng)U展實驗

第五章. 基于Qt的GUI實驗

實驗一. 搭建本機(jī)Qt開發(fā)環(huán)境

實驗二. 基于QtDesigner的程序設(shè)計

實驗三. 搭建Qt/Embedded ARM環(huán)境

第六章. 底層系統(tǒng)構(gòu)建實驗

實驗一. Linux內(nèi)核裁剪與編譯

實驗二. 構(gòu)建根文件系統(tǒng)

第七章. 設(shè)備底層驅(qū)動實驗

實驗一. 內(nèi)核驅(qū)動入門

實驗二. PWM蜂鳴器驅(qū)動及控制

實驗三. ADC驅(qū)動及采樣

實驗四. LCD設(shè)備驅(qū)動及控制

實驗五. U盤接口使用

綜合項目實訓(xùn)部分

實驗一. 智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)入門

實驗二. 智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)之安防監(jiān)控實訓(xùn)

實驗三. 智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)之門禁控制實訓(xùn)

實驗四. 智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)之家電控制實訓(xùn)

實驗五. 智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)之紅外家電遙控實訓(xùn)

實驗六. 智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)之視頻監(jiān)控與遠(yuǎn)程訪問

實驗七. 智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)之GSM/GPRS短信息控制實訓(xùn)

實驗八. 智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)之WEB遠(yuǎn)程服務(wù)器監(jiān)控實訓(xùn)

實驗九. 智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)之Android手持設(shè)備接入控制實訓(xùn)

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