VS-ZNJJ01型 智能家居單元系統(tǒng)實訓(xùn)箱

一,、概述

    智能家居單元系統(tǒng)實訓(xùn)箱是以促進(jìn)各高職院校智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)工程實施的教學(xué)改革為目的,，以培養(yǎng)“具有電子信息產(chǎn)品的安裝、調(diào)試,、檢測,、維護(hù)能力，具備電子信息技術(shù)的開發(fā),、設(shè)計,、推廣、應(yīng)用能力的高級技術(shù)應(yīng)用型專門人才”和“具有電子產(chǎn)品生產(chǎn)過程管理,、質(zhì)量檢測及設(shè)備維護(hù)能力的高級技術(shù)應(yīng)用型專門人才”為目標(biāo),。本系統(tǒng)以基于Cortex-M3構(gòu)架的STM32系列芯片為核心，采用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行模塊化設(shè)計,，以智能家居為載體,，為用戶提供微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的控制模塊及產(chǎn)品,。適用于高職院校智能電子產(chǎn)品系統(tǒng),、智能家居、嵌入式實驗室建設(shè),、學(xué)生畢業(yè)設(shè)計或課程設(shè)計,、學(xué)生課外拓展學(xué)習(xí)、電子類技能競賽載體等眾多領(lǐng)域,。

智能家居實訓(xùn)系統(tǒng)工程實施項目示意圖

二,、產(chǎn)品特點

       智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)為一套標(biāo)準(zhǔn)一室一廳智能家居電子產(chǎn)品實施項目的配置，包含了兩大家庭控制中心：客廳廚房控制中心,，臥室衛(wèi)生間控制中心,。

智能化：本系統(tǒng)中產(chǎn)品以基于Cortex-M3構(gòu)架的STM32系列芯片為核心，開發(fā)了一系列智能產(chǎn)品,，產(chǎn)品可就地控制,，也可家居控制中心的智能家居控制器控制，還可以通過以太網(wǎng),、手機(jī)等控制,。

網(wǎng)絡(luò)化：本智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)工程實施項目具有以太網(wǎng)和RS485標(biāo)準(zhǔn)的兩種通訊協(xié)議。各控制中心智能家居控制器通過以太網(wǎng)與家庭信息互聯(lián)處理中心通訊,；各智能產(chǎn)品通過RS485總線與家庭控制中心控制器通訊,。

標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，在一個*小系統(tǒng)板的基礎(chǔ)上可隨意組合不同的模塊,，用戶亦可根據(jù)擴(kuò)展接口定義自己設(shè)計特殊的模塊,，使其具有特殊功能。各模塊尺寸及特殊功能設(shè)計都按照一定標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，這些標(biāo)準(zhǔn)亦可提供給用戶,，方便用戶自主擴(kuò)展設(shè)計,。

擴(kuò)展性：智能家居控制器及RS485擴(kuò)展模塊均為標(biāo)準(zhǔn)模塊式產(chǎn)品，預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口,、RS485接口,、IO、AD,、DA接口,，可將家居模型任意改變、配置相關(guān)智能產(chǎn)品,、亦可增加第三方產(chǎn)品,。

實用性：本系統(tǒng)包含智能家居中智能家居控制器、智能插座,、多功能面板,、電動窗簾、電動窗戶,、光強(qiáng)及溫濕度計等各方面智能產(chǎn)品，可用于教學(xué),、也可實用于家中,。

安全性：模塊接口都有特殊的防反插防錯插本設(shè)計，確保各模塊不會因操作不當(dāng)而損毀,。對于強(qiáng)電部分的模塊不僅有隔離系統(tǒng),，更裝有防觸碰裝置，以防用戶在通電情況下因誤碰而發(fā)生觸電危險,，保證用戶用電安全,。

三、技術(shù)條件

1.輸入電源：單相AC220V±10%  50±2%Hz

2.整機(jī)容量：≤2kVA

3.網(wǎng)孔板式電氣安裝屏尺寸：120cm*200cm*60cm

4.實訓(xùn)臺上裝置提供RS-485和以太網(wǎng)兩種通訊接口

四,、配置

五,、系統(tǒng)介紹

    電子技術(shù)成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個重要標(biāo)志,。從十九世紀(jì)末發(fā)展至今，電子技術(shù)已無處不在：近至計算機(jī),、手機(jī),、電視、音響等生活常用品,，遠(yuǎn)至工業(yè),、航天、軍事等領(lǐng)域都可以看到電子技術(shù)的身影。電子技術(shù)在二十世紀(jì)的迅速發(fā)展大大推動了航空航天技術(shù),、遙測傳感技術(shù),、通訊技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多門類技術(shù)的興起與發(fā)展,。同時隨著微電子技術(shù),、計算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各類電子產(chǎn)品也越來越趨向微型化,、智能化和網(wǎng)絡(luò)化,。     智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)為一套標(biāo)準(zhǔn)兩室兩廳智能家居電子產(chǎn)品實施項目的配置，包含了兩大家庭控制中心（客廳廚房控制中心,、臥室衛(wèi)生間控制中心）,；以及一套智能家居管理軟件。兩大家庭控制中心通過以太網(wǎng)與家庭信息互聯(lián)處理中心聯(lián)系,，達(dá)到家庭安全防護(hù)系統(tǒng),、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)和家庭自動化系統(tǒng)組成的家庭綜合服務(wù)與管理集成系統(tǒng)的目的，從而實現(xiàn)全面的安全防護(hù),、便利的通訊網(wǎng)絡(luò)以及舒適的居住環(huán)境的家庭住宅,。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如下圖所示：

智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)示意圖

1. 家庭控制中心說明：

（1）客廳廚房控制中心

        客廳廚房控制中心包含智能家居控制器、電控鎖,、多功能面板,、節(jié)能燈、排氣扇,、智能調(diào)光開關(guān),、智能光強(qiáng)及溫濕度計、智能插座,、電茶壺,、可燃?xì)怏w探測器、煙火災(zāi)探測器及紅外探測器,。

       電控鎖通過智能家居控制器控制門的開啟,；多功能面板控制客廳、廚房燈的開關(guān),；智能調(diào)光開關(guān)調(diào)節(jié)LED燈的亮度,、也可通過485總線與智能家居控制器通訊，通過情景模式智能調(diào)節(jié)LED燈的亮度,；智能光強(qiáng)及溫濕度計顯示采集客廳溫濕度及光照度,；智能插座控制和采集電茶壺的電源和電量信息，可合理分配用電負(fù)荷,；可燃?xì)怏w探測器,、煙火災(zāi)探測器及紅外探測器用于組件家居系統(tǒng)的安防系統(tǒng)。

       多功能面板、智能調(diào)光開關(guān),、智能光強(qiáng)及溫濕度計,、智能插座通過485總線與智能家居控制器通訊，可燃?xì)怏w探測器,、煙火災(zāi)探測器,、紅外探測器及電控鎖通過IO口與智能家居控制器通訊。

智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)客廳廚房安裝配置圖

（2）臥室衛(wèi)生間控制中心

       臥室衛(wèi)生間控制中心包含智能家居控制器,、觸摸屏,、多功能面板、智能調(diào)光開關(guān),、智能插座,、煙火災(zāi)探測器、紅外探測器,、玻璃破碎探測器,、雙光束對射紅外探測器。

       觸摸屏通過485與智能家居控制器通訊,，可實現(xiàn)遙控,、遙信、遙調(diào)及情景模式的設(shè)定,；智能調(diào)光開關(guān)調(diào)節(jié)白熾燈的亮度,、也可通過485總線與智能家居控制器通訊，通過情景模式智能調(diào)節(jié)白熾燈的亮度,；多功能面板控制臥室、衛(wèi)生間燈的開合,；智能插座控制和采集相關(guān)用電設(shè)備電源和電量信息,，可合理分配用電負(fù)荷；煙火災(zāi)探測器,、紅外探測器,、玻璃破碎探測器、雙光束對射紅外探測器用于組件家居系統(tǒng)的安防系統(tǒng),。

       觸摸屏,、多功能面板、智能調(diào)光開關(guān),、智能插座通過485總線與智能家居控制器通訊,，煙火災(zāi)探測器、紅外探測器,、玻璃破碎探測器及雙光束對射紅外探測器通過IO口與智能家居控制器通訊,。

智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)臥室衛(wèi)生間安裝配置圖

2．智能家居電腦管理軟件說明

       智能家居電腦管理軟件是基于Labview應(yīng)用軟件，是QS-iHome-III智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)的集中管理手段和工具，它讓整個家居系統(tǒng)在電腦屏幕上一覽無遺,，使系統(tǒng)調(diào)試與功能設(shè)置易如反掌,。本管理軟件通過以太網(wǎng)協(xié)議與智能家居控制器底層協(xié)議，應(yīng)用層面的合作,，開發(fā)可控制主流智能家居系統(tǒng),，實現(xiàn)智能燈光控制、智能電器控制,、智能溫度控制,、智能窗戶控制、智能窗簾控制,、智能安防控制,、智能遙控控制、智能定時控制,、智能網(wǎng)絡(luò)控制,、智能遠(yuǎn)程控制、智能場景控制等功能的軟件,。

       LabVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境,，由美國國家儀器（NI）公司研制開發(fā)的，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境,，但是LabVIEW與其他計算機(jī)語言的顯著區(qū)別是：其他計算機(jī)語言都是采用基于文本的語言產(chǎn)生代碼,，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語言G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式,。

3. 智能電子產(chǎn)品說明

（1）智能家居控制器

       智能家居控制器以基于Cortex-M3構(gòu)架的STM32系列芯片為核心的標(biāo)準(zhǔn)模塊式產(chǎn)品,，預(yù)留標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)接口、4路RS485接口,、IO,、AD、DA接口,。

（2）智能插座

       插座以基于Cortex-M3構(gòu)架的STM32系列芯片為核心的智能產(chǎn)品,，內(nèi)含ADE7753電能芯片、液晶屏,、繼電器等,，可計量顯示對應(yīng)家用電器的電量參數(shù)，并可設(shè)置何時啟動該家用電器的電源,，可合理分配家中用電負(fù)荷,，實現(xiàn)智能電網(wǎng)功能?？赏ㄟ^485總線與家庭控制中心通訊,。也可獨立工作,。

（3）多功能面板

       多功能面板以基于Cortex-M3構(gòu)架的STM32系列芯片為核心的智能產(chǎn)品，包含4路繼電器輸出,，可同時控制4路負(fù)載（燈,、排氣扇等），可通過485總線與家庭控制中心通訊,。也可獨立工作,。

（4）調(diào)光開關(guān)

       調(diào)光開關(guān)以基于Cortex-M3構(gòu)架的STM32系列芯片為核心的智能產(chǎn)品，采用光耦隔離來控制MOS管的通斷,，使用半波整流穩(wěn)壓技術(shù)來實現(xiàn)強(qiáng)電控制部分的直流電供應(yīng),，PWM波控制占空比即控制調(diào)光，負(fù)載可為白熾燈及LED燈,，可通過485總線與家庭控制中心通訊,。也可獨立工作。

（5）光強(qiáng)及溫濕度計

       光強(qiáng)及溫濕度計以基于Cortex-M3構(gòu)架的STM32系列芯片為核心的智能產(chǎn)品,，顯示采集對應(yīng)區(qū)域的溫濕度信息,，并可通過485總線傳遞給家庭控制中心的智能家居控制器。

（6）觸摸屏

       本裝置采用的彩色觸摸屏是一套以嵌入式低功耗CPU為核心（主頻400MHz）的高性能嵌入式一體化觸摸屏,。該產(chǎn)品設(shè)計采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800×480）,，四線電阻式觸摸屏，高檔塑料結(jié)構(gòu),工業(yè)級低功耗,，CPU400MHz,64M內(nèi)存,64M閃存,1*RS232(隔離接口),1*RS485(隔離接口),1*USB接口(一主一從),，24VDC電源輸入,功耗小于7W。同時還預(yù)裝了嵌入式實時多任務(wù)操作系統(tǒng)組態(tài)軟件,?？赏ㄟ^485與智能家居控制器通訊，可實現(xiàn)遙控,、遙信,、遙調(diào)及情景模式的設(shè)定。

（7）紅外探測器

      紅外探測器是一種當(dāng)入侵者接近它時能觸發(fā)報警的探測裝置,。報警信號采集到智能家居控制器中，配合組成安防系統(tǒng),。

（8）雙光束對射紅外探測器

       雙光束對射紅外探測器其基本的構(gòu)造包括瞄準(zhǔn)孔,、光束強(qiáng)度指示燈、球面鏡片,、LED指示燈等,。其偵測原理乃是利用紅外線經(jīng)LED紅外光發(fā)射二極體，再經(jīng)光學(xué)鏡面做聚焦處理使光線傳至很遠(yuǎn)距離,，由受光器接受,。當(dāng)光線被遮斷時就會發(fā)出警報,。報警信號采集到智能家居控制器中，配合組成安防系統(tǒng),。

（9）玻璃破碎探測器

       玻璃破碎探測器利用壓電陶瓷片的壓電效應(yīng)（壓電陶瓷片在外力作用下產(chǎn)生扭曲,、變形時將會在其表面產(chǎn)生電荷），可以制成玻璃破碎入侵探測器,。對高頻的玻璃破碎聲音（10k～15kHZ）進(jìn)行有效檢測,，而對10kHZ以下的聲音信號（如說話、走路聲）有較強(qiáng)的抑制作用,。玻璃破碎聲發(fā)射頻率的高低,、強(qiáng)度的大小同玻璃厚度、面積有關(guān),。報警信號采集到智能家居控制器中,，配合組成安防系統(tǒng)。

（10）煙火災(zāi)探測器

       煙火災(zāi)探測器根據(jù)煙霧粒子對光的吸收和散射作用,，光電感煙式火災(zāi)探測器可分為減光式和散射光式兩種類型,。散射光型光電感煙探測器目前已經(jīng)成為主流。報警信號采集到智能家居控制器中,，配合組成安防系統(tǒng),。

（11）可燃?xì)怏w探測器

       可燃?xì)怏w探測器對單一或多種可燃?xì)怏w濃度響應(yīng)的探測器。是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來測定可燃?xì)怏w濃度,。當(dāng)可燃?xì)怏w進(jìn)入探測器時,，在鉑絲表面引起氧化反應(yīng)（無焰燃燒），其產(chǎn)生的熱量使鉑絲的溫度升高,，而鉑絲的電阻率便發(fā)生變化,。報警信號采集到智能家居控制器中，配合組成安防系統(tǒng),。

4. 項目配置說明

   智能家居產(chǎn)品非常靈活,，使用場所、家居戶型各不相同,，用戶需求靈活多變,，本智能電子產(chǎn)品系統(tǒng)工程實施項目的基本配置為一室一廳戶型，配置的設(shè)備可根據(jù)要求更改,。