一、概述：
物联网智能家居实训系统主要采用zigbee无线通讯技术来实现家居智能化控制，Zigbee是一种新兴的近程、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。具有低复杂度、低功耗、低速率、低成本、自组网、高可靠、超视距的特点。主要适合应用于自动控制和远程控制等领域，可以嵌入各种设备。ZigBee就是一种便宜的、低功耗、自组网的近程无线通讯技术。系统主要包括消费电子、能源管理、卫生保健、家庭自动化、建筑自动化和工业自动化。随着物联网的兴起，此设备是现代智能居家系统最具代表之一，提供良好的教学设备实训平台。
二、物联网智能家居实训系统技术参数
1、实训设备模拟房间尺寸长2000 mm×宽1200 mm×高2000 mm 操作台长1600mm×宽700mm×高1800由铝合金型材框架和安装布线网孔板组成。用于ZigBee基本的传感数据采集与输出控制实验
2、智能家居电器安防管理系统 模拟智能家居应用，通过软件对产品模块进行管理
3、提供3V、5V、12V等电源接口，以及电源适配线缆。
4、配接通用串行接口扩展到桌面，以方便模块与PC通信，提供串口线缆
三、物联网智能家居实训系统实训项目
1、远程控制实训
2、定时控制实训
3、智能照明操作实训
4、无线遥控操作实训
5、场景控制操作实训
6、集中控制操作实训
7、电脑控制操作实训
8、家电控制操作实训
9、电动窗帘操作实训
10、家居安防模块的连接实训
四、物联网智能家居实训系统设备配置
一）智能家居安装维护操作台
1）规格尺寸 1600 mm×750 mm×1700 mm
2）基础控制区 用于基本的传感数据采集与输出控制实验
3）智能家居电器安防管理系统 模拟智能家居应用
4）智能家居生态园艺管理系统 模拟家居园艺应用
5）智能书架管理系统 利用RFID技术，通过软件对产品模块进行管理
6）电源及配件 提供3V、5V、12V等电源接口，以及电源适配线缆。
7）串口及配件 通用串行接口扩展到桌面，以方便模块与PC通信，提供串口线缆
1、基础控制区
智能家居安装维护操作台基础控制区，集成了多种传感器和输出控制设备，学生利用ZigBee协调器、路由器、传感控制节点板，采用多种无线技术完成环境数据采集和控制实验，组网实验，同时也可以进行组合创新实验。基础控制区功能
1）温湿度传感器模块 采集环境的温度与湿度
2）光敏传感器模块 采集环境的光照强度
3）烟雾探测传感器模块 模拟安防中的烟雾探测
4）人体感应传感器 模拟安防中的入侵检测
5）紧急呼救按键 模块紧急呼救求助按钮
6）数码管模块 模块温度显示等
7）LED灯模块 模拟室内照明
8）直流电机 模拟空调风扇等家电设备
9）步进电机 模块电动窗帘、洗衣机等设备
10）继电器输出（灯）模拟环境加温设备
11）自动灌溉模块输出
12）土壤温度传感器
2、智能家居电器安防管理系统
智能家居电器安防管理系统实现家居环境监测、智能家电自动控制、安防系统与报警、远程监控等功能。通过ZigBee协调器和传感控制节点组成无线网络，采集室内温度、湿度和光照度，实现燃气与烟雾探测、入侵探测、门窗防撬，紧急求助报警等功能，并将采集的数据传输到服务器，对模拟的家电设备进行控制功能
1）温湿度传感器模块 采集环境的温度与湿度
2）光敏传感器模块 采集环境的光线强度
3）烟雾探测传感器模块 用于安防中的烟雾探测
4）燃气探测传感器模块 用于安防中的燃气探测
5）人体感应传感器模块 模拟安防中的入侵检测
6）干簧门磁 模拟安防中的门窗防撬
7）紧急呼救按键 模块紧急呼救求助按钮
8）数码管模块 2位数码管，模拟空调温度设定
9）LED灯模块 一组四只LED灯，模拟室内照明
10）直流电机 模拟空调风扇等家电设备
11）步进电机 模块电动窗帘、洗衣机等设备
12）ZigBee传感控制节点 利用ZigBee协调器，通过传感控制节点采集多种传感数据，并进行输出控制。
13）网络摄像头 采集捕捉视频图像，远程实时动态摄像监控。
14）继电器控制模块，通过传感器I/o输出控制模块。
15）压力传感模块，可检测气压，重压等外力压力信号。
16）红外对射周界防范模块，检测直线人体感应穿越信号。
17）电气控制仿真软件需提供计算机软件著作权证书
以三维仿真交互技术和三维动画视觉表现及多媒体数字技术为核心，能进行三维电路分析、电气电路模拟电路考核、综合技能虚拟实训、电气基础训练、元器件识别检测。
3、智能书架管理系统
物联网智能书架管理系统包含了一个RFID智能货架，它由RFID高频读写器、天线多路器和若干平板天线构成，书架内嵌的平板天线采用水平方式放置，平放于每层书架的底部，每层书架放置一组数码管输出，用于显示当前该层书架的数量。将基础实验中使用的每个设备当作书籍，在其底部贴上电子标签（写入货品信息），平放于书架的天线上，保证能够读取到货品信息。使用时要领用和归还。无线传输库管信息，通过RFID高频读写器读写图书惑货物进出入管理，及数量，及时在对应的一组电子显示屏上显图书数，借出或出库信息等。
4、智能家居生态园艺管理系统
1）采用无线传感网络技术，可定时采集空气温度、空气湿度、CO2浓度、光照强度，土壤温度和水分等，来获得作物生长的最佳条件，通过自动调节温室环境、实现温室集约化、网络化远程管理。
2）利用ZigBee协调器，通过传感控制节点将环境监测数据传输到服务器，并以图表方式显示给用户，当监测数据出现异常时，可利用软件网络实现对温室设备（温、光、气、水等）的自动控制，也可以通过Internet网络远程监测环境信息和设备运行状态等。
3）温湿度传感器模块 采集温室环境的空气温度与湿度
4）光敏传感器模块 采集温室环境的光照强度
5）CO2传感器模块 监测温室环境空气中的CO2浓度
6）加热器 提供真实温室大棚内环境加温，实现温室恒温控制。
7）直流电机 模拟温室大棚内风机/换气设备
8）继电器输出（灯） 模拟温室大棚内补光灯
9）电磁阀水阀 模拟开闸放水，实现对土壤微喷灌溉
10）ZigBee协调器 组建ZigBee无线网络，将传感控制节点采集的数据传输到服务器进行处理。
11）ZigBee传感控制节点 利用ZigBee协调器，通过传感控制节点采集多种传感数据，并进行输出控制。
12）无线调光模块，通过光敏传感过通节点模块进行远程无线改变实时照度。
13）自动万向喷灌器，实现土壤全方位进衍灌溉的模拟。
5、产品组件参数
1）温湿度传感器主要参数
输入电压：DC 5V测量范围，温度：-40℃～120℃，湿度：0～100%RH，测量精度温度：±0.5℃，湿度：±4.5%RH
2）光敏传感器主要参数
输入电压：DC 5V，测量范围：0～200000LUX，测量精度：±20LUX
3）烟雾传感器主要参数
输入电压：DC 5V，测量范围：0～2000PPM，测量精度：±50PPM
4）可燃气体传感器主要参数
输入电压 DC 5V，测量范围 0～2000PPM，测量精度 ±50PPM
5）红外人体传感器主要参数
输入电压 DC 5V，工作波长 6～14μm，灵敏度 3300W/V，输出信号 >2.2V
6）摄像头主要参数
接口类型 USB 2.0，分辨率 800X600，最大帧频 30FPS，对焦范围 >6mm，视场 >50mm，曝光控制 自动（在范围22000:1内），系统支持 Windows 7，Windows Vista，Windows XP
7）直流电机主要参数
输入电压 DC 5V，额定转速 7000 rpm，预计寿命 25°C时预计寿命40000小时，最大风量 9.0 m³/h，噪音指标 <31.0 dbA
工作温度 -10℃～60℃
8）步进电机主要参数
输入电压 DC 5V，步进角度 5.625 x 1/64，减速比 1/64，噪音指标 <35.0 dbA，牵入转矩 300gfcm，摩擦转矩 600～1200gfcm，数码管主要参数，输入电压 DC 5V，数码管显示位数 2位，显示数值范围 0～99
9）LED主要参数
输入电压 DC 5V，LED灯数量 4个红色LED，预计寿命 30000～50000小时
10）求助按键主要参数
输入电压 DC 5V，预计寿命 100,000次，反应时间 <100ms，工作温度 -30℃～70℃
11）继电器主要参数
触点形式 一开一闭，线圈电压 DC 5V，触电电压 DC 12V，线圈功率 0.36W，吸合电流 70mA，释放电流 0mA，触点电流 <10A，预计寿命 100,000次
12）RFID货架读写设备主要参数
产品尺寸 读写器180X140X38mm（不含天线及固定部分），天线多路器70X60X22mm（不含天线及固定部分），平板天线70X70X10mm（不含天线及固定部分），输入电压 DC 12V，支持天线数 标配12个，最大16个，天线切换时间 1S，支持标准 ISO14443A，ISO15693，读卡距离 0-7cm，读卡时间 1-2ms，工作频率 13.56MHz，支持接口 RJ45，RS232，工作温度 -20℃～60℃
二）智能家居样板操作间
1、整套设备采用钢结构及铝合金型材承重支架，组成半封闭实训环境；模拟真实家居环境。
2、钣金采用1.5加厚型钢板，数控冲铣网孔、便于学生组装设备及布线实习；
3、实训工位整体色调一致、整个系统采用烤漆工艺，确保产品不易生锈、易维护和保养；
4、模块化设计，标准连接件，积木式架构，可随意组装成各种结构，便于维护、拆卸和运输。
5、样板间顶部钢板采用滑块式前置型固定法。侧板采用挡片式后置式固定法；侧面靠下装有活动桌面，必须采用前置式固定法，牢固可靠，保证安全；
6、样板间上固定线槽，线槽内布置实训专用的电源线；支持每一个实训所用部件的供电；
7、温湿度传感器：采用 CMOS 过程微加工专利技术，确保产品具有极高的可靠性和出色的长期稳定性。该传感器由电容式聚合体测湿组件和 能隙式测温组件组成，并与 A/D 转换器以及数字接口在单晶片中无缝结合，使得该产品具有功耗低、反应快、抗干扰能力强等优点。
8、烟雾探测器：一种半导体气体感测器，它用来侦测生物性的挥发性气体，它的电阻值随着大气所含的气体的增加而减少，这种电阻的减少现象，便是用来侦测气体的电气输出信号。
9、安装配套实训部件：换气扇 1个、旋转式警示灯（不带蜂鸣器）1个、节能灯 2个、梯子 1个、万用表测量表 1只、32英寸LED液晶电视 1台、挂壁式空调 1台、电动窗帘 1套、平板电脑 1个、DVD、无线摄像机、挂式音响
10、智能开关，智能插座，吸顶灯、智能监控等。’
三）智能网关
1、控制主机：
主机尺寸：205x 150 x 30 (mm)
外形颜色：黑色（带蓝色呼吸灯）
电压：DC9V
功率：0.5W
重量：1200g
环境：温度：－20℃-＋60℃；湿度：10%-95%
外置315M、GSM天线，标准以太网接口
SIM卡接口、RS232串行通信接口无线载波频率：ASK:315MHz+/- 150KHz /; Zigbee:2.4GHz
拥有800路发射通道
GSM蜂窝频率：GSM 850/900/1800/1900M/
四）环境监测套件
1、ZigBee协调器
1）支持通过JTAG接口进行嵌入式程序的写入、调试。
2）Zigbee协调器支持RS232
3）射频芯片：TI CC2430
4）Flash容量：128KB
5）工作频率：2.4GHz-2.4835GHz
6）传输速率：250 kbps
7）通讯协议标准：IEEE 802.15.4
8）传输距离：室内30m，室外100m
9）数据通讯接口：RS232
10）天线接口：2.4G SMA天线
11）工作电压：电池DC 3.3V；外部电源适配器DC 6V-12V，典型5V
12）工作电流：<120mA
13）供电方式：外部电源适配器/JTAG接口
14）温度：-20℃～+70℃
15）工作湿度：5%RH～90%RH
2、Zigbee传感控制节点
1）每个Zigbee传感控制节点能够同时支持下列传感器和执行器件：LED灯接口,温湿度传感器,气体传感器,人体感应,干簧管,直流电机,继电器,步进电机,数码管同时工作
2）射频芯片：TI CC2430
3）支持通过JTAG接口进行嵌入式程序的写入、调试。
4）Flash容量：128KB
5）工作频率：2.4GHz-2.4835GHz
6）传输速率：250 kbps
7）通讯协议标准：IEEE 802.15.4
8）传输距离：室内30m，室外100m
9）天线接口：2.4G SMA天线
10）工作电压：电池DC 5V；典型5V
11）工作电流：<3A
12）供电方式： 4种供电模式。
①、3v直流干电池现场供电；
②、通过仿真下载器供电；
③、外接DC5V电源供电；
④、通过主板数据接线通过电脑供电等方式；
13）工作温度：-20℃～+70℃
14）工作湿度：5%RH～90%RH
五）智能家居套件序号
1、Zigbee协调器
1）支持通过JTAG接口进行嵌入式程序的写入、调试。
通讯接口：Zigbee协调器支持USB通讯，选RJ45接口
射频芯片：TI CC2530
Flash容量：256KB
工作频率：2.4GHz-2.4835GHz
传输速率：250 kbps
通讯协议标准：IEEE 802.15.4，Zigbee 2007Pro
传输距离：室内50m，室外100m
天线接口：板载天线
2）工作电压：电池DC 3.7V；外部电源适配器DC 5V ,板载电池充电。
工作电流：<40mA
供电方式：外部电源适配器/JTAG接口
温度：-20℃～+70℃
工作湿度：5%RH～90%RH
键盘接口：五向键
显示接口:128X64 LCD显示屏
2、Zigbee传感控制节点
1）支持通过JTAG接口进行嵌入式程序的写入、调试。
通讯接口：支持USB通讯 、TTL UART通讯
射频芯片：TI CC2530
Flash容量：256KB
工作频率：2.4GHz-2.4835GHz
传输速率：250 kbps
通讯协议标准：IEEE 802.15.4 ，Zigbee 2007Pro
传输距离：室内50m，室外100m
天线接口：板载天线
2）工作电压：电池DC 3.7V；外部电源适配器DC 5V ,板载电池充电
工作电流：<40mA
供电方式：外部电源适配器/JTAG接口
温度：-20℃～+70℃
工作湿度：5%RH～90%RH
3、其它配件
1）传感控制节点外壳
2）无线路由54M
3）节点继电器板
4）节点继电器板外壳
5）电压继电器板
6）电压继电器板外壳
7）红外学习模块
8）红外学习模块外壳
