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智能家居实训系统,物联网智能家居教学设备
发布时间：2024-08-22 |
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一、系统主要组成
智能家居实训系统为一套标准两室一厅智能家居实验平台。应包含七大家庭控制中心（门庭控制中心、客厅控制中心、厨房餐厅控制中心、卫生间过道控制中心、主卧室控制中心、次卧室控制中心、阳台控制中心），以及一套智能家居管理软件。
七大家庭控制中心通过以太网与家庭信息互联处理中心联系，达到家庭安全防护系统、网络服务系统和家庭自动化系统组成的家庭综合服务与管理集成系统的目的，从而实现全面的安全防护、便利的通讯网络以及舒适的居住环境的家庭住宅。
部分家庭控制中心说明
（1）餐厅、厨房控制中心
餐厅、厨房控制中心包含智能家居控制器、多功能面板、节能灯、排气扇、智能插座、电饭锅、电茶壶、烟火灾探测器、可燃气体探测器。多功能面板控制灯及排气扇；烟火灾探测器、可燃气体探测器配合组成安防系统；智能插座控制和采集电饭锅、电茶壶的电源和电量信息，可合理分配用电负荷。多功能面板和智能插座通过总线与智能家居控制器通讯，也可独立工作。
（2）卫生间、过道控制中心
卫生间、过道控制中心包含智能家居控制器、多功能面板、节能灯、排气扇、智能插座、洗衣机、电热水器。多功能面板控制灯及排气扇；烟火灾探测器、可燃气体探测器配合组成安防系统；智能插座控制和采集洗衣机、电热水器的电源和电量信息，可合理分配用电负荷。多功能面板和智能插座通过总线与智能家居控制器通讯，也可独立工作。
（3）主卧室控制中心
主卧室控制中心包含智能家居控制器、扩展模块、触摸屏、多功能面板、智能调光开关、红外转发器、空调电视机、智能插座、智能光强及温湿度计、电动窗户及电动窗帘。触摸屏与智能家居控制器通讯，可实现遥控、遥信、遥调及情景模式的设定；智能调光开关调节白炽灯的亮度、也可通过总线与智能家居控制器通讯，通过情景模式智能调节白炽灯的亮度；红外探测器配合组成安防系统；智能插座控制和采集相关用电设备电源和电量信息，可合理分配用电负荷；智能光强及温湿度计显示采集主卧室温湿度及光照度，并通过总线传递给智能家居控制器；电动窗帘、电动窗户配合阳台控制中心的风雨探测器、光强及温湿度计自动开合窗帘及窗户，并通过总线与智能家居控制器通讯。
（4）次卧室控制中心
次卧室安装配置控制中心，包含智能家居控制器、触摸屏、多功能面板、节能灯、智能插座。触摸屏通过总线与智能家居控制器通讯，可实现遥控、遥信、遥调及情景模式的设定；多功能面板控制灯；智能插座控制和采集相关用电设备电源和电量信息，可合理分配用电负荷；多功能面板和智能插座通过总线与智能家居控制器通讯，也可独立工作。
（5）门庭控制中心
门庭控制中心安装包含智能家居控制器、多功能面板、节能灯、门铃、摄像头。多功能面板控制节能灯；智能家居控制器控制门铃；摄像头连接路由器。
（6）客厅控制中心
客厅控制中心安装包含智能家居控制器、多功能面板、节能灯、空调电视机、智能插座、红外转发器、路由器。多功能面板控制节能灯的开启和关闭、也可通过与智能家居控制器通讯开启和关闭；智能插座控制和采集相关用电设备电源和电量信息，可合理分配用电负荷；红外转发器可控制电视机和空调的远程开启和关闭，路由器提供家庭WIFI组装应用，用于设备联网和摄像头连接。
（7）阳台控制中心
阳台控制中心安装包含智能家居控制器、多功能面板、节能灯、风雨探测器、智能温湿度计。多功能面板控制节能灯，可以通过智能家居控制器进行联网控制，风雨探测器检测是否有风雨、智能温湿度计监测温湿度通过智能家居控制器进行数据上传。
（8）电脑桌
铝型材框架，钢制托盘及挡板。
二、能够完成的实验科目
1.搭建基本框架
（1）系统组成和基本原理认识
（2）系统布局、安装和综合布线
（3）各传感单元的测试
（4）各智能单元的测试
（5）系统网络搭建、网络配置和测试
2.智能模块实验（本地控制）
（1）HOME-STM32 智能家居控制器基础实验
1.1 GPIO通用IO口蜂鸣器实验
1.2十路隔离IO输入-EXTI中断实验
1.3八路IO继电器输出实验
1.4 Systick系统滴答定时例程实验
1.5 普通定时器TIM1—TIM8实验
1.6 IWDG看门狗系统定时复位实验
1.7通用定时器TIMx实验
1.8 SPI FLASH(SST25VF016B)读写例程实验
1.9 USART通信实验
1.10 DMA串口通信实验
1.11 系统通信实验
（2）HOME-AC DIMMER 交流调光灯实验
2.1脉冲编码开关原理及计数实验
2.2脉冲编码开关控制调光灯的亮度实验
（3）HOME-INFR 热释电模块实验
3.1人体红外热释电感应实验
（4）HOME-INFRARED 红外转发器实验
4.1红外发射实验
4.2红外接收实验
4.3基于IIC存储器读写实验
4.4空调、电视机红外遥控实验
（5）HOME-LIGHT多功能面板实验
5.1基于TS04触摸按键控制实验
5.2 LED灯及白炽灯的开关控制实验
（6）HOME-SOCKET智能插座实验
6.1 基于空调、洗衣机、电茶壶、电饭煲控制及电能检测综合实验
（7）HOME-MOT 窗帘窗户模块实验
7.1电动窗帘控制实验
7.2电动窗户控制实验
7.3 基于电动窗帘窗户联合控制综合实验
（8）HOME-RS485 RS485扩展实验
8.1 RS485通信扩展实验
（9）HOME-TEMP 温湿度光强模块实验
9.1基于TSL2561T(IIC)传感器的光强测量实验
9.2 基于DHT11传感器的温湿度测量实验
9.3 光强、温湿度及时钟实时显示综合实验
3.系统连网实验（远程监控）
（1）上位机软件的安装及使用说明
（2）开关量传感单元连网实验
（3）开光量实验（红外、烟雾探测器、玻璃破碎、风雨光感应器等）
（4）智能单元连网实验（交流调光灯、电动窗帘窗户等）
（5）网络摄像头连网实验
（6）基于MCGS触摸屏和Labview同步显示和控制的单个房间连网系统实验
（7）基于MCGS触摸屏和Labview同步显示和控制多个房间连网系统实验
（8）用户自己可以扩展做各种情景模式（回家模式、度假模式、睡觉模式等）
三、技术参数
1.输入电源：单相AC220V±10% 50±2%Hz；
2.整机容量：≤2kVA；
3.外形结构：铝型材框架，钢制网孔板；
4.装置提供RS-485和以太网两种通讯接口；
5.智能电源管理系统具有过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定7大保护功能；电源具有一键锁定功能，处理故障时，防止漏电保护器合闸，造成触电危险；电源具有故障锁定功能，发生故障导致跳闸时，不能人为上电，只能通过远程清除故障后，才能上电成功；能通过无线4G和有线以太网与手机APP和PC端云平台通讯，没有网络的情况下，教室整套智能电源管理系统可离线独立运行。
1）智能终端：智能电源管理系统以32位ARM为核心，采用4.3寸彩色触摸屏为人机交互界面，实时监控设备运行情况，提供Zigbee、CAN等多种通信模式，具备语音播报功能。能实时监测三相电压、电流、功率，功率因数、频率、电能等参数，液晶触摸屏监测数值。能监控实验室电源的故障类型和故障次数；设备时间管理包含年月日时间的显示；用户通过刷卡方式请求开启设备，PC端进行授权之后，设备可启动使用，PC端可分时预约设备的启动和停止。
2）手机APP：用电状态界面实时显示当前电压、电流、有无功功率、电能、设备温度、漏电电流值等；用电数据界面能智能查找近2年用电数据，设置界面能设置限定电能值、负载值、设备超温值、过欠压值、过欠压恢复时间值等。后台查看报警日志、操作日志、故障日志等。控制：可在微信小程序中远程控制智能开关的通断。
3）PC端软件：每个设备状态信息显示，具有多个子界面，具有故障分析，用电能效分析、集中管理、个人中心资料管理、用户报警定位跟踪与信息统计；具有管理员信息修改与权限管理等功能。可一键开启和关闭所有设备，可单独控制每台设备的开关。
4）后台系统：包含账号管理、设备管理、报修管理、用户管理，设备管理：①、包含监控管理：实时视频监控每个教室，可一键预览所有设备的在线和运行情况，分析设备使用率及运行时间。②、包含设备节点：可显示设备所在位置、编码名称、挂载情况、用户编辑、用户查询等。报修管理：用户可进行远程报修，反应设备故障信息，编辑报修情况，后台可进行远程维护，及时跟进，以有效解决用户设备维护。用户管理：可连通手机号，对账户进行一对一的安全加密，实名认证，防止账户泄密、防盗，现场数据连接云平台后台数据库管理。
四、设备配置清单
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序号 |
控制中心名称 |
装置名称 |
数量 |
备注 |
|
1 |
餐厅厨房控制中心 |
智能家居控制器 |
1 |
|
|
多功能面板 |
1 |
|
|
节能灯控制主板 |
1 |
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|
排气扇控制主板 |
1 |
|
|
节能灯 |
1 |
|
|
排气扇 |
1 |
|
|
智能插座主板 |
1 |
|
|
电饭锅 |
1 |
|
|
电茶壶 |
1 |
|
|
烟火探测器 |
1 |
|
|
可燃气体探测器 |
1 |
|
|
空开、漏电保护 |
1 |
|
|
电源/5A |
1 |
|
|
2 |
卫生间过道控制中心 |
智能家居控制器 |
1 |
|
|
多功能面板 |
1 |
|
|
节能灯控制主板 |
1 |
|
|
排气扇控制主板 |
1 |
|
|
节能灯 |
1 |
|
|
排气扇 |
1 |
|
|
智能插座主板 |
1 |
|
|
洗衣机 |
1 |
|
|
电热水器 |
1 |
|
|
空开、漏电保护 |
1 |
|
|
电源/5A |
1 |
|
|
3 |
主卧室控制中心 |
智能家居控制器 |
1 |
|
|
扩展模块 |
1 |
|
|
触摸屏 |
1 |
|
|
多功能面板 |
1 |
|
|
节能灯控制主板 |
1 |
|
|
节能灯 |
1 |
|
|
智能调光开关 |
1 |
|
|
红外转发器 |
1 |
|
|
空调电视机 |
1 |
|
|
智能插座（2个） |
2 |
|
|
智能光强计 |
1 |
|
|
智能温湿度计 |
1 |
|
|
电动窗户及主板 |
1 |
|
|
电动窗帘及主板 |
1 |
|
|
风雨探测器 |
1 |
|
|
空开、漏电保护 |
1 |
|
|
电源/5A |
1 |
|
|
4 |
次卧控制中心 |
智能家居控制器 |
1 |
|
|
触摸屏 |
1 |
|
|
多功能面板 |
1 |
|
|
节能灯控制主板 |
1 |
|
|
节能灯 |
1 |
|
|
智能插座主板 |
1 |
|
|
空开、漏电保护 |
1 |
|
|
电源/5A |
1 |
|
|
5 |
门庭控制中心 |
智能家居控制器 |
1 |
|
|
多功能面板 |
1 |
|
|
节能灯控制主板 |
1 |
|
|
节能灯 |
1 |
|
|
IC门禁控制器 |
1 |
|
|
门铃主板 |
1 |
|
|
人体感应模块 |
1 |
|
|
空开、漏电保护 |
1 |
|
|
电源/5A |
1 |
|
|
摄像头 |
1 |
|
|
6 |
客厅控制中心 |
智能家居控制器 |
1 |
|
|
多功能面板 |
1 |
|
|
节能灯控制主板 |
1 |
|
|
节能灯 |
1 |
|
|
空调电视机 |
1 |
|
|
智能插座（2个） |
2 |
|
|
红外转发器主板 |
1 |
|
|
4G路由器 |
1 |
|
|
空开、漏电保护 |
1 |
|
|
电源/5A |
1 |
|
|
7 |
阳台控制中心 |
智能家居控制器 |
1 |
|
|
多功能面板 |
1 |
|
|
节能灯控制主板 |
1 |
|
|
节能灯 |
1 |
|
|
风雨探测器 |
1 |
|
|
智能温湿度计 |
1 |
|
|
空开、漏电保护 |
1 |
|
|
电源/5A |
1 |
|
|
8 |
上位机软件 |
定制设计 |
1 |
|
|
9 |
工具 |
香蕉连接线 |
1 |
|
|
仿真器 |
1 |
|
|
485、串口调试器 |
1 |
|
|
测试网线 |
1 |
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