基于zigbee、Wifi物联网智能家居控制系统操作方案.pdf

1、专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 基于基于 ZigbeeZigbee、WifiWifi 物联网物联网 智能家居智能家居控制控制系统系统操作方案操作方案 1.产品特点产品特点 物联网智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。为了能够让用户有一个可控的、安全的居住环境，更好的感受高科技给我们生活带来的便利，我们设计并实

2、现了可配置的、用户体验良好的智能家居系统。物联网智能家居系统集成了家庭安防（包括：门磁接近传感器、RFID 门禁控制、红外对射、红外幕屏、云台摄像头）、家庭数字生活（包括对窗帘、饮水机、电视、空调的控制和对电表、室内外温湿度采集、LED 彩灯）两方面的设备，支持安卓手机（C/S）、PC（C/S和 B/S）和语音方式控制整个智能家居系统，具有娱乐、休息、工作、外出四种组合模式，满足用户个性化需求。由于采用了无线 Zigbee 和工业以太网相结合的组网模式，因此具有可扩展性强、固件远程更新和维护等独特功能。系统特点：三大特色实现高度与细节的完美契合：ONS 域名系统、非侵入式背景数据采集、硬件在线

3、升级，实现了物联网科学研究与工程实现的完美结合。Web 方式的远程维护：支持 Web 方式的远程维护，只要有 IE，就可实现对系统的访问和控制。高度的可扩展性：网络化的 IP 寻址方式，可以支持 65535 种传感/执行器的链接。高度的布线灵活性：在网关层和传感/执行层间可选择有线或无线两种方式，布线灵活。开放的传输层标准：有线采用 TCP/IP 协议，无线采用 Zigbee 协议，支持开放互联。还可与 IOT-SYX-005 型智能实验箱、IOT-ROBOT-002 型移动机器人无缝连接。全方位的家居传感/执行器：分为宜居生活类（万能红外遥控器、智能电表、智能窗帘、彩灯等）、家居安全类（烟雾

4、报警、燃气报警、RFID 门控等）、家庭防盗类（对射、玻璃震动、摄像监控等）三大类传感/执行器。全语音功能控制 专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 2.2.产品实物图产品实物图 专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 3.适用对象适用对象 本系统的应用领域的主要方面是应用物联网技术的智能家居系统。适用对象为各高校物联网实验室以及高档别墅区、高档社区和时尚家庭装修。专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成

5、 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 4.系统体系结构系统体系结构 图 1 物联网智能家居系统体系结构 4.1 用户操作层用户操作层 4.1.1 Pc 端用户操作层端用户操作层 平台:C#.NET&Silverlight.NET IDE:Visual Studio 2010 Ultimate 程序组成:Iot 应用代理网关.exe&IotLabTianjin(Silverlight 承载网站)架构图:专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ IotLabTianji

6、n&Iot应用代理物联网网关本地浏览器访问，支持IE、FireFox、Chrome、Safari等主流浏览器，需要安装Silverlight 4.0+本地Silverlight客户端以太网Internet 1.1.IotIot 应用代理网关应用代理网关 功能如下：与 ONS 通讯，获取物联网网关所在广域网 IP，并向物联网网关进行通讯确认 向上同中间件进行通讯，上传本地客户端命令，进行报警订阅和控制传感器数据采集 启动和管理 ASM（Any Source Multicast）和 SSM（Single Source Multicast）的 Socket服务 向下与本地 Silverlight 客

7、户端之间进行单源组播，将报警保温和传感器数据组播给客户端 2.2.IotLabTianjin(SilverlightIotLabTianjin(Silverlight 承载网站承载网站)功能如下：支持浏览器访问和 OOB（Out of browser）模式访问，在网页访问时可以安装到本地，OOB 模式下可以连线 IotLabTianjin 网站进行在线更新，重启后即为更新后版本 可以在智能家居的五种模式之间进行切换：手动模式、娱乐模式、工作模式、外出模式、专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 休息模式

8、可以在主界面进行单个或者所有的传感器报警订阅 在手动模式下点击实验室相应设备，可弹出子窗口，进行单个设备的操作 通过鼠标点击以及滚轮缩放，可以对布局图进行移动、伸缩等 DeepZoom 操作，两种模式均可全屏 局域网内可进行 SSM 多源组播通讯，类似聊天室；也可与 Iot 应用代理网关进行 ASM单源组播通讯 浏览器访问 专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ OOB 模式 全屏模式 子窗口显示 4.1.2 手机端用户操作层介绍手机端用户操作层介绍 软件运行平台 专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设

9、、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ Android 2.3.3 版本及以上版本 智能家居系统的框架 3.1.3 手机客户端功能界面手机客户端功能界面 1.1.主界面主界面 主界面中是智能家居的效果图，图中可见很多智能设备，点击图中响应的图标可进入到相应的控制界面。如点击电视，进入到智能电视界面。专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 主界面 2.2.智能电视智能电视 智能电视主要是对电视进行遥控，即手机可作为电视遥控器。以下为其效果图。智能电视 专业提

10、供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 3.3.智能空调智能空调 智能空调和智能电视功能类似，不过多介绍。4.4.门禁系统门禁系统 门禁系统中功能主要是开门门磁以及传感器订阅。我们可以对门磁接近等进行订阅，如果有人进入或外出就可以产生报警事件，来提醒用户知道。5.5.环境信息环境信息 环境信息中包括光照、温度、湿度传感器设备以及烟雾、燃气、玻璃破碎等监控设备。在这里我们可以浏览实时的光温湿数据，也可以查看实时的数据曲线。烟雾、燃气、玻璃破碎等传感器订阅成功后如果有事件发生会产生报警事件。专业提供物联网实验室开发

11、套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 实时温度曲线 专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 6.6.智能电表智能电表 7.7.智能窗帘智能窗帘 8.8.智能灯具智能灯具 控制灯光的亮度 0-100。专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ 4.2 中间件层中间件层 物联网管理平台/物联网中间件/物联网网关位于传感器网络和应用程序之间，使得传感网网络和应

12、用程序的开发可以互相分离，并为应用的开发提供了便利。物联网管理平台与传感器网络之间按照网关节点接口协议进行通信，与应用程序之间按照中间件与应用程序通信协议进行通信。通过该平台，应用程序可以与传感器网络相互通信，获取数据并执行查询、控制操作，协议的转换由平台来完成。物联网平台管理传感器网络，并对数据进行解析、存储，并为应用程序提供了访问接口。物联网平台是一个灵活可配置的软件系统，通过简单的操作，用户可以增加、删除传感器类型，可以增加、删除传感器控制命令，还可以对协议进行修改。专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 htt

13、p:/ 智能家居系统结构图 物联网网关可以连接使用 ZigBee、Tcp/IP 等不同网络协议的传感网。与传感网的 sink节点间的通信报文为二进制数据流，与物联网应用之间的通信报文为类 HTTP 的精简 UDP 数据包并提供节点事件订阅和对传感网中执行器的控制接口。4.3 网关层网关层 网关层可选用平台 IOT-COTEX-A8 或 IOT-ARM9。平台平台 IOTIOT-COTEXCOTEX-A8A8 介绍：介绍：专业提供物联网实验室开发套件、实验室建设、项目集成 北京市中关村 901 号 212 室 010-62560901 http:/ IOT-CotexA8 开发套件是一个基于三星

14、 ARM Cortex-A8 高性能处理器的无线软硬件平台。采用模块化的设计理念开发，注重稳定性与可靠性，非常适合于物联网和无线传感器网络教学、科研及应用。它极大地简化了用户的开发过程，降低了开发成本和设计风险。开发平台主频达到 1GHz，支持 NEON 指令。除了集成 CC2420 和 CC1000 之外，还可扩展支持标准 Zigbee协议的通信模块，并支持外扩 USB 商用摄像头、商用 USB WiFi 网卡、WCDMA 3G 模块，方便用户进行各种无线通信开发。此外，图像处理方面支持 MPEG-4/MPEG2、H.264/H263、VC-1、DivX 的视频编解码 1080p30fps，

15、支持 2D 图形加速，最大支持 80008000 分辨率和 3D 图形加速（Power VR SGX540），集成 AC97 接口 HIFI 声卡,多路音频通道。接口方面支持SD/MMC/SDIO 接口存储卡，支持最高支持 32GB，集成 100M 以太网卡。支持 JPEG 硬件编解码，最大支持 81928192 分辨率，可以方便地实现硬件扩展。IOT-COTEXA8 开发套件提供了 Linux-2.6.32/Linux-2.6.35 内核源码和 Android-2.3，USB WiFi 无线网卡、SDIO WiFi 无线网卡、蓝牙模块、WCDMA 3G 模块、USB 摄像头的源代码级驱动以及

16、多种 Linux 和 Android 基础实验源码，方便用户的快速开发和深层次学习。精通细节的技术支持人员和方便的联系方式，可以有效支持用户在开发和使用过程中遇到的各种问题。完备的硬件、软件及技术支持使得用户可以将该开发平台广泛地应用于工业、科研和教学等领域。1.1.硬件配置及相关参数硬件配置及相关参数:1、IOT-COTEXA8 开发平台 CPU 内核：ARM Cortex-A8 主频：1GHz，支持 NEON 指令 内存：512MBz DDR2 Flash：256MB SLC NAND FLASHH 支持 MPEG-4/MPEG2、H.264/H263、VC-1、DivX 的视频编解码 1080p30fps 支持 2D 图形加速，最大支持 80008000 分辨率 支持 3D 图形加速（Power VR SGX540），OpenGL-1.1&2.0、OpenVG1.0 支持 SD/MMC/SDIO 接口存储卡，最高支持 32GB 支持 JPEG 硬件编解码，最大支持 81928192 分辨率 独立电源设计，降低的设计成本，并提高了整体系统的稳定性 集成 100M 以太网卡 专业提供