物联网导论第6章 物联网应用案例(新版)课件.ppt

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1、第6章 物联网应用案例,6.1 小区智能化系统设计方案6.2 智能物流中心系统6.3 自动化立体仓库自动分拣6.4 农业大棚监控及智能控制方案6.5 智能家居系统6.6 智能交通管理系统（ITMS）,6.1 小区智能化系统设计方案,6.1.1总体设计,小区用地面积公顷，总建筑面积万平方米，小区由栋多层楼房组成，共户。工程包括：U楼为A户型，其他为B户型。,1.设计思路实用性 遵循“回归自然，以人为本”的原则，适合不同层次住户的使用.先进性 集成自动控制、软件数据库、计算机网络、物业信息管理和住宅智能化系统的理念.安全性 在住宅周边区域、公建设施等方面全方位地应用最新的安防系统.可靠性 系统所选

2、用的技术及配套设备必须成熟可靠，以保证整个系统的长期正常运行.经济性 在考虑整个系统先进、可靠的同时，还着重考虑了系统的经济实用性.高效性 信息系统方便物业对整个住宅进行有效管理，提高工作效率，控制管理成本.开放性 系统所使用的产品都符合一定的标准，并具备一定的开放性，使系统可供二次开发.可扩充性 系统的设计都考虑了将来扩容和后期连接的需要.可操作性 各子系统的使用界面简单明了，方便住宅各种层次的用户的使用.,2.方案总体说明,6.1.2可视访客对讲系统,1.系统总体设计访客对讲系统由管理机、单元门口主机、室内分机及电控门锁等设备组成。访客对讲系统主要用于防止非本楼人员在未经允许的情况下进入楼

3、内，充分保证本楼住户的人身和财产安全。,2.系统功能特点实现信号全数字化传输。物理构架以可视对讲系统为基础，采用管理中心机制，可实现强大的安防报警功能（门磁、窗磁、烟感、煤气、人体红外、紧急按钮等）。,3.系统基本功能呼叫功能：管理中心呼叫住户、单元门口机呼叫住户、住户呼叫管理中心。门口机按键夜间辅助照明功能：夜间打开按键背面的发光管，用户可清楚辨认按键。自动锁功能：在对讲状态下，主人可按室内机开锁键开启门口电子锁。报警功能：报警探头自动向管理中心报警，提供（烟感、煤气、门磁、人体红外、紧急按钮、遥控报警）等多种报警方式。,4.管理中心二进制数字（也称数进式）信号传输，内部解码处理。可呼叫分机

4、，通知用户进行集中管理。接收住户报警，可显示房号，并能存储512个报警信息。5.对讲门口主机单键呼叫、遥控开门、简单方便。夜间照明，通话清晰。脉冲开启电控锁，防水、防尘设计。金属面板，可控制二把电控锁。呼叫管理机时，请按CALL鍵，并可实现与管理员通话。优先功能：在任何情况下，按下分机紧急报警鍵，都可报警到管理中心。6.门口机电源输入电源AC220V，最大电流1A，直流输出电压12V，输出功率12W。1台电源供电给1台门口机，保障系统正常独立工作。7.N户通信转换器具有N个端口，可接N个分机。具备报警接口，可接瓦斯、红外、窗磁门磁、烟感、紧急按钮等报警探头。根据楼型楼层的不同，可任意编码。48

5、5总线可传1200m。,6.1.3家庭防盗系统,1.设计说明保全安防报警系统是指以现场总线平台为数据传输媒介，以管理主机和主控计算机为警清接收装置，在住户室内安装各种报警探头的报警体系。目前可以安装的探头有：烟感、红外、煤气泄漏、门磁、窗磁、紧急求救按钮等。系统同时可以支持四种报警类别（四防区），每一种类别可以安装多个探头。将信号接收器安装在室内适当位置，并与系统入户信号线串联接连接，接收器对于所有探头支持有线和无线两种方式，在无线方式下，允许室内安装一个以上的接收器，便于更有效的接收报警信号。实际工程中请根据房屋结构和用户要求选择采用有线、无线或两者混合方式。主控计算机安装有报警管理软件，请

6、将小区内住户的资料（房号、户主名、联系方法等）输入到软件系统的数据库中，计算机在接到报警信号时自动显示住户信息和报警类别，并以声光信号提醒保卫人员处理报警事件和通知出外的住户。若以每户一个紧急求助遥控器，烟感、煤气泄漏、门磁探头各一个为例；实际工程中用户要求各种各样，需按实际要求核算探头数量。根据技防规范及某小区的有关要求，家庭安全防盗系统考虑在12层配置紧急按钮、门磁和红外探测器，其余设备由最终客户自己配置。系统只预留23个接口，供用户接煤气、窗磁等。家庭报警系统由报警传输处理系统和各种用途的探测器组成。,2.家庭防盗组成家庭报警系统住户端探头配置如下：门磁开关各1个/户 紧急按钮各1个/户

7、 窗磁开关（由住户自己配置）可燃气体泄漏报警器各1个/户红外探测器各1个/户感烟探测器 1个/室/厅其中，紧急报警按钮是24小时设防的；被动红外探测器、门磁开关需要人为进行布防/撤防设置。家庭防盗系统功能紧急求助按钮报警，指住宅内发生抢劫案件和病人突发疾病时，向管理中心呼求报警，中心可根据情况迅速处警；被动红外探测器，对室内是否有人进行检测，在设防的情况下检测到有人入侵时，向管理中心报警；门磁开关，在设防的情况下检测到门被打开时向管理中心报警。,6.1.4 门禁管理系统,1.系统总体设计出入口门禁控制系统采用先进的计算机技术、智能卡技术及精密机械制造技术等，采用磁卡、条码卡或集成电路卡作为房门

8、开启的钥匙。非接触感应式集成电路卡具有使用寿命长，抗干扰能力强，不能复制，安全性能高等特点，从而提高了通道门、住户门的安全性和可靠性，是未来门锁控制的发展方向。2.系统组成,3.系统功能存储功能 控制器将读卡器传来的所有记录信息存储于EEPROM中，并与设定的内部信息核查对比、整理加工、以作为查询或考勤的详细资料。集中管理功能 工作站可建立用户资料库：用户1、用户2等，定期或实时采集每个门的进出资料，同时可按各用户进行汇总、查询、分类及打印等。控制器的各种参数均可通过门禁管理工作站设置。权限管理功能 本系统可实现多级权限管理功能，发卡中心可设置每张卡的开门权限。异常报警 当有人非法闯入、门锁被

9、破坏等情况出现时，系统会发出报警信息传输到管理中心。拓展功能 内置监控软件，可与消防等系统联动。门禁管理系统实现对整个小区的地下车库进入各单元出口N个，每个位置设置一套门禁系统。用以完成对N个单元门的电磁锁进行控制。为方便住户出行，另配置N套电磁锁和出门按钮，供业主使用。,6.1.5停车场管理系统,1.系统总体设计设计的停车场应具有以下特点：使用方便快捷。系统灵敏可靠、设备安全耐用。即时收取停车费及其他相关费用，增加收入。通过一卡通系统提前收取或代缴固定长期客户的停车费。防止拒缴停车费事件发生。防止收费人员徇私舞弊和乱收费。自动化管理，车辆出入快速，提高档次和效率。节约管理人员的费用支出，提高

10、工作效率和经济效益。,2.系统组成设备组成 根据小区及其所在的特殊地理环境的实际情况制定出一套最佳的管理系统，全面满足停车场的需要。整个系统主要由管理中心（包含收费处）、入口控制设备和出口控制设备三大部分组成。,停车场用户出入口管理,3.功能说明计算机联网管理 停车场管理员可在管理中心对整个停车场(地面和地库或多个车库)进行全面智能化管理，对停车场进行实时控制、实时管理。适合各类停车场需要 长期停车用户采用固定10cm感应卡管理，临时停车用户采用临时发卡方式进行管理，两种设备协调统一。满位显示屏（选配）显示车场内车位是否满载。摄像监视系统（选配）任何进入车场的车辆在入口处，将被入口摄象机自动摄

11、入一幅图片，并保存在管理电脑内。当持有该卡的车辆出场时，计算机根据通信器读入的卡号自动调出相应的入口图片，与出口摄象机自动摄入的图片做对比。可有效防止盗车现象。防砸车 在出口和入口栏杆机臂下均埋设有防砸车线圈，此线圈控制栏杆的下落。防迂回 系统具有防迂回功能。车辆每次持卡进入停车场时，管理系统自动将该卡号记录在入场数据库内，车辆在持卡离开停车场时，管理系统又将该卡号记录在出场数据库内。应急处理 当系统组件出现故障或有其他紧急情况发生时，系统操作员可以在管理中心通过手动方式抬起/落下栏杆，保证车辆安全有序的进出。自动恢复能力 通信器自动系统对部分出现故障具有自动恢复能力 车位检索系统（选配）在每

12、一个车位设置一套检测器，通过处理器联入主系统。一卡在手、反复使用 智能卡具有大的容量，扩展功能强大，同一张卡片上可实现超市消费、考勤、人事管理、水电费、保安等多项管理。智能卡可实现反复使用。,4.系统软硬件介绍主要硬件设备 停车场管理系统主要由管理中心、入口及出口设备三部分构成，管理中心采用高性能管理电脑，性能稳定可靠，可长时间连续工作。系统软件功能 系统软件主要完成控制停车场车辆的出入及临时用户的收费，系统采用感应卡技术，实时监测车辆出入、自动判断车辆（感应卡）的合法性以及停车收费等相关的各种处理。运行于中心控制室计算机的管理软件主要由查询统计模块、系统设置模块、用户管理模块、数据维护模块和

13、收费模块等组成。,6.1.6结构化布线系统,1.智能小区布线概述结构化布线系统是一个能够支持任何用户选择的话音、数据、图形图像应用的电信布线系统；是网络实现的基础，它能够支持数据、话音及图形图像等的传输要求，成为现今和未来的计算机网络和通信系统的有力支撑环境。系统应能支持话音、图形、图像、数据多媒体、安全监控、传感等各种信息的传输，支持UTP（非屏蔽双绞线）、光纤、STP（屏蔽双绞线）、同轴电缆等各种传输载体，支持多用户多类型产品的应用，支持高速网络的应用。,2.结构化布线系统的组成建筑群子系统 将一栋建筑的线缆（包括双绞线及光缆）延伸至建筑群内的其他建筑物内，为建筑物间提供标准的连接。设备间

14、子系统 在一个集中化设备区，采用快捷式配架和集中式110（防雷式）配线架，连接系统至各公共设备如程控交换机、主机、数据网络设备、建筑自动化系统设备以及保安系统设备等，起到统一管理整个建筑物的结构化布线系统。垂直子系统 提供建筑中最重要的主干线路，可以采用双绞线及光缆产品，将设备间子系统内的总配线架（MDF）或光纤主配线架与各楼层的分线箱（IDF）用星形的结构连接起来。管理子系统 分布在大楼内各相应楼层的弱电竖井内或专用的配线间，由交叉连接的端接硬件所组成，以管理各层的水平布线子系统，同时可连接相应的网络设备。水平子系统 将工作区子系统连接至各个相应的管理子系统。可使用四对双绞线，或有需要时可使

15、用光缆，但须避免同时使用多种线缆类型，以免造成灵活性的降低和管理上的困难。工作区子系统 全部采用模块化的RJ45（常见的网卡接口）信息插座为用户提供一个符合ITU/ISDN标准的信息出口，并同时满足从建筑物内各弱电系统中电信号的传输，到各种数据的高速传输网以及种种数字话音系统等复杂的信号传送。,3.结构化布线系统的特点系统化工程 结构化布线是一套完整的系统工程，包括传输媒体（双绞线(铜线)及光纤），连接硬件（包括跳线架、模块化插座、适配器、工具等）以及安装、维护管理及工程服务等。模块化结构 结构化布线系统的设计使得用最小的附加布线与变化（如果需要的话）就可实现系统的搬迁、扩充与重新安装。独立于

16、应用 作为ITU七层协议中最底层的物理层，结构化布线系统构成了某种基本链路，象一条信息通道一样来连接楼宇内或室外的各种低压电子电气装置。这些信息路径提供传输各种传感信息及综合数据的能力。灵活方便性 结构化布线系统的设计同时兼容话音及数据通信应用。这样一来减少了对传统管路的需求，同时提供了一种结构化的设计来实现与管理这一系统。技术超前性 结构化布线系统允许用户有可能采用各种可行的新技术。这是因为结构化布线系统独立于应用，并能对未来应用提供相当的余度。4.设计方案布线范围：某主设备间建议设在物业管理处位置，每栋大楼设一个管理区，管理从每座房屋的信息点引来的线缆。原则：每幢楼的房间内敷设2条双绞线入

17、户，一条为电话线另一条为电脑线路，在卧室和书房内设电脑点和电话双口信息点，共计个信息点。,6.1.7智能化小区信息服务系统简介,一套基于Internet/Intrant网站的智能化小区综合信息服务系统平台。该系统为小区业主提供全方位的智能化信息服务，实现足不出户与外界交流信息。社区服务网站功能模块如图6-4 所示社区服务网站有小区之窗、小区网上商场购物系统、网络电子公告牌（BBS）、休闲讨论组（论坛）查、VOD服务、网上物业服务、Internet信息服务等系统组成。其中Internet信息服务系统提供小区外网上购物、家庭证券、公共信息、网上阅读、远程医疗、远程教育等各种链接。,6.2 智能物流

18、中心系统,智能物流中心系统是集成了传感、RFID、声、光、机、电、移动计算等各项先进技术，建立的全自动化的物流配送中心。借助配送中心智能控制、自动化操作的网络，可实现商流、物流、信息流、资金流的全面协同。系统实现机器人队码垛，无人搬运车搬运物料，分拣线上的自动分拣，计算机控制堆垛机自动完成出入库，整个物流作业与生产 制造实现了自动化、智能化与网络化系统。,6.2.1系统技术平面,该系统分为四个大平台：顶层应用平台、底层信息采集平台、外部平台和软件开发平台；两个衔接口：数据接口和定位系统，见图6-6所示。,6.2.2仓储配送系统简介,仓储配送系统特点：支持多层次配送中心网络服务操作，信息充分共享

19、，资源优化调配。适应客户物流需求的不断变化，提供全方位的供应链管理服务。采用柔性构架，模块可配置，具有充分的灵活性。系统提供助记码功能，使业务资料录入简捷明快，提高操作效率。无缝集成先进的GIS/GPS，实时监控运输车辆。无缝集成先进的RFID技术，实现智能托盘管理，单品管理。支持各种各样物流控管技术，如条码打印机、Bar Code 盘点机、无线POS技术、无线传输（RF）技术.,6.2.3运输管理信息系统,运输系统特点：功能强大、全面，涵盖集卡运输业务的各个方面。与我国运输业务的实际紧密结合，适用性广，可配置性强。界面清晰、美观，操作直观、简洁、方便。无缝集成先进的GIS/GPS，实时监控运

20、输车辆。方便强大的查询与汇总功能。严谨规范的业务处理流程。完善的安全机制，严格的用户权限设置。系统运行于公司自主开发的软件开发技术平台之上，先进、稳定。系统采用大型数据库，支持海量数据。,6.2.4 RFID在物流系统中的应用,要配置RFID写卡器及标签打印机，对所有的货物托盘上要配置RFID标签，物流的出口处和物流管理人员要设置或配置相应的RFID天线、读写器或手持读写器，货物装载车要配置基于Windows的车载无线电终端或RFID，整个物流中心具备可户内/户外使用的网络系统，RFID应用布局如图6-9 所示。,1.入库流程,2.上架流程,3.商品移位,4.理货、拣货、盘点流程,5.出库流程

21、,6.RFID 标签选型标签频率标签容量标签应用环境安全问题,7.RFID读写器选型读写主频率应用环境,6.2.5条码在物流系统中的应用,6.2.6运输管理信息系统中GPS/GIS的应用,1.运输管理信息系统要求实现车辆在途管理。实现科学调度和灵活掌控，降低空车率。自动/手工回报车辆运输状态（满载、空载、进关、出关等）。为司机提供安全保障。提供轨迹回放功能，实现事后监督。货主随时查看货物运输进程，提高货主满意度。与运输系统实现无缝连接。,2.GPS监控系统结构,正常的运作流程,偏离路线,超时而未到达目的地时,发生事故,6.3 自动化立体仓库自动分拣,6.3.1系统平面设计,图中标号“”代表生产

22、区的出库门，标号“”代表配送中心的入库门，标号“”代表配送中心的出库门，标号”代表销售公司的入库门，标号“”代表用于车辆监控的有源读写器,6.3.2 生产区生产流程,在标号“1”处进行原材料初始化；然后送到标号“2”处，进行包装并挂RFID标签；再送到标号“3”处进行码盘架作业；再送往标号“4”处，通过RFID智能门出库。全过程如图6-25所示,6.3.3收货流程,6.3.4出库流程,6.3.5配送中心仓库拆零上架流程,注明：货品存储采用RFID手持设备进行数据采集确定货品准确架位。入库拆零采和上架用RFID手持设备进行数据采集。,6.3.6 仓库车辆运转行进图设计,6.4农业大棚监控及智能控

23、制方案,6.4.1 项目需求,在每个智能农业大棚内部署空气温湿度传感器2只,用来监测大棚内空气温度、空气湿度参数；每个农业大棚内部署土壤温度传感器2只、土壤湿度传感器2只、光照度传感器2只，用来监测大棚内土壤温度、土壤水分、光照度等参数。所有传感器一律采用直流24V电源供电，大棚内仅需提供交流220V市电即可。每个农业大棚园区部署1套采集传输设备（包含中心节点、无线3G路由器、无线3G网卡等），用来传输园区内各农业大棚的传感器数据、设备控制指令数据等到Internet上与平台服务器交互。,6.4.2 系统总体架构,系统中包括两个部分：1.ZigBee中心节点2.边缘网关，比如以太网，GPRS模

24、块，两着结合起来可以实现数据的远距离传输,6.4.3 传感信息采集,数据采集系统，主要负责温室内部光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。,6.4.4 大棚现场布点,控制系统主要由一体化控制器、执行设备和相关线路组成，通过一体化控制器可以自由控制各种农业生产执行设备，包括喷水系统和空气调节系统等，喷水系统可支持喷淋、滴灌等多种设备，空气调节系统可支持卷帘、风机等设备。采集传输部分主要将设备采集到的数值传送到服务器上，现有大棚设备支持3G、有线等多种数据传输方式，在传输协议上支持IPv4现网协议及下一代互联网IPv6协议。业务平台负责对用户提供智能大棚的所有功能展示，主要功能包括

25、环境数据监测、数据空间/时间分布、历史数据、超阈值告警和远程控制五个方面。用户还可以根据需要添加视频设备实现远程视频监控功能。,6.5 智能家居系统,6.5.1设计目标,从住宅区和家居两个层面，提供安全、节能、健康（阳光与空气）、灵通（各种通信手段）、舒适和便利（自动化）的生活的愿景规划。以适当的产品和软件，提供各系统的联动或集成。系统应周密而且最大限度地降低对居民的日常生活的影响，保证居民在室内活动的隐私不受侵害。家居控制系统，要求安防、灯光、音响、电话等各个系统，以生活场景的一键指令（如入户、用餐、迎客、睡眠、短暂或长期离开等）为核心，实现一键控制等，包括各系统之间的联动控制。家居安防系统

26、着重解决报警灵敏度与最大限度减小误报的关系，例如：通过对感应器的编程或身份自动识别，区分主人与入侵者；家居安防系统应包括火灾报警系统。重视产品及系统的易用性、简单化：应用科技的目的应使操作、编程和比例失调更简单，更经济，而不是更繁琐；特别是家居内设备的操作。,6.5.2 智能家居系统组网,6.5.3 功能设计,门禁可视对讲功能家庭安防功能灯光控制功能信息家电自动控制系统智能综合布线信息服务远程控制功能,6.5.4 智能家居效果图,左上，客厅效果左下，厨房效果右上，卧室效果,6.6 智能交通管理系统（ITMS）,智能交通管理系统（Intelligent Transportation Manage

27、ment System，ITMS）是通过先进的交通信息采集技术、数据通信传输技术、电子控制技术和计算机处理技术等，把采集到的各种道路交通信息和各种交通服务信息传输到交通控制中心，交通控制中心对交通信息采集系统所获得的实时交通信息进行分析、处理，并利用交通控制管理优化模型进行交通控制策略、交通组织管理措施的优化，交通信息分析、处理和优化后的交通控制方案和交通服务信息等内容通过数据通信传输设备分别传输给各种交通控制设备和交通系统的各类用户，以实现对道路交通的优化控制，为各类用户提供全面的交通信息服务。,6.6.1 ITMS的系统架构,6.6.2 交通执法管理,6.6.3 交通控制,6.6.4 交通

28、诱导,智能交通诱导功能还需要能够接收来自车载终端的查询功能，依据RFID、GPS等对车辆进行定位，跟据车辆在网络中的位置和出行者输入的目的地，结合交通数据采集子系统传输的路网交通信息，为出行者提供能够避免交通拥挤、减少延误及高效率达到目的地的行车路线。在车载信息系统的显示屏上给出车辆行驶前方的道路网状况图，并用箭头标示建议的最佳行驶路线。,利用RFID技术、检测及图像识别技术，对城市道路中的交通事故等偶尔事件进行检测，检测出之后对系统进行报警，然后利用基于RFID的定位技术对事件发生地点进行定位，通知有关部门派遣救援车辆。当救援车辆接受派遣，前往事发地点时，利用RFID对该特定车辆的识别，系统开始对救援车辆的运行进行管理。交通控制中心计算机计算最短行驶路径，使得通过此路径的救援车辆将以最短时间到达出事地点。,由于RFID可以记录车辆的行驶轨迹，因此可以得到出行的OD信息，这一OD信息数量巨大，同时也比较准确，可以为交通规划和基础设施布设提供很好的数据支撑。,6.6.6 其他,6.6.5 紧急事件处理,谢谢！,