一種智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，包括：智能家居實景沙盤；傳感器終端模塊用于采集智能家居實景沙盤內(nèi)的環(huán)境數(shù)據(jù)；網(wǎng)關(guān)模塊用于接收和轉(zhuǎn)發(fā)所有環(huán)境數(shù)據(jù)和控制命令并分析環(huán)境數(shù)據(jù)包、發(fā)出告警指令和控制指令；控制模塊用于接收控制指令并執(zhí)行操作；手持終端用于接收環(huán)境數(shù)據(jù)包和告警指令并可發(fā)出控制指令；視頻演示系統(tǒng)用于音頻解說和視頻展示；實驗指導(dǎo)系統(tǒng)用于提供開發(fā)指導(dǎo)；學(xué)生實驗箱用于學(xué)生開發(fā)測試。本發(fā)明可以實現(xiàn)智能家居中窗戶振動、攝像、人體紅外、光照、溫度、濕度、有毒氣體、空氣質(zhì)量、家電狀態(tài)等數(shù)據(jù)的實時采集和監(jiān)測，體現(xiàn)真實智能家居的智能控制，結(jié)合講解和實驗，滿足智能家居的演示推廣和開發(fā)測試實驗的需要。
【專利說明】一種智能家居實驗與展示平臺設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無線傳感技術(shù)和家居實驗及教學(xué)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種智能家居實驗與展示平臺設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的家居實驗教學(xué)都是將學(xué)生帶到實際家居的樣板間內(nèi)參觀學(xué)習(xí)，并且提供學(xué)習(xí)的實際家居樣板間采用的還是原始的人工控制講解的方式，提供給學(xué)生學(xué)習(xí)的平臺設(shè)備也是原始的人工控制講解方式。對于智能家居控制的家居設(shè)備尚未有提供學(xué)生學(xué)習(xí)的平臺，從而對于學(xué)生學(xué)習(xí)智能化家居控制帶來不便，影響學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。各地在推廣智能家居項目的過程中也缺少可視化的模型和手段。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的旨在至少解決所述技術(shù)缺陷之一。
[0004]為此，本發(fā)明的目的在于提出一種智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，該設(shè)備供學(xué)生學(xué)習(xí)掌握智能家居控制與無線通信技術(shù)的原理，并且提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)效率；同時為智能家居的推廣提供有力的模型和手段，提高家居安全、舒適度，提升整體生活品質(zhì)。
[0005]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實施例提供一種智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，包括:智能家居實景沙盤，用于模擬真實環(huán)境下家居房間和家居設(shè)備；傳感器終端模塊，所述傳感器終端模塊用于采集所述智能家居實景沙盤內(nèi)的多個環(huán)境數(shù)據(jù)，其中，所述多個環(huán)境數(shù)據(jù)包括:窗戶振動、攝像、人體紅外、光照、溫度、濕度、有毒氣體、空氣質(zhì)量、家電狀態(tài)；網(wǎng)關(guān)模塊，所述網(wǎng)關(guān)模塊與所述傳感器終端模塊進行通信，用于接收所述傳感器終端模塊上報的所述多個環(huán)境數(shù)據(jù)并在所帶屏幕上實時顯示，將所述多個環(huán)境數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)通信協(xié)議類型的環(huán)境數(shù)據(jù)包，同時對所述環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)分析結(jié)果發(fā)出對應(yīng)的告警指令和控制指令，轉(zhuǎn)發(fā)所述環(huán)境數(shù)據(jù)包、告警指令和控制指令；控制模塊，所述控制模塊與所述網(wǎng)關(guān)模塊進行通信，用于接收所述網(wǎng)關(guān)模塊轉(zhuǎn)發(fā)的所述控制指令，并根據(jù)所述控制指令調(diào)用與所述控制指令對應(yīng)的功能單元執(zhí)行相應(yīng)操作，以及將每個所述功能單元的操作結(jié)果返回至網(wǎng)關(guān)模塊，其中，所述控制模塊包括多個功能單元，所述多個功能單元包括以下至少一種:鎖窗電機控制器、電機式門鎖控制器、電動窗簾控制器、加濕器控制器、空調(diào)控制器、燈光控制器、排氣扇控制器、磁閥燃?xì)忾_關(guān)控制器、空氣凈化器控制器、熱水器控制器；手持終端，所述手持終端與所述網(wǎng)關(guān)模塊進行通信，用于接收所述網(wǎng)關(guān)模塊轉(zhuǎn)發(fā)的環(huán)境數(shù)據(jù)包和告警指令，并根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)包和所述告警指令發(fā)送對應(yīng)的控制指令；視頻演示系統(tǒng)，所述視頻演示系統(tǒng)與所述網(wǎng)關(guān)模塊相連，用于根據(jù)所述網(wǎng)關(guān)模塊轉(zhuǎn)發(fā)的所述控制指令向?qū)W生提供所述智能家居實景沙盤、所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的性能指標(biāo)的音頻解說和工作效果的視頻展示，以及提供與所述智能家居實景沙盤、所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的工作相關(guān)的體驗控制應(yīng)用程序，用戶通過選擇并執(zhí)行所述體驗控制應(yīng)用程序?qū)W習(xí)所述智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的各個功能；實驗指導(dǎo)系統(tǒng)，所述實驗指導(dǎo)系統(tǒng)與所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊、所述手持終端相連，用于提供所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的理論原理和相關(guān)專業(yè)知識進行視頻和文本教學(xué)，并且，所述實驗指導(dǎo)系統(tǒng)用于根據(jù)學(xué)生選擇的開發(fā)模塊，向所述學(xué)生提供與選擇的開發(fā)模塊對應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，其中，所述開發(fā)模塊包括所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊、所述手持終端中的一種或多種，所述實驗指導(dǎo)系統(tǒng)安裝于每個學(xué)生的計算機上；學(xué)生實驗箱，所述學(xué)生實驗箱用于學(xué)生體驗開發(fā)測試所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊。
[0006]在本發(fā)明的一個實施例中，所述傳感器終端模塊以預(yù)設(shè)周期通過無線的方式向所述網(wǎng)關(guān)模塊發(fā)送所述多個環(huán)境數(shù)據(jù)。
[0007]在本發(fā)明的又一個實施例中，所述網(wǎng)關(guān)模塊通過以太網(wǎng)、無線保真W1-Fi或通用分組無線服務(wù)技術(shù)GPRS將環(huán)境數(shù)據(jù)包發(fā)送給手持終端和所述視頻演示系統(tǒng)。
[0008]在本發(fā)明的再一個實施例中，所述網(wǎng)關(guān)模塊還用于將來自所述手持終端或所述視頻演示系統(tǒng)的控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至所述控制模塊。
[0009]在本發(fā)明的一個實施例中，所述控制模塊中的每個所述功能單元通過有線或無線方式接收所述控制模塊、所述手持終端或所述視頻演示系統(tǒng)的控制指令。
[0010]在本發(fā)明的又一個實施例中，所述視頻演示系統(tǒng)包括:觸摸屏，用于接收用戶的觸摸操作，并根據(jù)所述觸摸操作展示所述智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的組成、性能、參數(shù)和應(yīng)用，以及提供與所述智能家居實景沙盤、所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的工作相關(guān)的體驗控制應(yīng)用程序，用戶通過觸摸操作選擇并執(zhí)行所述體驗控制應(yīng)用程序以學(xué)習(xí)所述智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的各個功能；硬盤播放器，用于向?qū)W生提供所述智能家居實景沙盤、所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的性能指標(biāo)的音頻解說和工作效果的視頻展示。
[0011]在本發(fā)明的再一個實施例中，向?qū)W生提供所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端各自對應(yīng)的原理圖、操作說明、程序源碼和調(diào)試下載接口。
[0012]在本發(fā)明的一個實施例中，所述實驗指導(dǎo)系統(tǒng)提供的與選擇的開發(fā)模塊對應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括:該開發(fā)模塊的使用說明、理論講解、開發(fā)工具使用講解、開發(fā)重點源碼講解、開發(fā)過程分布講解、理論掌握程度測試、常見問題解答、開發(fā)筆記匯總以及相關(guān)工具和資料。
[0013]在本發(fā)明的又一個實施例中，所述學(xué)生實驗箱包括:串口，用于調(diào)試或下載程序、傳輸數(shù)據(jù)信息；網(wǎng)口，用于接入網(wǎng)絡(luò)信號；電源接口，用于接入電源；多個傳感器，所述學(xué)生根據(jù)需要將所述傳感器插入所述傳感器模塊開發(fā)底板，編寫并下載對應(yīng)的程序以實現(xiàn)該傳感器的功能，其中，所述多個傳感器包括:振動傳感器、攝像頭、人體紅外傳感器、光線傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、有毒氣體傳感器、空氣質(zhì)量傳感器；多個傳感器模塊開發(fā)底板，每個所述傳感器模塊開發(fā)底板無線方式與所述網(wǎng)關(guān)模塊進行通信，所述學(xué)生通過所述多個傳感器模塊開發(fā)底板對所述傳感器終端模塊進行體驗開發(fā)測試，并且開發(fā)測試的結(jié)果通過所述網(wǎng)關(guān)模塊接入至網(wǎng)絡(luò)中，以進行后續(xù)的分析和控制；網(wǎng)關(guān)模塊開發(fā)板，所述學(xué)生通過所述網(wǎng)關(guān)模塊開發(fā)板體驗開發(fā)測試所述網(wǎng)關(guān)模塊；多個控制模塊開發(fā)板，所述學(xué)生通過所述多個控制模塊開發(fā)板體驗開發(fā)測試所述控制模塊的多個功能單元，其中，所述多個控制模塊開發(fā)板包括:開關(guān)式控制器開發(fā)板、步進電機式控制器開發(fā)板、家電遙控式控制器開發(fā)板、磁閥式控制器開發(fā)板。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實施例的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，可以實現(xiàn)智能家居中入侵、自然光照、溫度、濕度、燈光、家電及網(wǎng)絡(luò)等環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)的實時采集和監(jiān)測，智能控制與遠(yuǎn)程人工控制相結(jié)合，真實實現(xiàn)智能家居的智能安防智能控制。本發(fā)明可以有力支持院校教學(xué)實驗，助力智能家居的推廣，也給實際應(yīng)用提供借鑒，提高家居安全、舒適度，提升整體生活品質(zhì)。此外，本發(fā)明可以提供原理圖、操作說明、程序源碼和調(diào)試下載接口，供學(xué)生學(xué)習(xí)掌握無線數(shù)據(jù)傳輸，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)效率。
[0015]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0017]圖1為根據(jù)本發(fā)明實施例的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2為根據(jù)本發(fā)明實施例的視頻演示系統(tǒng)的示意圖；
[0019]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的實驗指導(dǎo)系統(tǒng)的工作流程圖；
[0020]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的實驗箱的布置圖；
[0021]圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
【具體實施方式】
[0022]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0023]在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0024]下面參考圖1對本發(fā)明實施例的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備進行描述。
[0025]如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，包括:智能家居實景沙盤1、傳感器終端模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊3、控制模塊4、手持終端5、視頻演示系統(tǒng)6、實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7和實驗箱。
[0026]具體來說，智能家居實景沙盤I用于模擬真實環(huán)境下家居房間和家居設(shè)備。家居設(shè)備例如為家具、電器等。
[0027]傳感器終端模塊2用于采集智能家居實景沙盤I內(nèi)的多個環(huán)境數(shù)據(jù)。其中，多個環(huán)境數(shù)據(jù)包括:窗戶振動、攝像、人體紅外、光照、溫度、濕度、有毒氣體、空氣質(zhì)量、家電狀態(tài)、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)等數(shù)據(jù)。其中，窗戶振動可以作為入侵檢測的參考數(shù)據(jù)。
[0028]在本發(fā)明的一個實施例中，傳感器終端模塊2以預(yù)設(shè)周期通過無線的方式向網(wǎng)關(guān)模塊3發(fā)送多個環(huán)境數(shù)據(jù)。其中，預(yù)設(shè)周期可以為5秒。[0029]傳感器終端模塊2還可以向?qū)W生提供原理圖、操作說明、程序源碼和調(diào)試下載接口，從而學(xué)生可學(xué)習(xí)借鑒、修改和調(diào)試傳感器終端模塊2，幫助學(xué)生掌握無線數(shù)據(jù)傳輸和傳感器等學(xué)科的知識。例如，在原來傳感器基礎(chǔ)上進行修改，將現(xiàn)有傳感器修改為其他傳感器或者增減傳感器模塊等。此外，還可以修改傳感器終端模塊2的有毒氣體識別模塊中的有毒氣體識別技術(shù)，在掌握相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)上將新發(fā)現(xiàn)的有毒氣體信息加入數(shù)據(jù)庫等。
[0030]在本發(fā)明的一個示例中，傳感器終端模塊2的數(shù)據(jù)讀取是在Zigbee中的單片機實現(xiàn)的，并且可以繼續(xù)連接其他任何類型傳感器。
[0031]網(wǎng)關(guān)模塊3與傳感器終端模塊2進行通信，用于接收傳感器終端模塊2上報的多個環(huán)境數(shù)據(jù)并在所帶屏幕上實時顯示，將多個環(huán)境數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)通信協(xié)議類型的環(huán)境數(shù)據(jù)包，同時對環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)分析結(jié)果發(fā)出對應(yīng)的告警指令和控制指令，轉(zhuǎn)發(fā)環(huán)境數(shù)據(jù)包、告警指令和控制指令至手持終端5和視頻演示系統(tǒng)6。
[0032]網(wǎng)關(guān)模塊3對環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析，包括根據(jù)預(yù)設(shè)控制理論和經(jīng)驗數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)包進行分析處理并進行決策，根據(jù)分析結(jié)果發(fā)出對應(yīng)的告警指令和控制指令。其中，環(huán)境數(shù)據(jù)包括傳感器終端模塊2的實時數(shù)據(jù)，由傳感器終端模塊2以5S為周期發(fā)送給網(wǎng)關(guān)模塊3，網(wǎng)關(guān)模塊3根據(jù)專家系統(tǒng)等控制理論對數(shù)據(jù)包進行分析，根據(jù)分析的結(jié)果發(fā)出告警和控制信號。例如傳感器終端模塊2的實時數(shù)據(jù)中的窗戶振動數(shù)據(jù)指示窗戶振動頻率較大，則網(wǎng)關(guān)模塊3發(fā)出入侵告警指令。其中，網(wǎng)關(guān)模塊3可以采用自動和手動方式接收和分析環(huán)境數(shù)據(jù)包并發(fā)出告警指令和控制指令。
[0033]并且，網(wǎng)關(guān)模塊3還用于保存來自傳感器終端模塊2的多個環(huán)境數(shù)據(jù)以及控制指令的執(zhí)行結(jié)果。
[0034]在本發(fā)明的一個實施例中，網(wǎng)關(guān)模塊3通過以太網(wǎng)、無線保真W1-Fi或通用分組無線服務(wù)技術(shù)GPRS將環(huán)境數(shù)據(jù)包發(fā)送給手持終端5和視頻演示系統(tǒng)6。
[0035]并且，網(wǎng)關(guān)模塊3還用于將來自手持終端5或視頻演示系統(tǒng)6的控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至控制模塊5。需要說明的是，各個模塊對外發(fā)送的數(shù)據(jù)均需要通過網(wǎng)關(guān)模塊3進行轉(zhuǎn)發(fā)，由此各個模塊對外發(fā)送的數(shù)據(jù)均通過唯一的通道進行傳輸，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩煽啃浴?br> [0036]此外，網(wǎng)關(guān)模塊3還可以向?qū)W生提供原理圖、操作說明、程序源碼和調(diào)試下載接口，學(xué)生可學(xué)習(xí)借鑒、修改和調(diào)試網(wǎng)關(guān)模塊3，從而幫助學(xué)生掌握通信協(xié)議轉(zhuǎn)換、多線程編程等知識。
[0037]控制模塊4為自動控制與遠(yuǎn)程控制相結(jié)合的控制系統(tǒng)?？刂颇K4與網(wǎng)關(guān)模塊3進行通信，用于接收網(wǎng)關(guān)模塊3的控制指令，并根據(jù)控制指令調(diào)用與控制指令對應(yīng)的功能單元執(zhí)行相應(yīng)操作，以及將每個功能單元的操作結(jié)果返回至網(wǎng)關(guān)模塊3。在本發(fā)明的實施例中，控制模塊4包括多個功能單元，其中多個功能單元包括以下至少一種:鎖窗電機控制器、電機式門鎖控制器、電動窗簾控制器、加濕器控制器、空調(diào)控制器、燈光控制器、排氣扇控制器、磁閥燃?xì)忾_關(guān)控制器、空氣凈化器控制器、熱水器控制器。
[0038]在本發(fā)明的一個實施例中，控制模塊4中的每個功能單元通過有線或無線的方式接收控制模塊4、手持終端5或視頻演示系統(tǒng)6的控制指令。根據(jù)控制指令進行入侵告警、鎖窗、鎖門、控制窗簾、濕度調(diào)節(jié)、溫度調(diào)節(jié)、自然光調(diào)節(jié)、燈光調(diào)節(jié)、排氣、開啟或關(guān)閉磁閥燃?xì)狻⒖刂瓶諝鈨艋?、控制熱水器、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)調(diào)節(jié)等操作，并將操作結(jié)果返回給網(wǎng)關(guān)模塊3。[0039]并且，控制模塊4還用于向?qū)W生提供原理圖、操作說明、程序源碼和調(diào)試下載接口，幫助學(xué)生掌握控制電路設(shè)計、無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎R。
[0040]手持終端5與網(wǎng)關(guān)模塊3進行通信，用于接收網(wǎng)關(guān)模塊3轉(zhuǎn)發(fā)的環(huán)境數(shù)據(jù)包和告警指令，并根據(jù)環(huán)境數(shù)據(jù)包和告警指令發(fā)送對應(yīng)的控制指令。
[0041]具體來說，手持終端5包括通信單元，其中通信單元可以與網(wǎng)關(guān)模塊3進行通信。在本發(fā)明的一個示例中，通信單元可以采用以下之一的通信方式:無線保真W1-F1、通用分組無線服務(wù)技術(shù)GPRS或3G通信。
[0042]在本發(fā)明的一個實施例中，手持終端5中安裝有應(yīng)用程序，用戶通過操作該應(yīng)用程序可以接收環(huán)境數(shù)據(jù)包和告警指令并可以發(fā)送控制指令。
[0043]此外，手持終端5還可以向?qū)W生提供操作說明和源碼，幫助學(xué)生掌握嵌入式應(yīng)用軟件設(shè)計和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)葘W(xué)科的知識。
[0044]視頻演示系統(tǒng)6與網(wǎng)關(guān)模塊3相連，用于根據(jù)網(wǎng)關(guān)模塊3轉(zhuǎn)發(fā)的控制指令向?qū)W生提供智能家居實景沙盤1、傳感器終端模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊3、控制模塊4和手持終端5的性能指標(biāo)的音頻解說和工作效果的視頻展示，以及提供與智能家居實景沙盤1、傳感器終端模塊
2、網(wǎng)關(guān)模塊3、控制模塊4和手持終端5的工作相關(guān)的體驗控制應(yīng)用程序，用戶通過選擇并執(zhí)行體驗控制應(yīng)用程序?qū)W習(xí)智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的各個功能。
[0045]如圖2所示，視頻演示系統(tǒng)6包括:觸摸屏61和硬盤播放器62，觸摸屏61與硬盤播放器62相連。觸摸屏61用于接收用戶的觸摸操作，并根據(jù)觸摸操作展示智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的組成、性能、參數(shù)和應(yīng)用，以及提供與智能家居實景沙盤1、傳感器終端模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊3、控制模塊4和手持終端5的工作相關(guān)的體驗控制應(yīng)用程序，用戶通過觸摸操作選擇并執(zhí)行體驗控制應(yīng)用程序以學(xué)習(xí)智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的各個功能，即可在視頻演示的觸摸屏上體驗控制效果。硬盤播放器62用于向?qū)W生提供智能家居實景沙盤1、傳感器終端模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊3、控制模塊4和手持終端5的性能指標(biāo)的音頻解說和工作效果的視頻展示。此外，視頻演示系統(tǒng)6還包括音箱63，用于對音頻信號進行放大處理后由音箱63本身回放出聲音，使其聲音變大。
[0046]具體地，視頻演示系統(tǒng)6可以自動播放智能家居實驗與展示平臺的介紹視頻短片，也可通過用戶的觸摸操作展示智能家居實驗與展示平臺的組成、性能、參數(shù)、應(yīng)用等方面的資料。并且，通過在觸摸屏61上安裝體驗控制功能的體驗控制應(yīng)用程序APK，實現(xiàn)視頻和控制進行聯(lián)動，展示當(dāng)前家居實景沙盤I內(nèi)的實時信息，例如溫度、濕度和光照強度等。并且，學(xué)生還可以通過觸摸操作進行控制體驗，例如體驗控制應(yīng)用程序APK上帶有控制按鈕進行鎖窗、鎖門之類的操作。由此可知，視頻演示系統(tǒng)6可以提供展示效果、宣傳推廣科技使用，并且也便于學(xué)生對本發(fā)明的智能家居試驗與展示平臺的各項功能的學(xué)習(xí)。
[0047]實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7可以對上述各個功能模塊的理論原理和專業(yè)知識進行講解和指導(dǎo)開發(fā)。具體地，實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7與傳感器終端模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊3、控制模塊4和手持終端5相連，用于提供傳感器終端模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊3、控制模塊4和手持終端5的理論原理和相關(guān)專業(yè)知識進行視頻和文本教學(xué)。并且，實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7用于根據(jù)學(xué)生選擇的開發(fā)模塊，向?qū)W生提供與選擇的開發(fā)模塊對應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
[0048]圖3為根據(jù)本發(fā)明實施例的實驗指導(dǎo)系統(tǒng)的工作流程圖。
[0049]如圖3所示，實驗指導(dǎo)系統(tǒng)的工作流程如下:[0050]步驟SI，學(xué)生選擇開發(fā)模塊。
[0051]其中，開發(fā)模塊可以為傳感器終端模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊3、控制模塊4、手持終端5中的一種或多種。
[0052]步驟S2，根據(jù)學(xué)生選擇的開發(fā)模塊，向?qū)W生提供與選擇的開發(fā)模塊對應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。
[0053]其中，學(xué)習(xí)內(nèi)容包括:該開發(fā)模塊的使用說明、理論講解、開發(fā)工具使用講解、開發(fā)重點源碼講解、開發(fā)過程分布講解、理論掌握程度測試、開發(fā)測試、常見問題解答、開發(fā)筆記匯總以及相關(guān)工具和資料。
[0054]在本發(fā)明的一個實施例中，實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7安裝于每個學(xué)生的計算機上。
[0055]在本發(fā)明的一個實施例中，實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7可以提供視頻文件和電子書以進行理論原理和相關(guān)專業(yè)知識進行視頻和文本教學(xué)。例如，實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7可以對本發(fā)明的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備所使用的技術(shù)理論以電子書和視頻教學(xué)的模式進行講解、對開發(fā)利用到的硬件元器件進行介紹、硬件設(shè)計過程進行講解、對開發(fā)用到的軟件開發(fā)工具進行針對性的教學(xué)和對開發(fā)源碼進行詳細(xì)的講解。實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7主要是指導(dǎo)開發(fā)方面，如對開發(fā)用的軟硬件開發(fā)技術(shù)進行講解(例如VC，PiOtel)，對開發(fā)的流程和源碼進行講解，讓學(xué)生知道從哪下手、為什么要這樣做、每行源碼都是干什么用的等。
[0056]實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7可以做成軟件形式，安裝在學(xué)生的計算機上，用于指導(dǎo)學(xué)生開發(fā)用的。并且，實驗指導(dǎo)系統(tǒng)7可以設(shè)置為目錄形式，學(xué)生打開軟件后根據(jù)想要學(xué)習(xí)的內(nèi)容從目錄中直接點開，點開后的內(nèi)容可以包括視頻、電子書和程序源碼。
[0057]需要說明的是，傳感器終端模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊3、控制模塊4和手持終端5均可以向?qū)W生提供各自對應(yīng)的原理圖、操作說明、程序源碼和調(diào)試下載接口，供學(xué)生學(xué)習(xí)掌握無線數(shù)據(jù)傳輸、傳感器、協(xié)議轉(zhuǎn)換、專家系統(tǒng)、自動控制等知識。學(xué)生可以在每個功能模塊上對進行調(diào)試改變實驗參數(shù)，因為提供模擬量和數(shù)字量采集的方法，所以修改起來很容易學(xué)習(xí)，從而可以有力支持院校教學(xué)實驗，又可用于展示助力智能家居的推廣，向?qū)嶋H應(yīng)用提供借鑒。
[0058]在本發(fā)明的一個實施例中，本發(fā)明實施例的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備進一步包括向每個學(xué)生分配的學(xué)生實驗箱。學(xué)生實驗箱用于學(xué)生體驗開發(fā)測試傳感器終端模塊2、網(wǎng)關(guān)模塊3和控制模塊4。每個學(xué)生的開發(fā)過程可以在實驗箱內(nèi)進行操作，驗證過程可以在智能家居實景沙盤進行。
[0059]圖4為根據(jù)本發(fā)明實施例的實驗箱的布置圖。
[0060]如圖4所示，本發(fā)明實施例的實驗箱包括:串口、網(wǎng)口、電源接口、多個傳感器、多個傳感器模塊開發(fā)底板、網(wǎng)關(guān)模塊開發(fā)板、多個控制模塊開發(fā)板、觸摸屏和開發(fā)底板。
[0061]具體來說，串口可以用于調(diào)試或下載程序、傳輸數(shù)據(jù)信息。具體地，學(xué)生可以通過該串口從上位機調(diào)試或下載程序、數(shù)據(jù)信息等到對應(yīng)的開發(fā)模塊，從而實現(xiàn)對開發(fā)模塊的調(diào)試和開發(fā)管理。
[0062]網(wǎng)口可以用于接入網(wǎng)絡(luò)信號，其中，學(xué)生實驗箱中的網(wǎng)關(guān)模塊開發(fā)板可以通過網(wǎng)口與學(xué)生計算機進行通信，其中，學(xué)生計算機可以視為一臺服務(wù)器。
[0063]電源接口可以用于接入電源。
[0064]學(xué)生可以根據(jù)需要將傳感器插入到傳感器模塊開發(fā)底板，編寫并下載對應(yīng)的程序以實現(xiàn)該傳感器的功能。[0065]在本發(fā)明的示例中，多個傳感器包括:振動傳感器、攝像頭、人體紅外傳感器、光線傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、有毒氣體傳感器、空氣質(zhì)量傳感器。
[0066]此外，每個傳感器模塊開發(fā)底板無線方式與所述網(wǎng)關(guān)模塊進行通信，學(xué)生可以通過多個傳感器模塊開發(fā)底板對傳感器終端模塊2進行體驗開發(fā)測試，并且開發(fā)測試的結(jié)果可以通過網(wǎng)關(guān)模塊3接入至網(wǎng)絡(luò)中，以進行后續(xù)的分析和控制。
[0067]并且，學(xué)生可以通過網(wǎng)關(guān)模塊開發(fā)板體驗開發(fā)測試網(wǎng)關(guān)模塊3。
[0068]進一步，學(xué)生還可以通過多個控制模塊開發(fā)板體驗開發(fā)測試控制模塊4的多個功能單元。其中，多個控制模塊開發(fā)板包括開關(guān)式控制器開發(fā)板、步進電機式控制器開發(fā)板、家電遙控式控制器開發(fā)板、磁閥式控制器開發(fā)板。
[0069]圖5為根據(jù)本發(fā)明實施例的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。
[0070]如圖5所示，網(wǎng)關(guān)模塊3負(fù)責(zé)所有環(huán)境數(shù)據(jù)和控制指令的接收和轉(zhuǎn)發(fā)。具體地，網(wǎng)關(guān)模塊3通過Zigbee技術(shù)與傳感器終端模塊2中的各個傳感器模塊進行通信。網(wǎng)關(guān)模塊3通過Zigbee技術(shù)接收震動傳感器模塊、攝像頭模塊、人體紅外傳感器模塊、有毒氣體傳感器模塊、光線傳感器模塊、溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊和空氣質(zhì)量傳感器模塊采集到的環(huán)境數(shù)據(jù)。網(wǎng)關(guān)模塊3通過WIF1、3G、GPRS將環(huán)境數(shù)據(jù)和告警指令轉(zhuǎn)發(fā)給手持終端5。網(wǎng)關(guān)模塊3通過Zigbee技術(shù)、WIF1、RS485通信方式向控制模塊4的各個功能單元發(fā)送控制指令。網(wǎng)關(guān)模塊3通過WIF1、以太網(wǎng)與視頻演示系統(tǒng)6進行通信，以及向視頻演示系統(tǒng)6轉(zhuǎn)發(fā)控制指令。此外，網(wǎng)關(guān)模塊3可以通過以WIF1、以太網(wǎng)與學(xué)生計算機進行通信，其中，學(xué)生計算機上安裝有學(xué)生指導(dǎo)系統(tǒng)7，網(wǎng)關(guān)模塊3可以與學(xué)生指導(dǎo)系統(tǒng)7進行數(shù)據(jù)傳輸。網(wǎng)關(guān)模塊3可以通過Zigbee技術(shù)、WIFI與學(xué)生實驗箱中的開發(fā)板進行通信，從而學(xué)生可以體驗開發(fā)測試網(wǎng)關(guān)模塊3。并且，學(xué)生實驗箱可以通過串口、以太網(wǎng)、WIFI與學(xué)生計算機進行通信，學(xué)生計算機可以視為一臺服務(wù)器，學(xué)生通過從學(xué)生計算機上下載程序到學(xué)生實驗箱的開發(fā)板上，實現(xiàn)對開發(fā)板的功能調(diào)試。
[0071]本發(fā)明提供的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備涉及無線傳感網(wǎng)絡(luò)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及傳感器數(shù)據(jù)采集、分析、處理及智能控制的實驗與展示平臺。本發(fā)明可以實現(xiàn)智能家居中入侵、自然光照、溫度、濕度、燈光、家電及網(wǎng)絡(luò)等環(huán)境數(shù)據(jù)、狀態(tài)的實時采集和監(jiān)測，智能控制與遠(yuǎn)程人工控制相結(jié)合，真實實現(xiàn)智能家居的智能安防智能控制。本發(fā)明可以有力支持院校教學(xué)實驗，助力智能家居的推廣，也給實際應(yīng)用提供借鑒，提高家居安全、舒適度，提升整體生活品質(zhì)。此外，本發(fā)明可以提供原理圖、操作說明、程序源碼和調(diào)試下載接口，供學(xué)生學(xué)習(xí)掌握無線數(shù)據(jù)傳輸，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)效率。
[0072]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0073]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求極其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，其特征在于，包括: 智能家居實景沙盤，用于模擬真實環(huán)境下家居房間和家居設(shè)備； 傳感器終端模塊，所述傳感器終端模塊用于采集所述智能家居實景沙盤內(nèi)的多個環(huán)境數(shù)據(jù)，其中，所述多個環(huán)境數(shù)據(jù)包括:窗戶振動、攝像、人體紅外、光照、溫度、濕度、有毒氣體、空氣質(zhì)量、家電狀態(tài)； 網(wǎng)關(guān)模塊，所述網(wǎng)關(guān)模塊與所述傳感器終端模塊進行通信，用于接收所述傳感器終端模塊上報的所述多個環(huán)境數(shù)據(jù)并在所帶屏幕上實時顯示，將所述多個環(huán)境數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)通信協(xié)議類型的環(huán)境數(shù)據(jù)包，同時對所述環(huán)境數(shù)據(jù)進行分析，根據(jù)分析結(jié)果發(fā)出對應(yīng)的告警指令和控制指令，轉(zhuǎn)發(fā)所述環(huán)境數(shù)據(jù)包、告警指令和控制指令； 控制模塊，所述控制模塊與所述網(wǎng)關(guān)模塊進行通信，用于接收所述網(wǎng)關(guān)模塊轉(zhuǎn)發(fā)的所述控制指令，并根據(jù)所述控制指令調(diào)用與所述控制指令對應(yīng)的功能單元執(zhí)行相應(yīng)操作，以及將每個所述功能 單元的操作結(jié)果返回至網(wǎng)關(guān)模塊，其中，所述控制模塊包括多個功能單元，所述多個功能單元包括以下至少一種:鎖窗電機控制器、電機式門鎖控制器、電動窗簾控制器、加濕器控制器、空調(diào)控制器、燈光控制器、排氣扇控制器、磁閥燃?xì)忾_關(guān)控制器、空氣凈化器控制器、熱水器控制器； 手持終端，所述手持終端與所述網(wǎng)關(guān)模塊進行通信，用于接收所述網(wǎng)關(guān)模塊轉(zhuǎn)發(fā)的環(huán)境數(shù)據(jù)包和告警指令，并根據(jù)所述環(huán)境數(shù)據(jù)包和所述告警指令發(fā)送對應(yīng)的控制指令； 視頻演示系統(tǒng)，所述視頻演示系統(tǒng)與所述網(wǎng)關(guān)模塊相連，用于根據(jù)所述網(wǎng)關(guān)模塊轉(zhuǎn)發(fā)的所述控制指令向?qū)W生提供所述智能家居實景沙盤、所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的性能指標(biāo)的音頻解說和工作效果的視頻展示，以及提供與所述智能家居實景沙盤、所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的工作相關(guān)的體驗控制應(yīng)用程序，用戶通過選擇并執(zhí)行所述體驗控制應(yīng)用程序?qū)W習(xí)所述智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的各個功能； 實驗指導(dǎo)系統(tǒng)，所述實驗指導(dǎo)系統(tǒng)與所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊、所述手持終端相連，用于提供所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的理論原理和相關(guān)專業(yè)知識進行視頻和文本教學(xué)，并且，所述實驗指導(dǎo)系統(tǒng)用于根據(jù)學(xué)生選擇的開發(fā)模塊，向所述學(xué)生提供與選擇的開發(fā)模塊對應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，其中，所述開發(fā)模塊包括所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊、所述手持終端中的一種或多種，所述實驗指導(dǎo)系統(tǒng)安裝于每個學(xué)生的計算機上； 學(xué)生實驗箱，所述學(xué)生實驗箱用于學(xué)生體驗開發(fā)測試所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，其特征在于，所述傳感器終端模塊以預(yù)設(shè)周期通過無線的方式向所述網(wǎng)關(guān)模塊發(fā)送所述多個環(huán)境數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)關(guān)模塊通過以太網(wǎng)、無線保真W1-Fi或通用分組無線服務(wù)技術(shù)GPRS將環(huán)境數(shù)據(jù)包發(fā)送給手持終端和所述視頻演示系統(tǒng)。
4.如權(quán)利要求1所述的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，其特征在于，所述網(wǎng)關(guān)模塊還用于將來自所述手持終端或所述視頻演示系統(tǒng)的控制指令轉(zhuǎn)發(fā)至所述控制模塊。
5.如權(quán)利要求1所述的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，其特征在于，所述控制模塊中的每個所述功能單元通過有線或無線方式接收所述控制模塊、所述手持終端或所述視頻演示系統(tǒng)的控制指令。
6.如權(quán)利要求1所述的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，其特征在于，所述視頻演示系統(tǒng)包括: 觸摸屏，用于接收用戶的觸摸操作，并根據(jù)所述觸摸操作展示所述智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的組成、性能、參數(shù)和應(yīng)用，以及提供與所述智能家居實景沙盤、所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的工作相關(guān)的體驗控制應(yīng)用程序，用戶通過觸摸操作選擇并執(zhí)行所述體驗控制應(yīng)用程序以學(xué)習(xí)所述智能家居實驗與展示平臺設(shè)備的各個功能； 硬盤播放器，用于向?qū)W生提供所述智能家居實景沙盤、所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端的性能指標(biāo)的音頻解說和工作效果的視頻展示。
7.如權(quán)利要求1所述的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，其特征在于，向?qū)W生提供所述傳感器終端模塊、所述網(wǎng)關(guān)模塊、所述控制模塊和所述手持終端各自對應(yīng)的原理圖、操作說明、程序源碼和調(diào)試下載接口。
8.如權(quán)利要求1所述的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，其特征在于，所述實驗指導(dǎo)系統(tǒng)提供的與選擇的開發(fā)模塊對應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容包括:該開發(fā)模塊的使用說明、理論講解、開發(fā)工具使用講解、開發(fā)重點源碼講解、開發(fā)過程分布講解、理論掌握程度測試、常見問題解答、開發(fā)筆記匯總以及相關(guān)工具和資料。
9.如權(quán)利要求1所述的智能家居實驗與展示平臺設(shè)備，其特征在于，所述學(xué)生實驗箱包括: 串口，用于調(diào)試或下載程序、傳輸數(shù)據(jù)信息； 網(wǎng)口，用于接入網(wǎng)絡(luò)信號； 電源接口，用于接入電源； 多個傳感器，所述學(xué)生根據(jù)需要將所述傳感器插入所述傳感器模塊開發(fā)底板，編寫并下載對應(yīng)的程序以實現(xiàn)該傳感器的功能，其中，所述多個傳感器包括:振動傳感器、攝像頭、人體紅外傳感器、光線傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、有毒氣體傳感器、空氣質(zhì)量傳感器； 多個傳感器模塊開發(fā)底板，每個所述傳感器模塊開發(fā)底板無線方式與所述網(wǎng)關(guān)模塊進行通信，所述學(xué)生通過所述多個傳感器模塊開發(fā)底板對所述傳感器終端模塊進行體驗開發(fā)測試，并且開發(fā)測試的結(jié)果通過所述網(wǎng)關(guān)模塊接入至網(wǎng)絡(luò)中，以進行后續(xù)的分析和控制； 網(wǎng)關(guān)模塊開發(fā)板，所述學(xué)生通過所述網(wǎng)關(guān)模塊開發(fā)板體驗開發(fā)測試所述網(wǎng)關(guān)模塊； 多個控制模塊開發(fā)板，所述學(xué)生通過所述多個控制模塊開發(fā)板體驗開發(fā)測試所述控制模塊的多個功能單元，其中，所述多個控制模塊開發(fā)板包括:開關(guān)式控制器開發(fā)板、步進電機式控制器開發(fā)板、家電遙控式控制器開發(fā)板、磁閥式控制器開發(fā)板。
【文檔編號】G05B19/418GK103914962SQ201410123514
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】鐘秋發(fā), 尚久慶, 張靖軒 申請人:石家莊恒運網(wǎng)絡(luò)科技有限公司