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| 產地類別 | 國產 | 應用領域 | 電子 |
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產品簡介
詳細介紹
VS-ZNT01型 物聯網智能家居應用實訓體驗平臺
一、系統簡介
VS-ZNT01型 物聯網智能家居應用實訓體驗平臺是針對高等院校物聯網工程應用的需求，綜合運用智能傳感器、智能控制器、無線傳感器網絡、嵌入式中間件、移動通信、軟件工程等物聯網技術以及多學科技術的交叉融合，提出的面向實際生活的智能家居整體解決方案。
智能家居物聯網實訓體驗平臺分為大門、玄關、客廳/餐廳、廚房、臥室幾個區域，采用現代家居裝修風格，將智能設備直接融入設計中，依托部署在居室內的各種傳感器節點、設備控制節點、智能網關、以及智能終端，實現家居生活環境的智能安全監測、智能安防監測、智能報警、智能情景控制、智能設備控制、遠程視頻監控等功能，覆蓋了家庭安全類、家庭安防類、宜居生活類，為用戶打造一個安全、舒適、智能化的家居生活體驗館。用戶通過家居生活設施的聯動，感受到物聯網技術給日常生活帶來的便利，激發了用戶對物聯網學習的興趣。
二、系統構成
充分利用各種傳感器測量家居環境參數，結合嵌入式數據庫存儲技術將歷史數據統一保存管理；利用無線傳感器網絡統一管理各個節點；利用自動控制理論和反饋控制理論實現智能控制與無人值守；利用嵌入式 Linux 系統實現智能網關；利用 Android 系統實現智能終端；利用 Web 服務器實現網絡化智能家居監控終端，促使學生了解各種物聯網技術在智能家居現實環境的應用。
1、系統外觀
2、系統拓撲
三、硬件資源
1、硬件組成
智能家居生活館主要由感知設備、安防設備、控制設備、監控設備、家庭網關、智能終端、家居裝修材料等組成。
（1）感知設備：主要由傳感器調理板、ZigBee 通信模塊以及接口底板組成，涉及家庭安全類、宜居生活類、家庭安防類的所有傳感節點。系統傳感器支持 315、433、ZigBee 三種頻段，*后由 ZigBee 網絡統一管理所有傳感節點。具體包括空氣溫濕度傳感器、光照度傳感器、二氧化碳傳感器、火焰探測器、燃氣探測傳感器、煙霧探測器、火焰探測器、以及人體紅外探測器等，可根據客戶需求定制不同類型的傳感器節點。
（2）安防設備：由 RFID 遠距離身份識別裝置、反饋電子鎖，指紋識別系統、門/窗磁探測器組成，涉及家庭安防類的所有設備，實現射頻識別與指紋識別雙重權限解鎖功能，以及實現非法入侵檢測功能。
（3）控制設備：主要由執行設備、ZigBee 通信模塊以及接口底板組成，涉及宜居生活類的所有控制節點。因被控對象不同，主要分為交流供電型控制設備、紅外控制設備。交流供電型控制設備，主要包括控制器和交流電器，控制器封裝在標準的 86 盒內，交流電器只需插入 86 盒的兩相或三相插座內即可實現電器的開關控制，如照明燈、吊燈、警笛、窗簾、電視、音響、空調等。紅外控制設備主要是學習遙控器的編碼，用一個紅外控制設備代替多個遙控器，如電視、空調、音響等。
（4）監控設備：它是一種視頻服務器，具有 IP 地址和 MAC 地址，支持以太網、WiFi 兩種網絡接入方式，用于網絡視頻監控。
（5）家庭網關：安裝在玄關處，主要由 Cortex-A8 嵌入式主板組成，封裝在模具內，是整個智能家居生活館的控制中心。家庭網關集成 ZigBee 協調器、WiFi 通信模塊、以及 GPRS/3G 模塊。家居環境中所有傳感器、控制設備、智能家電等均可通過 ZigBee 技術或 WiFi 無線通信技術連接到家庭網關。家庭網關即可通過以太網、WiFi 模塊實現互聯網的接入，也可通過 GPRS、3G 模塊實現移動互聯網的接入，為用戶遠程監控家居環境提供支持。同時系統支持短信收發、接打電話，可實現火情、水情、燃氣泄漏、煙霧超標、非法入侵的短信、電話報警等功能。
（6）智能終端：Android 平板電腦，運行智能家居監控軟件，實現家居環境監測、設備遠程控制、以及視頻監控等功能。
（7）家居裝修材料：采用現代居室裝修風格，將智能設備直接融入裝修中，按照家庭裝修方式鋪設電源線路、玄關處安裝總開關，分出大門、玄關、客廳、臥室、廚房等區域，放置沙發、電視柜、櫥柜、木桌、茶幾、花圃等輔助設備。
2、硬件配置
（1）主要硬件的技術參數
四、軟件資源
1、軟件組成
系統軟件默認采用 C/S 結構，主要包括無線網絡傳感器數據透明傳輸軟件、基于 Qt 的家庭網關智能家居監控系統軟件、基于 Android 的智能家居監控系統軟件、基于 C#的智能家居系統軟件。同時系統提供 B/S 體系結構的智能家居網絡化遠程監控軟件。如圖所示：
（1）無線網絡傳感器數據透明傳輸軟件：
主要實現 ZigBee 網絡的建立、節點的自動入網、節點休眠與喚醒、節點之間數據的透明傳輸、傳感器節點的采樣與傳輸、以及執行節點驅動設備的功能。
（2）基于 Qt 的家庭網關智能家居監控系統軟件：
智能網關運行嵌入式 Linux 操作系統，上電后即運行基于 Qt 的智能家居系統軟件。它主要用來匯聚傳感層的各種傳感器節點，控制節點，并通過嵌入式數據庫，保存所有節點的網絡屬性、傳感器采樣值、控制器狀態等，允許用戶在本地查看智能家居環境參數、安防設備的狀態，以及控制家電設備等。同時它作為服務器，允許客戶端如平板電腦等設備與其建立連接，實現 TCP/IP 通信。
（3）基于 Android 的智能家居監控系統軟件：
平板電腦運行基于 Android 操作系統的智能家居監控軟件。用戶可以在平板上瀏覽家居環境參數、安防設備狀態，遠程控制家用電器（開關控制、紅外遙控）等，并且可以訪問網絡攝像機，實現遠程視頻監控。
（4）基于 C#的智能家居監控系統軟件：
系統還支持C#智能家居系統軟件。該軟件不用智能網關，而使用普通 PC 機，通過串口與 ZigBee 協調器通信。基于 C#的智能家居軟件就是通過串口編程、及時讀取串口緩沖數據實現對傳感層節點的管理的，主要實現家居環境監測、家居安防監測、家電設備控制以及視頻監控等功能。
（5）基于 Web 的智能家居網絡化監控軟件：
該軟件以智能網關為 Web 服務器，結合 CGI 應用程序接口、檢測與控制應用程序、以及 HTML 網頁，為用戶提供 B/S 方式的訪問與控制傳感層節點的平臺。
2、軟件配置
五、功能特點
1、系統功能：
（1）大門區域的功能
◆身份識別功能：進門時，通過 RFID 射頻識別裝置、指紋識別系統或者其他生物識別系統（如人臉識別）系統，辨別來者的身份。如果身份驗證通過，即可打開大門，播放“歡迎回家”的音頻，為勞累一天的人們送去一聲問候。出門時，只需識別系統驗證通過即可打開大門，或手動打開大門。
◆門禁安防功能：大門上安裝門磁系統，當身份識別未成功，而門磁系統卻檢測到異常，那么系統會立即啟動警笛，向住戶發送警情短信，并向物業。當身份識別成功，門磁系統不會報警。
（2）玄關區域的功能
玄關區域的功能分為感應式無線照明功能、布撤防功能。
◆感應式無線照明功能：住戶走進玄關區域，人體感應設備感應到人體，且光線昏暗，系統自動打開玄關處的照明燈。當住戶離開玄關區域，此時人體感應設備感應不到人體，系統自動關閉玄關處的照明燈。
◆布撤防功能：住戶身份識別成功后，進入玄關處，點擊撤防按鈕，將系統設置為“居家模式”，布防撤銷。當用戶離開家時，點擊布防按鈕，將系統設置為“離家模式”，布放生效。
（3）客廳區域的功能
◆感應式照明功能：照明系統根據環境光照度和人體感應狀態，自動控制吊燈的亮度，調整居室的明暗。
◆感應式窗簾功能：窗簾支持遙控、聯動、定時三種方式。系統根據當前的時間自動打開關閉窗簾，如每到晚上就自動關閉，早上就自動打開。系統可以設置定時，定時時間到窗簾就自動打開或關閉。
◆室內人體感應功能：客廳頂部安裝的人體感應設備感應到人體后，系統自動開啟照明、打開背景音響，播放背景音樂，打開飲水機自動加熱。
◆感應式沙發功能：住戶坐在沙發上時，多點式觸摸屏茶幾會自動開啟，顯示多種設備的控制按鈕，用戶可以點擊調節頂燈亮度、打開電視、調節音響、切換頻道，調節客廳氛圍。用戶離開沙發時，這些設備仍保持打開狀態，用戶可以點擊觸摸屏茶幾按鈕關閉，也可使用原有遙控器關閉，或者系統檢測不到室內的人體時，由控制系統自動關閉。
◆餐廳功能：用戶坐在餐桌椅子上時，系統控制餐廳照明燈打開，播放輕柔的音樂，享受美好的用餐時間。用餐完畢，離開椅子，系統照明燈調暗，關閉音樂。
◆空調無線控制功能：系統感應到用戶在家時，空調自動打開，根據室內溫度自動調整。室內植物的監控功能：系統通過土壤溫濕度，日光強弱，實現自動灌溉。
◆室內監控功能：客廳安裝網絡攝像頭，住戶可以通過智能手機隨時監控居室內的情況。
（4）臥室區域的功能
情景模式支持看書、休息、起夜、起床模式。用戶走進臥室，人體感應設備感應到人體后，自動開啟床頭燈，用戶可以坐在床上看書。如果需要休息，可以對床頭的語音識別設備說“關燈睡覺”，系統會自動關閉臥室燈光。起夜時，只需對語音識別設備說“起夜”，臥室的夜燈會緩緩點亮。天亮起床了，只需對語音設備說“起床”，臥室燈光自動打開，十分種后，窗簾自動打開。
（5）廚房區域的功能
◆廚房安全監測報警功能：廚房安裝的燃氣探測器、煙霧探測器，一旦監測到燃氣或煙霧濃度超標，系統會自動切斷煤氣閥，啟動警笛，開啟噴淋，給用戶發送報警短信，并給用戶和物業打電話。
2、系統特點：
智能家居監控系統，通過短距離無線通信方式，將監測傳感器，家用電氣、多媒體設備等整合到一個界面友好，操作簡單的嵌入式信息機中，由信息機統一收集家居環境與電氣設備運行狀態信息，通過 WIFI/Ethernet/GPRS 等模塊連接互聯網。用戶即可以在家中通過信息機查看居室環境，控制電氣設備，也可以通過互聯網或者短信遠程監控家居系統。
◆科技遍布家居中的每一個角落：溫濕度、光線、指紋、吊燈、窗簾、加濕器、電視、音響、空調、攝像機等多種類型傳感器安裝在家居環境中；
◆方便靈活的布線方式：傳感器/執行器采用 315、433 頻段，與信息機之間通過315-ZigBee/433-ZigBee 轉換器實現 ZigBee 無線連接方式；信息機可選擇以太網或者 WIFI、3G、GPRS 等移動互聯網模塊連接入網；
◆Web 方式的遠程維護：支持 Web 方式的遠程維護，只需通過 IE 瀏覽器，就可實現對系統的遠程監測和控制；
◆ 多模式設置：系統支持離家，居家等模式。離家模式啟動家庭安全、宜居生活、家庭防盜全開啟的*高級別監控；居家模式啟動家庭安全、宜居生活的基本級別監控。
六、教學資源
智能家居監控系統覆蓋了 ZigBee 無線傳感器網絡、Linux 智能網關、Android 智能終端、
PC 監控服務器、Web 遠程監控等五部分，因此系統提供了豐富的實驗，從基礎采集傳輸實驗，到網關匯聚分析處理實驗，到 Android 終端應用實驗，再到 PC 監控應用程序實驗、*后到 Web 遠程監控實驗，一條線貫穿，讓學生在實驗中逐步領悟物聯網的體系結構，關鍵技術以及實現方式，培養學生動手解決問題的能力，激發學生的創新潛力。
為方便用戶教學和學習，系統提供了一本使用手冊和一本實驗指導書。使用手冊主要介紹如何安全正確操作這套系統，使其正常運轉。實驗指導書詳細地介紹了系統的網絡結構，網絡參數，實驗目的，實驗功能，實驗原理，以及實驗步驟等。
1、基礎實驗能力
2、創新實驗能力
3、科研實驗能力
七、教學資源
VS-ZNT01型 物聯網智能家居應用實訓體驗平臺是針對高等院校物聯網工程應用的需求，綜合運用智能傳感器、智能控制器、無線傳感器網絡、嵌入式中間件、移動通信、軟件工程等物聯網技術以及多學科技術的交叉融合，提出的面向實際生活的智能家居整體解決方案。
智能家居物聯網實訓體驗平臺分為大門、玄關、客廳/餐廳、廚房、臥室幾個區域，采用現代家居裝修風格，將智能設備直接融入設計中，依托部署在居室內的各種傳感器節點、設備控制節點、智能網關、以及智能終端，實現家居生活環境的智能安全監測、智能安防監測、智能報警、智能情景控制、智能設備控制、遠程視頻監控等功能，覆蓋了家庭安全類、家庭安防類、宜居生活類，為用戶打造一個安全、舒適、智能化的家居生活體驗館。用戶通過家居生活設施的聯動，感受到物聯網技術給日常生活帶來的便利，激發了用戶對物聯網學習的興趣。
二、系統構成
充分利用各種傳感器測量家居環境參數，結合嵌入式數據庫存儲技術將歷史數據統一保存管理；利用無線傳感器網絡統一管理各個節點；利用自動控制理論和反饋控制理論實現智能控制與無人值守；利用嵌入式 Linux 系統實現智能網關；利用 Android 系統實現智能終端；利用 Web 服務器實現網絡化智能家居監控終端，促使學生了解各種物聯網技術在智能家居現實環境的應用。
1、系統外觀
1、硬件組成
智能家居生活館主要由感知設備、安防設備、控制設備、監控設備、家庭網關、智能終端、家居裝修材料等組成。
（1）感知設備：主要由傳感器調理板、ZigBee 通信模塊以及接口底板組成，涉及家庭安全類、宜居生活類、家庭安防類的所有傳感節點。系統傳感器支持 315、433、ZigBee 三種頻段，*后由 ZigBee 網絡統一管理所有傳感節點。具體包括空氣溫濕度傳感器、光照度傳感器、二氧化碳傳感器、火焰探測器、燃氣探測傳感器、煙霧探測器、火焰探測器、以及人體紅外探測器等，可根據客戶需求定制不同類型的傳感器節點。
（2）安防設備：由 RFID 遠距離身份識別裝置、反饋電子鎖，指紋識別系統、門/窗磁探測器組成，涉及家庭安防類的所有設備，實現射頻識別與指紋識別雙重權限解鎖功能，以及實現非法入侵檢測功能。
（3）控制設備：主要由執行設備、ZigBee 通信模塊以及接口底板組成，涉及宜居生活類的所有控制節點。因被控對象不同，主要分為交流供電型控制設備、紅外控制設備。交流供電型控制設備，主要包括控制器和交流電器，控制器封裝在標準的 86 盒內，交流電器只需插入 86 盒的兩相或三相插座內即可實現電器的開關控制，如照明燈、吊燈、警笛、窗簾、電視、音響、空調等。紅外控制設備主要是學習遙控器的編碼，用一個紅外控制設備代替多個遙控器，如電視、空調、音響等。
（4）監控設備：它是一種視頻服務器，具有 IP 地址和 MAC 地址，支持以太網、WiFi 兩種網絡接入方式，用于網絡視頻監控。
（5）家庭網關：安裝在玄關處，主要由 Cortex-A8 嵌入式主板組成，封裝在模具內，是整個智能家居生活館的控制中心。家庭網關集成 ZigBee 協調器、WiFi 通信模塊、以及 GPRS/3G 模塊。家居環境中所有傳感器、控制設備、智能家電等均可通過 ZigBee 技術或 WiFi 無線通信技術連接到家庭網關。家庭網關即可通過以太網、WiFi 模塊實現互聯網的接入，也可通過 GPRS、3G 模塊實現移動互聯網的接入，為用戶遠程監控家居環境提供支持。同時系統支持短信收發、接打電話，可實現火情、水情、燃氣泄漏、煙霧超標、非法入侵的短信、電話報警等功能。
（6）智能終端：Android 平板電腦，運行智能家居監控軟件，實現家居環境監測、設備遠程控制、以及視頻監控等功能。
（7）家居裝修材料：采用現代居室裝修風格，將智能設備直接融入裝修中，按照家庭裝修方式鋪設電源線路、玄關處安裝總開關，分出大門、玄關、客廳、臥室、廚房等區域，放置沙發、電視柜、櫥柜、木桌、茶幾、花圃等輔助設備。
2、硬件配置
（1）主要硬件的技術參數
| 名稱與類型 | 技術參數 |
| 家庭網關 | （1）處理器： 采用 ARM Cortex-A8 架構的三星 S5PV210 芯片作為主處理器，其運行主頻可高達 1GHz。S5PV210 包含很多強大的硬件編解碼功能，內建 MFC(MultiFormat Codec)，支持 MPEG-1/2/4，H.263，H.264 等格式的視頻編解碼，支持模擬/數字 TV 輸出。JPEG 硬件編解碼，*大支持 8000x8000 分辨率，集成了 PowerVR SGX540 高性能圖形引擎，支持 2D/3D 圖形加速，能夠支持OpenGL2.0 等 PC 級別顯示技術。具備 IVA3 硬件加速器，具備出色的圖形解碼性能，可流暢播放和錄制 30 幀/秒的 1920×1080 像素（即 1080P）的大尺寸高清視頻。同時，內建的 HDMIv1.3，可以將高清視頻輸出到外部顯示器上顯示。 （2）核心板資源： 尺寸：6cmX6cmX2.8mm； 采用 8 層盲埋設計，郵票孔緊密連接； 采用 S5PV210A ARM A8 高性能嵌入式處理器； 主頻高達 1GHz；512M Byte DDR2內存；512M Byte SLC Nand Flash； 集成 DM9000AEP 100M 以太網控制器，穩定可靠傳輸； 集成低功率 WM9713 音頻編解碼器，音質； 集成 WM8310 智能電源管理芯片，節能功耗； 集成系統時鐘，HDMI 時鐘，RTC 時鐘，USB 時鐘； 通過 EMC 測試認證，追求穩定；除總線外引出 230 PIN 管腳。 （3）底板資源： 7寸真彩液晶屏（AT070TN92），分辨率 800X480；帶 7 寸多點電容觸摸屏，支持電阻式觸摸屏；支持 4.3 寸、7 寸多款液晶模塊； 1路 VGA 接口，支持 800×600 分辨率； 1路顯示輸出到電視的復合視頻輸出接口 TVOUT； 1個 RJ45 以太網接口，帶連接和傳輸指示燈； 1 個主 USB2.0 OTG 接口，支持 USB 2.0 協議，使用 mini-USB AB 接口；板載 1 路 HDMI 接口； 板載 1 個 RS232 調試串口 UART2； 1路立體聲 400mW 語音輸出，可接耳機； 1路 MICIN 音頻輸入可接麥克； 1個高速 SD 卡座，可以實現 SD Memory 功能； 1路 mini-PCI 接口，可插入 SDIO 協議的 WIFI 模塊； 2個 USB HOST 插口，支持 USB1.1 協議，使用雙層 USB-A 母口； 板載一個標準 JTAG 接口；1 個 CMOS 攝像頭接口，支持 ITU-R BT601/656 8位模式；板載 1 個 MIC 咪頭； 1個 8 位系統啟動方式撥碼開關；5 個 Android 專用鍵盤； 板載 1 個 RTC 可充電鋰電池； 1個復位按鍵，采用專用芯片復位，穩定可靠； 引出總線接口，用于連接擴展模塊； 默認配置 ZigBee 無線通信模塊，WiFi 模塊等； 選配 3G 移動網絡通信模塊、GPS 定位模塊等。 |
| ZigBee 無線通信模塊 | 采用 TI CC2530 芯片，內置增強型 8 位 51 單片機和 RF 收發器；芯片內置溫度傳感器、串口、A/D 轉換模塊、SPI 接口和 I/O 等多種接口；具有片內128/256K 的可編程 Flash，8K 的 RAM；配置自主研發的 ZigBee 燒寫器 CCDEBUGGER。 默認采用 TI Z-Stack2007 協議棧；符合 IEEE802.15.4 標準規范，頻段范圍2.045G~2.484G；無線數據傳輸速率約為 20~250kbps，通信距離在 30~300米左右；支持在線調試下載燒寫方式和第三方 SmartRF Flash 燒寫方式；采用 IAR for EW8051 集成開發環境；同一個工程編譯 ZigBee 網絡所有節點程序，包括協調器、路由器和傳感控制終端節點。 支持 TI Z-Stack 2006 和 TinyOS 兩種協議棧；支持多任務處理；支持星形、樹型、網狀三種網絡拓撲結構；支持 Packet Sniffer 抓包分析儀；支持串口調試上位機軟件 Z-Tool。 |
| 傳感節點 | 由 ZigBee 無線通信模塊、傳感器調理板、接口底板組成；默認 5V DC 供電； 可配置多種傳感器：溫濕度傳感器、三軸加速度、紅外學習傳感器、光敏傳感器、光線傳感器、火焰傳感器、空氣質量傳感器、氣壓傳感器、繼電器、霍爾傳感器、紅外反射傳感器、RFID 讀卡器等。 |
| 86 盒無線強電控制器 | 由 ZigBee 無線通信模塊、變壓器、繼電器（或可控硅）、底板組成。 可驅動繼電器、可控硅等設備，實現供電回路的斷開和閉合。 技術參數：電源：AC220V±10%，50/60Hz；負載電流：≤10A；無線傳輸頻 率：2.4GHz；無線傳輸距離：≥10~20 米；發射功率：≤10dBm；接收靈敏 度：<-108dBm；工作溫度：10℃~50℃；相對濕度：﹤90%RH；外形尺寸： 86mm×86mm×45mm；控制負載電路數：一路。 可配置電器：所有采用 220V 交流市電供電的電器均可，如：自動澆花控制系統，電飯煲控制系統，加濕器控制系統等。 |
| 86 盒窗簾無線控制器 | 停在任意開合位置；開關狀態實時反饋；硬件和軟件雙重控制，手機，網絡隨時控制；工業級電路設計，高品質阻燃材料制造，安全可靠。 技術參數：電源：AC220V±10%，50/60Hz；負載電流：≤10A；無線傳輸頻率：2.4GHz；無線傳輸距離：≥10~20 米；發射功率：≤10dBm；接收靈敏度：<-108dBm；工作溫度：10℃~50℃；相對濕度：﹤90%RH；外形尺寸：86mm×86mm×45mm；控制負載電路數：一路。 |
| 調光控制器 | 與 ZigBee 和繼電器節點配合，實現臺燈/吊燈的亮度控制能隨意調節燈光亮度，輕松營造各種生活情調；漸明漸暗的開關效果，有效保護您的雙眼； 開關狀態實時反饋；硬件和軟件雙重控制，平板、網絡隨時控制； 工業級電路設計，高品質阻燃材料制造，安全可靠； 電源：AC230V±10% 50/60Hz；負載電流：≤2A； 無線傳輸頻率：2.4GHz；無線傳輸距離：≥10~20 米； 發射功率：≤10dBm；接收靈敏度：﹤-108dBm； 工作溫度：10℃~50℃；相對濕度：﹤90%RH； 外形尺寸：86mm×86mm×45mm；控制負載電路數：一路。 |
| 紅外控制系統 | 使用紅外控制模塊代替遙控器，實現遠程控制音響的開關； 由紅外自學習模塊與支持底板組成； 采用嵌入式系統，可以學習多種遙控器的紅外編碼； 采用紅外通信協議，替代遙控器，實現家用電器如空調、電扇、電飯煲等的控制。 可配置電器：電視、空調、音響等。 |
| 433M 煙霧傳感節點 | 由煙霧探測器、微處理器和 433MHz 無線通訊模塊組成； 具有報警鎖定特點，當檢測到煙霧時，將一直鎖定在報警狀態，除非掉電復位，否則無法解除報警； 供電電壓：12V DC；工作電流：<8mA，報警電流：<35mA；探測面積：<20㎡；探測煙霧濃度：>0.05% VOL；工作環境：-10~+50℃，5~95%RH，無凝露； 靈敏度等級：符合（GB4715-93）4.22 火災靈敏度試驗標準；具有無線聯網功能；無線通訊距離：100m 以上，無障礙距離：<300m；獨立聲光報警；故障自檢功能；帶靜音功能。 |
| 315-ZigBee 轉換器 | 將 315M 工作頻段轉到 ZIgBee 頻段 功能特點： 接收發射頻率為 315MHZ 的各種探測器、比如煙霧、紅外、燃氣、門磁等并將其轉化為 ZIGBEE 所能接收的數據信息。 技術參數： 電源：AC230V±10%，50/60Hz；負載電流：≤10A；無線傳輸頻率：2.4GHz； 無線傳輸距離：≥10~20 米；發射功率：≤10dBm；接收靈敏度：﹤-108dBm； 工作溫度：10℃~50℃；相對濕度：﹤90%RH；外形尺寸：86mm×86mm×45mm； 控制負載電路數：>1 路。 |
| 433-ZigBee 轉換器 | 將 433M 工作頻段轉到 ZIgBee 頻段 功能特點： 接收發射頻率為 433MHZ 的各種探測器、比如煙霧、紅外、燃氣、門磁等并 電源：AC230V±10%，50/60Hz；負載電流：≤10A；無線傳輸頻率：2.4GHz； 無線傳輸距離：≥10~20 米；發射功率：≤10dBm；接收靈敏度：﹤-108dBm； 工作溫度：10℃~50℃；相對濕度：﹤90%RH；外形尺寸：86mm×86mm×45mm； 控制負載電路數：>1 路。 |
| 視頻監控設備 | 1）內置網絡視頻服務器 支持 IP 地址動態分配，具有 MAC 地址； 支持 WEB 方式訪問，應用于廣域網環境； 支持有線、無線兩種網絡連接方式，有線采用以太網，無線支持 802.11b/g/n協議，信號穩定、穿透能力強； 視頻數據傳輸支持 HTTP、TCP、UDP、FTP 等多種網絡協議； 通過以太網（Ethernet）網絡實現網絡攝像機的管理和配置； 支持主輔雙碼流輸出； 報警信息或數據使用 SMTP、FTP 傳輸； 2）內置解碼器 采用高性能數字 DSP 技術，穩定可靠； 采用*的 H.264 視頻壓縮技術，JPEG 抓圖，*大圖像尺寸為 640*480，幀率為 25fps 或 30fps； 3）云臺 支持云臺控制，支持水平 350°、上下 100°范圍內轉動，外型小巧美觀，安裝方便，適合各種場合。 4）外部接口 1 個 T/F 卡接口； 1 個 RJ45 10M/100M 自適應以太網口； 1 路開關量報警輸入，1 路開關量報警輸出； 內置麥克風，實現語音采集，遠程現場聲音； 自帶紅外燈，支持 5 米夜視范圍，全天候監控； |
| 門禁指紋識別系統 | 控制門鎖開鎖，也可通過室內主機進行開鎖。 功能特點： 支持定時控制功能；支持無線遙控、手機、平板控制；開關狀態實時反饋； 工業級電路設計，高品質阻燃材料制造，安全可靠；導電彈片采用高導磷銅制造，使用壽命超長。 技術參數： 電源：AC230V±10%，50/60Hz；負載電流：≤10A；無線傳輸頻率：2.4GHz； 無線傳輸距離：≥10~20 米；發射功率：≤10dBm；接收靈敏度：﹤-108dBm； 工作溫度：10℃~50℃；相對濕度：﹤90%RH；外形尺寸：86mm×86mm×45mm； 控制負載電路數：一路。 |
| 超高頻識別裝置 | 性能參數： 支持協議標準:ISO18000-6C（EPC Class1 GEN2）； 防沖撞：每秒能讀取 300 張標簽； 工作頻率:902-928MHz(中心頻率 915MHZ)，865-868MHz； 讀取標簽距離:穩定讀取 4-6 米（可調） 適用標簽：UHF 頻段 EPC global Class1 Gen2 標準標簽； 通信接口: RJ45 以太網接口；射頻接口：TNC 母頭； 電源：110~240V/50~60Hz，電源適配器:7.5V/3A； 整機功耗：小于等于 16W； 工作溫度:-20℃~+65℃。 |
1、軟件組成
系統軟件默認采用 C/S 結構，主要包括無線網絡傳感器數據透明傳輸軟件、基于 Qt 的家庭網關智能家居監控系統軟件、基于 Android 的智能家居監控系統軟件、基于 C#的智能家居系統軟件。同時系統提供 B/S 體系結構的智能家居網絡化遠程監控軟件。如圖所示：
（1）無線網絡傳感器數據透明傳輸軟件：
主要實現 ZigBee 網絡的建立、節點的自動入網、節點休眠與喚醒、節點之間數據的透明傳輸、傳感器節點的采樣與傳輸、以及執行節點驅動設備的功能。
（2）基于 Qt 的家庭網關智能家居監控系統軟件：
智能網關運行嵌入式 Linux 操作系統，上電后即運行基于 Qt 的智能家居系統軟件。它主要用來匯聚傳感層的各種傳感器節點，控制節點，并通過嵌入式數據庫，保存所有節點的網絡屬性、傳感器采樣值、控制器狀態等，允許用戶在本地查看智能家居環境參數、安防設備的狀態，以及控制家電設備等。同時它作為服務器，允許客戶端如平板電腦等設備與其建立連接，實現 TCP/IP 通信。
（3）基于 Android 的智能家居監控系統軟件：
平板電腦運行基于 Android 操作系統的智能家居監控軟件。用戶可以在平板上瀏覽家居環境參數、安防設備狀態，遠程控制家用電器（開關控制、紅外遙控）等，并且可以訪問網絡攝像機，實現遠程視頻監控。
（4）基于 C#的智能家居監控系統軟件：
系統還支持C#智能家居系統軟件。該軟件不用智能網關，而使用普通 PC 機，通過串口與 ZigBee 協調器通信。基于 C#的智能家居軟件就是通過串口編程、及時讀取串口緩沖數據實現對傳感層節點的管理的，主要實現家居環境監測、家居安防監測、家電設備控制以及視頻監控等功能。
（5）基于 Web 的智能家居網絡化監控軟件：
該軟件以智能網關為 Web 服務器，結合 CGI 應用程序接口、檢測與控制應用程序、以及 HTML 網頁，為用戶提供 B/S 方式的訪問與控制傳感層節點的平臺。
2、軟件配置
| 設備名稱 | 組件 | 名稱 | 版本或軟件描述 |
| 無線網絡傳感器 | 開發環境 | IAR | IAR Embedded workbenchV7.60 |
| 協議棧 | ZStack-CC2530-2.3.0-1.4.0 | ||
| 第三方燒寫工具 | Smart RF Flash Programmer 和 USB 驅動 | ||
| 應用軟件 | ZigBee 數據透明傳輸軟件 | 自主研發，V2.4.2 | |
| 家庭網關 | 交叉編譯開發環境 | 操作系統 | Ubuntu12.04.4 LTS、Ubuntu14.04 LTS |
| 文件系統 | EXT4 文件系統 | ||
| 交叉編譯鏈 | arm-linux-gcc 4.4.1、arm-2009q3.tar.gz | ||
| 嵌入式Linux 系統 | 啟動代碼 | Uboot-1.3.4.tar.gz | |
| 嵌入式操作系統 | Linux2.6.35.tar.gz | ||
| 文件系統 | Yaffs 類型 | ||
| QT 庫 | Qt-4.7.3 函數庫源碼 | ||
| 應用軟件 | 開發環境 | Qt-Creator2.4.1 | |
| Qt-4.7.3 庫 | |||
| C++語言等 | |||
| Android 監控端 | 應用軟件 | 開發環境 | Windows XP 以上 |
| Eclipse IDE for Java Developers | |||
| Android-sdk_r16-windows | |||
| Java 語言等 | |||
| PC 監控端 | 應用軟件 | 開發環境 | Windows XP 以上 |
| Visual Studio2010 工具 | |||
| C#語言等 | |||
| Web 監控端 | 嵌入式Linux 操作系統 | 檢測與控制應用程序 | Qt-Creator2.4.1 與 Qt-4.7.3 庫 |
| CGI 應用程序 | CGI 庫以及 C 語言 | ||
| Web 服務器 | Apache 服務器 | ||
| HTML 網頁 | Dreamweaver、文本編輯器等 |
1、系統功能：
（1）大門區域的功能
◆身份識別功能：進門時，通過 RFID 射頻識別裝置、指紋識別系統或者其他生物識別系統（如人臉識別）系統，辨別來者的身份。如果身份驗證通過，即可打開大門，播放“歡迎回家”的音頻，為勞累一天的人們送去一聲問候。出門時，只需識別系統驗證通過即可打開大門，或手動打開大門。
◆門禁安防功能：大門上安裝門磁系統，當身份識別未成功，而門磁系統卻檢測到異常，那么系統會立即啟動警笛，向住戶發送警情短信，并向物業。當身份識別成功，門磁系統不會報警。
（2）玄關區域的功能
玄關區域的功能分為感應式無線照明功能、布撤防功能。
◆感應式無線照明功能：住戶走進玄關區域，人體感應設備感應到人體，且光線昏暗，系統自動打開玄關處的照明燈。當住戶離開玄關區域，此時人體感應設備感應不到人體，系統自動關閉玄關處的照明燈。
◆布撤防功能：住戶身份識別成功后，進入玄關處，點擊撤防按鈕，將系統設置為“居家模式”，布防撤銷。當用戶離開家時，點擊布防按鈕，將系統設置為“離家模式”，布放生效。
（3）客廳區域的功能
◆感應式照明功能：照明系統根據環境光照度和人體感應狀態，自動控制吊燈的亮度，調整居室的明暗。
◆感應式窗簾功能：窗簾支持遙控、聯動、定時三種方式。系統根據當前的時間自動打開關閉窗簾，如每到晚上就自動關閉，早上就自動打開。系統可以設置定時，定時時間到窗簾就自動打開或關閉。
◆室內人體感應功能：客廳頂部安裝的人體感應設備感應到人體后，系統自動開啟照明、打開背景音響，播放背景音樂，打開飲水機自動加熱。
◆感應式沙發功能：住戶坐在沙發上時，多點式觸摸屏茶幾會自動開啟，顯示多種設備的控制按鈕，用戶可以點擊調節頂燈亮度、打開電視、調節音響、切換頻道，調節客廳氛圍。用戶離開沙發時，這些設備仍保持打開狀態，用戶可以點擊觸摸屏茶幾按鈕關閉，也可使用原有遙控器關閉，或者系統檢測不到室內的人體時，由控制系統自動關閉。
◆餐廳功能：用戶坐在餐桌椅子上時，系統控制餐廳照明燈打開，播放輕柔的音樂，享受美好的用餐時間。用餐完畢，離開椅子，系統照明燈調暗，關閉音樂。
◆空調無線控制功能：系統感應到用戶在家時，空調自動打開，根據室內溫度自動調整。室內植物的監控功能：系統通過土壤溫濕度，日光強弱，實現自動灌溉。
◆室內監控功能：客廳安裝網絡攝像頭，住戶可以通過智能手機隨時監控居室內的情況。
（4）臥室區域的功能
情景模式支持看書、休息、起夜、起床模式。用戶走進臥室，人體感應設備感應到人體后，自動開啟床頭燈，用戶可以坐在床上看書。如果需要休息，可以對床頭的語音識別設備說“關燈睡覺”，系統會自動關閉臥室燈光。起夜時，只需對語音識別設備說“起夜”，臥室的夜燈會緩緩點亮。天亮起床了，只需對語音設備說“起床”，臥室燈光自動打開，十分種后，窗簾自動打開。
（5）廚房區域的功能
◆廚房安全監測報警功能：廚房安裝的燃氣探測器、煙霧探測器，一旦監測到燃氣或煙霧濃度超標，系統會自動切斷煤氣閥，啟動警笛，開啟噴淋，給用戶發送報警短信，并給用戶和物業打電話。
2、系統特點：
智能家居監控系統，通過短距離無線通信方式，將監測傳感器，家用電氣、多媒體設備等整合到一個界面友好，操作簡單的嵌入式信息機中，由信息機統一收集家居環境與電氣設備運行狀態信息，通過 WIFI/Ethernet/GPRS 等模塊連接互聯網。用戶即可以在家中通過信息機查看居室環境，控制電氣設備，也可以通過互聯網或者短信遠程監控家居系統。
◆科技遍布家居中的每一個角落：溫濕度、光線、指紋、吊燈、窗簾、加濕器、電視、音響、空調、攝像機等多種類型傳感器安裝在家居環境中；
◆方便靈活的布線方式：傳感器/執行器采用 315、433 頻段，與信息機之間通過315-ZigBee/433-ZigBee 轉換器實現 ZigBee 無線連接方式；信息機可選擇以太網或者 WIFI、3G、GPRS 等移動互聯網模塊連接入網；
◆Web 方式的遠程維護：支持 Web 方式的遠程維護，只需通過 IE 瀏覽器，就可實現對系統的遠程監測和控制；
◆ 多模式設置：系統支持離家，居家等模式。離家模式啟動家庭安全、宜居生活、家庭防盜全開啟的*高級別監控；居家模式啟動家庭安全、宜居生活的基本級別監控。
六、教學資源
智能家居監控系統覆蓋了 ZigBee 無線傳感器網絡、Linux 智能網關、Android 智能終端、
PC 監控服務器、Web 遠程監控等五部分，因此系統提供了豐富的實驗，從基礎采集傳輸實驗，到網關匯聚分析處理實驗，到 Android 終端應用實驗，再到 PC 監控應用程序實驗、*后到 Web 遠程監控實驗，一條線貫穿，讓學生在實驗中逐步領悟物聯網的體系結構，關鍵技術以及實現方式，培養學生動手解決問題的能力，激發學生的創新潛力。為方便用戶教學和學習，系統提供了一本使用手冊和一本實驗指導書。使用手冊主要介紹如何安全正確操作這套系統，使其正常運轉。實驗指導書詳細地介紹了系統的網絡結構，網絡參數，實驗目的，實驗功能，實驗原理，以及實驗步驟等。
1、基礎實驗能力
| 序號 | 名稱 | 實驗 |
| 1 | 無線傳感器網絡通信類實驗 | IAR 集成開發環境搭建實驗 |
| 基于 Z-Stack 協議棧傳感節點透明傳輸程序的使用實驗 | ||
| 2 | Linux 智能網關實驗 | 光線采集顯示實驗 |
| 溫濕度采集顯示實驗 | ||
| 燃氣探測顯示實驗 | ||
| 煙霧探測顯示實驗 | ||
| 人體感應探測實驗 | ||
| 門磁探測實驗 | ||
| 指紋識別實驗 | ||
| 可視門禁實驗 | ||
| 強電設備控制實驗（燈光、警笛、窗簾等） | ||
| 紅外學習控制實驗（電視、空調、音響等） | ||
| 3 | Android 智能終端實驗 | 光線采集顯示實驗 |
| 溫濕度采集顯示實驗 | ||
| 燈光設備控制實驗 | ||
| 警笛控制實驗 | ||
| 窗簾控制實驗 | ||
| 電視紅外控制實驗 | ||
| 空調紅外控制實驗 | ||
| 音響紅外控制實驗 | ||
| 4 | PC 機監控服務器實驗 | 智能家居環境監測實驗（含光線、溫濕度等） |
| 智能家居設備控制實驗（含燈光、警笛、窗簾、空調等） | ||
| 5 | Web 監控終端實驗 | 基于 Web 的監控軟件的使用實驗 |
| 序號 | 名稱 | 實驗 |
| 1 | 基于 QT 的智能網關創新實驗 | 基于 QT 的智能家居環境監測實驗 |
| 基于 QT 的智能家居設備控制實驗 | ||
| 基于 QT 的智能家居環境聯動控制實驗 | ||
| 2 | 基于 Android 的智能終端 創新實驗 | Android 終端與 Linux 網關的網絡通信實驗 |
| 基于 Android 的智能家居環境監測實驗 | ||
| 基于 Android 的智能家居設備控制實驗 | ||
| 基于 Android 的智能家居環境聯動控制實驗 | ||
| 基于 Android 的智能家居視頻監控實驗 | ||
| 3 | PC 機監控端創新實驗 | 基于 C#的智能家居環境聯動控制實驗 |
| 基于 C#的二次開發應用實驗 | ||
| 4 | Web 監控終端實驗 | 傳感層節點監測與控制程序實驗 |
| CGI 采集與控制接口實驗 | ||
| HTML 編寫實驗 |
| 序號 | 名稱 | 實驗 |
| 1 | 無線傳感器開發實驗 | 簡單的無線收發實驗；誤碼率測試實驗；頻譜分析實驗 Z-Stack 點對點通訊實驗 Z-Stack 星狀網通訊實驗 Z-Stack 樹狀網通訊實驗 基于 Z-Stack2007 協議棧的 GenericApp 實例的移植實驗 基于 Z-Stack2007 協議棧的無線數據傳輸實驗；基于 Z-Stack2007 協議棧溫濕度節點與協調器的無線數據傳輸； 基于 Z-Stack2007 協議棧多傳感器節點與協調器無線數據傳輸；基于 Z-Stack2007 協議棧的網絡拓撲定制實驗； |
| 2 | 智能網關開發實驗 | 嵌入式 Linux 開發環境建立實驗： Uboot 啟動代碼配置編譯實驗 Linux 內核配置編譯實驗、Linux 內核驅動開發實驗 Linux 驅動接口測試實驗 Yaffs 根文件系統的制作實驗 Qtopia2.2.0 圖形系統編譯實驗 Qt-4.7.3 程序庫的編譯實驗 |
| 類別 | 序號 | 設備名稱 | 數量 |
| 傳感節點 | 1 | 空氣溫濕度節點 | 1 |
| 2 | 光線檢測節點 | 1 | |
| 3 | 火焰檢測節點 | 1 | |
| 4 | 語音播放節點 | 1 | |
| 5 | 語音識別節點 | 1 | |
| 6 | 壓力（稱重）檢測節點 | 1 | |
| 7 | 315 門磁傳感器 | 1 | |
| 8 | 315 煙霧探測器 | 1 | |
| 9 | 315 可燃氣體探測器 | 1 | |
| 10 | 315 人體感應器 | 1 | |
| 11 | 315 轉 ZigBee 通信節點 | 1 | |
| 12 | 315M 情景面板 | 1 | |
| 13 | ZigBee 協調器 | 1 | |
| 智能開關控制設備 | 14 | 電飯煲 | 1 |
| 15 | 加濕器 | 1 | |
| 16 | 自動澆花裝置 | 1 | |
| 17 | 自動噴淋裝置 | 1 | |
| 18 | 6 盒無線強電控制器 | 4 | |
| 19 | 繼電器弱電控制節點 | 1 | |
| 智能門禁設備 | 20 | RFID 遠距離射頻識別裝置 | 1 |
| 21 | 門磁+門鎖控制器 | 1 | |
| 22 | 指紋+控制器 | 1 | |
| 智能紅外控制設備 | 23 | 液晶電視 | 1 |
| 24 | 空調扇 | 1 | |
| 25 | 音響 | 1 | |
| 26 | 高清媒體播放器 | 1 | |
| 27 | （新）紅外 ZigBee 節點 | 1 | |
| 智能調查光控制設備 | 28 | 臺燈或吊燈 | 1 |
| 29 | 86 觸摸調光控制器 | 1 | |
| 智能窗簾控制設備 | 30 | 電動窗簾電機導軌與雙開窗簾 | 1 |
| 31 | 電動窗簾控制器（新紅外節點） | 1 | |
| 視頻監控設備 | 32 | WiFi 網絡攝像機 | 1 |
| 33 | 可視門禁裝置 | 1 | |
| 中央控制區 | 34 | 家庭智能網關（集成攝像頭、ZigBee、3G、WiFi 通信模塊） | 1 |
| 35 | Android 平板電腦 | 1 | |
| 36 | 多點式觸摸屏茶幾 | 1 | |
| 附件 | 37 | 線路由器 | 1 |
| 38 | 家庭網關 DC5V3A 直流電源 | 3 | |
| 39 | 智能家居生活館使用說明書 | 1 | |
| 40 | 智能家居生活館實驗指導書 | 1 | |
| 41 | 智能家居生活館裝修耗材：沙發+電視柜+櫥柜+木桌+茶幾+澆花等輔助設備 | 若干 | |
| 42 | 網關系統搭建附件（交叉串口線、交叉網線、Mini USB數據線、方口 USB 同步線、FT-CC253-Debugger 調試器、SD 卡讀寫器、4G SD card） | 若干 | |
| 軟件 | 43 | 無線傳感器網絡透明傳輸軟件 | 1 |
| 44 | 基于 Qt 的智能家居生活館軟件 | 1 | |
| 45 | 基于 Android 的智能家居生活館系統軟件 | 1 | |
| 46 | 基于 C#的智能家居生活館系統軟件 | 1 | |
| 47 | 基于 Web 的智能家居網絡化監控軟件 | 1 |