物联网项目安装调试综合实训 教案 项目一 家居设备智能化控制系统安装与调试

PAGE第32页共34页物联网项目安装调试综合实训参考教案项目一家居设备智能化控制系统安装与调试项目项目一家居设备智能化控制系统安装与调试授课方式讲授、演示、实操、问答、讨论课程内容分析随着物联网技术的发展，智能家居产品日趋成熟，给人们带来了美好的生活体验。本项目围绕全屋智能系统的安装与调试展开，涵盖照明、窗帘、安防、火灾报警四大子任务。学情分析已学习电工基础、网络基础等前置课程，具备电路连接、工具使用等技能。对智能家居有生活化认知，但缺乏系统化实践。对动手实践兴趣高，但理论理解可能存在困难。团队协作能力需强化，安全规范意识待提升。教学目标知识目标1．了解智能家居系统的概念和常用的通信方式。2．熟悉射频通信技术。3．认识常见的数字量传感器。4．了解数字量采集器。技能目标1．能根据客户需求及户型图绘制智能家居点位图和接线图。2．能完成智能家居设备的安装、接线与配置。3．能设置智能家居手动场景和自动场景。4．会对智能家居系统进行调试，并解决系统故障。素养目标1．树立正确的技能观、努力提升自己的职业技能。2．树立团队协作、合作共赢的理念。教学重点1.设备安装与接线2.通信网络搭建3.App联动控制4.传感器调试教学难点1.通信协议理解2.故障排查3.实训安全规范教学过程一、激发兴趣，导入新课通过任务描述导入新课，引导学生了解接下来要学习的知识内容和任务要求，激发学生的学习兴趣。二、讲授新知，层层深入任务一智能照明系统安装与调试一、智能家居系统（一）智能家居系统的概念智能家居系统利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、医疗电子技术，依照人体工程学原理，融合个性化需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖、保健、卫生防疫等有机地结合在一起，通过网络实现综合智能控制和管理，提升家居的智能性、安全性、便利性、舒适性，实现“以人为本”的全新家居生活体验。智能家居系统又称智能住宅，英文名称为SmartHome。（二）智能家居系统的通信方式智能家居系统采用有线通信和无线通信两种信息交互方式。其中，有线通信方式通常采用五类线、总线或电力线传输控制信号，这种方式须提前进行线路布置，移动性差，但是信号传输稳定。无线通信方式通常用于用户端与智能家居系统控制端之间的交互，如通过远程桌面、4G技术进行的远程控制，以及通过蓝牙、WiFi等进行的室内控制，这种方式移动性好，具有很强的拓展性，但是传输距离有限且通信易受干扰。目前通常将这两种技术结合起来，即采用前期预布线的有线通信和后期设备完善的无线通信。智能家居系统的常用有线通信技术主要有RS-485总线、IEEE802.3以太网、EIB和KNX总线，LonWorks现场总线、X-10和PLC-Bus电力载波协议、C-Bus、Modbus、CANBus等现场开放总线，AXLink私有协议专用总线有7种，具体如表1-2所示。智能家居系统的常用无线通信技术主要有无线射频、蓝牙、WiFi（IEEE802.11a/b/g/n）、ZigBee（IEEE802.15.4）、Z-Wave这5种，具体如表1-3所示。二、智能灯组照明设备是家庭中使用最频繁、场合使用最多的设备。通过对智能灯组的控制，可以实现对灯光亮度和色温的调节。智能灯组能够给人提供额外的安全感和内心的宁静感。暖光可以使人放松，身体机能更容易恢复；冷光可以使人保持警觉，更容易专注于某个特定的任务。三、智能触摸开关智能触摸开关是一种新兴产品，一般是指应用触摸感应芯片原理设计的墙壁开关，是传统机械按键式墙壁开关的换代产品。这种开关更加智能化，操作更方便，有传统开关不可比拟的优势，是目前非常流行的一种装饰型开关。任务实施一、设备安装与布线步骤1安装准备。步骤2智能触摸开关连线。步骤3灯座连线。步骤4检查线路。二、网络搭建步骤1设备固定与连线。步骤2路由器设置。步骤3测试网络。三、软件安装与调试步骤1软件安装。步骤2软件调试。步骤3功能测试。任务二智能窗帘安装与调试一、射频通信技术（一）射频通信的概念在电子学理论中，交变电流通过导体时，在导体周围会形成交变电磁场，称为电磁波。当电磁波频率低于100kHz时，电磁波会被地表吸收，不能有效传播；但当电磁波频率高于100kHz时，电磁波可以在空气中传播，并经大气层外缘的电离层反射，形成远距离传输。我们将具有远距离传输能力的高频电磁波称为射频（RF）。（二）射频通信技术的分类与应用按载波频率分类，可将射频分为低频射频、中频射频和高频射频。低频射频的主要频率有125kHz和134.2kHz两种，中频射频的主要频率为13.56MHz，高频射频的主要频率有315MHz、433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz等。低频射频系统主要用于短距离、低成本的场合，如校园卡、动物监管、货物跟踪等。中频射频系统主要用于门禁控制和需要传送大量数据的场合。高频射频系统主要用于需要较长的读写距离和高读写速率的场合，其天线波束方向较窄且价格较高，多应用于火车监控、高速公路收费等系统中。二、电动窗帘（一）电动窗帘的概念电动窗帘是指能通过按钮或遥控器控制开合的窗帘，在安装了智能化设备的情况下，也可以用手机或者平板电脑进行远程操作。（二）电动窗帘的特点1．控制方式多样性2．智能性3．安全性（三）电动窗帘的分类电动窗帘一般分为电动开合窗帘与电动卷帘两种。1．电动开合窗帘2．电动卷帘任务实施一、设备安装步骤1组装窗帘导轨与电动机等部件。步骤2将窗帘固定在实训架上。二、线路连接与设备调试步骤1连接通电。步骤2将电动窗帘与遥控器对码。步骤3将窗帘遥控器与智能家居App关联。任务三防盗系统安装与调试一、防盗系统的构成防盗系统由人体红外传感器、红外对射传感器、数字量采集器4150（ADAM-4150）、摄像头、RS-485/232转换器、计算机等组成。二、常见的数字量传感器数字量（开关量）传感器将被测量信号（非电学量）转换成数字信号，当这个被测量信号达到某个特定的阈值时，传感器相应地输出一个设定的高电平或低电平信号。三、数字量采集器数字量采集器是从传感器和其他待测设备的模拟与数字被测单元中自动采集非电量或电量信号，并送到上位机中进行分析处理的采集设备。任务实施一、设备安装步骤1确定安装位置。步骤2安装设备。二、线路连接步骤1线路连接操作。步骤2具体接线要求。三、系统调试步骤1线路检查。步骤2通电调试。四、故障诊断及排除任务四火灾报警系统安装与调试一、烟雾传感器（一）烟雾传感器概述烟雾传感器也被称为感烟式火灾探测器、烟感探测器、感烟探测器、烟感探头和烟雾探测器，主要应用于消防系统，在安防系统建设中也有应用。它是一种典型的由太空消防措施转为民用设备的传感器。（二）烟雾传感器的技术参数烟雾传感器的相关技术参数如表1-8所示。（三）使用注意事项该产品不适宜在以下场所使用。（1）正常情况下有烟滞留的场所。（2）有较大粉尘、水雾、蒸汽、油雾污染的场所。（3）有腐蚀性气体的场所。（4）相对湿度大于95%的场所。（5）通风速度大于5m/s的场所。二、火焰传感器（一）火焰传感器概述火焰传感器是专门用来搜寻火源的传感器。当然火焰传感器也可以用来检测光线的亮度，只是其对火焰特别灵敏。（二）火焰传感器的技术参数火焰传感器的相关技术参数如表1-9所示。（三）火焰传感器的输出方式设定（四）注意事项三、报警灯（一）报警灯概述报警灯用作警示标识，广泛应用于各种特殊场所，也适用于市政、施工作业和监护、救护、抢险工作人员的信号联络和方位指示。（二）报警灯的特点四、电磁式继电器（一）电磁式继电器概述继电器（Relay）是一种电控制器件，是当输入量（激励量）的变化达到规定要求时，在电气输出电路中使被控量发生预定的阶跃变化的一种电器。（二）电磁式继电器的工作原理电磁式继电器的工作原理是基于电磁效应和杠杆（带动开关动作）原理。任务实施一、烟雾传感器和火焰传感器安装步骤1安装走线槽。步骤2观察和安装烟雾传感器和火焰传感器。步骤3连接烟雾传感器和火焰传感器的电源和信号延长线。步骤4功能测试。二、报警设备安装步骤1安装走线槽。步骤2挑选和安装报警灯、继电器。步骤3连接报警灯、继电器的接线。步骤4测试线路。三、安装数字量采集器步骤1安装ADAM-4150。步骤2安装软件。步骤3ADAM设备连接。步骤4ADAM测试软件的使用。步骤5连接ADAM-4150电源及外接设备。步骤6检测线路连接情况。步骤7功能测试。三、课堂练习，巩固创新