HYWLW-1B型物聯(lián)網(wǎng)—智能家居綜合實訓(xùn)系統(tǒng)
一、概 述
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是非常廣闊的市場前景的巨大市場。根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的三層特征，首先對于物聯(lián)網(wǎng)感知層的教學(xué)，平臺提供了多種射頻識別和傳感器節(jié)點和路由器網(wǎng)絡(luò)等硬件和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的和數(shù)據(jù)采集控制軟件等資源。對于物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層教學(xué)，平臺提供了功能強(qiáng)大的以ARM處理器為內(nèi)核的網(wǎng)關(guān)硬件和自主研發(fā)的網(wǎng)關(guān)核心軟件，不僅能完成多種無線網(wǎng)絡(luò)管理，傳感器和射頻識別信息處理，而且還可以通過不同無線和有線網(wǎng)絡(luò)路徑，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)轿锫?lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)中心服務(wù)器數(shù)據(jù)庫和互聯(lián)網(wǎng)；平臺網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件，可以在PC上直觀方便的完成對各種網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)庫管理、網(wǎng)絡(luò)維護(hù)和拓?fù)?曲線顯示，并且具有無線網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)監(jiān)控等多種高級網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控功能。物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層的教學(xué)開發(fā)，用戶可以使用平臺提供的感知層，網(wǎng)絡(luò)層部件，像搭建積木一樣，構(gòu)建不同的應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)智能交通，智慧城市，智慧農(nóng)業(yè)，智能家居等等應(yīng)用。
物聯(lián)網(wǎng)是一種通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)連接起來，進(jìn)行信息交換和通訊，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的網(wǎng)絡(luò)。該技術(shù)是集傳感技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等多種技術(shù)于一體的綜合應(yīng)用學(xué)科。物聯(lián)網(wǎng)由應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層等三層結(jié)構(gòu)組成。
物聯(lián)網(wǎng)的一般體系結(jié)構(gòu)
物聯(lián)網(wǎng)的用途極為廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、智能家居、工業(yè)監(jiān)測、個人健康、現(xiàn)代物流、智能電網(wǎng)等多個領(lǐng)域（見下圖），其前景非常廣闊。物聯(lián)網(wǎng)被稱為繼計算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮。
物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用
其中智能家居是目前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較快的一個典型應(yīng)用，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的一個縮影。智能家居是以住宅為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通信、信息家電、設(shè)備自動化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。
可以預(yù)計，未來社會對智能家居行業(yè)高技能人才的需求會越來越多，高校、職業(yè)院校的專業(yè)設(shè)置和人才培養(yǎng)也應(yīng)緊緊圍繞社會和行業(yè)的需求展開，電子信息類專業(yè)作為我國高職院校中開設(shè)數(shù)量專業(yè)，在智能家居方向的人才培養(yǎng)迫在眉睫。同時，智能家居的技術(shù)構(gòu)成與電子信息專業(yè)的課程設(shè)置具有高度的重合性也為智能家居方向的人才培養(yǎng)提供了便利，也就是說電子信息專業(yè)是適合開展物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用-智能家居教學(xué)的。
二、本系統(tǒng)的特點
1、跟蹤電子信息技術(shù)的發(fā)展趨勢
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是近幾年發(fā)展起來的一門綜合性應(yīng)用技術(shù)，將對未來社會的發(fā)展和人們的生活產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。本實訓(xùn)教學(xué)環(huán)境項目以智能家居為載體，通俗易懂。融合了射頻識別、電子技術(shù)、嵌入式技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和系統(tǒng)集成，完整地表達(dá)了一個物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和運行原理。
2、理念的先進(jìn)性
本系統(tǒng)緊扣當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的熱門應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢，從一開始設(shè)計就考慮到了物聯(lián)網(wǎng)未來若干年的政策傾向、技術(shù)和應(yīng)用趨勢，在目前國內(nèi)較早地提出在高校教育中引入物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)、實訓(xùn)平臺的理念，并做了大量的市場調(diào)研和技術(shù)積累工作，填補了國內(nèi)高等教育領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺的空白；
2、內(nèi)容上的高度集成性
與其它實訓(xùn)平臺相比，本系統(tǒng)由于囊括了物聯(lián)網(wǎng)基本通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、RFID技術(shù)、傳感和控制技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)工程開發(fā)技術(shù)和智能家居應(yīng)用等各大部分，把這些原先分散的學(xué)科和技術(shù)融合在一起集成到一個實訓(xùn)平臺上，能更有效的引導(dǎo)學(xué)生從小型的實驗式項目開發(fā)一步一步的深入到系統(tǒng)級的項目開發(fā)上來；
3、功能上的實用性
我們將各種先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)適當(dāng)解剖，尋找物聯(lián)網(wǎng)實際應(yīng)用與教育實際情況的佳交叉點，將這些交叉點作為本系統(tǒng)的主要內(nèi)容，這樣既能緊扣當(dāng)今物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展潮流，同時兼顧了高校物聯(lián)網(wǎng)教育的實際情況，讓學(xué)?？梢杂械姆攀?，讓學(xué)生可以輕松、高校的掌握這些物聯(lián)網(wǎng)的實用技術(shù)；
4、結(jié)構(gòu)上的靈活性
本系統(tǒng)大量引入模塊化的設(shè)計思想，教師和學(xué)生可以根據(jù)自己需要將各種模塊隨意組合起來搭建各種適合自己的學(xué)習(xí)情境，有效的幫助學(xué)生完成課程設(shè)計、課外實踐活動和學(xué)術(shù)比賽；
5、實訓(xùn)項目的可擴(kuò)展性
經(jīng)過我們精心的設(shè)計，實訓(xùn)環(huán)境不受企業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計限制，教師在設(shè)計實訓(xùn)項目時擁有更大的發(fā)揮空間，而且還可以與本公司開展開源項目合作開發(fā)，有目的、有重點地發(fā)展校企合作；
6、操作上的安全性
實訓(xùn)平臺中充分地考慮了學(xué)生操作上的誤區(qū)，設(shè)計了大量有效的保護(hù)功能，讓學(xué)生可以安全、可靠地進(jìn)行項目學(xué)習(xí)、實踐和二次開發(fā)。
三、實訓(xùn)環(huán)境設(shè)計理念
1、各種技術(shù)匯集一身
物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)集成了RFID技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)、智能控制和智能數(shù)據(jù)處理等眾多技術(shù)于一身，所涉及學(xué)科領(lǐng)域之廣、技術(shù)門類之多導(dǎo)致很難在教學(xué)中全部講授，必須在物聯(lián)網(wǎng)這個大范疇下找到一個應(yīng)用子集，讓學(xué)生能親手去接觸、學(xué)習(xí)和實踐，這樣才能培養(yǎng)出具有系統(tǒng)級實踐能力的高素質(zhì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用人才。智能家居就是物聯(lián)網(wǎng)范疇中一個很好的應(yīng)用子集，本物聯(lián)網(wǎng)實訓(xùn)環(huán)境以通俗易懂的智能家居系統(tǒng)為案例，從單個家用電器的智能控制的實訓(xùn)開始，到智能家電的網(wǎng)絡(luò)控制，到整個智能家居系統(tǒng)的集成和調(diào)試。
2、系統(tǒng)設(shè)計充分地考慮了單一技術(shù)和系統(tǒng)集成能力的培養(yǎng)
系統(tǒng)采用網(wǎng)孔板和功能模塊化的設(shè)計理念，使學(xué)生既能對各模塊、單一技術(shù)的認(rèn)識、安裝和調(diào)試技能的訓(xùn)練，還能訓(xùn)練學(xué)生系統(tǒng)接線與集成能力，使之建立物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的概念。
3、引領(lǐng)的作用
以具體的物聯(lián)網(wǎng)智能家居作為載體，說明物聯(lián)網(wǎng)的表現(xiàn)形式，引導(dǎo)高校和職業(yè)院校的課程或?qū)I(yè)的建設(shè)思路。
4、建立互聯(lián)通信標(biāo)準(zhǔn)的概念
以智能家居技術(shù)與應(yīng)用實訓(xùn)環(huán)境中的互聯(lián)通信標(biāo)準(zhǔn)實訓(xùn)教學(xué)，幫助學(xué)生建立在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中通信標(biāo)準(zhǔn)的概念；
5、對電子信息專業(yè)的課程具有很好的繼承性
電子信息專業(yè)的課程設(shè)置通常有模擬電子技術(shù)、數(shù)字電子技術(shù)、電子線路、微處理器技術(shù)、PROTEL、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、測量技術(shù)、傳感器技術(shù)、電子產(chǎn)品安裝工藝等課程，這些課程都可以作為物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的基礎(chǔ)課程。在此基礎(chǔ)上再增加一些有關(guān)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的課程，如無線射頻識別技術(shù)、嵌入式技術(shù)、總線技術(shù)等，學(xué)生便可以勝任智能家居系統(tǒng)的安裝、維護(hù)以及部分的設(shè)計工作了。
四、實訓(xùn)內(nèi)容
1、智能網(wǎng)絡(luò)家電實訓(xùn)
1）客戶端TCP網(wǎng)絡(luò)編程實驗
2）客戶端UDP網(wǎng)絡(luò)編程實驗
3）門禁控制模塊原理與程序設(shè)計
4）燈光控制模塊原理與程序設(shè)計
5）插座控制模塊原理與程序設(shè)計
6）智能窗簾控制模塊原理與程序設(shè)計
7）智能電視機(jī)控制原理與程序設(shè)計
8）智能電飯鍋控制原理與程序設(shè)計
9）智能熱水器控制原理與程序設(shè)計
10）智能洗衣機(jī)控制原理與程序設(shè)計
11）智能空調(diào)控制原理與程序設(shè)計
2、家居安防實訓(xùn)
1）溫度檢測原理與程序設(shè)計
2）濕度檢測原理與程序設(shè)計
3）光強(qiáng)度檢測原理與程序設(shè)計
4）可燃?xì)怏w檢測原理與程序設(shè)計
5）煙霧檢測原理與程序設(shè)計
6）熱釋電人體感應(yīng)傳感原理與程序設(shè)計
7）聲音檢測原理與程序設(shè)計
8）視頻監(jiān)控原理與程序設(shè)計
3、射頻識別技術(shù)實訓(xùn)
1）RFID技術(shù)概述
2）寫標(biāo)簽實驗
3）串口讀標(biāo)簽實驗
4）GPRS讀標(biāo)簽實驗
5）以太網(wǎng)讀標(biāo)簽實驗
6）RFID身份驗證實驗
7）旅客行李識別跟蹤系統(tǒng)實驗
4、ARM7（STM32）系統(tǒng)實訓(xùn)
1）搭建開發(fā)環(huán)境和調(diào)試環(huán)境
2）認(rèn)識STM32開發(fā)框架
3）LED指示燈和主板按鍵
4）串口調(diào)試終端的建立
5）流水燈控制
6）板載按鍵掃描
7）蜂鳴器驅(qū)動
8）實時時鐘實驗
9）紅外線數(shù)據(jù)收發(fā)
5、ARM9（S3C2440）系統(tǒng)實訓(xùn)
1）服務(wù)器端TCP網(wǎng)絡(luò)編程實驗
2）服務(wù)器端UDP網(wǎng)絡(luò)編程實驗
3）Qtopia-2.2.0移植和開發(fā)環(huán)境搭建
4）Qt基礎(chǔ)界面開發(fā)實驗
5）數(shù)據(jù)庫管理和數(shù)據(jù)存儲實驗
6、網(wǎng)絡(luò)布線實訓(xùn)
1）常用傳輸介質(zhì)與傳輸特性概述
2）網(wǎng)絡(luò)綜合布線系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)與設(shè)計
3）以太網(wǎng)綜合布線與配置
4）ZigBee網(wǎng)絡(luò)搭建與配置
5）GPRS網(wǎng)絡(luò)搭建與配置
6）藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)搭建與配置
7）WiFi網(wǎng)絡(luò)搭建與配置
7、系統(tǒng)綜合訓(xùn)練
1）智能家居遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)實訓(xùn)
2）智能家居個性化模式設(shè)計實訓(xùn)
3）校園傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實訓(xùn)
五、技術(shù)條件
1、整機(jī)容量：≤2.5kVA
2、工作電源：AC1N/220V/50Hz/15A
3、尺寸：L×W×H=1.8m×1.6m×2.2m
4、重量：300kg。
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