物联网硬件综合

1、精品文档目录1. 课设要求12.系统概述13. 设备介绍1 3.1设备清单1 3.2通信设备配置24. 系统架构25. 工作流程5系统特点7. 系统界面8. 实验操作和实验结果109. 课设总结11精品文档物联网硬件综合1. 课设要求（1） 掌握智能家居体验馆各系统的软件、硬件部署，绘制出硬件部署图，各节点按照“武汉理工项目设备编号.xlsx”统一编号。l 环境监测：噪声、温湿度、雨滴、光照、远红外、烟雾传感器等。l 智能家居：灯光、窗帘、雨篷、排气扇、沙发等。l 智能家电：冰箱、电视、空调、投影。l 短信控制：冰箱、电视、空调等。（2） 掌握各节点程序的烧写方法，能够搭建实验平台并在物联网高

2、级教学实验箱上进行烧写实验。（3） 掌握串口助手的使用方法，能够使用串口助手发送控制命令。（4） 掌握所有软件的部署和开发平台。l 各节点程序l 服务器端程序l 客户端程序u PC机 u 平板电脑2.系统概述智能家居是以住宅为平台，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化和传感器网络，集设备、系统、结构、服务管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。基于物联网的智能家居通过无线/有线多种接入方式接入外部网络，通过家庭内部网关的有线/无线方式构建家庭内部网络，外部网络和内部网络构成智能家居服务泛在化的网络基础。智能家居目标是通过融合的网络环境跟各种物联网应用服务建立连接，通过统一的业务

3、支持平台提供的标准化业务接口获取各种服务。提供通过各种终端如触摸屏、多功能遥控器、手机等的简单可靠操作，有效的完成内部家居的管理和对外交流。智能家居具有丰富的外部网络接入方式，有线支持PSTN、FTTx、ADSL、VDSL等；无线方式可支持GSM、CDMA2000，CDMA 1x、GPRS、WCDMA、WLAN等。智能家居内部网络连接有线方式可支持、等；无线方式可支持RFID、WLAN、Bluetooth、ZigBee等。3. 设备介绍3.1设备清单精品文档环境检测网关 : G0011 N0001噪声传感器 ：G0011 N0005温湿度传感器：G0011 N0010雨滴传感器 ：G0011

4、N0015光照传感器 : G0011 N0020远红外传感器：G0011 N0025远红外传感器：G0011 N0026远红外传感器：G0011 N0027远红外传感器：G0011 N0028烟雾传感器 ：G0011 N0035烟雾传感器 ：G0011 N0036火焰传感器 ：G0011 N0040火焰传感器 ：G0011 N0041电流检测传感器电流检测网关 ：GF1F1 N0001电流检测器： GF1F1 N0003(冰箱)电流检测器： GF1F1 N0004(电视机)电流检测器： GF1F1 N0005（投影仪）反向监测传感器反向控制网关：G0019 N0001灯光A ：G0019 N0

5、091灯光B ：G0019 N0093窗帘A0 ：G0019 N00A0窗帘A1 ：G0019 N00A1窗帘A2 ：G0019 N00A2窗帘A3 ：G0019 N00A3投影仪 ：G0019 N00B0雨棚 ：G0019 N0098红外转发器 : G0019 N0088RFID定位网关：GF4F4 N0001RFID定位节点：GF4F4 N0005RFID定位节点：GF4F4 N0006RFID定位节点：GF4F4 N0007RFID定位节点：GF4F4 N0008GPRS模块(短信控制网关)GPRS模块：G0019 N00013.2通信设备配置CC2530模块 ·使用TI当下主

6、流ZigBee解决方案中推荐的处理器CC2530，内置增强型8051单片机,含有丰富的I/O端口、内置温度传感器、A/D和各种常用外围接口(定时器、UART、DMA、中断)；·符合IEEE802.15.4/ZigBee 标准规范，频段范围2045M-2483.5M，可自由在16个频段间切换；·无线数据传输速率为250 kb/s；·具有片内256K的可编程Flash，和8K 的RAM。GPRS模块：MG323·工作频段：支持4频：GSM850/900/1800/1900MHZ·最大发射功率：EGSM900/GSM850 Class4(2W)GSM

7、1800/GSM1900 Class1(1W)·接收灵敏度：<-107dBm·工作温度：-30°C +75°C·电源电压：3.3V4.8V（推荐值3.8V ）4. 系统架构基于物联网的智能家居系统内部组网需要控制的设备多，网络容量大；传输信息延时性、实时性要求复杂，包含高速、中速及低速的数据设备；兼容广泛的连接技术；保证高级别的安全性。环境监测、智能家居、智能家电和短信控制的部署图分别如图4-1、图4-2、图4-3、图4-4所示。图4-1环境监测部署图环境监测：噪声传感器、温度传感器、雨滴传感器、光照传感器、烟雾传感器和火焰传感器自动采集

8、环境信息，利用ZigBee模块，通过无线网802.11（ZigBee协议）将信息传入给环境监控网关，环境监控网关收到采集的信息后，将信息发送给服务器（控制中心），服务器再通过无线（WiFi）或有线的传送方式将信息发送给终端（台式电脑或平板电脑），用户通过终端上的应用软件来及时了解室内环境监测数据。图4-2智能家居部署图智能家居：用户要对室内的灯光、窗帘、雨棚和排气扇等进行远程控制，首先登陆进入终端上的应用软件服务界面，对要控制的对象发出控制命令，命令以无线（WiFi）或有线的传输方式发送至服务器（控制中心），服务器收到命令后，将信息转发给反向监控网关，反向监控网关再将信息以无线网802.11（

9、ZigBee协议）发送给家居配套的ZigBee模块，灯光、窗帘、雨棚和排气扇等控制模块根据接收到的命令，进行相应的操作。图4-3智能家电部署图智能家电：用户需要对室内家电，如电冰箱、空调、电视和投影仪进行控制，首先登陆进入终端应用软件服务界面，对要控制的对象发出控制命令，命令以无线（WiFi）或有线的传输方式发送至服务器（控制中心），服务器收到命令后，将信息转发给反向监控网关，反向监控网关再将信息以无线网802.11（红外线）发送给家电配套的红外线接收模块，电冰箱、空调、电视和投影仪根据接收到的命令，打开或关闭家电。图4-4短信控制部署图短信控制：用户通过手机对电视和电冰箱进行控制，首先利用手

10、机的GPRS通信模块将信息发送至服务器（控制中心），服务器接收到信息后将信息以转发给反向控制网关，反向控制网关再以无线网802.11将信息发送给电视机和电冰箱相配套的电流控制网关，电流控制网关根据接收到的信息，控制电视机和电冰箱的通电电流，以此打开或关闭电器。图4-5 沙发、饮水机监控部署图沙发、饮水机监控：与环境监测的工作原理类似，不同的是将环境监测网关换成了状态监测网关，用状态网关来监控沙发上是否有人坐下或饮水机的水是否烧开了。上图显示的智能家居、家电部署图中，家居设备、移动终端以及其他领域设备通过网关实现信息互通及协议转换、信息共享和交互；高速有线网络结合无线互联，支持QoS、UPnP、

11、DHCP等关键技术，使各种智能家居设备可实现自动、无配置的接入系统，极大提高系统的灵活性、易用性及可扩展性。5. 工作流程基于物联网的智能家居业务流程支持几种方式，具体可以从图中较清楚地看出其具体的工作流程。1） 本地终端设备访问本地终端设备（业务平台不参与），如图5-1所示。图5-1本地终端设备访问本地终端设备（业务平台不参与）2） 本地终端设备访问本地终端设备（业务平台参与），如图5-2所示。图5-2本地终端设备访问本地终端设备（业务平台参与）3） 本地终端访问远程终端，如图5-3所示。图5-3本地终端访问远程终端4） 远程终端访问本地终端，如图5-4所示。图5-4远程终端访问本地终端系统

12、特点基于物联网的智能家居组网采用分层体系架构，同样可以分为感知层、网络通信层、业务层等几个层面。（1） 感知层智能家居感知层包括了各种与家电、家居相关的传感器、控制器、执行器及识别装置等，有线网络结合无线泛在网络的物理连接。这一层还包括不同接入方式的MAC子层和链路控制子层，对上网络层提供的统一接口，屏蔽异构网络的差异；进行不同形式家庭通信网络间的MAC协议数据单元（）映射，以支持不同网络间方便互通；支持动态智能的有线及多种无线网络的接入及选择。（） 网络通信层智能家居网络通信层主要包括家庭内部的网络与骨干网络的接入两个部分。家庭内部组网支持的有线方式包括电子载波和、电话线、以太网和.、串行总线.、.和等；无线方式包括无线局域网、家庭射频技术、蓝牙、红外、等。网络接入层通过家庭网关与业务网关，实现不同应用协议规范的互联互通操作，并与骨干网络实现无缝连接。（） 业务处智能家居业务层是以用户为中心的融合业务层，提供用户接口、不同制式的智能家居服务等。通过智能家居组网多层协作的自适应，自适应匹配异构网络及终端设备，充分保证端到端的媒体、语音、安防等多种业务的服务。. 系统界面图智能监控控制界面图智能家居控制界面图智能家电控