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開放式智能家居實訓平臺
一、系統(tǒng)簡介
LGWL-JJL07型 開放式智能家居實訓系統(tǒng)綜合運用傳感器采集、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、自動控制、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通信、Android移動應(yīng)用開發(fā)、Web應(yīng)用開發(fā)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將各種家居相關(guān)設(shè)施，如環(huán)境監(jiān)測傳感器、控制器、家居網(wǎng)關(guān)、智能終端等集成，實現(xiàn)家居生活環(huán)境的自動監(jiān)測、自動調(diào)節(jié)、安防監(jiān)測與報警、場景控制、遠程視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化遠程監(jiān)控等功能，貼近實際智能家居系統(tǒng)，為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學提供了一個完備的應(yīng)用實訓系統(tǒng)。
LGWL-JJL07型 開放式智能家居實訓系統(tǒng)提供了豐富的實驗例程和實驗指導書，能夠滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Qt嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、Android物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、Web物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)等諸多課程的教學與實踐，系統(tǒng)以單面掛板的形式展示。
1、涉及課程全面：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Qt嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、Android物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、Web物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)。
2、傳輸協(xié)議先進：傳感層采用ZigBee進行數(shù)據(jù)傳輸；集成HTTP協(xié)議實現(xiàn)跨平臺遠程增刪改查數(shù)據(jù)庫；采用MQTT協(xié)議實現(xiàn)多終端M2M數(shù)據(jù)傳輸。
3、系統(tǒng)架構(gòu)層次清晰：B/S架構(gòu)，本地網(wǎng)關(guān)、移動端、WEB端均可同時訪問系統(tǒng)。前端采用最新的HTML5編程技術(shù)，WebSockets全雙工協(xié)議解決異步刷新的問題，達到數(shù)據(jù)實時刷新。
4、系統(tǒng)功能豐富：包含家居環(huán)境實時監(jiān)測、智能控制、能源動態(tài)監(jiān)控、家居安防智能告警、遠程視頻監(jiān)控等系統(tǒng)。
5、人機交互界面友好：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、WEB監(jiān)控端、移動端三方軟件系統(tǒng)均采用圖形圖像化交互界面，增加操作的便利化和直觀性。
三、核心功能
1、智能環(huán)境監(jiān)控
系統(tǒng)采用溫濕度、光照度、二氧化碳等各種傳感器對室內(nèi)居住環(huán)境的狀態(tài)進行實時監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)關(guān)，可以實時顯示在智能網(wǎng)關(guān)、Android移動終端、Web集中監(jiān)控端的界面上。系統(tǒng)可設(shè)置傳感器和控制設(shè)備的聯(lián)動，通過預置的上下限，自動控制空調(diào)扇（通風扇）、加濕器、窗簾、照明燈等設(shè)備的狀態(tài)，調(diào)節(jié)居室環(huán)境。
2、智能安防報警
采用煙霧探測器、燃氣探測器、門磁探測器、紅外人體感應(yīng)探測器對居室內(nèi)煙霧火情、煤氣泄漏、離家模式下的非法人員入侵等進行監(jiān)測。如遇煙霧超過安全閾值、燃氣泄漏、或陌生人入侵，立即進行本地報警，啟動聯(lián)動開啟排風系統(tǒng)、關(guān)閉燃氣閥門、報警聲嚇退入侵者。同時警情數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)關(guān)，并推送給用戶的移動端，提醒用戶自動連接視頻監(jiān)控像頭查看現(xiàn)場情況。警情處理后，用戶可通過Android移動端解除警情?！锿稑藭r提供智能安防系統(tǒng)管理仿真軟件著作權(quán)證書原件備查。
3. 智能家電控制
系統(tǒng)支持交流強電類、紅外轉(zhuǎn)發(fā)類、無線射頻類等電器的控制，提供手動控制與自動控制兩種方式。
手動控制，主要通過手動點擊網(wǎng)關(guān)控制端、Android移動終端、Web監(jiān)控端界面上家電控制按鈕，實現(xiàn)對照明燈、警笛等進行開關(guān)控制。
自動控制，通過設(shè)置傳感器與家電設(shè)備的聯(lián)動，一旦傳感器檢測數(shù)據(jù)達到上、下閾值，就觸發(fā)家電設(shè)備自動動作。具有居家模式、離家模式、模式一、二等多種，用戶可設(shè)置多種自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)智能燈光控制系統(tǒng)、智能溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、智能濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
4. 智能能源監(jiān)控
系統(tǒng)采用電表傳感器、水表傳感器實時監(jiān)測家庭用電、用水狀況，通過zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸給網(wǎng)關(guān)。可以實時顯示在智能網(wǎng)關(guān)、Android移動終端、Web集中監(jiān)控端的界面上。
5. 智能遠程監(jiān)控
系統(tǒng)支持Android移動端、Web集中監(jiān)控端等多終端通過http協(xié)議以及MQTT協(xié)議與智能家居網(wǎng)關(guān)進行通信，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)交互。WEB集中監(jiān)控平臺可以顯示所有接入家居網(wǎng)關(guān)的信息、各個網(wǎng)關(guān)管理的傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)；可查閱歷史數(shù)據(jù)，導出數(shù)據(jù)文件；可在線編輯傳感器與控制設(shè)備的控制策略，實現(xiàn)聯(lián)動； 采用網(wǎng)絡(luò)攝像頭對家居環(huán)境進行實時監(jiān)控，攝像頭通過WIFI接入互聯(lián)網(wǎng)，支持WEB監(jiān)控端、移動端遠程視頻查看，實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控功能。
四、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1、智能家居系統(tǒng)具有感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三層體系結(jié)構(gòu)。
2、感知層主要包括溫濕度、光線、二氧化碳、雨雪等各種傳感器節(jié)點，以及照明燈、電磁閥、警笛等控制設(shè)備，實現(xiàn)家居環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測、以及自動化調(diào)節(jié)。
3、網(wǎng)絡(luò)層包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用ZigBee，負責感知層傳感器節(jié)點、控制器節(jié)點與網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)通信，由網(wǎng)關(guān)匯聚信息。接入網(wǎng)絡(luò)可使用以太網(wǎng)、WIFI、4G任一種，負責網(wǎng)關(guān)與云服務(wù)平臺之間的數(shù)據(jù)交互，將匯聚的感知層設(shè)備信息接入到云服務(wù)平臺。
4、應(yīng)用層主要設(shè)計面向用戶，具有多種訪問終端，如本地網(wǎng)關(guān)、Web客戶端、Android客戶端等，運行智能家居監(jiān)控端軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)采集、安防報警、能源監(jiān)控、遠程監(jiān)控等功能。
五、軟件系統(tǒng)
1、智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用軟件
智能家居網(wǎng)關(guān)運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)，上電后即運行基于Qt的智能家居系統(tǒng)軟件。它主要用來匯聚傳感層的各種傳感器節(jié)點，控制節(jié)點，并通過嵌入式數(shù)據(jù)庫，保存所有節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)屬性、傳感器采樣值、控制器狀態(tài)等，允許用戶在本地查看智能家居環(huán)境參數(shù)、安防設(shè)備的狀態(tài)，控制家電設(shè)備狀態(tài)、本地查看視頻畫面等功能，還具有系統(tǒng)設(shè)置功能，可查詢修改無線傳感網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、入網(wǎng)狀態(tài)、服務(wù)器連接狀態(tài)、服務(wù)器參數(shù)配置、傳感器在線狀態(tài)、傳感器屬性信息等?！餅楸ＷC軟件證版，投標時提供智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用軟件著作權(quán)證書原件備查。
2、智能家居Android移動終端平臺
系統(tǒng)支持用戶隨時隨地通過Android移動端登錄到系統(tǒng)中查看家居內(nèi)各項環(huán)境參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)。
具體包括用戶登錄、網(wǎng)關(guān)設(shè)備添加、傳感器采樣數(shù)據(jù)的實時顯示、家電設(shè)備遠程開關(guān)、家居環(huán)境自控策略設(shè)置、報警信息振動與語音雙重提醒、遠程視頻瀏覽、以及服務(wù)器地址編輯和自動切換等功能。
Android語音報警功能：支持遠程訪問，系統(tǒng)會在參量超過或低于設(shè)置的閾值時，自動提醒用戶。如溫度過高，手機遠程終端的APP收到后會語音提醒。
視頻監(jiān)控功能：提供Android移動端遠程視頻監(jiān)控直觀查看居室情況。
3、智能家居Web端集中監(jiān)控平臺
系統(tǒng)提供Web瀏覽器訪問智能家居。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，部署在泛太云服務(wù)器中，用戶不管身在何處，都可以通過瀏覽器登錄到監(jiān)控系統(tǒng)中查詢居室各項環(huán)境參數(shù)和電器狀態(tài)。
具有多用戶管理、家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備的增刪改查、傳感器設(shè)備的增刪改查、傳感器采樣數(shù)據(jù)的實時顯示、家用電器手動開關(guān)、家居情景自控策略設(shè)置、報警記錄查詢、歷史數(shù)據(jù)按照時間段以表格/曲線方式展示、數(shù)據(jù)導出excel文件、視頻遠程等功能，還具有服務(wù)器地址編輯和自動切換功能。
六、配置清單
關(guān)鍵詞： 數(shù)控車床 實訓設(shè)備 實訓裝置 教學儀器 實驗設(shè)備 教學設(shè)備 實訓臺 考核裝置 技能考核 電工電子 實驗裝置 數(shù)控技術(shù) 實訓考核 技能實訓 數(shù)控系統(tǒng) 電氣控制 自控實訓 實驗系統(tǒng) 數(shù)控軟件 數(shù)控實訓 電氣技術(shù) 數(shù)控設(shè)備 數(shù)控銑床 高教設(shè)備 教學車床 數(shù)控機床 職教設(shè)備 PLC控制 PLC技術(shù) PLC實驗
LGWL-JJL07型 開放式智能家居實訓系統(tǒng)綜合運用傳感器采集、無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、自動控制、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通信、Android移動應(yīng)用開發(fā)、Web應(yīng)用開發(fā)等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將各種家居相關(guān)設(shè)施，如環(huán)境監(jiān)測傳感器、控制器、家居網(wǎng)關(guān)、智能終端等集成，實現(xiàn)家居生活環(huán)境的自動監(jiān)測、自動調(diào)節(jié)、安防監(jiān)測與報警、場景控制、遠程視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)化遠程監(jiān)控等功能，貼近實際智能家居系統(tǒng)，為物聯(lián)網(wǎng)專業(yè)教學提供了一個完備的應(yīng)用實訓系統(tǒng)。
LGWL-JJL07型 開放式智能家居實訓系統(tǒng)提供了豐富的實驗例程和實驗指導書，能夠滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Qt嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、Android物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、Web物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)等諸多課程的教學與實踐，系統(tǒng)以單面掛板的形式展示。
系統(tǒng)外觀
二、系統(tǒng)特點1、涉及課程全面：無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、Qt嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、Android物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、Web物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)。
2、傳輸協(xié)議先進：傳感層采用ZigBee進行數(shù)據(jù)傳輸；集成HTTP協(xié)議實現(xiàn)跨平臺遠程增刪改查數(shù)據(jù)庫；采用MQTT協(xié)議實現(xiàn)多終端M2M數(shù)據(jù)傳輸。
3、系統(tǒng)架構(gòu)層次清晰：B/S架構(gòu)，本地網(wǎng)關(guān)、移動端、WEB端均可同時訪問系統(tǒng)。前端采用最新的HTML5編程技術(shù)，WebSockets全雙工協(xié)議解決異步刷新的問題，達到數(shù)據(jù)實時刷新。
4、系統(tǒng)功能豐富：包含家居環(huán)境實時監(jiān)測、智能控制、能源動態(tài)監(jiān)控、家居安防智能告警、遠程視頻監(jiān)控等系統(tǒng)。
5、人機交互界面友好：物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān)、WEB監(jiān)控端、移動端三方軟件系統(tǒng)均采用圖形圖像化交互界面，增加操作的便利化和直觀性。
三、核心功能
1、智能環(huán)境監(jiān)控
系統(tǒng)采用溫濕度、光照度、二氧化碳等各種傳感器對室內(nèi)居住環(huán)境的狀態(tài)進行實時監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)通過無線ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)關(guān)，可以實時顯示在智能網(wǎng)關(guān)、Android移動終端、Web集中監(jiān)控端的界面上。系統(tǒng)可設(shè)置傳感器和控制設(shè)備的聯(lián)動，通過預置的上下限，自動控制空調(diào)扇（通風扇）、加濕器、窗簾、照明燈等設(shè)備的狀態(tài)，調(diào)節(jié)居室環(huán)境。
2、智能安防報警
采用煙霧探測器、燃氣探測器、門磁探測器、紅外人體感應(yīng)探測器對居室內(nèi)煙霧火情、煤氣泄漏、離家模式下的非法人員入侵等進行監(jiān)測。如遇煙霧超過安全閾值、燃氣泄漏、或陌生人入侵，立即進行本地報警，啟動聯(lián)動開啟排風系統(tǒng)、關(guān)閉燃氣閥門、報警聲嚇退入侵者。同時警情數(shù)據(jù)通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)街悄芫W(wǎng)關(guān)，并推送給用戶的移動端，提醒用戶自動連接視頻監(jiān)控像頭查看現(xiàn)場情況。警情處理后，用戶可通過Android移動端解除警情?！锿稑藭r提供智能安防系統(tǒng)管理仿真軟件著作權(quán)證書原件備查。
3. 智能家電控制
系統(tǒng)支持交流強電類、紅外轉(zhuǎn)發(fā)類、無線射頻類等電器的控制，提供手動控制與自動控制兩種方式。
手動控制，主要通過手動點擊網(wǎng)關(guān)控制端、Android移動終端、Web監(jiān)控端界面上家電控制按鈕，實現(xiàn)對照明燈、警笛等進行開關(guān)控制。
自動控制，通過設(shè)置傳感器與家電設(shè)備的聯(lián)動，一旦傳感器檢測數(shù)據(jù)達到上、下閾值，就觸發(fā)家電設(shè)備自動動作。具有居家模式、離家模式、模式一、二等多種，用戶可設(shè)置多種自動控制系統(tǒng)，實現(xiàn)智能燈光控制系統(tǒng)、智能溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)、智能濕度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
4. 智能能源監(jiān)控
系統(tǒng)采用電表傳感器、水表傳感器實時監(jiān)測家庭用電、用水狀況，通過zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸給網(wǎng)關(guān)。可以實時顯示在智能網(wǎng)關(guān)、Android移動終端、Web集中監(jiān)控端的界面上。
5. 智能遠程監(jiān)控
系統(tǒng)支持Android移動端、Web集中監(jiān)控端等多終端通過http協(xié)議以及MQTT協(xié)議與智能家居網(wǎng)關(guān)進行通信，實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)交互。WEB集中監(jiān)控平臺可以顯示所有接入家居網(wǎng)關(guān)的信息、各個網(wǎng)關(guān)管理的傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)；可查閱歷史數(shù)據(jù)，導出數(shù)據(jù)文件；可在線編輯傳感器與控制設(shè)備的控制策略，實現(xiàn)聯(lián)動； 采用網(wǎng)絡(luò)攝像頭對家居環(huán)境進行實時監(jiān)控，攝像頭通過WIFI接入互聯(lián)網(wǎng)，支持WEB監(jiān)控端、移動端遠程視頻查看，實現(xiàn)遠程視頻監(jiān)控功能。
四、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
1、智能家居系統(tǒng)具有感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層三層體系結(jié)構(gòu)。
2、感知層主要包括溫濕度、光線、二氧化碳、雨雪等各種傳感器節(jié)點，以及照明燈、電磁閥、警笛等控制設(shè)備，實現(xiàn)家居環(huán)境參數(shù)的實時監(jiān)測、以及自動化調(diào)節(jié)。
3、網(wǎng)絡(luò)層包括無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)。無線傳感器網(wǎng)絡(luò)采用ZigBee，負責感知層傳感器節(jié)點、控制器節(jié)點與網(wǎng)關(guān)之間的數(shù)據(jù)通信，由網(wǎng)關(guān)匯聚信息。接入網(wǎng)絡(luò)可使用以太網(wǎng)、WIFI、4G任一種，負責網(wǎng)關(guān)與云服務(wù)平臺之間的數(shù)據(jù)交互，將匯聚的感知層設(shè)備信息接入到云服務(wù)平臺。
4、應(yīng)用層主要設(shè)計面向用戶，具有多種訪問終端，如本地網(wǎng)關(guān)、Web客戶端、Android客戶端等，運行智能家居監(jiān)控端軟件系統(tǒng)，實現(xiàn)環(huán)境參數(shù)采集、安防報警、能源監(jiān)控、遠程監(jiān)控等功能。
五、軟件系統(tǒng)
1、智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用軟件
智能家居網(wǎng)關(guān)運行嵌入式Linux操作系統(tǒng)，上電后即運行基于Qt的智能家居系統(tǒng)軟件。它主要用來匯聚傳感層的各種傳感器節(jié)點，控制節(jié)點，并通過嵌入式數(shù)據(jù)庫，保存所有節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)屬性、傳感器采樣值、控制器狀態(tài)等，允許用戶在本地查看智能家居環(huán)境參數(shù)、安防設(shè)備的狀態(tài)，控制家電設(shè)備狀態(tài)、本地查看視頻畫面等功能，還具有系統(tǒng)設(shè)置功能，可查詢修改無線傳感網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、網(wǎng)關(guān)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、入網(wǎng)狀態(tài)、服務(wù)器連接狀態(tài)、服務(wù)器參數(shù)配置、傳感器在線狀態(tài)、傳感器屬性信息等?！餅楸ＷC軟件證版，投標時提供智能物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用軟件著作權(quán)證書原件備查。
2、智能家居Android移動終端平臺
系統(tǒng)支持用戶隨時隨地通過Android移動端登錄到系統(tǒng)中查看家居內(nèi)各項環(huán)境參數(shù)和設(shè)備狀態(tài)。
具體包括用戶登錄、網(wǎng)關(guān)設(shè)備添加、傳感器采樣數(shù)據(jù)的實時顯示、家電設(shè)備遠程開關(guān)、家居環(huán)境自控策略設(shè)置、報警信息振動與語音雙重提醒、遠程視頻瀏覽、以及服務(wù)器地址編輯和自動切換等功能。
Android語音報警功能：支持遠程訪問，系統(tǒng)會在參量超過或低于設(shè)置的閾值時，自動提醒用戶。如溫度過高，手機遠程終端的APP收到后會語音提醒。
視頻監(jiān)控功能：提供Android移動端遠程視頻監(jiān)控直觀查看居室情況。
3、智能家居Web端集中監(jiān)控平臺
系統(tǒng)提供Web瀏覽器訪問智能家居。系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，部署在泛太云服務(wù)器中，用戶不管身在何處，都可以通過瀏覽器登錄到監(jiān)控系統(tǒng)中查詢居室各項環(huán)境參數(shù)和電器狀態(tài)。
具有多用戶管理、家庭網(wǎng)關(guān)設(shè)備的增刪改查、傳感器設(shè)備的增刪改查、傳感器采樣數(shù)據(jù)的實時顯示、家用電器手動開關(guān)、家居情景自控策略設(shè)置、報警記錄查詢、歷史數(shù)據(jù)按照時間段以表格/曲線方式展示、數(shù)據(jù)導出excel文件、視頻遠程等功能，還具有服務(wù)器地址編輯和自動切換功能。
六、配置清單
| 序號 | 設(shè)備名稱 | 數(shù)量（單套） |
| 1 | 桌面式網(wǎng)板結(jié)構(gòu) | 1 |
| 2 | Cortex-A9智能網(wǎng)關(guān)(含藍牙/WIFI二合一模塊) | 1 |
| 3 | Zigbee無線通訊模塊 | 1 |
| 4 | Zigbee協(xié)調(diào)器 | 1 |
| 5 | zigbee光線節(jié)點 | 1 |
| 6 | Zigbee溫濕度節(jié) | 1 |
| 7 | 風扇控制節(jié)點 | 1 |
| 8 | FTLink智能遙控器 | 1 |
| 9 | 315強電控制器（燈光） | 1 |
| 10 | 433窗簾控制器 | 1 |
| 11 | 人體紅外探測器 | 1 |
| 12 | 插卡取電模塊 | 1 |
| 13 | 門磁探測器 | 1 |
| 14 | WIFI攝像頭 | 1 |
| 15 | 智能家居網(wǎng)關(guān)操作系統(tǒng)軟件 | 1 |
| 16 | 智能家居Android移動終端平臺軟件 | 1 |
| 17 | 智能家居Web端集中監(jiān)控平臺軟件 | 1 |
| 18 | 附件（電源線材等） | 1 |