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1、指导教师评定成成绩： 审定成绩： 重庆邮电大学移移通学院自 动 化 系系课程设计报告 设计题目：别墅墅智能家居控控制系统学 生 姓 名： 专 业： 班 级： 学 号： 指 导 教 师： 设计时间：20010 年 12 月月 重庆邮电大学学移通自动化化系制目录一.系统概述.411 项目概概述.412 控制要要求.413 设计依依据.414 系统架架构图.5二照明控制子系系统.621 需求分分析.62.1.1 信信息点位表（仅仅供参考） .622 设计方方案.72.2.1 系系统结构.72.2.2 设设备选型.723 相关产产品介绍.82.3.1 数数字调光器（4404L）.82.3.2 电电源控
2、制器（3010L）.82.3.3 触触控面板（55006L）.924 智能照照明系统功能能.11025 面板场场景设置方案案.1102.5.1 触触控面板的按按键方式. 112.5.2 场场景设置方法法. 112.5.3 面面板图标说明明.112三.安防监控子子系统.1531 需求分分析.153.1.1 信信息点位表（仅仅供参考） .11532 设计方方案.163.2.1 系系统结构.173.2.2 设设备选型.1733 安防系系统功能简介介.118四、空调、窗帘帘、喷泉、智智能家电系统统.1941 需求分分析.194.1.1 信信息点位表（仅仅供参考） .11942 设计方方案.204.2.
3、2 设设备选型.2143 空调系系统功能说明明.22244 背景音音乐系统介绍绍.222五、可视对讲子子系统.26六、远程控制.286.1 网络控控制.286.2 遥控控控制（2.44G） .2296.3 电话、短短信控制.2964 智能家家庭网关介绍绍.229i.Lon 1100 Innterneet Serrver .296.4.1 描描述：.306.4.2 应应用：.30七、结束语.331附：.一、系统概述11 项目概概述如果说建筑是凝凝固的音乐，那那么完美的家家庭智能化自自动控制系统统则是这首乐乐曲上绝妙的的音符。在科技发发达、物质富富庶的今天，自自控系统已不不单纯是实现现室内基本安安
4、防、照明、采采暖的工具，而且是是建筑装饰的的一种实用艺艺术品，是自自动化技术与与建筑艺术的的统一体。完完善的自控系统集装饰、照照明、安防及及节能于一身身，尽力达到到完美与和谐谐的统一，充充分利用科学学与艺术的搭配，光与与影的组合以以及安防与空空调的自动控控制来创造各各种舒适、优优雅的环境，以以加强室内空间效果的的气氛。试想，当房子的的主人回到家家，只要在门门口的卡片阅阅读机刷一下下卡(或是指纹辨辨识、感应磁卡等)，家庭庭自动化系统统在做过安全全认证后，首首先安防系统统会先撤防，门门禁系统会开开门，灯光控制系统的的迎宾模式场场景会将室内内灯光和缓的的开启，空调调系统也启动动了，若是晚晚间则客厅的
5、电动窗帘会会自动关闭，最最后音响系统统将您最喜欢欢的那首帕海海贝尔的卡农农演奏曲播放放出来。而这一切的的动作只是在在一个起始动动作后(即门禁的读读卡动作)，全部自动动完成。这不不难想到，以上所提到到的子系统间间势必要有一一可互操作性性(Inteeroperrable)的关系，而而其关键便是是一个开放性的网络平平台及架构。12 控制要要求别墅区的家居智智能控制，主主要包括家庭庭的智能照明明系统、家居居安防系统、门门禁系统、空调控制、窗帘帘控制、背景景音乐系统、可可视对讲等系系统，及其远远程操作。13 设计依依据为了达到以上所所提的连锁功功能，一个开开放性的控制制网络平台是是必要的，而而强调开放性
6、性的最主要意义便是是各子系统间间的可互操作作性。 图1 开发系统统网络示意图图 若是以单单独的控制网网络平台而言言，考虑其可可互操作性，必必须特别要求求的便是各子子系统产品的网络通信协协议，是否可可对等地在控控制网络上通通信。综观市市场上能够兼兼具有系统开开放性及各产品间互操作作性的技术标标准者应该首首推LonWWorks 控制网络平平台。同时，LonWWorks 技术可无缝缝的实现与以以太网的连接接，从而方便便系统的集成成，小区物业业的管理和用户的的远程控制。由此，我们设计计了一个基于于LonWoorks 技技术的控制网网和以太网技技术的数据网网的两层网络络体系，两者之间间通过网络服服务器来
7、实现现无缝连接，从从而方便管理理与操作。利用这两个层级级的网络来架架构家庭自动动化系统，其其具有以下特特点：1. 控制网络络负责的是小小而频繁之数数据采集及传传递，控制功功能在此系统统必须符合稳稳定、精确、快速的原原则，所有主主要的监视及及控制功能均均须能完整而而自主地在此此网络上执行。2. 数据网络络则是以大型型的数据包传传递为主，信信息应用在此此网络上同样样也必须符合合稳定、精确、快速速的原则，其其并不负责监监视及控制功功能的执行，但但却负责将控控制网络所收集到的数据据，汇集成有有用的信息并并以不同的方方式提供给使使用者使用之之。14 系统架架构图图 2 图图 2 家居智能能控制系统架架构
8、图照明控制、门禁禁安防等系统统都集成在 LonWoorks 控控制网之下，而而可视对讲、远远程访问、二、照明控制子子系统灯光是人们日常常生活中的一一部分。然而而，灯光除了了照明之外，更更可以用来营营造气氛。即即由不同灯光的设设计，可以创创造单一空间间的多用途性性。Nicoo 公司推出出的智能灯光光控制系统就就是为管理生活中中复杂多变的的光照而设计计，通过面板板上的LEDD 触碰式调调光板，可以以控制灯光的开关和亮度，或或者使多盏灯灯光进入某种种预设的场景景。可以和其其他子系统相相互关联，协协同工作。例如：安防防系统的报警警信息可以使使得所有的灯灯光联动。21 需求分分析B 户型别墅的的灯光控制
9、主主要集中在地地上两层，共共16 个灯回回路，总共分分为5 个区域，需需要进行调光控制制。可进行场场景的组合、切切换，及单灯灯的开关和亮亮度调节。以以实现用户对对不同场合的需求，并并起到节能的的作用。2.1.1 信信息点位表（仅仅供参考） 表 1 灯控制回回路明细表22 设计方方案本智能灯光控制制系统可采用用多种传输媒媒介进行通信信，系统控制制方式采用LLonWorrks 技术，遵循的LoonMarkk 协议,提供LonWWorks 网络接口和和TCP/IIP 以太网网接口。根据目前现状我我们采用的是是双绞线等传传输介质进行行通信。用双双绞线连接到到各个楼层的的控制器，同时也将将各个楼层所所有
10、的电灯、电电器连成了网网络。用双绞绞线做载体传传输控制信号号，这就是用双绞线实实现的网络化化控制，当某某个节点出现现故障时，不不会影响其他他节点的通信信。这样可以最大程度地地减少因中央央微处理器的的失败而引起起的网络瘫痪痪的机率。2.2.1 系系统结构 图 3 照明控制制系统架构图图 以自由拓拓扑的形式将将各 LonnWorkss 节点（包包括控制器和和控制面板）接接入控制网中中，它们之间只是控制信信息的传递。而而灯光的控制制由调光器和和控制器来操操作。2.2.2 设设备选型照明控制设备主主要以 Niico 公司司的灯光控制制产品为主，软软件采用定制制的Nicoo 人机界面面（HMI），现现场
11、控制设备备采用四回路路数字调光器器4404LL 四个，十十回路电源控控制器30110L（视精装情况而定），5006L 型的触控面板五个（各区域配一个）。可以达到系统的控制要求，具体设备参见设备备报价清单（附附一）。23 相关产产品介绍2.3.1 数数字调光器（4404L）由 Nico Technnologyy Inc.研发的数字字调光器（DDIGITAAL DIMMMER 44404L）是是以LonWWorks平台为设计基础础，为一小体体积、高效能能、适用于家家庭及楼宇的的数字调光器器。Nicoo 数字调光光器提供四组回路路，每组回路路负载电流110A，而其其主要的设计计特色是一三三段式旁路开
12、开关。三段式旁路开关包括括了自动模式式、切断模式式及手动模式式。在自动模式下，调调光器由网络络系统自动操操作。在切断断模式下，负负载完全不受受电，方便进进行维修及更换等等工作。在手手动模式下，输输出的ON/OFF 状状态改由人为为控制，因此此可在无网络络系统运作下测试试电路状况。三三段式旁路开开关的优点在在使Nicoo 数字调光光器于网络系系统或中央处理器故障时仍仍可运作。Nico 数字字调光器的使使用能达到节节约能源的效效果。延时开开关功能可以以令室内的灯灯光徐徐开启、关闭，避避免了灯具短短时间通过大大电流而损坏坏的危险，延延长了灯泡使使用寿命，也也科学地解决了灯光瞬时时大幅变化带带来的眩目
13、效效果。多场景景的灯光变换换设定，更进进一步营造充充满美感的情境及气氛。技术参数：CPU：Neuuron 33150 芯芯片 10MMHz 存储器：64KK Flassh 收发器：FTTT-10 FFree TTopoloogy 输出端口：4 通道0220Vaac10AA 电源供应：1110VAC/220VAAC 工作温度范围：-1085 工作湿度范围：10 到95%RHH50 2.3.2 电电源控制器（3010L） 电源控控制器不但可可应用于所有有的灯光开关关控制，亦可可用于其他以以开/关为控制属属性的非灯光装置，如电电动投影荧幕幕、电动窗帘帘、造景喷水水池等。电源源控制器可将将各种不同的的
14、电源开关作一整合性应应用，以提高高使用上的便便利性。以 LonWoorks 平平台为设计基基础的Nicco 电源控控制器提供十十组回路，每每组回路均具具有负载电流10A 之之（SPDTT）继电器。NNico 电电源控制器十十组个别独立立的输入通道道可分别与控控制网络上其他的控制开开关或传感器器连接应用，以以节约能源。Nico 电源源控制器另一一主要的特色色为三段式旁旁路开关的设设计。三段式式旁路开关包包括了自动模式、切断模模式、手动模模式。在自动动模式下，电电源控制器是是由网路系统统操控。在切切断模式下，负载完全不不受电，方便便进行维修及及更换等工作作。在手动模模式下，输出出的ON/OOFF
15、改由由人为控制，因此可可在无网路系系统运行下，测测试电路状况况。 三段式式旁路开关的的使用操作优优点在使Niico 电源源控制器于网网络系统或中中央处理器故故障时，仍可正常运运行。技术参数：CPU：Neuuron 33150 芯芯片 10MMHz存储器：64KK Flassh收发器：FTTT-10 FFree TTopoloogy输出端口：100 路独立端端口输入端口：100 路独立端端口数字化输出：0010VDCC80mAA电源供应：1110VAC/220VAAC工作温度范围：-1085工作湿度范围：10 到95%RHH502.3.3 触触控面板（55006L）最具现代感的外外型，以Loon
16、Workks 技术为为设计基础，Nico 触控式面板开关为住家、办公大楼及工业用途途上的灯光系系统、电器用用品及其网络络上的子系统统提供了一种种简单、方便便且灵活的操控方式。触控式面板开关关能够连接家家庭智能化系系统、安防系系统、中央监监控系统、并并具集成空调调、灯光、安防、娱娱乐视听等控控制系统的功功能。由于 Nicoo 触控式面面板开关的导导入应用，取取代了传统线线路连接的开开关，大幅提提升布线的容易度并减少线线材及人工成成本。且可藉藉由程序重新新设定来更改改其控制功能能，大幅增进进了使用上的便利性及弹弹性。触控式按键具具可程序化功功能。蓝色背光设计计方便夜间操操作。高质感磨砂或或镜面处理
17、的的铝质面板。简单便利的挂挂墙式安装设设计。技术参数：CPU：Neuuron 33150 芯芯片 10MMHz存储器：64KK Flassh收发器：FT-X1 智能能收发器控制键盘：6 键编程控制制背光：蓝色 LLED 背光光灯数字化输出：0010VDCC80mAA电源供应：12224VDCC工作温度范围：-1085工作湿度范围：10 到95%RHH5024 智能照照明系统功能能 全开全关关：只需按一一个键就可将将所有灯同时时打开或关闭闭 场景设置置：只需按一一个键就可以以控制一组灯灯、一个预制制的场景 多控开关关：在三个以以上的位置
18、控控制同一个灯灯 可变对象象：无需改线线就可改变开开关的控制对对象 集中控制制：无需走动动，便可集中中控制所有的的电灯、电器器 网络管理理：可将照明明，电器联成成网络统一控控制管理 图 4 Nicco 智能照照明住宅应用用25 面板场场景设置方案案 Nicco 触控面面板在设计上上，以触摸式式功能键取代代传统调光板板上的功能按按键，因而在在外观上呈现一种高科科技质感的效效果。为了便便于搭配，NNico 触触控式面板的的背板和功能能键可由使用用2.5.1 触触控面板的按按键方式触控面板的按键键方式包括以以下几种方式式： 开关切换模模式开
19、关切换模式用用于对某一路路灯的控制，当当面板被按下下时，灯被打打开，当再次次按下时，灯关闭。 调光模式调光模式用于对对单路可调光光光源的调节节。当压下按按键时，灯光光按预定的速速率变亮或变暗，放开按键键时，调光结结束。 灯光亮度设设定模式灯光亮度设定模模式用于对单单路可调光光光源预设亮度度。当按下按按键时，该路路灯开到预设的亮度。 场景设置模模式按键设为场景模模式时，当按按下该键，系系统控制切换换到该模式场场景。如会客客模式，休闲模式等。场景景设置方式多多用在某一区区域内灯光控控制回路较多多的场合。2.5.2 场场景设置方法法利用场景设置，可可以对同一区区域的多路灯灯光同时控制制，既方便操操作
20、，又能赋赋予同一空间间各种不同的功能能。场景的设设置一般参照照下述原则：1. 居家模式式居家模式应用的的场合为天黑黑时家庭的正正常生活照明明，该模式的的设置要求为为有较高的照照明亮度，光线照射射均匀。2. 会客模式式会客模式应用在在会客场合，该该模式的设计计突出庄重、肃肃穆，照明亮亮度设计的较较高，同时增加壁画灯、书书柜灯等重点点位置的照明明。会客模式式要有多区域域的控制，客客人有可能经经过的地方（如客厅、走走廊）的灯都都要打开。3. 用餐模式式用餐模式主要是是开启餐厅区区域的照明，用用餐模式要求求灯光照射均均匀、柔和，亮亮度适中。4. 睡眠模式式睡眠模式用于入入睡后的照明明。此时卧室室内应有
21、一或或两盏射灯微微亮，以方便便主人夜间起起夜。走廊区域的夜灯灯也可以调到到微亮状态。同同时关断其他他区域的灯。5. 两人模式式两人模式意在创创造一种温馨馨、浪漫的环环境。灯光调调到较暗的状状态，可以起起到释放压力力、舒适惬意的效果果。6. 烛光模式式在餐厅和客厅中中使用该模式式，方法为只只点亮一路灯灯，如电灯或或筒灯，并且且把该路灯的的亮度调至30以以下。7. PARTTY 模式PARTY 模模式用在聚会会的场合，此此时的灯光可可以设为全亮亮，创造令人人兴奋的环境境。8. 电视模式式在电视模式下，要要求室内灯光光亮度较暗。同同时灯光最好好从侧面照射射，避免灯光光从人的正面和背面照射。同同时，电
22、动窗窗帘自动放下下。9. 换鞋模式式换鞋模式又叫进进家模式，其其设置为玄关关处的灯打开开，并把通往往各处的楼道道灯打开。10. 离家模模式在离家模式下，Nico 的照明系统可以在数十秒后自动关断所有的灯光及空调。2.5.3 面面板图标说明明为配合多种场景景的需要，NNico 为为用户提供了了100 多种种按键图标供供用户选择，当当然，用户也可自行选择择和设计喜爱爱的图标和文文字，常用图图标的样式和和含义说明如如下：表2 面板图标标示意三、安防监控子子系统安防子系统主要要由家庭火灾灾报警、门禁禁、窗磁、红红外对射及紧紧急呼救按钮钮组成。当有有任何紧急情况发生生，我们的家家居安防系统统会采取三段段
23、式报警来处处理。首先，触触发家庭声光光电报警器告警；同时时，将报警信信息通过小区区局域网传送送到小区的物物业，等待相相关的处理；最后，可以通过互联网网络，将报警警信息发送到到用户指定的的接受终端（如如个人电脑、手手机、个人数数字助理等）。31 需求分分析根据本项目的特特点和具体要要求，其安防防系统需要监监控的内容有有：可燃气体体探测器、温温感探测器、烟感探探测器、主动动红外对射棒棒、门锁状态态、指纹锁及及键盘输入、紧紧急呼救按钮钮等。当有任一监控点点触发时，要要求能迅速报报警并采取相相应的措施。如如火灾报警发发生时，应及及时关闭煤气关断断阀，打开排排风扇，并向向外发出报警警信息。在断电情况下，要要求安防系统统仍可以进行行正常的工作作，以保护住住户生