物联网智能家居实训考核系统

物联网智能家居实训考核系统

物联网实训操作台

一、物联网实训操作台简介

物联网实训操作台定位于高校物联网应用专业和物联网实训室建设，采用模块化的设计模式，可以根据实际需求选配各种模块组建具有行业特色的物联网工程实训室，与实际应用紧密结合，覆盖物联网三个层面的主要技术，包括传感器技术，RFID技术，无线传感网、蓝牙、WiFi、GPRS等各种通信组网技术，以及各种应用系统。

二、物联网实训操作台特点：

1.操作台采用侧板与底板设计，为学生提供方便操作环境。对于操作台上的所有元器件，均提供便利的接插口，便于操作。

2.模块化的产品：ZigBee、GPRS、WiFi、蓝牙、RFID等系列产品

3.基础控制区：结合多种模块，实现温度、湿度、光照度、气体等多种传感数据采集与控制实验

4.提供智能家居模拟应用物联网实验室物联网实训室

5.提供温室大棚模拟应用

6.提供智能货架管理，对模块产品进行管理

三、物联网实训操作台硬件资源:

名称	参数与功能
规格尺寸	1580mm×1580mm×800mm
产品模块	igBee套件：包含协调器、路由器、参考节点、定位节点、传感控制节点 GPRS套件、WiFi套件、蓝牙套件 RFID读写器与标签：低频、高频、超高频
基础控制区	提供多种传感器输入模块：温湿度传感器、光敏传感器、干簧管/紧急按键、烟雾探测传感器、人体感应传感器等提供多种输出控制设备：直流电机、步进电机、LED灯模块、数码管模块、继电器输出等提供多种接插座与接插线缆
智能家居模拟应用区	提供ZigBee套件和GPRSModem，结合多种传感器和输出控制设备，实现对家居环境监测、家电控制、安防监测，以及远程监控等。
温室大棚模拟应用区	通过ZigBee套件，监测土壤温度和水分，空气温度、湿度、光照强度、CO2浓度等来获得作物生长的最佳条件，通过自动调节温室环境、土壤环境，实现温室集约化、网络化远程管理。
智能货架区	利用RFID技术，通过软件对产品模块进行管理
PC机套件	19寸LCD显示器、主机、键盘、鼠标，PCI转多串口卡
电源及配件	提供9V、12V等电源接口，以及电源适配线缆。
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

四、物联网实训操作台基础控制区

物联网实训操作台基础控制区，集成了多种传感器和输出控制设备，主要包含空气温湿度采集、光照度采集、入侵探测、烟雾探测、干簧门磁等传感器、求助按键，以及直流电机、步进电机、数码管显示、LED灯、继电器输出控制设备等，学生利用ZigBee协调器、路由器、传感控制节点板，GPRS、WiFi和蓝牙传感控制节点板，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。

硬件列表

名称	功能描述
温湿度传感器模块	采集环境的温度与湿度
光敏传感器模块	采集环境的光照强度
烟雾探测传感器模块	模拟安防中的烟雾探测
人体感应传感器	模拟安防中的入侵检测
紧急呼救按键	模块紧急呼救求助按钮
数码管模块	模块温度显示等
LED灯模块	模拟室内照明
直流电机	模拟空调风扇等家电设备
步进电机	模块电动窗帘、洗衣机等设备
继电器输出（灯）	模拟环境加温设备
各功能模块节点	ZigBee：协调器、路由器、参考定位节点、传感控制节点、GPRS、WiFi、蓝牙传感控制节点 RFID：RFID低频、高频和超高频读写器与标签

实训内容

传感控制应用实训
读取温度传感器采集数据实验	控制蜂鸣器实验
读取湿度传感器采集数据实验	控制LED实验
读取光照度传感器采集数据实验	控制直流电机和步进电机实验
智能家居模拟应用区	提供ZigBee套件和GPRSModem，结合多种传感器和输出控制设备，实现对家居环境监测、家电控制、安防监测，以及远程监控等。
读取加速度传感器数据实验	控制干簧管，与蜂鸣器报警结合实验
读取烟雾探测传感器采集数据实验	实现紧急求助报警功能，按钮与蜂鸣器结合
控制数码管实验
RFID应用实训
RFID低频读写实验	RFID高频读写实验
RFID超高频读写实验
无线综合应用实训
ZigBee多种组网实训	ZigBee传感采集控制综合实训
GPRS综合实训	蓝牙综合实训
WiFi综合实训	RFID综合实训

五、物联网实训操作台智能家居模拟应用

物联网智能家居模拟应用系统，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。同时，也可以利用GPRS进行短信控制与报警等。

硬件列表

名称	功能描述	数量
温湿度传感器模块	采集环境的温度与湿度	1
光敏传感器模块	采集环境的光线强度	1
烟雾探测传感器模块	用于安防中的烟雾探测	1
燃气探测传感器模块	用于安防中的燃气探测	1
人体感应传感器模块	模拟安防中的入侵检测	1
干簧门磁	模拟安防中的门窗防撬	1
紧急呼救按键	模块紧急呼救求助按钮	1
数码管模块	2位数码管，模拟空调温度设定	1
LED灯模块	一组四只LED灯，模拟室内照明	1
直流电机	模拟空调风扇等家电设备	1
步进电机	模块电动窗帘、洗衣机等设备	1
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。	1
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。	3
GPRSModem	GPRS远程短信控制与报警	1
网络摄像头	采集捕捉视频图像，远程实时动态摄像监控，可远程通过手机、电脑实时动态监控家中的情况	1
PC服务器	提供智能家居演示系统软件界面，实现数据采集处理与控制、进行视频捕捉与监控。	1

实训内容

监测家居环境温度和湿度，并自动打开空调风扇等设备。监测家居环境光照度，并自动实现灯光照明设备的开启与关闭。进行烟雾和燃气探测，当发生异常情况时，可通过声音或手机短信等多种方式报警。

当按下紧急求助按钮时，启动报警。

当检测有人入侵时，或门窗被撬时，启动报警，同时开启网络摄像头捕捉视频图像，可在远和通过手机和电脑进行查看。

通过智能家居演示系统软件实现数据采集和控制。

通过GPRS网络，实现家居环境的远程监测与控制。

六、物联网实训操作台温室大棚模拟应用

功能描述

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。

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、手机短信远程监测环境信息和设备运行状态等。

硬件列表

名称	功能描述	数量
温湿度传感器模块	采集温室环境的空气温度与湿度	1
光敏传感器模块	采集温室环境的光照强度	1
CO2传感器模块	监测温室环境空气中的CO2浓度	1
LED灯模块	一组四只LED灯，模拟温室大棚内环境加温	1
直流电机	模拟温室大棚内风机/换气设备	1
继电器输出（灯）	模拟温室大棚内补光灯	1
紧急呼救按键	模块紧急呼救求助按钮	1
电磁阀水阀	模拟开闸放水，实现对土壤微喷灌溉	1
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。	1
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。	1
PC服务器	提供温室大棚演示系统软件界面，实现温室环境数据采集处理与控制。	1
GPRSModem	GPRS远程短信控制与报警	1
网络摄像头	采集捕捉视频图像，远程实时动态摄像监控，可远程通过手机、电脑实时动态监控温室情况	3

实训内容

1监测温室空气的温度和湿度，并自动开启加温或风机/换气设备

2监测温室光照度，当光照度不够时，自动开启补光设备

3监测土壤温度和水分，当土壤缺少水分时，自动开闸放水

4网络化的视频监控，实现对生产环境的图像监控以及生长图像的实时采集，

便于远程诊指导。

5当温室环境发生异常情况时，可通过声音或手机短信等多种方式报警

6通过温室大棚演示系统软件实现数据采集和控制

7通过GPRS网络，实现温室环境的远程监测与控制。

七、物联网实训操作台智能货架

功能描述

物联网实训操作台包含了一个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，货架内嵌的平板天线采用水平方式放置，平放于每层货架的底部，每层货架放置一组数码管输出，用于显示当前该层货架商品的数量。

将基础实验中使用的每个设备当作货品，在其底部贴上电子标签（写入货品信息），平放于货架的天线上，保证能够读取到货品信息。使用时要领用和归还。

硬件设备

物联网实验室物联网实训室每层货架并列摆放四个平板天线，每个货架有四层，共需要内嵌16个平板天线。每个货架配置一个高频读写器以及一台多路器，读写器信号分配到多路器上，再连接到16个平板天线上。智能货架主要设备具体如下：

1个RFID高频读写器（货架专用）

1个天线多路器

16个平板天线（货架专用）

4组2位数码管输出显示

货架货品：

ZigBee设备：协调器、路由器、传感控制节点、定位节点

无线设备：GPRS传感控制节点、WiFi传感控制节点、蓝牙传感控制节点

RFID设备：RFID低频读写器、RFID高频读写器、RFID超高频读写器

软件功能

货品RFID标签：为每个货品写入RFID标签信息：货品编号、名称、位置等

货品上架管理：当货品上架时，将自动更新该层货架数码管数量显示

货品领用管理：实验前必须要求学生领用设备，否则将会报警，货品数量也会自动更新

货品归还管理：当完成实验后，学生要归还设备。

智能家居电子设备实训装置

一、智能家居电子设备实训装置概述：

智能家居以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，提供舒适安全、高品位且宜人的家庭生活空间；还由原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约环保。

二、智能家居电子设备实训装置特点：

1.结构设计优越，全模块化设计，学习可自行根据环境调整摆放格局，可以轻易的对任意一个系统拆卸与维护。

2.实训系统框架由铝合金型材和网孔板组成，智能家居器件安装到网孔板上形成一个子系统模块，各个网络、电话、家居系统控制器件采用工程标准接线,以让学生能够掌握现实工程的设计规则标准。

3.实训设备顶层使用单晶硅太阳能控制系统，可以满足智能家居各个模块供电需求以及内部电路调试.

4.智能家居系统在教学过程中进行对各种控制模块的电路基础学习，对模块的焊接、安装、调试与测试，通过把模块接到智能家居仿真控制主机上进行基本功能的仿真测试。

5.模块电路板盒采用双板叠成，学生可以把调试好的模块替换到实训平台上，自己动手焊接电路板、编写控制程序，对智能家居电子设备的控制来真正验证电路模块的功能，并学习智能家居的布线和各种通信协议的应用和调试等。

三、智能家居电子设备实训装置技术参数：

1.产品结构：2000mm*1200mm*2400mm；实训台桌面为防火耐磨中密度板，欧标铝型材框架、钣金实训模拟墙结构，内嵌有线路线槽，满足于学习实训时所需器件安装走线，形成完善的的现实工程环境，使学生能直接通过工程项目实训模块的实习，熟悉现实智能家居的工程设计技术与规范要求。

2.实训台下体设有长方体半封闭式木柜，造型美观大方，设有抽屉和储存模块柜，方便各种配件材料与工具的储存。

3.电源：单相三线220V±10%50HZ

4.安全保护：具有漏电、过压、短路，智能IC取电等保护，安全指标符合国家标准。

四、智能家居电子设备实训装置实训内容：

（一）智能家居电子设备（产品）控制组件的装配与调试实训

1.太阳能供电系统安装与调试。

2.智能家居照明控制系统的安装与调试。

3.智能家居防盗系统的安装与调试。

4.智能家居远程视频监控系统的安装与调试。

（二）智能家居单片机实训

1.单片机主机控制系统学习和编程。

2.驱动LED电阻屏实训。

3.电机控制实训。。

4.温、湿度传感器控制实训。

5.电动窗帘控制实训。

（三）智能家居电子设备控制组件间通信实训

1．232通信实训。

2．485通信实训。

3．TCP/IP网络通信实训

4．zigbee无线通信实训

5．SPRS/GSM通信实训

6．433/415MHZ无线通信实训。

（四）综合布线与网络构建实训

1．水晶头、面板接线、网线制作等网络布线基础实训。

2．交换机、路由器调试实训。

3．互联网联网调试实训。

4．zigbee网络调试实训。

5．wifi无线网络调试实训。

智能家居单元系统实训装置

一、智能家居单元系统实训装置概述

智能电子产品系统是以促进各高职院校智能电子产品系统工程实施的教学改革为目的，以培养“具有电子信息产品的安装、调试、检测、维护能力，具备电子信息技术的开发、设计、推广、应用能力的高级技术应用型专门人才”和“具有电子产品生产过程管理、质量检测及设备维护能力的高级技术应用型专门人才”为目标。本系统以基于Cortex-M3构架的STM32系列芯片为核心，采用标准进行模块化设计，以智能家居为载体，为用户提供微型化、智能化和网络化的控制模块及产品。适用于高职院校智能电子产品系统、智能家居、嵌入式实验室建设、学生毕业设计或课程设计、学生课外拓展学习、电子类技能竞赛载体等众多领域。

二、智能家居单元系统实训装置特点

智能电子产品系统为一套标准一室一厅智能家居电子产品实施项目的配置，包含了两大家庭控制中心：客厅厨房控制中心，卧室卫生间控制中心。

智能化：本系统中产品以基于Cortex-M3构架的STM32系列芯片为核心，开发了一系列智能产品，产品可就地控制，也可家居控制中心的智能家居控制器控制，还可以通过以太网、手机等控制。

网络化：本智能电子产品系统工程实施项目具有以太网和RS485标准的两种通讯协议。各控制中心智能家居控制器通过以太网与家庭信息互联处理中心通讯；各智能产品通过RS485总线与家庭控制中心控制器通讯。

标准化：系统采用模块化设计，在一个最小系统板的基础上可随意组合不同的模块，用户亦可根据扩展接口定义自己设计特殊的模块，使其具有特殊功能。各模块尺寸及特殊功能设计都按照一定标准执行，这些标准亦可提供给用户，方便用户自主扩展设计。

扩展性：智能家居控制器及RS485扩展模块均为标准模块式产品，预留标准的以太网接口、RS485接口、I\O、AD、DA接口，可将家居模型任意改变、配置相关智能产品、亦可增加第三方产品。

实用性：本系统包含智能家居中智能家居控制器、智能插座、多功能面板、电动窗帘、电动窗户、光强及温湿度计等各方面智能产品，可用于教学、也可实用于家中。

安全性：模块接口都有特殊的防反插防错插本设计，确保各模块不会因操作不当而损毁。对于强电部分的模块不仅有隔离系统，更装有防触碰装置，以防用户在通电情况下因误碰而发生触电危险，保证用户用电安全。

三、智能家居单元系统实训装置技术条件

1.输入电源：单相AC220V±10%50±2%Hz

2.整机容量：≤2kVA

3.网孔板式电气安装屏尺寸：120cm*200cm*60cm

4.实训台上装置提供RS-485和以太网两种通讯接口

四、智能家居单元系统实训装置配置

序号	房间名称	安装设备	数量	备注
1	客厅、厨房	工程实训台钣金（平面网孔板）	1
		智能家居控制器	1
		光强及温湿度计	1
		智能插座	1
		86型开关插座	1
		电茶壶	1
		多功能面板	1
		交流调光灯	1
		螺口灯座	2
		节能灯	1
		LED灯	1
		红外探测器	1
		烟火灾探测器	1
		可然气体探测器	1
		排风扇	1
		电控锁	1
2	卧室、卫生间	工程实训台钣金（平面网孔板）	1
		7寸触摸屏	1
		智能家居控制器	1
		智能插座	1
		86型开关插座	1
		多功能面板	1
		交流调光灯	1
		螺口灯座	2
		节能灯	1
		白炽灯	1
		红外探测器	1
		烟火灾探测器	1
		双光束对射红外探测器	1
		玻璃破碎探测器	1
3		J-Link仿真器	1
4		16口交换机	1
5		电脑管理软件(Labview应用软件)	1

五、智能家居单元系统实训装置系统介绍

电子技术成为近代科学技术发展的一个重要标志。从十九世纪末发展至今，电子技术已无处不在：近至计算机、手机、电视、音响等生活常用品，远至工业、航天、军事等领域都可以看到电子技术的身影。电子技术在二十世纪的迅速发展大大推动了航空航天技术、遥测传感技术、通讯技术、计算机技术以及网络技术等多门类技术的兴起与发展。同时随着微电子技术、计算机技术和网络技术的发展，各类电子产品也越来越趋向微型化、智能化和网络化。智能电子产品系统为一套标准两室两厅智能家居电子产品实施项目的配置，包含了两大家庭控制中心（客厅厨房控制中心、卧室卫生间控制中心）；以及一套智能家居管理软件。两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。网络拓扑图如下图所示。

1.家庭控制中心说明：

客厅厨房控制中心

客厅厨房控制中心包含智能家居控制器、电控锁、多功能面板、节能灯、排气扇、智能调光开关、智能光强及温湿度计、智能插座、电茶壶、可燃气体探测器、烟火灾探测器及红外探测器。

电控锁通过智能家居控制器控制门的开启；多功能面板控制客厅、厨房灯的开关；智能调光开关调节LED灯的亮度、也可通过485总线与智能家居控制器通讯，通过情景模式智能调节LED灯的亮度；智能光强及温湿度计显示采集客厅温湿度及光照度；智能插座控制和采集电茶壶的电源和电量信息，可合理分配用电负荷；可燃气体探测器、烟火灾探测器及红外探测器用于组件家居系统的安防系统。

多功能面板、智能调光开关、智能光强及温湿度计、智能插座通过485总线与智能家居控制器通讯，可燃气体探测器、烟火灾探测器、红外探测器及电控锁通过I\O口与智能家居控制器通讯。

卧室卫生间控制中心

卧室卫生间控制中心包含智能家居控制器、触摸屏、多功能面板、智能调光开关、智能插座、烟火灾探测器、红外探测器、玻璃破碎探测器、双光束对射红外探测器。

触摸屏通过485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485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；多功能面板控制卧室、卫生间灯的开合；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；烟火灾探测器、红外探测器、玻璃破碎探测器、双光束对射红外探测器用于组件家居系统的安防系统。

触摸屏、多功能面板、智能调光开关、智能插座通过485总线与智能家居控制器通讯，烟火灾探测器、红外探测器、玻璃破碎探测器及双光束对射红外探测器通过I\O口与智能家居控制器通讯。

2．智能家居电脑管理软件说明

智能家居电脑管理软件是基于Labview应用软件，是QS-iHome-III智能电子产品系统的集中管理手段和工具，它让整个家居系统在电脑屏幕上一览无遗，使系统调试与功能设置易如反掌。本管理软件通过以太网协议与智能家居控制器底层协议，应用层面的合作，开发可控制主流智能家居系统，实现智能灯光控制、智能电器控制、智能温度控制、智能窗户控制、智能窗帘控制、智能安防控制、智能遥控控制、智能定时控制、智能网络控制、智能远程控制、智能场景控制等功能的软件。

LabVIEW是一种程序开发环境，由美国国家仪器（NI）公司研制开发的，类似于C和BASIC开发环境，但是LabVIEW与其他计算机语言的显著区别是：其他计算机语言都是采用基于文本的语言产生代码，而LabVIEW使用的是图形化编辑语言G编写程序，产生的程序是框图的形式。

3.智能电子产品说明

智能家居控制器

智能家居控制器以基于Cortex-M3构架的STM32系列芯片为核心的标准模块式产品，预留标准的以太网接口、4路RS485接口、I\O、AD、DA接口。

智能插座

插座以基于Cortex-M3构架的STM32系列芯片为核心的智能产品，内含ADE7753电能芯片、液晶屏、继电器等，可计量显示对应家用电器的电量参数，并可设置何时启动该家用电器的电源，可合理分配家中用电负荷，实现智能电网功能。可通过485总线与家庭控制中心通讯。也可独立工作。

多功能面板

多功能面板以基于Cortex-M3构架的STM32系列芯片为核心的智能产品，包含4路继电器输出，可同时控制4路负载（灯、排气扇等），可通过485总线与家庭控制中心通讯。也可独立工作。

调光开关

调光开关以基于Cortex-M3构架的STM32系列芯片为核心的智能产品，采用光耦隔离来控制MOS管的通断，使用半波整流稳压技术来实现强电控制部分的直流电供应，PWM波控制占空比即控制调光，负载可为白炽灯及LED灯，可通过485总线与家庭控制中心通讯。也可独立工作。

光强及温湿度计

光强及温湿度计以基于Cortex-M3构架的STM32系列芯片为核心的智能产品，显示采集对应区域的温湿度信息，并可通过485总线传递给家庭控制中心的智能家居控制器。

触摸屏

本装置采用的彩色触摸屏是一套以嵌入式低功耗CPU为核心（主频400MHz）的高性能嵌入式一体化触摸屏。该产品设计采用了7英寸高亮度TFT液晶显示屏（分辨率800×480），四线电阻式触摸屏，高档塑料结构,工业级低功耗，CPU400MHz,64M内存,64M闪存,1*RS232(隔离接口),1*RS485(隔离接口),1*USB接口(一主一从)，24VDC电源输入,功耗小于7W。同时还预装了嵌入式实时多任务操作系统组态软件。

可通过485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。

红外探测器

红外探测器是一种当入侵者接近它时能触发报警的探测装置。报警信号采集到智能家居控制器中，配合组成安防系统。

双光束对射红外探测器

双光束对射红外探测器其基本的构造包括瞄准孔、光束强度指示灯、球面镜片、LED指示灯等。其侦测原理乃是利用红外线经LED红外光发射二极体，再经光学镜面做聚焦处理使光线传至很远距离，由受光器接受。当光线被遮断时就会发出警报。报警信号采集到智能家居控制器中，配合组成安防系统。

玻璃破碎探测器

玻璃破碎探测器利用压电陶瓷片的压电效应（压电陶瓷片在外力作用下产生扭曲、变形时将会在其表面产生电荷），可以制成玻璃破碎入侵探测器。对高频的玻璃破碎声音（10k～15kHZ）进行有效检测，而对10kHZ以下的声音信号（如说话、走路声）有较强的抑制作用。玻璃破碎声发射频率的高低、强度的大小同玻璃厚度、面积有关。报警信号采集到智能家居控制器中，配合组成安防系统。

烟火灾探测器

烟火灾探测器根据烟雾粒子对光的吸收和散射作用，光电感烟式火灾探测器可分为减光式和散射光式两种类型。散射光型光电感烟探测器目前已经成为主流。报警信号采集到智能家居控制器中，配合组成安防系统。

可燃气体探测器

可燃气体探测器对单一或多种可燃气体浓度响应的探测器。是利用难熔金属铂丝加热后的电阻变化来测定可燃气体浓度。当可燃气体进入探测器时，在铂丝表面引起氧化反应（无焰燃烧），其产生的热量使铂丝的温度升高，而铂丝的电阻率便发生变化。报警信号采集到智能家居控制器中，配合组成安防系统。

4.项目配置说明

智能家居产品非常灵活，使用场所、家居户型各不相同，用户需求灵活多变，本智能电子产品系统工程实施项目的基本配置为一室一厅户型，配置的设备可根据要求更改。

物联网智能家居综合实训系统

一、物联网智能家居综合实训系统概述

传感网/物联网技术是面向21世纪的最新技术，具有非常广阔的市场前景的巨大市场。根据物联网的三层特征，首先对于物联网感知层的教学，平台提供了多种射频识别和传感器节点和路由器网络等硬件和网络协议的和数据采集控制软件等资源。对于物联网网络层教学，平台提供了功能强大的以ARM处理器为内核的网关硬件和自主研发的网关核心软件，不仅能完成多种无线网络管理，传感器和射频识别信息处理，而且还可以通过不同无线和有线网络路径，将数据传输到物联网网络中心服务器数据库和互联网；平台网络监控软件，可以在PC上直观方便的完成对各种网络的监控、数据库管理、网络维护和拓扑/曲线显示，并且具有无线网络状态监控等多种高级网络监控功能。物联网应用层的教学开发，用户可以使用平台提供的感知层，网络层部件，像搭建积木一样，构建不同的应用系统，实现智能交通，智慧城市，智慧农业，智能家居等等应用。

物联网是一种通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的网络。该技术是集传感技术、通信技术、网络技术、计算机技术、控制技术等多种技术于一体的综合应用学科。物联网由应用层、网络层、感知层等三层结构组成。

物联网的一般体系结构

物联网的用途极为广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、智能家居、工业监测、个人健康、现代物流、智能电网等多个领域（见下图），其前景非常广阔。物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。

物联网的应用

其中智能家居是目前物联网发展较快的一个典型应用，是物联网技术的一个缩影。智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。

可以预计，未来社会对智能家居行业高技能人才的需求会越来越多，高校、职业院校的专业设置和人才培养也应紧紧围绕社会和行业的需求展开，电子信息类专业作为我国高职院校中开设数量最多的专业，在智能家居方向的人才培养迫在眉睫。同时，智能家居的技术构成与电子信息专业的课程设置具有高度的重合性也为智能家居方向的人才培养提供了便利，也就是说电子信息专业是最适合开展物联网应用-智能家居教学的。

二、物联网智能家居综合实训系统特点

1、跟踪电子信息技术的最新发展趋势

物联网技术是近几年发展起来的一门综合性应用技术，将对未来社会的发展和人们的生活产生深远的影响。本实训教学环境项目以智能家居为载体，通俗易懂。融合了射频识别、电子技术、嵌入式技术、网络技术、计算机技术和系统集成，完整地表达了一个物联网系统的体系结构和运行原理。

2、理念的先进性

本系统紧扣当前物联网发展的热门应用领域和发展趋势，从一开始设计就考虑到了物联网未来若干年的政策倾向、技术和应用趋势，在目前国内较早地提出在高校教育中引入物联网教学、实训平台的理念，并做了大量的市场调研和技术积累工作，填补了国内高等教育领域物联网教学平台的空白；

2、内容上的高度集成性

与其它实训平台相比，本系统由于囊括了物联网基本通信和网络技术、RFID技术、传感和控制技术、嵌入式系统工程开发技术和智能家居应用等各大部分，把这些原先分散的学科和技术融合在一起集成到一个实训平台上，能更有效的引导学生从小型的实验式项目开发一步一步的深入到系统级的项目开发上来；

3、功能上的实用性

我们将各种先进的物联网技术适当解剖，寻找物联网实际应用与教育实际情况的最佳交叉点，将这些交叉点作为本系统的主要内容，这样既能紧扣当今物联网技术的发展潮流，同时兼顾了高校物联网教育的实际情况，让学校可以有的放矢，让学生可以轻松、高校的掌握这些物联网的实用技术；

4、结构上的灵活性

本系统大量引入模块化的设计思想，教师和学生可以根据自己需要将各种模块随意组合起来搭建各种适合自己的学习情境，有效的帮助学生完成课程设计、课外实践活动和学术比赛；

5、实训项目的可扩展性

经过我们精心的设计，实训环境不受企业产品的设计限制，教师在设计实训项目时拥有更大的发挥空间，而且还可以与本公司开展开源项目合作开发，有目的、有重点地发展校企合作；

6、操作上的安全性

实训平台中充分地考虑了学生操作上的误区，设计了大量有效的保护功能，让学生可以安全、可靠地进行项目学习、实践和二次开发。

三、物联网智能家居综合实训系统实训环境设计理念

1、各种技术汇集一身

物联网技术集成了RFID技术、传感技术、通信技术、智能控制和智能数据处理等众多技术于一身，所涉及学科领域之广、技术门类之多导致很难在教学中全部讲授，必须在物联网这个大范畴下找到一个应用子集，让学生能亲手去接触、学习和实践，这样才能培养出具有系统级实践能力的高素质物联网技术应用人才。智能家居就是物联网范畴中一个很好的应用子集，本物联网实训环境以通俗易懂的智能家居系统为案例，从单个家用电器的智能控制的实训开始，到智能家电的网络控制，最后到整个智能家居系统的集成和调试。

2、系统设计充分地考虑了单一技术和系统集成能力的培养

系统采用网孔板和功能模块化的设计理念，使学生既能对各模块、单一技术的认识、安装和调试技能的训练，还能训练学生系统接线与集成能力，使之建立物联网系统的概念。

3、引领的作用

以具体的物联网智能家居作为载体，说明物联网的表现形式，引导高校和职业院校的课程或专业的建设思路。

4、建立互联通信标准的概念

以智能家居技术与应用实训环境中的互联通信标准实训教学，帮助学生建立在网络系统中通信标准的概念；

5、对电子信息专业的课程具有很好的继承性

电子信息专业的课程设置通常有模拟电子技术、数字电子技术、电子线路、微处理器技术、PROTEL、计算机网络技术、测量技术、传感器技术、电子产品安装工艺等课程，这些课程都可以作为物联网技术的基础课程。在此基础上再增加一些有关物联网技术的课程，如无线射频识别技术、嵌入式技术、总线技术等，学生便可以胜任智能家居系统的安装、维护以及部分的设计工作了。

四、物联网智能家居综合实训系统实训内容

1、智能网络家电实训

1）客户端TCP网络编程实验

2）客户端UDP网络编程实验

3）门禁控制模块原理与程序设计

4）灯光控制模块原理与程序设计

5）插座控制模块原理与程序设计

6）智能窗帘控制模块原理与程序设计

7）智能电视机控制原理与程序设计

8）智能电饭锅控制原理与程序设计

9）智能热水器控制原理与程序设计

10）智能洗衣机控制原理与程序设计