智能家居綜合試驗(yàn).

1、山東微分電子科技有限公司 智能家居綜合實(shí)驗(yàn)1山東微分電子科技有限公司目錄目錄1第一章綜合實(shí)驗(yàn)21.智能家居21.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境21.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)容21.4實(shí)驗(yàn)原理21.4.5.實(shí)驗(yàn)步驟5附錄23協(xié)議介紹23通訊格式23傳輸編碼2425第一章 綜合實(shí)驗(yàn)1.智能家居1.1實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對(duì)智能家居案例的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生充分認(rèn)識(shí)物聯(lián)網(wǎng)在智能家居的作用，充分了解并深入掌握光照，溫度，濕度等各傳感器的作用。1.2實(shí)驗(yàn)環(huán)境1. Microsoft Visual Studio 20102. Microsoft SQL Server 20083. 微分電子實(shí)驗(yàn)箱或?qū)嶒?yàn)臺(tái)以及配套的C#SDK開發(fā)包 1.3實(shí)驗(yàn)內(nèi)

2、容通過對(duì)光照、溫度、濕度、火焰、燃?xì)?、煙霧等多種傳感器的利用，實(shí)時(shí)采集光照、溫度、濕度、火焰、燃?xì)?、煙霧等多種傳感信息，進(jìn)而與窗簾、空調(diào)、燈光、風(fēng)扇等多種繼電器和電機(jī)實(shí)施聯(lián)動(dòng)控制，可以配置報(bào)警記錄，產(chǎn)生歷史記錄。顯示報(bào)警記錄，歷史記錄等信息。1.4實(shí)驗(yàn)原理1.系統(tǒng)背景電子信息的日益更新，控制技術(shù)的逐步提升，社會(huì)信息化的逐步加快，促使人們的生活、工作、學(xué)習(xí)以及通訊技術(shù)的關(guān)系日益緊密，信息化的社會(huì)在改變?nèi)藗兩盍?xí)慣和工作方式的同時(shí)，也對(duì)我們傳統(tǒng)住宅提出了更高的要求，環(huán)視四周，我們很容易發(fā)現(xiàn)，人們對(duì)家居的要求早已不再時(shí)簡(jiǎn)單的物質(zhì)空間，更為關(guān)注的是一個(gè)高度安全、舒適以及美觀方便的居住環(huán)境，先進(jìn)的通訊設(shè)

3、施，完備高效的信息終端，自動(dòng)、智能的家電，網(wǎng)絡(luò)化的資源管理及購(gòu)物方式等等?，F(xiàn)今社會(huì)人們?nèi)找媾蛎浀男枨笫沟眉揖又悄芑讶怀蔀橐环N趨勢(shì)。2.系統(tǒng)功能概述系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)智能家居系統(tǒng)分為兩個(gè)部分：實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集，包括對(duì)各地點(diǎn)的環(huán)境信息監(jiān)控，與電機(jī)的聯(lián)動(dòng)配置，網(wǎng)絡(luò)通訊的設(shè)置；數(shù)據(jù)記錄查詢，歷史記錄查詢和報(bào)警記錄查訊。廚房查詢：監(jiān)控廚房各傳感器的信息值，進(jìn)行用戶的手動(dòng)配置，以圖表形式實(shí)時(shí)顯示各傳感器信息?？蛷d查詢：監(jiān)控客廳各傳感器的信息值，進(jìn)行用戶的手動(dòng)配置，以圖表形式實(shí)時(shí)顯示各傳感器信息。臥室查詢：監(jiān)控臥室各傳感器的信息值，進(jìn)行用戶的手動(dòng)配置，以圖表的形式實(shí)時(shí)顯示各傳感器信息。閾值設(shè)置：對(duì)客廳、

4、臥室的光照、溫度、濕度的傳感器信息進(jìn)行閾值配置，判斷是否進(jìn)行電機(jī)聯(lián)動(dòng)和產(chǎn)生報(bào)警信息，從而在主界面進(jìn)行反饋。歷史查詢：查詢客廳，臥室，廚房歷史記錄信息，并在界面顯示。報(bào)警查詢：查詢客廳，臥室，廚房報(bào)警記錄信息，并在界面顯示。退出系統(tǒng)：退出整個(gè)系統(tǒng)。4.數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)通過數(shù)據(jù)庫保存光照、溫度、濕度、火焰、燃?xì)?、煙霧等傳感器信息的數(shù)據(jù)信息，保存各傳感器數(shù)據(jù)閾值的記錄和對(duì)聯(lián)動(dòng)信息電機(jī)的狀態(tài)的值，從而有利于用戶對(duì)各傳感器的故障排除和記錄查詢，保證家居環(huán)境的安全。數(shù)據(jù)庫名稱：SmartHome數(shù)據(jù)庫表名：歷史記錄查詢表 dbo.HistoryData字段數(shù)據(jù)類型主鍵描述允許為空HistoryIDInt是歷史

5、記錄ID否HistoryMinValueNvarchar(30)否歷史記錄的最小值否HistoryMaxValueNvarchar(30)否歷史記錄的最大值否SensorIDNvarchar(20)否傳感器ID否SensorValueNvarchar(30)否傳感器采集值否SensorCollectTimeDateTime否設(shè)備采集時(shí)間否數(shù)據(jù)庫表名：地點(diǎn)表 dbo.Place字段數(shù)據(jù)類型主鍵描述允許為空placeNoNvarchar(20)是地點(diǎn)ID否PlaceNameNvarchar(30)否地點(diǎn)名稱否數(shù)據(jù)庫表名：傳感器表dbo.SensorTable字段數(shù)據(jù)類型主鍵描述允許為空Sensor

6、NoNvarchar(20)是傳感器編號(hào)否SensorTypeIDNvarchar(30)否傳感器類型否SensorPlaceNonvarChar(20)否傳感器采集地點(diǎn)編號(hào)否數(shù)據(jù)庫表名：傳感器類型表dbo.SensorType字段數(shù)據(jù)類型主鍵描述允許為空SensorTypeIDNvarchar(20)是傳感器類型ID否SensorTypeNvarchar(30)否傳感器類型否數(shù)據(jù)庫表名：報(bào)警數(shù)據(jù)表dbo.WarningData字段數(shù)據(jù)類型主鍵描述允許為空WarnIDint是報(bào)警編號(hào)否WarnSensorIDNvarchar(20)否報(bào)警傳感器ID否WarnValuefloat否產(chǎn)生報(bào)警采集值

7、否WarnlimitMinValuefloat否報(bào)警最小值閾值否WarnlimitMaxValuefloat否報(bào)警最大值閾值否WarnTimedateTime否報(bào)警值采集時(shí)間否WarnPlaceNoNvachar(20)否傳感器所在地點(diǎn)否WarnInfoNtext否報(bào)警信息否數(shù)據(jù)庫表名：傳感器配置表 dbo.SensorConfig字段數(shù)據(jù)類型主描述允許為空SensorConfigIDint是配置編號(hào)否SensorIDNvarchar(20)否配置傳感器ID否SensorPlaceIDNvarchar(20)否配置傳感器ID否SensorConRealyIDNvarchar(20)否相關(guān)連的繼

8、電器ID否SensorCollectValueFloat 否傳感器采集值否SensorlimitMinValueFloat 否配置最小值閾值信息否SensorlimitMaxValueFloat 否配置最大值閾值信息否SensorAlarmInfoNvarchar(50)否傳感器報(bào)警信息狀態(tài)否SensorlimitSetTimedateTime 否配置閾值當(dāng)前時(shí)間否數(shù)據(jù)庫表名：繼電器狀態(tài)表 dbo.RealyStatus字段數(shù)據(jù)類型主鍵描述允許為空RealyIDNvarchar(20)是繼電器類型ID否RealyNameNvarchar(30)否繼電器類型否RealyStatusNvarcha

9、r(10)否繼電器狀態(tài)是1.4.5.實(shí)驗(yàn)步驟第一步 ：網(wǎng)絡(luò)參數(shù)的讀取，界面效果如下：在【進(jìn)入】時(shí)，由從XML文件讀取的IP和Port配置，并ping IP地址，如果網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通正常，將IP和端口號(hào)賦給各個(gè)窗體,進(jìn)入【智能家居實(shí)時(shí)監(jiān)控】/讀取配置文件/實(shí)例化XMLDocument類 XmlDocument xmldoc = new XmlDocument(); /讀取IPConfig文件 xmldoc.Load(IPConfig.xml);/讀取節(jié)點(diǎn) XmlNode nodeIP = xmldoc.SelectSingleNode(config/ip); XmlNode nodePort = xml

10、doc.SelectSingleNode(config/Port); /判斷信息正確與否，并給全部變量賦值 if (txtIP.Text = nodeIP.InnerText &txtPort.Text=nodePort.InnerText) try /實(shí)例化ping類 Ping p = new Ping();/將所要ping的IP地址傳到后臺(tái) PingReply reply = p.Send(txtIP.Text);/判斷ping IP的狀態(tài) if (reply.Status = IPStatus.Success) MessageBox.Show(當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通正常！); else Messa

11、geBox.Show(當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)聯(lián)通異?；虍?dāng)前IP錯(cuò)誤！); catch (Exception ex) MessageBox.Show(ex.Message); FrmMain frmMa = new FrmMain(); frmMa.Show(); FrmDrawing.NetIP = nodeIP.InnerText; FrmDrawing.Port = nodePort.InnerText; FrmKitchen.NetIP = nodeIP.InnerText; FrmKitchen.Port = nodePort.InnerText; FrmRoom.NetIP = nodeIP.In

12、nerText; FrmRoom.Port = nodePort.InnerText; FrmMain.NetIP = nodeIP.InnerText; FrmMain.Port = nodePort.InnerText; this.Hide(); else MessageBox.Show(輸入的信息有誤！); 第二步 當(dāng)IP與Port配置成功后，進(jìn)入到【智能家居實(shí)時(shí)監(jiān)控】，顯示界面效果如下：在【智能家居實(shí)時(shí)監(jiān)控】中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)臥室的環(huán)境信息，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)配置正常時(shí)，自動(dòng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制主要功能代碼（以臥室為例）如下：/讀取配置文件 XmlDocument xmldoc = new XmlDocumen

13、t(); xmldoc.Load(IPConfig.xml); XmlNode nodeNetIP = xmldoc.SelectSingleNode(config/ip); XmlNode nodePort = xmldoc.SelectSingleNode(config/Port);/判斷IP和端口號(hào) if (NetIP = nodeNetIP.InnerText & Port = nodePort.InnerText) try string light = sm.getLight( + NetIP + , + Port + , 3, , , ); lblRoomlight.Text =

14、臥室光照：“+light1 + LX;int lightValue = int.Parse(light1); if (lightRoomlimitMaxValue = lightRoomlimitMinValue) /顯示設(shè)定的最小值 string strReadMinValue = select SensorlimitMinValue from SensorConfig where SensorID=C0003_3; /顯示設(shè)定的最大 string strReadMaxValue = select SensorlimitMaxValue from SensorConfig where Sen

15、sorID=C0003_3; /判斷光照與閾值的關(guān)系，并進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作 /判斷光照值是否小于最小值，如果滿足條件，打開燈光 if (int.Parse(SQLDBHelper.GetDataSet(strReadMinValue).Tables0.Rows0SensorlimitMinValue.ToString() lightValue) Roomlight.Visible = false; RoomlightRed.Visible = true;/判斷聯(lián)動(dòng)電機(jī)的狀態(tài) String strRead = SELECT RealyStatus,SensorID,SensorConRealyID F

16、ROM RealyStatus,SensorConfig where SensorConfig.SensorConRealyID=RealyStatus.RealyID and SensorID=C0003_3 and SensorConRealyID=S0001; /如果LED燈狀態(tài)為“關(guān)”，自動(dòng)關(guān)閉LED燈，否則就打開LED if (SQLDBHelper.GetDataSet(strRead).Tables0.Rows0RealyStatus.ToString() = 關(guān)) string close = sm.getOrSetSwitch( + NetIP + , + Port + ,

17、101, , , , 3, 0); else string open = sm.getOrSetSwitch( + NetIP + , + Port + , 101, , , , 3, 1); /判斷光照度是否大于設(shè)定的最大值，如果滿足，打開步進(jìn)電機(jī) else if (lightValue int.Parse(SQLDBHelper.GetDataSet(strReadMaxValue).Tables0.Rows0SensorlimitMaxValue.ToString() Roomlight.Visible = false; RoomlightRed.Visible = true; stri

18、ng strRoomlight= SELECT RealyStatus,SensorID,SensorConRealyID FROM RealyStatus,SensorConfig where SensorConfig.SensorConRealyID=RealyStatus.RealyID and SensorID=C0003_3 and SensorConRealyID=S0003; /判斷步進(jìn)電機(jī)的狀態(tài)if (SQLDBHelper.GetDataSet(strRoomlight).Tables0.Rows0RealyStatus.ToString() = 關(guān)) string clos

19、e = sm.getOrSetStepMotor( + NetIP + , + Port + , 104, , , , 3, 0, 800); else string open = sm.getOrSetStepMotor( + NetIP + , + Port + , 104, , , , 3, 1, 800); /如果條件都不滿足，則將LED和步進(jìn)電機(jī)都關(guān)閉 else Roomlight.Visible = true; RoomlightRed.Visible = false; string closeStep = sm.getOrSetStepMotor( + NetIP + , + P

20、ort + , 104, , , , 3, 0, 800); string closeMotor = sm.getOrSetSwitch( + NetIP + , + Port + , 101, , , , 3, 0); catch (Exception ex) Console.WriteLine(ex); 【廚房監(jiān)測(cè)環(huán)境監(jiān)控】，界面效果如下：對(duì)于廚房的環(huán)境，燃?xì)猓瑹熿F，火焰進(jìn)行實(shí)時(shí)采集和顯示，手動(dòng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)設(shè)置，例如：電機(jī)的開啟與關(guān)閉。/獲取燃?xì)庵?，將?shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫 try string Gas = sm.getCombustibleGas( + NetIP + , + Port + , 7

21、, , , ); /獲取燃?xì)庵?lblGas.Text = Gas1; if (lblGas.Text != null & int.Parse(Gas1) 0) /設(shè)置picSwitch 背景 picSwitch.ImageLocation = picture/off.png; /將燃?xì)庵堤砑拥綌?shù)據(jù)庫 string strSqlGas = insert into HistoryData (HistoryMinValue,HistoryMaxValue,SensorID,SensorValue,SensorCollectTime)values(0,25,A0001_3, + Gas1 + , +

22、 DateTime.Parse(time) + ); SQLDBHelper.ExecuteNonQuery(strSqlGas); else picSwitch.ImageLocation = picture/on.png; /從數(shù)據(jù)庫讀取信息，并綁定在chart圖表上 string strfindGas = select TOP 100 SensorCollectTime,SensorValue from HistoryData where SensorID=A0001_3 order by(SensorCollectTime)desc; /聲明數(shù)據(jù)類型為int的list List lis

23、tData = new List(); /聲明數(shù)據(jù)類型為string的list List listDate = new List(); for (int i = 0; i SQLDBHelper.GetDataSet(strfindGas).Tables0.Rows.Count; i+) / 從數(shù)據(jù)庫讀取數(shù)據(jù)，添加到list listData.Add(int.Parse(SQLDBHelper.GetDataSet(strfindGas).Tables0.RowsiSensorValue.ToString(); listDate.Add(SQLDBHelper.GetDataSet(strfi

24、ndGas).Tables0.RowsiSensorCollectTime.ToString(); /綁定廚房燃?xì)鈹?shù)據(jù) chtKitChen.Series0.Points.DataBindXY(listDate, listData); catch (Exception ex) Console.WriteLine(ex); /獲取廚房火焰數(shù)據(jù)，保存在數(shù)據(jù)庫 try string flame = sm.getFire( + NetIP + , + Port + , 156, , , ); if (flame1 = 1) lblflame.Text = 有; lblflame.ForeColor =

25、 Color.Red; string strSqlflame = insert into HistoryData (HistoryMinValue,HistoryMaxValue,SensorID,SensorValue,SensorCollectTime)values(0,100,A0001_2,火焰：有, + DateTime.Parse(time) + ); SQLDBHelper.ExecuteNonQuery(strSqlflame); catch (Exception ex) Console.WriteLine(ex); /在窗體載入時(shí)開啟線程threadCollect = new

26、 Thread(collect);threadCollect.Start();/定義變量 bool flag = false; /對(duì)于線程的方法 public void collect() flag = true; while (flag) try string temp = sm.getTemperature( + NetIP + , + Port + , 1, , , ); lblTemp.Text = temp1; /將數(shù)據(jù)添加到歷史記錄表 string strSqlTemp = insert into HistoryData(HistoryMinValue,HistoryMaxValu

27、e,SensorID,SensorValue,SensorCollectTime) values( + FrmMain.templimitMinValue + , + FrmMain.templimitMaxValue + ,B0002_1, + lblTemp.Text + , + DateTime.Parse(time) + ); SQLDBHelper.ExecuteNonQuery(strSqlTemp); /從數(shù)據(jù)庫讀取信息，將數(shù)據(jù)綁定到chart圖表 string strfindtemp = select TOP 100 SensorCollectTime,SensorValue

28、from HistoryData where SensorID=B0002_1 order by(SensorCollectTime)desc; /定義數(shù)據(jù)類型為int的list List listData = new List(); /定義數(shù)據(jù)類型為string的list List listDate = new List(); for (int i = 0; i 0) /將獲得數(shù)據(jù)添加到list listData.Add(int.Parse(SQLDBHelper.GetDataSet(strfindtemp).Tables0.RowsiSensorValue.ToString(); lis

29、tDate.Add(SQLDBHelper.GetDataSet(strfindtemp).Tables0.RowsiSensorCollectTime.ToString(); /通過委托傳遞參數(shù)this.Invoke(new Action() = lblTemp.Text = temp1;/綁定客廳溫度到chart圖表 chtLivingwt.Series0.Points.DataBindXY(listDate, listData); ); catch (Exception ex) Console.WriteLine(ex); 【客廳監(jiān)測(cè)環(huán)境監(jiān)控】，界面效果如下：監(jiān)測(cè)客廳的環(huán)境信息（這里指溫

30、度），保存到數(shù)據(jù)庫，并將數(shù)據(jù)綁定到chart圖表，手動(dòng)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)電機(jī)的開啟與關(guān)閉。/在窗體載入時(shí)開啟線程threadCollect = new Thread(collect);threadCollect.Start();/定義變量 bool flag = false; /對(duì)于線程的方法 public void collect() flag = true; while (flag) try string temp = sm.getTemperature( + NetIP + , + Port + , 1, , , ); lblTemp.Text = temp1; /將數(shù)據(jù)添加到歷史記錄表 stri

31、ng strSqlTemp = insert into HistoryData(HistoryMinValue,HistoryMaxValue,SensorID,SensorValue,SensorCollectTime) values( + FrmMain.templimitMinValue + , + FrmMain.templimitMaxValue + ,B0002_1, + lblTemp.Text + , + DateTime.Parse(time) + ); SQLDBHelper.ExecuteNonQuery(strSqlTemp); /從數(shù)據(jù)庫讀取信息，將數(shù)據(jù)綁定到char

32、t圖表 string strfindtemp = select TOP 100 SensorCollectTime,SensorValue from HistoryData where SensorID=B0002_1 order by(SensorCollectTime)desc; /定義數(shù)據(jù)類型為int的list List listData = new List(); /定義數(shù)據(jù)類型為string的list List listDate = new List(); for (int i = 0; i 0) /將獲得數(shù)據(jù)添加到list listData.Add(int.Parse(SQLDBH

33、elper.GetDataSet(strfindtemp).Tables0.RowsiSensorValue.ToString(); listDate.Add(SQLDBHelper.GetDataSet(strfindtemp).Tables0.RowsiSensorCollectTime.ToString(); /通過委托傳遞參數(shù)this.Invoke(new Action() = lblTemp.Text = temp1;/綁定客廳溫度到chart圖表 chtLivingwt.Series0.Points.DataBindXY(listDate, listData); ); catch

34、(Exception ex) Console.WriteLine(ex); （注意：由于數(shù)據(jù)需要從數(shù)據(jù)庫中讀取，可能數(shù)據(jù)獲取比較慢）對(duì)chart的設(shè)置主要代碼：/設(shè)置溫度圖表樣式/設(shè)置chart標(biāo)題 chtLivingwt.Titles.Add(客廳溫濕度監(jiān)控); /實(shí)例化圖表區(qū) ChartArea ca = new ChartArea(圖表區(qū));/實(shí)例化圖表序列seTemp = new Series(溫度);/設(shè)置圖表序列樣式 seTemp.ChartType = SeriesChartType.Spline; /將溫度的圖表序列添加到圖表區(qū) seTemp.ChartArea = ca.Na

35、me; /圖表ca添加到圖表區(qū) chtLivingwt.ChartAreas.Add(ca); /將溫度seTemp的圖表序列添加到圖表序列chtLivingwt.Series.Add(seTemp); /設(shè)置圖表序列樣條線的寬度chtLivingwt.Series0.BorderWidth = 2; /設(shè)置X軸主題 chtLivingwt.ChartAreas0.AxisX.Title = 時(shí)間:( /s); /設(shè)置Y軸主題chtLivingwt.ChartAreas0.AxisY.Title = 單位:; 【臥室環(huán)境實(shí)時(shí)監(jiān)控】，界面效果如下：注：代碼及注釋請(qǐng)參考“客廳環(huán)境監(jiān)控”【智能家居控

36、制區(qū)】，界面效果如下：將配置的電機(jī)，繼電器的狀態(tài)，是否報(bào)警等信息在界面顯示，同時(shí)并更改數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的狀態(tài)。主要代碼如下(以客廳光照為例)：/設(shè)置客廳光照/窗體載入判斷數(shù)據(jù)記錄是否存在，如果存在，則不插入數(shù)據(jù)，否則就將數(shù)據(jù)記錄插入到數(shù)據(jù)庫 string sqlRead = select count(*)as Count from SensorConfig where SensorID=B0002_3 ;/如果數(shù)據(jù)不存在 if (int.Parse(SQLDBHelper.GetDataSet(sqlRead).Tables0.Rows0Count.ToString() = 1) string ti

37、me = DateTime.Now.ToLocalTime().ToString(); string strSqlIns = insert into SensorConfig values(5,B0002_3,B10002,S0001, + txtLivinglight.Text + , + txtlivinglightMinVa.Text + , + txtlivinglightMaxVa.Text + ,否, + time + ); SQLDBHelper.ExecuteNonQuery(strSqlIns); string strSqlSec = insert into SensorCo

38、nfig values(6,B0002_3,B10002,S0003, + txtLivinglight.Text + , + txtlivinglightMinVa.Text + , + txtlivinglightMaxVa.Text + ,否, + time + ); SQLDBHelper.ExecuteNonQuery(strSqlSec); else Console.WriteLine(該記錄已存在！); /判斷低溫報(bào)警是否被選中 string strReadWarn1 = SELECT SensorAlarmInfo FROM SensorConfig where SensorConfigID=5; if (SQLDBHelper.GetDataSet(strReadWarn1).Tables0.Rows0SensorAlarmInfo.ToString() = 否) cblivinglightPolice1.Checked = false; else cblivinglightPolice1.Checked = true; /判斷高溫報(bào)警否被選中 string strReadWarn2 = SELECT Senso