SKHIT-21型 智能(néng)家居物(wù)联网技术实训考核装置
所属类别:物(wù)联网系列
·设备外观
·设计简述
物(wù)联网是一种通过射频识别、红外感应等信息传感设备,按约定的协议,把任何物(wù)品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能(néng)化识别、定位、跟踪、监控和管理(lǐ)的网络。物(wù)联网的用(yòng)途极為(wèi)广泛,遍及智能(néng)交通、环境保护、政府工作、公共安全、智能(néng)家居、工业监测、老人护理(lǐ)、个人健康等多(duō)个领域。
物(wù)联网技术是集传感技术、通信技术、网络技术、计算机技术、控制技术等多(duō)种技术于一體(tǐ)的综合应用(yòng)學(xué)科(kē)。
·主要参数
1.工作電(diàn)源:单相三線(xiàn) AC220V±10% 50Hz;2.工作环境:温度-10℃~+40℃ 相对湿度<85%(25℃) 海拔<4000m;
3.装置容量:≤3.0KVA;
4.外形尺寸:4000mm×2000mm×2300mm;
5.安全保护:具有(yǒu)接地、漏電(diàn)压、漏電(diàn)流保护,安全指标符合國(guó)家标准。
·组成及功能(néng)
(一)智能(néng)家居系统结构采用(yòng)钢制网孔板和工业铝型材组接而成,网孔板可(kě)拆卸。开放式设计,横向、丛向宽度合适,可(kě)以模拟家居现场線(xiàn)路的转向布置以及控制操作,既安全又(yòu)便于观察房间内部布置,操作方便,美观大方。
(二)智能(néng)家居
智能(néng)家居是目前物(wù)联网发展较快的一个典型应用(yòng),是物(wù)联网技术的一个缩影。智能(néng)家居是以住宅為(wèi)平台,兼备信息家電(diàn)、设备自动化、家居安防、网络通信,集系统结构、管理(lǐ)服務(wù)為(wèi)一體(tǐ)的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。
智能(néng)家居的技术构成与電(diàn)子信息专业的课程设置具有(yǒu)高度的重合性也為(wèi)智能(néng)家居方向的人才培养提供了便利,也就是说電(diàn)子信息专业非常适合开展物(wù)联网应用(yòng)-智能(néng)家居教學(xué)。
(三)智能(néng)家居系统结构
ARM控制器是所有(yǒu)信息的处理(lǐ)中心,采用(yòng)意法半导體(tǐ)的STM32微控制器作為(wèi)主控芯片,它采用(yòng)的是ARM的最新(xīn)Cortex-M3系列内核架构,主要针对工业控制、楼宇自动化、机器人和家電(diàn)控制领域,符合電(diàn)子信息专业、自动化专业的方向。各控制执行模块有(yǒu):门禁控制模块、灯光控制模块、智能(néng)窗帘控制模块、插座控制模块、红外人體(tǐ)感应模块、声/光/烟 雾/燃气感应模块及各种红外遥控家電(diàn)模块等,家電(diàn)有(yǒu):洗衣机、热水器、電(diàn)视机、空调、電(diàn)饭煲等。
系统分(fēn)為(wèi)5个部分(fēn),分(fēn)别為(wèi)网络部分(fēn)、家電(diàn)部分(fēn)、控制系统、传感部分(fēn)、其它。
(四)网络部分(fēn)组成
1.无線(xiàn)路由器
无線(xiàn)路由器实现有(yǒu)宽带时的遠(yuǎn)程网络控制,在没有(yǒu)遠(yuǎn)程网络控制的情况下使用(yòng)局域网实现控制,可(kě)选择手机或者電(diàn)脑用(yòng)WIFI接入或者使用(yòng)有(yǒu)線(xiàn)局域网接入。
(五)家電(diàn)部分(fēn)组成
電(diàn)视机、热水器、空调、洗衣机、電(diàn)饭煲、RGB灯。
2.電(diàn)视机、热水器、空调
以红外无線(xiàn)遥控的家電(diàn)采用(yòng)ZigBee实现家電(diàn)的无線(xiàn)遠(yuǎn)程控制,通过手机APP实现家電(diàn)的遠(yuǎn)程集中控制,亦可(kě)通过ZigBee转红外控制模块扩展适用(yòng)范围,能(néng)最大程度的将传统家電(diàn)接入到现有(yǒu)的智能(néng)家居控制网络中。
3.洗衣机、電(diàn)饭煲
通过无線(xiàn)网络配置,可(kě)实现遠(yuǎn)程控制洗衣机、電(diàn)饭煲等家電(diàn)電(diàn)源的开启和关闭。
4.RGB灯
RGB彩灯能(néng)够通过无線(xiàn)控制实现1600色的RGB调色功能(néng),可(kě)通过手机实现智能(néng)家居系统的灯光控制并能(néng)够实现定时开关灯等功能(néng)。
(六)控制系统组成
主控制器、RS485转ZigBee扩展模块、ZigBee转红外模块、ZigBee组网模块。
1.主控制器
采用(yòng)STM32為(wèi)核心的智能(néng)系统控制器,主控制器可(kě)以对所有(yǒu)模块进行数据采集、数据储存和控制。主控制器具有(yǒu)以太网接口,可(kě)通过路由器与以太网连接,可(kě)以实现遠(yuǎn)程网络监控;也可(kě)以通过GSM/GPRS模块与手机连通,实现异地手机报警和控制。控制器通过开关量控制外部電(diàn)源,通过RS485通信口外接ZigBee无線(xiàn)通信模块实现与终端设备的无線(xiàn)通信。
2.RS485转ZigBee扩展模块
本扩展模块用(yòng)于实现主控制器与终端设备的连接,主控器通过串口发送数据,由该模块将无線(xiàn)信号数据发送到终端。
3.ZigBee转红外模块
此模块用(yòng)于传统红外家電(diàn)的控制,控制器发送出的命令由该模块接收后转换為(wèi)红外控制信号来控制家電(diàn),借助于该模块能(néng)够将所有(yǒu)的现有(yǒu)的红外遥控家電(diàn)进行ZigBee无線(xiàn)控制。
4.ZigBee组网模块
此模块作為(wèi)辅助模块,在一些环境下受限于环境影响使得无線(xiàn)通信无法直接传递到达,借助于该模块可(kě)实现数据中转,扩大控制系统控制范围。
(七)传感部分(fēn)组成
1.温度传感器
2.湿度传感器
3.人體(tǐ)红外传感器
4.光線(xiàn)传感器
5.烟雾传感器
6.天然气传感器
传感器模块配合ZigBee实现无線(xiàn)传感器,实现对环境的检测,控制器获取数据后超过设定值可(kě)实现网络或者GPRS短信报警。
7.窗帘
该窗帘能(néng)够通过ZigBee无線(xiàn)通信与控制器实现连接,能(néng)够实现遥控控制窗帘,或者由控制器检测室内光線(xiàn),实现窗帘的自动控制。
·实训项目
(一)STM32实验1.MDK集成开发环境的使用(yòng)
2.STM32F1x系列集成库的使用(yòng)
3.I/O控制LED实验
4.USART实验
5.定时器实验
6.ADC实验
7.外部中断实验
8.ucOS-II系统的认识实验
9.ucOS-II系统的移植
10.ucOS-II系统任務(wù)管理(lǐ)
(二)CC5230实验
1.IAR for 8051集成开发环境的使用(yòng)
2.CC5230的I/O控制实验
3.CC5230定时器实验
4.CC5230的ADC实验
5.CC5230的USART实验
6.CC5230的DMA实验
7.CC5230的红外发射实验
8.ZigBee协议栈的认识
9.ZigBee点对点无線(xiàn)通信
10.ZigBee组网
(三)网络布線(xiàn)与通讯实训
1.常用(yòng)传输介质与传输特性概述
2.网络综合布線(xiàn)系统标准与设计
3.以太网综合布線(xiàn)与配置
4.ZigBee网络搭建与配置
5.WiFi网络搭建与配置