【文章內(nèi)容簡介】 感器組合進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，網(wǎng)絡(luò)層包括 ZIGBEE 技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)、WIFI 技術(shù)，并結(jié)合仿真智能家居模型，進(jìn)行應(yīng)用層的教學(xué)開發(fā)工作。理論聯(lián)系實(shí)際應(yīng)用，利用較短時(shí)間，實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)應(yīng)用型、技術(shù)型人才的教學(xué)目標(biāo)，為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)提供實(shí)用性人才。 3. 設(shè)計(jì)原則和要求人性化7 / 32“人”作為對(duì)象的主體，系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)緊緊圍繞著人們的實(shí)際需求，以實(shí)用、簡便、經(jīng)濟(jì)、安全的原則，滿足管理這一特定使用功能。 用戶需要操作方便，功能實(shí)用，外觀美觀大方的智能家居系統(tǒng)。系統(tǒng)要有吸引來賓的外觀和功能，能體現(xiàn)用戶高品質(zhì)生活品位。同時(shí)要化繁為簡、高度人性、注重健康。通過智能家居演示中心，讓人了解何為“物聯(lián)網(wǎng)”，普及物聯(lián)網(wǎng)只是；充分體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，切實(shí)感受到物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)帶來的益處。實(shí)用性 演示中心選用的系統(tǒng)和產(chǎn)品都應(yīng)能使用戶得到實(shí)實(shí)在在的受益，并滿足近期使用和遠(yuǎn)期發(fā)展的需要。在多種實(shí)現(xiàn)途經(jīng)中，選擇最經(jīng)濟(jì)可行的途經(jīng)。實(shí)訓(xùn)室的配置的實(shí)驗(yàn)設(shè)備能夠滿足高職院校的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)和開發(fā)需求。 針對(duì)職業(yè)學(xué)院人才培養(yǎng)特點(diǎn)，由淺入深介紹物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)和知識(shí)體系，并通過專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的動(dòng)手實(shí)踐，達(dá)到在物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)應(yīng)用方面，具備很強(qiáng)動(dòng)手實(shí)踐能力的專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)。創(chuàng)新性、示范性。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層體系架構(gòu)，建設(shè)各類專業(yè)實(shí)訓(xùn)室，是國內(nèi)?？圃盒Ｔ谖锫?lián)網(wǎng)教學(xué)方面的創(chuàng)新和探索，在全國?？圃盒Ｎ锫?lián)網(wǎng)專業(yè)教學(xué)提供示范性作用。 安全可靠性 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)具有較高的可靠性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復(fù)的功能。 易操作性 系統(tǒng)及其功能的配置以能給用戶提供舒適、安全、方便、快捷為準(zhǔn)則，其操作應(yīng)簡便易學(xué)，而絕不能因“智能”而給用戶帶來不便，甚至煩惱。 透明封裝，開放接口除了滿足演示需求，系統(tǒng)同樣考慮到教學(xué)開發(fā)的需求，家居的每個(gè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集終端節(jié)點(diǎn)等器件統(tǒng)一設(shè)計(jì)成透明、可拆卸封裝，方便老師和學(xué)生替換演示，同時(shí)開放每個(gè)子系統(tǒng)開放軟件接口，通過外接 PC，進(jìn)行上位機(jī)、或者終端程序替換演示，講解技術(shù)原理。4. 規(guī)范依據(jù)《低功耗無線傳感器網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)》IEEE 《無線局域網(wǎng)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)》 IEEE 《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ/T 1692《建筑電氣安裝工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》GBJ 30388 ；《施工現(xiàn)場臨時(shí)用電安全技術(shù)規(guī)范》JGJ 4688；《中國電氣裝置安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范》GBJ 23282 ；《系統(tǒng)接地的型式及安全技術(shù)要求》GB 1405093 ；8 / 32三、 演示中心系統(tǒng)組成1. 智能家居演示中心智能家居演示中心（選項(xiàng)一）大屏幕無線LED 燈墻智能家電展示區(qū)域，左手可進(jìn)入縮小版臥室、廚房，詳見平面圖9 / 323 2 2 0 m m中央控制臺(tái)H W網(wǎng)關(guān)路由器燃?xì)鈧鞲衅鞴?jié)點(diǎn)溫濕度傳感器節(jié)點(diǎn)注 ： 每個(gè)區(qū)域頂上裝有煙感火警單元液晶大屏幕 智能家居演示中心平面圖（選項(xiàng)二） 2. 智能家居系統(tǒng)組成本設(shè)計(jì)包含的系統(tǒng)為：智能燈光、遙控窗簾、家庭影院、室內(nèi)空氣環(huán)境監(jiān)測、智能空調(diào)、能耗管理、智能 PDA 遙控、彩色觸摸屏控制、智能家居安防、遠(yuǎn)端 WEB 控制等。以上各個(gè)系統(tǒng)相互聯(lián)系，融合為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，相互響應(yīng)，做到真正意義上的智能。3. 智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)理念設(shè)計(jì)理念：科技、舒適、健康、節(jié)能、安全、人性。 10 / 324. 智能家居簡介1)遠(yuǎn)程控制——手機(jī)、電話，遠(yuǎn)程控制所有的燈和電器。2)定時(shí)控制——定制生活場景，定時(shí)開關(guān)燈和電器。室內(nèi)的窗簾、熱水器、電飯煲、音響、空調(diào)等家電定時(shí)自動(dòng)開關(guān)機(jī)，門廳口的 “全關(guān)”鍵，所有的燈和電器全部熄滅，安防系統(tǒng)自動(dòng)布防； 3)智能照明——讓燈光成為藝術(shù)，夢(mèng)幻燈光，隨心創(chuàng)造！ 1). 軟啟功能：燈光的漸亮漸暗功能,能讓眼睛免受燈光驟亮驟暗的刺激,同時(shí)還可以延長燈具的使用壽命。 2). 調(diào)光功能：燈光的調(diào)亮調(diào)暗功能, 除了營造溫馨與浪漫的氛圍，還能達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的功能。 3). 亮度記憶：燈光亮度記憶的功能，使燈光更富人情味,讓的燈光充滿變幻魔力。 4). 全開全關(guān): 輕松實(shí)現(xiàn)燈和電器的一鍵全關(guān)和所有燈的一鍵緊急全開功能、人性化的控制。 5）走廊、玄觀燈光，通過人體感應(yīng)器，晚上人經(jīng)過，自動(dòng)亮起；庭院燈光，根據(jù)亮度和時(shí)間進(jìn)行控制。4)無線遙控——使用一個(gè)遙控器，實(shí)現(xiàn)遙控所有的燈和電器；輕按場景按鈕，實(shí)現(xiàn)“會(huì)客” 、 “就餐” 、 “影院”等燈光和電器的組合場景。 5)場景控制——夢(mèng)幻場景，一觸而就。 輕觸演示廳門口的 “回家”鍵，預(yù)設(shè)開啟的燈和電器就自動(dòng)開啟；輕觸“就餐”鍵，就餐的燈光和電器組合場景即刻出現(xiàn)；輕觸“影院”鍵，燈光和電器組合場景隨之出現(xiàn)； 6）能耗管理——廳內(nèi)所有電器、水、燃?xì)馔ㄟ^數(shù)據(jù)采集終端，無線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)無線抄表、管理功能，并通過控制臺(tái)、PDA 可視化管理；7）電動(dòng)窗簾：感應(yīng)照度的自動(dòng)開閉、遙控控制。8）定向音響：傳統(tǒng)的音響，其聲場是發(fā)散的，如果多個(gè)音源在一起，便會(huì)互相干擾，無法分辨清楚聲音內(nèi)容。采用定向音響技術(shù)，您只會(huì)在指定的范圍11 / 32內(nèi)聽到您想要的內(nèi)容，即使在多個(gè)音源很近的情況下，您也不必?fù)?dān)心。9）中央空調(diào)/新風(fēng)：健康、節(jié)能、舒適、集中統(tǒng)一管理。10)智能安防——分防入侵檢測，家居安全兩部分內(nèi)容； 放心地工作，安心地生活，忠誠管家，時(shí)刻守護(hù)！ 門禁：進(jìn)門處設(shè)置 UHF 遠(yuǎn)距離讀卡設(shè)備，來賓發(fā)放識(shí)別卡，通過權(quán)限設(shè)置，可控制是否能夠進(jìn)入演示廳、實(shí)訓(xùn)室；防盜：窗的位置額外安裝窗磁、紅外幕簾傳感器來防范，室外、室內(nèi)布控視頻監(jiān)測點(diǎn)。家居安全：在家居安全方面，演示中心將安裝各類信號(hào)監(jiān)測模塊，包括：火情監(jiān)測：安裝溫度探測裝置。煤氣泄露監(jiān)測：主要設(shè)置于煤氣管道，閥門附近。探測空氣中化學(xué)成分濃度。煙塵監(jiān)測：類似于煤氣泄漏監(jiān)測，探測空氣成分濃度。5. ZigBee 技術(shù)ZigBee 是一組基于 IEEE 批準(zhǔn)通過的 無線標(biāo)準(zhǔn)研制開發(fā)的，有關(guān)組網(wǎng)、安全和應(yīng)用軟件方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。它是一種短距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)傳輸率、低成本的雙向無線通信技術(shù)。該技術(shù)可以應(yīng)用于超低功率損耗的無線網(wǎng)絡(luò)中，它滿足 ISO /OSI 參考模型。其物理層和 MAC 層采用了 標(biāo)準(zhǔn)；ZigBee 聯(lián)盟定義了上層部分,包括網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。用戶層由用戶自己定義。目前，許多公司都提出了 ZigBee 解決方案。ZigBee 技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)有：（1）省電：兩節(jié)五號(hào)電池可使用長達(dá)六個(gè)月到兩年左右的時(shí)間；（2）可靠；采用了碰撞避免機(jī)制；（3）成本低；（4）時(shí)延短；（5）網(wǎng)絡(luò)容量大；（6）安全：ZigBee 提供了數(shù)據(jù)完整性檢查和鑒權(quán)功能，加密算法采用 AES128，各種應(yīng)用可以靈活確定其安全屬性。12 / 32Zigbee 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖6. ZigBee 智能家居網(wǎng)絡(luò)在智能家居系統(tǒng)中，將 ZigBee 無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于家庭網(wǎng)絡(luò)已成為趨勢(shì)。這不僅僅是因?yàn)闊o線網(wǎng)絡(luò)可以提供更大的靈活性、流動(dòng)性，省去花在綜合布線上的費(fèi)用和精力，而且更因?yàn)樗霞彝ゾW(wǎng)絡(luò)的通訊特點(diǎn)。ZigBee 智能家居網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)組成ZigBee 智能家居是以家庭為單位進(jìn)行設(shè)計(jì)安裝，每個(gè)家庭都安裝一個(gè)家庭網(wǎng)關(guān)、若干個(gè)無線通訊 ZigBee 子節(jié)點(diǎn)模塊。在家庭網(wǎng)關(guān)和每個(gè)子節(jié)點(diǎn)上都接有一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊（符號(hào) ZigBee 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品），通過這些無線網(wǎng)絡(luò)收發(fā)模塊，數(shù)據(jù)在網(wǎng)關(guān)和子節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行傳送。其系統(tǒng)組成如下圖所示。13 / 32I n t e r n e t2 . 4 G z i g b e e2 . 4 G z i g b e e2 . 4 G z i g b e e有線有線有線能耗統(tǒng)計(jì)Z i g b e e 網(wǎng)關(guān) 、