智能家居实训开发套件

智能家居实训开发套件

系统模拟真实家居环境,采用低功耗微控制器、多种传感器以及执行机构,通过行业领先的百度天工物联网云平台和百度AI云服务实现对家居设备节点的智能控制和管理。如需购买请联系客服。

互联网企业智能家居AIoT物联网教学实训
  • 7天无理由退款
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产品参数

  • 用于智能物联网教学场景。便于学生基于百度天工物联网平台,结合智能家居物联网实验箱硬件,配合课程讲解、实训操作,满足学生从理论学习到动手实践、从课堂吸收到产业理解、从物联网硬件开发到AIoT全面的学习需求,为打造智能时代的人才培养提供良好的学习机会。
  • 科技/IT,教育/培训

产品价格

规格周期首次购买价
基础版单次¥30000

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产品详情

产品相关视频,请参考:http://abcxueyuan.cloud.baidu.com/#/course_detail?id=15057&courseId=15057

一、系统整体设计

(1)系统模拟真实家居环境,采用低功耗微控制器、多种传感器以及执行机构,通过行业领先的百度天工物联网云平台和百度AI云服务实现对家居设备节点的智能控制和管理。

(2)系统采用百度天工云平台,支持物接入、物解析、物影子、规则引擎、时序数据库、物可视、时序洞察、边缘计算等多种功能,通过MQTT协议实现设备端与云端、云端和应用端之间的数据交互。

(3)设备节点控制器采用ST公司主推的超低功耗微控制器STM32L476,具有多种低功耗工作模式,支持图形化编程配置工具STM32Cube MX,采用Hal库开发方式,快速上手简单易用。

(4)设备节点核心控制板板载ST-LINK/V2-1调试器,支持在线仿真;采用锂电池和USB双供电设计,板载电源管理系统,支持USB对锂电池进行充电。

(5)节点核心控制板和功能板采用模块化叠插式连接设计并开放所有I/O口。

(6)系统兼容并自适应多种无线通信方式(WIFI、BLE、ZigBee、LoRa等),支持多跳组网、异构组网。

(7)系统支持多种数据显示方式,包括子系统节点OLED显示、智能网关LCD显示、云平台网页显示以及应用层网关APP显示。

(8)系统支持并实现多种交互方式,包括按键控制、触摸屏控制、在线语音交互、离线语音交互、APP客户端远程控制。

(9)系统网关和节点支持数据双向交互。

(10)系统设备节点采用磁吸式设计,方便用户操作及实验。

(11)系统配套完整的课程教学资源,包括硬件原理图、实验案例、课程讲义、课程PPT以及实训教学视频。

二、硬件资源及技术参数

1、智能家居应用层网关

(1)处理器:8核处理器,ARM Cortex-A53 Samsung S5P6818,主频:1.4GHz。

(2)存储:处理器内置显卡:Mali-400MP,2GB DDR3 1600MHz,16GB eMMC4.5。

(3)常用接口:2个RS232串口;1路SPI总线接口;1路I2S音频处理电路,含mic输入;1路功放电路,含扬声器接口;3路USB Host接口;1路USB OTG电路;1路HDMI高清接口;2路标准LVDS LCD接口;1路标准SIM卡接口,支持2G / 3G / 4G SIM卡;1路标准TF卡接口,最大支持64GB;1路自适应以太网接口;3路标准DC3-20插座,外引6818的GPIO、UART、IIC接口;1路500W摄像头接口;1路JTAG调试接口;1个标准5V电源接口,带自锁开关。

(4)板载资源:6路功能按键;2路自定义独立按键;1路蜂鸣器控制电路;1路PWM LED控制电路;1路电位器ADC采集电路;1路RTC时钟电路;1路WiFi蓝牙二合一电路,支持2.4GHz和5GHz双频802.11n WiFi,WiFi Direct及WiFi Hotspot、蓝牙4.0+HS双模运作。

(5)板载GPS模块:工作电压范围:1.4~3.6V;通道:56;冷启动灵敏度:-148dB;跟踪灵敏度:-162dB;热启动:2s;冷启动:30s;串行接口:DDC,SPI,UART;符合RoHS。

(6)板载重力感应器:14位数字加速度传感器;电源电压:1.95V-3.6V;接口电压:1.6-3.6V;全量程动态可选:±2g/±4g/±8g;输出数据频率范围(ODR):1.56HZ-800HZ;超低功耗:待机模式下为0.1μA;电耗:6μA-165μA;符合RoHS规范。

(7)板载全网通4G模块:采用EC20模组,工作电压:3.3-3.6V;下行支持多用户MIMO;支持FDD - LTE / TDD - LTE / WCDMA / TD - SCDMA / CDMA / GSM网络数据连接,支持Win CE / Linux / Android等嵌入式操作系统,支持标准AT指令集3G PPTS 27.007,27.005及扩展AT指令集。

(8)液晶显示模块:10.1寸高清IPS屏,支持电容式多点触摸。

(9)摄像头模块:500W高清摄像头,具有自动对焦功能。

(10)系统:支持Android5.1、Linux 3.4.39 + QT2.2、Ubuntu12.04。

2、语音交互智能网关

语音交互智能网关可将所有子系统设备节点的数据汇聚进行处理,完成各个子系统与百度天工云平台的连接和数据交互。支持离线语音识别技术,用户可通过智能语音交互模块下发控制命令、查询数据。支持用户通过人机交显示模块实现与各个子系统的交互与控制。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)人机交互显示模块:3.5寸液晶屏,分辨率480*320,支持多种组态控件:按钮控件、进度条控件、文本控件、指针控件等,上位软件自动升级、设备固件自动升级,自定义任意Windows字库,支持基本的GUI指令(画点、画线、画矩形等),支持图片格式BMP、JPG、JPEG、PNG,支持串口下载和SD卡下载,支持模拟器和设备同步调试。

(3)智能语音交互模块:采用语音识别技术、语音合成技术实现智能语音交互控制,模块支持10000条词条的语音识别,可实现语义理解;支持语音唤醒功能,内置多种有趣的唤醒名字,可自定义唤醒词等。

(4)无线模组接口:同时支持WiFi和ZigBee自组网模组。

(5)其他资源:系统复位按键*1、语音复位按键*1、用户自定义按键*1、5~15V电源输入接口。

3、智能照明控制子系统

用户可通过板载按键、在线语音识别、离线语音识别、语音交互智能网关触摸屏、云平台网页、APP客户端等交互方式控制LED灯的亮灭及色彩变化,支持OLED显示当前LED灯的状态。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)白色高亮LED灯*8:可单独控制8个LED实现亮灭状态及亮度调节。

(3)全彩LED灯*1:可通过PWM控制多达1600多万种绚丽色彩。

(4)可编程LED灯*4:内部集成高质量外控单线串行级联恒流IC;混色效果均匀且一致性高;单线数据传输,可无限级联;数据传输频率可达800Kbps,当刷新速率30帧/秒时,级联数不小于1024点;内置电源反接保护模块,电源反接不会损坏IC;可显示多达1600多万种绚丽色彩。

(5)灯罩(大):可避免强光照射,保护眼睛。

(6)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*1、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

4、智能窗帘控制子系统

用户可通过板载按键、在线语音识别、离线语音识别、语音交互智能网关触摸屏、云平台网页、APP客户端等交互方式控制窗帘的开启与关闭;智能网关可根据感知外界光强度自动开启窗帘或关闭窗帘。支持OLED显示当前光照强度及窗帘状态。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)微型步进电机:2相4线步进电机,可选择1/2步进、1/4步进、1/8步进、1/16步进模式。

(3)步进电机驱动芯片DRV8847:可驱动2个直流电机或步进电机。

(4)光照度数字传感器BH1750FVI:支持I2C接口,可对环境光强度实现精确测量。

(5)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*1、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

5、智能风扇控制子系统

用户可通过按键、网关语音识别、网关触摸屏、云平台网页、APP客户端等控制风扇的开启与关闭。智能网关可根据感知温度或天然气的数据自动开启窗帘或关闭窗帘。支持OLED显示当前档位。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)直流风扇:工作电压5V,工作电流0.12A。

(3)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*1、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

6、智能报警控制子系统

用户可通过按键、网关语音识别、网关触摸屏、云平台网页、APP客户端等控制报警器发出警报声或报警声;可通过感知温度、湿度、光照度或燃气监测数据、空气质量检测数据等自动开启报警系统。OLED可显示当前报警状态。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)有源蜂鸣器*1

(3)无源蜂鸣器*1

(4)可编程LED灯*2:内部集成高质量外控单线串行级联恒流IC;混色效果均匀且一致性高;单线数据传输,可无限级联;数据传输频率可达800Kbps,当刷新速率30帧/秒时,级联数不小于1024点;内置电源反接保护模块,电源反接不会损坏IC。可显示多达1600多万种绚丽色彩。

(5)灯罩(小)*1:可避免强光照射,保护眼睛。

(6)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*1、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

7、智能电器控制子系统

用户可通过按键、网关语音识别、网关触摸屏、云平台网页、APP客户端等控制继电器吸合;智能网关可根据感知温度、湿度、光照度或天然气的数据自动开启或关闭继电器。OLED可显示当前电器开关状态。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)继电器(型号:HK3FF-DC5V-SHG)*2:10A触电切换能力;具有一组常开,一组转换触电形式;封装超小型。

(3)LED指示灯*2:用于指示当前继电器的开关状态。

(4)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*2、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

8、智能门禁控制子系统

用户可通过指纹识别、语音识别、RFID刷卡、网关触摸屏、云平台网页、APP客户端等控制门锁开启。OLED可显示门锁开关状态、指纹录入及识别状态。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)指纹识别模块*1:指纹模块为集成了光路和指纹处理部分的一体化指纹处理模块,具有体积小、功耗低、接口简单的特点,可靠性高、识别速度快、干湿手指适应性好,指纹搜索速度快;通信接口:TTL串口;波特率:57600BPS。

(3)门锁模块:工作电压12V(板载升压电路)。

(4)LED灯*1:门锁吸合指示灯

(5)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*2、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

9、室内环境监测子系统

系统可检测室内温度、湿度、光照度数据,并上传至网关和云平台,用户可通过APP客户端远程查看传感器数据。OLED可显示温湿度及光照度数据。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)温湿度传感器DHT11:DHT11是一款含有已校准数字信号输出的温湿度传感器;湿度精度:+-5%RH,温度精度:+-2℃,湿度量程:20-90%RH,温度量程:0~50℃。

(3)光照度数字传感器BH1750FVI*1:支持I2C接口,可对环境光强度实现精确测量。

(4)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*1、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

10、燃气泄漏监测子系统

系统可检测室内天然气含量,并上传至网关和云平台,用户可通过APP客户端远程查看数据。OLED显示当前传感器采集的天然气数据。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)气体传感器:MQ-4气体传感器对甲烷的灵敏度高,对丙烷、丁烷也有较好的灵敏度,可检测多种可燃性气体,特别是天然气。

(3)LED指示灯:用于指示可燃气体是否超出阈值。

(4)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*1、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

11、空气质量监测子系统

系统可检测室内PM2.5含量及甲醛含量,并上传至网关和云平台,用户可通过APP客户端远程查看数据。OLED显示当前空气中PM2.5、TVOC、二氧化碳的含量。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)PM2.5传感器*1:采用夏普光学灰尘传感器,可以检测非常细的颗粒,如香烟烟雾。

(3)SGP30气体传感器*1:支持I2C接口,可对环境挥发性有机化合物和二氧化碳进行测量监测。

(4)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*1、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

12、无线射频识别子系统

用户可通过按键切换读卡模式和写卡模式,通过读出卡的数据可将智能门锁开启,并将卡的ID上传至网关和云平台。OLED可显示无线射频识别系统的运行状态,检测到RFID卡片后显示卡片ID。

(1)核心控制板:STM32L476低功耗处理器,内置128KB RAM,1MB Flash,80MHz ARM Cortex-M4核+DSP+浮点运算单元(FPU),支持多种低功耗模式,1个用户LED、1个用户按钮和1个复位按钮;微控制器所有IO口引脚通过排针座引出;板载ST-LINK/V2-1调试器,可通过USB Mini数据线实现供电和在线仿真。

(2)MF-RC522:工作频率13.56MHz;协议:ISO14443A/MIFARE;自动应答类型:近场(13.56MHz);感应区域:0~10Cm(13.56MHz),支持SPI接口、I2C接口和UART三种通信接口;支持s50、s70、pro、UltraLight、desfire五种类型卡。

(3)通用硬件配置:复位按键*1、用户按键*1、0.96寸OLED*1、锂电池(900mAh)*1、LED*2(用于指示电池充电状态)、无线接口*1(可选择WiFi或ZigBee)。

13、无线通信模组

(1)WiFi无线模组(5个)

802.11b/g/n WiFi SOC模块,采用低功率32位CPU,可兼作应用处理器,主频最高可达160MHz,支持UART接口,集成WiFi MAC / BB / RF / PA / LNA。支持多种休眠模式,深度睡眠电流低至20uA,内嵌Lwip协议栈,支持STA / AP / STA+AP工作模式,支持Smart Config / Air Kiss一键配网。串口速率最高可达4Mbps,通用AT指令可快速上手。支持SDK二次开发,支持串口本地升级和远程固件升级(FOTA)。

(2)ZigBee自组网模组(12个)

模块工作在2400MHz~2450MHz公用频段。模块采用TI无线SOC,符合IEEE802.15.4协议的16个信道划分。支持无线自组网多跳传输,工作电流小于30ma。支持UART串口通信。

定向扩散型自组网协议:

Ø 模块上电后会自动组成多跳网状网络,完全不需要用户干预。

Ø 每个模块都可以给网络中任意一个节点发送数据。

Ø 带有确认传输功能,无线传输使用CRC校验,最多重传15次。

Ø 网络中任何节点故障不影响整个网络的运行,具有很强的抗毁性。

Ø 最大可支持190个模块组成网络,模块地址可通过Uart进行修改。

Ø 单个包长可达63字节,带有数据包缓冲机制

用户接口简单易学:

Ø 使用UART 作为交互接口

Ø 波特率可调

Ø 使用长度可变的包传输数据,使用安全的数据分包协议

Ø 支持端口分割机制

程序工作稳定

Ø 操作系统基于线程切片,工作稳定。

Ø 使用内存池代替堆完成动态内存分配,长期工作不产生内存碎片。

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