TYK-WLY01型 智能化樓宇及家居物聯網工程實訓系統
該系統在分為樓宇智能化和智能家居物聯網兩部分組成，樓宇智能化以建筑模型為基礎，包含了智能大樓、智能小區、管理中心和樓道等典型結構，涵蓋了遠程抄表系統、智能供電照明系統、大樓門禁管理及考勤系統、電梯監控系統、消防、空調監控系統、家居醫療養老系統（預留出位置）9個系統，各系統既可獨立運行，也可實現聯動。智能家居物聯網系統分為大門、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。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。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。通過此系統進行項目訓練，檢驗學生的團隊協作能力、計劃組織能力、樓宇設備安裝與調試能力、工程實施能力、職業素養和交流溝通能力等。
一、樓宇智能化系統部分
（一）系統組成
1、樓宇智能化工程實訓系統采用智能建筑模型，包含智能大樓、智能小區、管理中心和樓道等功能區域。系統設有總電源箱、安防控制箱、消防控制箱、DDC控制箱。
2、智能大樓設計為兩層結構，可實現消防、視頻監控和照明監控，電梯監控系統，空調監控系統的工程訓練。
3、樓道和智能小區分別設有單元門和單戶門，可實現智能小區對講門禁系統的設備安裝等工程訓練，實現單元和單戶可視對講功能。
4、管理中心實現智能小區和智能大樓的集中監控和管理，包含了管理中心機、視頻監控臺和消防控制主機等各功能區域的管理設備。
5、在智能大樓、管理中心區域內，安裝布置消防系統現場設備，消防系統配置有模擬消防泵、排煙風機、防火卷簾門。
6、在智能大樓、管理中心和樓道各區域內，安裝典型監控器材（各類型的高速球云臺攝像機、一體化槍型攝像機、萬向云臺攝像機等），實現主要出入口和關鍵區域視頻監控，設有三臺監視器，其中兩臺17寸液晶監視器、一臺14寸CRT監視器。
7、在智能大樓、管理中心和樓道各區域內，安裝有三表，數據采集單元以及用于三表的電源、氣源、水源。
在智能建筑模型周圍安裝紅外對射、智能小區內的房間窗戶裝有幕簾探測器實現智能建筑行業典型周界防范。
8、各功能區域之間采用工程橋架實現系統連接。
（二）技術性能
1、輸入電源：單相三線AC220V±10% 50Hz
2、工作環境：溫度-10℃～40℃ 相對濕度≤85% （25℃） 海拔≤4000m
3、裝置容量：≤1kVA
4、外形尺寸：4660mm×2220mm×2300mm
5、安全保護：具有漏電壓、漏電流保護，安全符合國家標準
（三）實訓項目
1、樓宇智能化工程設計能力
2、消防報警系統設計、安裝施工與調試能力
3、視頻監控系統設計、安裝與調試能力
4、對講門禁及室內安防系統設計、安裝與調試能力
5、區域照明分布的設置、操作和演習
6、DDC的接線、編程和調試能力
7、監控軟件組態、通訊和運行能力
8、三表的遠程抄表設計及安裝能力
9、智能建筑系統故障診斷與調試能力
10、樓宇客梯監控系統能力
11、 空調系統線路的設計與連接、故障的設置、判斷及排除能力
★（四）系統配置
1、基礎配置
| 序號 | 項目內容 | 規格、技術指標 | 數量 | 單位 |
| 1 | 智能建筑模型 | 由鋁合金型材框架和安裝布線網孔板組成，4660mm×2220mm×2330mm（長×寬×高），分為智能大樓、智能小區、管理中心和樓道等區域，智能大樓設計為兩層結構，器件采用自攻螺絲和工程塑料卡件配合安裝。 | 1 | 臺 |
| 2 | 安裝布線網孔板 | 780mm×750mm | 26 | 塊 |
| 710mm×390mm | 1 | 塊 | ||
| 1500mm×260mm | 3 | 塊 | ||
| 1500mm×500mm | 3 | 塊 | ||
| 1500mm×400mm | 1 | 塊 | ||
| 3 | 總電源箱 | 空氣開關 | 1 | 套 |
| 4 | 消防控制箱 | DC24V/2A、24V繼電器 | 1 | 套 |
| 5 | DDC控制箱 | HW5201、HW5208、DC24V/5A 24V繼電器 |
1 | 套 |
| 6 | 電腦桌 | 600mm×600mm×800mm （長×寬×高） |
1 | 臺 |
| 7 | 鋼凳 | Φ300mm×450mm （圓×高） |
1 | 把 |
| 8 | 鋁人字梯 | 900mm×250mm×1200mm （長×寬×高） |
2 | 把 |
| 9 | 工程塑料卡件 | 20mm×10mm×11mm （長×寬×高） |
500 | 個 |
| 10 | 計算機 | 主流品牌電腦 | 1 | 套 |
★2、系統模塊配置
| 序號 | 名稱 | 配置內容 | 備注 |
| 1 | 對講門禁系統 | 系統配置有單元門口主機、單戶門口機、室內可視對講模塊、非可視對講模塊、通訊轉換模塊、聯網器、管理中心機等器件?？赏瓿煽梢晫χv門禁及室內安防系統的線路鋪設、連接和功能調試。 | |
| 2 | 消防系統 | 系統配置有智能光電感煙探測器、智能電子差定溫感溫探測器、總線隔離器、手動報警按鈕、編碼單輸入模塊、編碼單輸入/單輸出模塊、消火栓報警按鈕、火警聲光警報器、編碼器等器件。可進行器件的選擇、檢測、安裝、消防聯動系統的線路鋪設、連接、系統調試、編程和運行任務。 | |
| 3 | 安防系統 | 系統配置有門磁開關、家用緊急求助按鈕、被動紅外空間探測器、被動紅外幕簾探測器、燃氣探測器、主動紅外對射報警器，可實現對講門禁和室內安防聯動、視頻監控及周邊防范功能。 | |
| 4 | 供電照明系統 | 照明監控系統”包括三個部分：辦公室的照明監控、公共區域的照明監控和景觀區的照明監控。三個系統設計在同一模塊內，*大限度的利用了系統資源，使模塊設計更加合理、優化，功能更加齊全。通過和其他模塊的配合使用，可以組合出不同的實訓項目。 | |
| 5 | 電梯監控系統 | 讓學生通過客戶端對系統進行保存系統監控節點的資料、圖形等的操作,并監控與管理所有在網絡上的監控節點，包含登錄，下載，安全管理等的設置操作。 本實驗實訓裝置能讓學生進行樓宇客梯監控系統的演示操作、點表的認識和DDC控制器同各元器件之間的接線操作實訓、故障的設置與排除等實訓操作。 |
|
| 6 | 空調監控系統 | 能進行各種空調系統控制操作的演示、DDC控制器的操作與編程、新風機控制、溫度傳感器的安裝與連接、水閥門驅動器的安裝與連接、風門驅動器的安裝與連接、壓差傳感器的安裝與連接、防凍開關的安裝與連接，系統軟件的組態、配置與控制，線路的設計與連接、故障的設置、判斷及排除等實驗和實訓，并可與樓宇自控系列中的其它設備聯網進行各種綜合實訓。 | |
| 7 | 遠程抄表系統 | 配置有，燃氣表、電度表、水表、數據采集卡，軟件 | |
| 8 | DDC監控系統 | 系統配置有DDC控制器、時間模塊、LON網絡適配器、編程軟件、組態軟件、射燈、照度探測器，能進行DDC通道編程配置、照明監控編程、上位監控工程通訊連接、動畫組態等工作任務。 |
二、智能家居物聯網系統
（一）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
智能家居系統實景圖
2、系統拓撲
（二）硬件資源
★1、硬件組成
智能家居系統主要由感知設備、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、非法入侵的短信報警、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，完美音質； 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，追求穩定與完美；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，具有唯一的 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； 采用先進的 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，遠程監聽現場聲音； 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℃。 |
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