智能家居实训系统｜两室一厅全屋智能教学实训平台详解

智能家居实训系统

智能家居实训系统是一套严格按照标准两室一厅户型设计的全屋智能实验平台，专为高职院校、技工学校、职业培训中心及智能家居相关专业打造。该系统完整覆盖七大区域控制中心——门庭、客厅、厨房餐厅、卫生间过道、主卧室、次卧室、阳台，并通过以太网实现与家庭信息互联处理中心的协同，最终构成集家庭安全防护、网络服务与家庭自动化于一体的综合实训体系。

这套智能家居教学实训平台的核心价值在于：让学生在真实的家居场景中，完成从硬件安装、系统布线、传感器调试到远程组网、情景模式编程的全流程训练，真正实现“学中做、做中学”。

一、产品定位：为什么选择智能家居实训系统

随着物联网技术的普及，智能家居行业对具备系统集成能力、嵌入式开发能力和网络运维能力的复合型人才需求激增。智能家居实训系统正是为填补这一教学空白而设计。

它适用于：

• 高职院校物联网应用技术、智能控制技术、建筑智能化工程技术专业

• 技工学校电工电子、楼宇自动化、计算机应用方向

• 职业培训学校智能家居专项技能培训

• 职业技能鉴定站/所相关考核项目

同时可支撑《智能家居系统集成与应用》《物联网工程实践》《嵌入式系统开发》《楼宇自动化技术》等核心课程的实训教学。

二、系统架构：七大控制中心+统一管理平台

智能家居实训装置采用分布式控制与集中管理相结合的设计理念。七大控制中心各自独立运行，又通过以太网统一接入智能家居管理软件，形成一个完整的家庭综合服务与管理系统。

1. 餐厅、厨房控制中心

该区域配备智能家居控制器、多功能面板、节能灯、排气扇、智能插座、电饭锅、电茶壶、烟火灾探测器、可燃气体探测器。

• 多功能面板实现对灯光和排气扇的本地控制

• 烟火灾探测器与可燃气体探测器联动组成厨房安防子系统

• 智能插座实时采集电饭锅、电茶壶的电量与功率数据，支持用电负荷智能分配

• 所有设备均可通过总线与控制器通讯，也可脱机独立工作

2. 卫生间、过道控制中心

配置智能家居控制器、多功能面板、节能灯、排气扇、智能插座、洗衣机、电热水器。

• 安防系统同样采用烟火灾与可燃气体双重探测

• 智能插座支持对洗衣机、电热水器的通断电控制及能耗监测

• 支持本地独立运行与总线联网双模式

3. 主卧室控制中心

该区域为全屋智能化程度最高的空间，包含智能家居控制器、扩展模块、触摸屏、多功能面板、智能调光开关、红外转发器、空调电视机、智能插座×2、智能光强及温湿度计、电动窗户及电动窗帘。

• 触摸屏作为人机交互核心，支持遥控、遥信、遥调及情景模式设定

• 智能调光开关可根据预设情景自动调节白炽灯亮度

• 红外探测器纳入安防系统

• 电动窗帘与电动窗户可与阳台风雨探测器联动，实现自动开合

• 光强与温湿度数据通过总线上传至控制器，为环境调控提供依据

4. 次卧室控制中心

配置智能家居控制器、触摸屏、多功能面板、节能灯、智能插座。

• 触摸屏支持情景模式设定与远程操控

• 智能插座用于用电设备管理与能耗采集

• 支持独立工作模式，降低系统耦合度，便于分步教学

5. 门庭控制中心

包含智能家居控制器、多功能面板、节能灯、门铃、摄像头。

• 多功能面板控制入口照明

• 摄像头通过路由器接入局域网，实现远程视频监控

• 门铃信号由控制器统一管理

6. 客厅控制中心

配置智能家居控制器、多功能面板、节能灯、空调电视机、智能插座×2、红外转发器、4G路由器。

• 红外转发器支持对空调、电视机的远程红外控制

• 路由器提供WiFi组网能力，支撑设备联网与摄像头数据传输

• 智能插座实现客厅用电设备的精细化管理

7. 阳台控制中心

包含智能家居控制器、多功能面板、节能灯、风雨探测器、智能温湿度计。

• 风雨探测器实时监测室外天气状况，联动主卧电动窗户自动关闭

• 温湿度数据通过控制器上传至管理平台，用于全屋环境策略调整

8. 电脑桌

采用铝型材框架，搭配钢制托盘及挡板，坚固耐用，适配实训室长期高频率使用场景。

三、技术参数：稳定可靠的实训保障

1. 输入电源：单相AC220V±10%　50±2%Hz

2. 整机容量：≤2kVA

3. 外形结构：铝型材框架 + 钢制网孔板，便于设备安装与线路布设

4. 通讯接口：提供RS-485和以太网两种标准接口

5. 智能电源管理系统：

• 七重保护：过温、短路、过流、过压、欠压、失压、功率限定

• 一键锁定功能：故障处理时防止误合闸

• 故障锁定功能：故障跳闸后不可人为上电，须远程清除故障后方可恢复

• 支持无线4G与有线以太网双通道通讯，兼容手机APP与PC端云平台

• 无网络环境下仍可离线独立运行

智能终端详情

• 核心处理器：32位ARM

• 人机界面：4.3寸彩色触摸屏

• 通讯模式：Zigbee、CAN等多种协议

• 具备语音播报功能

• 实时监测：三相电压、电流、功率、功率因数、频率、电能

• 故障管理：记录故障类型与发生次数

• 时间管理：支持年月日时间显示

• 刷卡授权：刷卡请求开启，PC端授权后方可使用

• 分时预约：PC端可设定设备启动与停止时间

手机APP功能

• 实时显示电压、电流、有功/无功功率、电能、设备温度、漏电流

• 支持近2年用电数据查询

• 可设置限定电能值、负载值、超温值、过欠压值及恢复时间

• 后台查看报警日志、操作日志、故障日志

• 微信小程序远程控制智能开关通断

PC端软件功能

• 多设备状态信息实时显示

• 故障分析、用电能效分析、集中管理

• 个人中心资料管理、报警定位跟踪与信息统计

• 管理员权限分级管理

• 一键开启/关闭所有设备，也可单独控制每台设备

后台系统功能

• 账号管理、设备管理、报修管理、用户管理

• 设备管理包含：实时视频监控、在线状态预览、设备使用率分析、运行时长统计

• 设备节点管理：位置、编码、挂载情况、用户编辑与查询

• 报修管理：用户远程报修，后台远程维护跟进

• 用户管理：手机号绑定、实名认证、数据加密、云端数据库备份

四、实验内容：覆盖从入门到进阶全流程

一）搭建基本框架

1. 系统组成和基本原理认识

2. 系统布局、安装和综合布线

3. 各传感单元的测试

4. 各智能单元的测试

5. 系统网络搭建、网络配置和测试

二）智能模块实验（本地控制）

1. HOME-STM32 智能家居控制器基础实验

1.1 GPIO通用IO口蜂鸣器实验

1.2 十路隔离IO输入-EXTI中断实验

1.3 八路IO继电器输出实验

1.4 Systick系统滴答定时例程实验

1.5 普通定时器TIM1—TIM8实验

1.6 IWDG看门狗系统定时复位实验

1.7 通用定时器TIMx实验

1.8 SPI FLASH(SST25VF016B)读写例程实验

1.9 USART通信实验

1.10 DMA串口通信实验

1.11 系统通信实验

2. HOME-AC DIMMER 交流调光灯实验

2.1 脉冲编码开关原理及计数实验

2.2 脉冲编码开关控制调光灯的亮度实验

3. HOME-INFR 热释电模块实验

3.1 人体红外热释电感应实验

4. HOME-INFRARED 红外转发器实验

4.1 红外发射实验

4.2 红外接收实验

4.3 基于IIC存储器读写实验

4.4 空调、电视机红外遥控实验

5. HOME-LIGHT多功能面板实验

5.1 基于TS04触摸按键控制实验

5.2 LED灯及白炽灯的开关控制实验

6. HOME-SOCKET智能插座实验

6.1 基于空调、洗衣机、电茶壶、电饭煲控制及电能检测综合实验

7. HOME-MOT 窗帘窗户模块实验

7.1 电动窗帘控制实验

7.2 电动窗户控制实验

7.3 基于电动窗帘窗户联合控制综合实验

8. HOME-RS485 RS485扩展实验

8.1 RS485通信扩展实验

9. HOME-TEMP 温湿度光强模块实验

9.1 基于TSL2561T(IIC)传感器的光强测量实验

9.2 基于DHT11传感器的温湿度测量实验

9.3 光强、温湿度及时钟实时显示综合实验

三）系统联网实验（远程监控）

1. 上位机软件的安装及使用说明

2. 开关量传感单元联网实验

3. 开光量实验（红外、烟雾探测器、玻璃破碎、风雨光感应器等）

4. 智能单元联网实验（交流调光灯、电动窗帘窗户等）

5. 网络摄像头联网实验

6. 基于MCGS触摸屏和Labview同步显示和控制的单个房间联网系统实验

7. 基于MCGS触摸屏和Labview同步显示和控制多个房间联网系统实验

8. 用户自定义情景模式实验（回家模式、度假模式、睡觉模式等）

五、配置清单（完整版）