"追求技術(shù)進(jìn)步、服務(wù)科教興國、支持教育事業(yè)"
SBZN-01型智能家居單元系統實(shí)訓裝置
一、概述
智能電子產(chǎn)品系統是以促進(jìn)各高職院校智能電子產(chǎn)品系統工程實(shí)施的教學(xué)改革為目的，以培養“具有電子信息產(chǎn)品的安裝、調試、檢測、維護能力，具備電子信息技術(shù)的開(kāi)發(fā)、設計、推廣、應用能力的高級技術(shù)應用型專(zhuān)門(mén)人才”和“具有電子產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程管理、質(zhì)量檢測及設備維護能力的高級技術(shù)應用型專(zhuān)門(mén)人才”為目標。本系統以基于Cortex-M3構架的STM32系列芯片為核心，采用標準進(jìn)行模塊化設計，以智能家居為載體，為用戶(hù)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、智能家居、嵌入式實(shí)驗室建設、學(xué)生畢業(yè)設計或課程設計、學(xué)生課外拓展學(xué)習、電子類(lèi)技能競賽載體等眾多領(lǐng)域。
智能電子產(chǎn)品系統工程實(shí)施項目示意圖
二、產(chǎn)品特點(diǎn)
智能電子產(chǎn)品系統為一套標準一室一廳智能家居電子產(chǎn)品實(shí)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，臥室衛生間控制中心。
智能化：本系統中產(chǎn)品以基于Cortex-M3構架的STM32系列芯片為核心，開(kāi)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(guò)以太網(wǎng)、手機等控制。
網(wǎng)絡(luò )化：本智能電子產(chǎn)品系統工程實(shí)施項目具有以太網(wǎng)和RS485標準的兩種通訊協(xié)議。各控制中心智能家居控制器通過(guò)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(guò)RS485總線(xiàn)與家庭控制中心控制器通訊。
標準化：系統采用模塊化設計，在一個(gè)最小系統板的基礎上可隨意組合不同的模塊，用戶(hù)亦可根據擴展接口定義自己設計特殊的模塊，使其具有特殊功能。各模塊尺寸及特殊功能設計都按照一定標準執行，這些標準亦可提供給用戶(hù)，方便用戶(hù)自主擴展設計。
擴展性：智能家居控制器及RS485擴展模塊均為標準模塊式產(chǎn)品，預留標準的以太網(wǎng)接口、RS485接口、I\O、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(shí)用性：本系統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(dòng)窗簾、電動(dòng)窗戶(hù)、光強及溫濕度計等各方面智能產(chǎn)品，可用于教學(xué)、也可實(shí)用于家中。
安全性：模塊接口都有特殊的防反插防錯插本設計，確保各模塊不會(huì )因操作不當而損毀。對于強電部分的模塊不僅有隔離系統，更裝有防觸碰裝置，以防用戶(hù)在通電情況下因誤碰而發(fā)生觸電危險，保證用戶(hù)用電安全。
三、技術(shù)條件
1.輸入電源：?jiǎn)蜗?span>AC220V±10% 50±2%Hz
2.整機容量：≤2kVA
3.網(wǎng)孔板式電氣安裝屏尺寸：120cm*200cm*60cm
4.實(shí)訓臺上裝置提供RS-485和以太網(wǎng)兩種通訊接口
四、配置
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序號 |
房間名稱(chēng) |
安裝設備 |
數量 |
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1 |
客廳、廚房 |
工程實(shí)訓臺鈑金（平面網(wǎng)孔板） |
1 |
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智能家居控制器 |
1 | ||
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光強及溫濕度計 |
1 | ||
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智能插座 |
1 | ||
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86型開(kāi)關(guān)插座 |
1 | ||
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電茶壺 |
1 | ||
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多功能面板 |
1 | ||
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交流調光燈 |
1 | ||
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螺口燈座 |
2 | ||
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節能燈 |
1 | ||
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LED燈 |
1 | ||
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紅外探測器 |
1 | ||
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煙火災探測器 |
1 | ||
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可然氣體探測器 |
1 | ||
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排風(fēng)扇 |
1 | ||
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電控鎖 |
1 | ||
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2 |
臥室、衛生間 |
工程實(shí)訓臺鈑金（平面網(wǎng)孔板） |
1 |
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7寸觸摸屏 |
1 | ||
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智能家居控制器 |
1 | ||
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智能插座 |
1 | ||
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86型開(kāi)關(guān)插座 |
1 | ||
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多功能面板 |
1 | ||
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交流調光燈 |
1 | ||
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螺口燈座 |
2 | ||
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節能燈 |
1 | ||
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白熾燈 |
1 | ||
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紅外探測器 |
1 | ||
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煙火災探測器 |
1 | ||
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雙光束對射紅外探測器 |
1 | ||
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玻璃破碎探測器 |
1 | ||
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3 |
J-Link仿真器 |
1 | |
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4 |
16口交換機 |
1 | |
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5 |
電腦管理軟件(Labview應用軟件) |
1 |
五、系統介紹
電子技術(shù)成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標志。從十九世紀末發(fā)展至今，電子技術(shù)已無(wú)處不在：近至計算機、手機、電視、音響等生活常用品，遠至工業(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)在二十世紀的迅速發(fā)展大大推動(dòng)了航空航天技術(shù)、遙測傳感技術(shù)、通訊技術(shù)、計算機技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò )技術(shù)等多門(mén)類(lèi)技術(shù)的興起與發(fā)展。同時(shí)隨著(zhù)微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展，各類(lèi)電子產(chǎn)品也越來(lái)越趨向微型化、智能化和網(wǎng)絡(luò )化。 智能電子產(chǎn)品系統為一套標準兩室兩廳智能家居電子產(chǎn)品實(shí)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(guò)以太網(wǎng)與家庭信息互聯(lián)處理中心聯(lián)系，達到家庭安全防護系統、網(wǎng)絡(luò )服務(wù)系統和家庭自動(dòng)化系統組成的家庭綜合服務(wù)與管理集成系統的目的，從而實(shí)現全面的安全防護、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 )拓撲圖如下圖所示。
智能電子產(chǎn)品系統網(wǎng)絡(luò )示意圖
1. 家庭控制中心說(shuō)明：
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、節能燈、排氣扇、智能調光開(kāi)關(guān)、智能光強及溫濕度計、智能插座、電茶壺、可燃氣體探測器、煙火災探測器及紅外探測器。
電控鎖通過(guò)智能家居控制器控制門(mén)的開(kāi)啟；多功能面板控制客廳、廚房燈的開(kāi)關(guān)；智能調光開(kāi)關(guān)調節LED燈的亮度、也可通過(guò)485總線(xiàn)與智能家居控制器通訊，通過(guò)情景模式智能調節LED燈的亮度；智能光強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，可合理分配用電負荷；可燃氣體探測器、煙火災探測器及紅外探測器用于組件家居系統的安防系統。
多功能面板、智能調光開(kāi)關(guān)、智能光強及溫濕度計、智能插座通過(guò)485總線(xiàn)與智能家居控制器通訊，可燃氣體探測器、煙火災探測器、紅外探測器及電控鎖通過(guò)I\O口與智能家居控制器通訊。
智能電子產(chǎn)品系統客廳廚房安裝配置圖
臥室衛生間控制中心
臥室衛生間控制中心包含智能家居控制器、觸摸屏、多功能面板、智能調光開(kāi)關(guān)、智能插座、煙火災探測器、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(guò)485與智能家居控制器通訊，可實(shí)現遙控、遙信、遙調及情景模式的設定；智能調光開(kāi)關(guān)調節白熾燈的亮度、也可通過(guò)485總線(xiàn)與智能家居控制器通訊，通過(guò)情景模式智能調節白熾燈的亮度；多功能面板控制臥室、衛生間燈的開(kāi)合；智能插座控制和采集相關(guān)用電設備電源和電量信息，可合理分配用電負荷；煙火災探測器、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的安防系統。
觸摸屏、多功能面板、智能調光開(kāi)關(guān)、智能插座通過(guò)485總線(xiàn)與智能家居控制器通訊，煙火災探測器、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(guò)I\O口與智能家居控制器通訊。
智能電子產(chǎn)品系統臥室衛生間安裝配置圖
2．智能家居電腦管理軟件說(shuō)明
智能家居電腦管理軟件是基于Labview應用軟件，是QS-iHome-III智能電子產(chǎn)品系統的集中管理手段和工具，它讓整個(gè)家居系統在電腦屏幕上一覽無(wú)遺，使系統調試與功能設置易如反掌。本管理軟件通過(guò)以太網(wǎng)協(xié)議與智能家居控制器底層協(xié)議，應用層面的合作，開(kāi)發(fā)可控制主流智能家居系統，實(shí)現智能燈光控制、智能電器控制、智能溫度控制、智能窗戶(hù)控制、智能窗簾控制、智能安防控制、智能遙控控制、智能定時(shí)控制、智能網(wǎng)絡(luò )控制、智能遠程控制、智能場(chǎng)景控制等功能的軟件。
LabVIEW是一種程序開(kāi)發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器（NI）公司研制開(kāi)發(fā)的，類(lèi)似于C和BASIC開(kāi)發(fā)環(huán)境，但是LabVIEW與其他計算機語(yǔ)言的顯著(zhù)區別是：其他計算機語(yǔ)言都是采用基于文本的語(yǔ)言產(chǎn)生代碼，而LabVIEW使用的是圖形化編輯語(yǔ)言G編寫(xiě)程序，產(chǎn)生的程序是框圖的形式。
3. 智能電子產(chǎn)品說(shuō)明
智能家居控制器
智能家居控制器以基于Cortex-M3構架的STM32系列芯片為核心的標準模塊式產(chǎn)品，預留標準的以太網(wǎng)接口、4路RS485接口、I\O、AD、DA接口。
智能插座
插座以基于Cortex-M3構架的STM32系列芯片為核心的智能產(chǎn)品，內含ADE7753電能芯片、液晶屏、繼電器等，可計量顯示對應家用電器的電量參數，并可設置何時(shí)啟動(dòng)該家用電器的電源，可合理分配家中用電負荷，實(shí)現智能電網(wǎng)功能�？赏ㄟ^(guò)485總線(xiàn)與家庭控制中心通訊。也可獨立工作。
多功能面板
多功能面板以基于Cortex-M3構架的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(shí)控制4路負載（燈、排氣扇等），可通過(guò)485總線(xiàn)與家庭控制中心通訊。也可獨立工作。
調光開(kāi)關(guān)
調光開(kāi)關(guān)以基于Cortex-M3構架的STM32系列芯片為核心的智能產(chǎn)品，采用光耦隔離來(lái)控制MOS管的通斷，使用半波整流穩壓技術(shù)來(lái)實(shí)現強電控制部分的直流電供應，PWM波控制占空比即控制調光，負載可為白熾燈及LED燈，可通過(guò)485總線(xiàn)與家庭控制中心通訊。也可獨立工作。
光強及溫濕度計
光強及溫濕度計以基于Cortex-M3構架的STM32系列芯片為核心的智能產(chǎn)品，顯示采集對應區域的溫濕度信息，并可通過(guò)485總線(xiàn)傳遞給家庭控制中心的智能家居控制器。
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)品設計采用了7英寸高亮度TFT液晶顯示屏（分辨率800×480），四線(xiàn)電阻式觸摸屏，高檔塑料結構,工業(yè)級低功耗，CPU400MHz,64M內存,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(shí)還預裝了嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統組態(tài)軟件。
可通過(guò)485與智能家居控制器通訊，可實(shí)現遙控、遙信、遙調及情景模式的設定。
紅外探測器
紅外探測器是一種當入侵者接近它時(shí)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。
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造包括瞄準孔、光束強度指示燈、球面鏡片、LED指示燈等。其偵測原理乃是利用紅外線(xiàn)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(xiàn)傳至很遠距離，由受光器接受。當光線(xiàn)被遮斷時(shí)就會(huì )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。
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（壓電陶瓷片在外力作用下產(chǎn)生扭曲、變形時(shí)將會(huì )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(shuō)話(huà)、走路聲）有較強的抑制作用。玻璃破碎聲發(fā)射頻率的高低、強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。
煙火災探測器
煙火災探測器根據煙霧粒子對光的吸收和散射作用，光電感煙式火災探測器可分為減光式和散射光式兩種類(lèi)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。
可燃氣體探測器
可燃氣體探測器對單一或多種可燃氣體濃度響應的探測器。是利用難熔金屬鉑絲加熱后的電阻變化來(lái)測定可燃氣體濃度。當可燃氣體進(jìn)入探測器時(shí)，在鉑絲表面引起氧化反應（無(wú)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。
4. 項目配置說(shuō)明
智能家居產(chǎn)品非常靈活，使用場(chǎng)所、家居戶(hù)型各不相同，用戶(hù)需求靈活多變，本智能電子產(chǎn)品系統工程實(shí)施項目的基本配置為一室一廳戶(hù)型，配置的設備可根據要求更改。
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通風(fēng)空調實(shí)驗系統、通風(fēng)空調系統安裝實(shí)訓設備、通風(fēng)空調系統安裝實(shí)訓裝置 |
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制冷制熱實(shí)訓設備,雙門(mén)冰箱實(shí)訓考核裝置、家用電器實(shí)訓裝置、空調實(shí)訓考核裝置 |
