智能家居工程实训系统具有感知层、网络层、应用层三层体系结构。
感知层主要包括温湿度、光线、二氧化碳、雨雪等各种传感器节点，以及空调扇、照明灯、窗帘、电视、多媒体播放器、电磁阀、警笛等控制设备，实现家居环境参数的实时监测、家电设备的状态检测、以及自动化调节。
网络层包括无线传感器网络和接入网络。无线传感器网络采用zigbee，负责感知层传感器节点、控制器节点与网关之间的数据通信，由网关汇聚信息。接入网络可使用以太网、wifi、4g任一种，负责网关与云服务平台之间的数据交互，将汇聚的感知层设备信息接入到云服务平台。
应用层主要设计面向用户，具有多种访问终端，如本地网关、web客户端、android客户端等，运行智能家居监控端软件系统，实现环境参数采集、安防报警、家电控制、能源监控、可视门禁、影音娱乐、远程监控等功能。
系统整体架构如图所示：
（1）系统架构层次清晰：b/s架构，本地网关、移动端、web端均可同时访问系统。前端采用最新的html5编程技术，websockets全双工协议解决异步刷新的问题，达到数据实时刷新。
（2）传感层采用zigbee进行数据传输；集成http协议实现跨平台远程增删改查数据库；采用mqtt协议实现多终端m2m数据传输。
（3）系统功能丰富：包含家居环境实时监测、家电设备智能控制、家庭能源动态监控、家居安防智能告警、家庭智能影音娱乐、远程视频监控等系统。
（4）人机交互界面友好：物联网网关、web监控端、移动端三方软件系统均采用图形图像化交互界面，增加操作的便利化和直观性。
1. 智能环境监控
系统采用温湿度、光照度、二氧化碳等各种传感器对室内居住环境的状态进行实时监测，监测数据通过无线zigbee网络传输到智能网关，可以实时显示在智能网关、android移动终端、web集中监控端的界面上。系统可设置传感器和控制设备的联动，通过预置的上下限，自动控制空调扇（通风扇）、加湿器、窗帘、照明灯等设备的状态，调节居室环境。
2. 智能安防报警
采用烟雾探测器、燃气探测器、门磁探测器、红外人体感应探测器对居室内烟雾火情、煤气泄漏、离家模式下的非法人员入侵等进行监测。如遇烟雾超过安全阈值、燃气泄漏、或陌生人入侵，立即进行本地报警，启动联动开启排风系统、关闭燃气阀门、报警声吓退入侵者。同时警情数据通过zigbee网络传输到智能网关，并推送给用户的移动端，提醒用户自动连接视频监控像头查看现场情况。警情处理后，用户可通过android移动端解除警情。
3. 智能家电控制
系统支持交流强电类、红外转发类、无线射频类等电器的控制，提供手动控制与自动控制两种方式。
手动控制，主要通过手动点击网关控制端、android移动终端、web监控端界面上家电控制按钮，实现对照明灯、警笛等进行开关控制，对电视、音响、空调等红外转发控制，对窗帘进行射频转发控制。
自动控制，通过设置传感器与家电设备的联动，一旦传感器检测数据达到上、下阈值，就触发家电设备自动动作。具有居家模式、离家模式、模式一、二等多种，用户可设置多种自动控制系统，实现智能灯光控制系统、智能温度调节系统、智能湿度调节系统。
4. 智能能源监控
系统采用电表传感器、水表传感器实时监测家庭用电、用水状况，通过zigbee网络传输给网关。可以实时显示在智能网关、android移动终端、web集中监控端的界面上。
5. 智能可视门禁
系统安装有指纹识别传感器、电插锁控制器、可视门镜等设备，可实现指纹录入、指纹对比、指纹开门、可视对讲等功能。
6. 智能影音娱乐
安装多媒体播放器、音响、电视，营造家居客厅温馨氛围，均通过红外转发控制器接入zigbee网络，由智能网关统一管理。用户可通过网关、web端、android端控制播放器、电视等的开关状态，可以收听音乐，观看电视。
7. 智能远程监控
系统支持android移动端、web集中监控端等多终端通过http协议以及mqtt协议与智能家居网关进行通信，实现远程数据交互。web集中监控平台可以显示所有接入家居网关的信息、各个网关管理的传感器数据、设备状态；可查阅历史数据，导出数据文件；可在线编辑传感器与控制设备的控制策略，实现联动； 采用网络摄像头对家居环境进行实时监控，摄像头通过wifi接入互联网，支持web监控端、移动端远程视频查看，实现远程视频监控功能。
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