物联网技术 智能家居工程应用与实践

本书以当下*为流行的物联网技术——智能家居为知识主体，通过对智能家居工程设计与布局入手，依托智能家居控制主机对智能家居设备进行开发。全书分为四篇：智能家居基础理论，智能家居工程应用，智能家居综合案例的开发和走进智能家居生产企业。全书以工程案例驱动的方式，理论与实践相结合，引导读者循序渐进地完成智能家居知识的学习和智能家居案例的二次开发，通过视频 音频 二维码免费观看相关项目的微课视频，完成智能家居的搭建。本书案例丰富，图文并茂，通俗易懂，一书在手便可搭建您想要的智能家居。
本书可作为高、中职业院校、应用型本科院校等的教学用书，也可以作为智能家居爱好者的自学书籍。

前言

篇智能家居基础理论
第1章智能家居系统

1.1智能家居的发展背景与概念

1.1.1智能家居的发展背景

1.1.2智能家居的基本概念

1.2智能家居技术

1.2.1物联网技术——无线通信（ZigBee、Wi-Fi、GPRS、蓝牙）

1.2.2人工智能

1.2.3大数据分析

1.2.4云计算

1.3智能家居发展前景与市场应用

1.3.1智能家居的应用前景

1.3.2智能家居的应用领域

1.4本章小结

本章习题

第2章智能家居的主机设计

2.1KC868-S智能家居主机（全宅智能一体化控制）

2.1.1KC868-S性能指标

2.1.2KC868-S功能

2.2KC868-G智能家居主机（普通公寓智能化控制）

2.2.1KC868-G性能指标

2.2.2KC868-G功能

2.3KC868-COL可编程序控制器（IFTTT自动化控制）

2.3.1KC868-COL性能指标

2.3.2KC868-COL功能

2.4家用智能配电箱（220V家庭电源智能控制）

2.4.1家用智能配电箱的性能指标

2.4.2家用智能配电箱的功能

2.5工业智能配电箱（380V工业/农业电源的智能控制）

2.5.1工业智能配电箱的性能指标

2.5.2工业智能配电箱的功能

2.6KC868-H32L智能家居主机

2.6.1KC868-H32L性能指标

2.6.2KC868-H32L功能

2.7KC868-H8智能家居主机（有线8路智能控制）

2.7.1KC868-H8性能指标

2.7.2KC868-H8功能

2.7.3KC868-H8硬件接口

2.8本章小结

本章习题

目录

物联网技术——智能家居工程应用与实践

第二篇智能家居工程应用
第3章智能家居工程的设计

3.1灯光控制

3.2窗帘控制

3.3窗户控制

3.4门锁控制

3.5家电控制

3.6环境监测

3.7安防控制

3.8情景控制

3.9本章小结

本章习题

第4章智能家居布局典型方案的解析

4.1两室一厅智能家居布局的实施案例

4.2三室两厅智能家居布局的实施案例

4.3两层别墅智能家居布局的实施案例

4.4三层别墅智能家居布局的实施案例

4.5本章小结

本章习题

第5章智能家居产品APP软件设计与硬件设置

5.1智能家居控制主机的软件设计和硬件配置

5.2ZigBee智能情景面板的软件设计和硬件配置

5.3ZigBee红外转发器的软件设计与硬件配置

5.4智能插座的软件设计与硬件配置

5.5ZigBee智能调光面板的软件设计与硬件配置

5.6ZigBee零相无线开关面板的软件设计与硬件配置

5.7IP网络摄像头的软件设计与硬件配置

5.8安防报警传感器的软件设计与硬件配置

5.8.1ZigBee无线人体红外探测器的软件设计与硬件配置

5.8.2ZigBee无线门磁传感器的软件设计与硬件配置

5.8.3ZigBee无线烟雾传感器的软件设计与硬件配置

5.9智能门锁控制的软件设计与硬件配置

5.10电动开窗器的软件设计与硬件配置

5.11无线漏水传感器

5.12本章小结

本章习题

第6章智能家居KC868-H8主机二次开发案例解析

6.1KC868-H8/H32L智能控制盒通信协议的设计

6.2智能家居灯光控制系统案例的设计与实施

6.3智能型远程控制配电箱的设计制作与分析

6.4本章小结

本章习题

第7章智能家居客户端APP的开发技术应用

7.1静态库的集成以及登录功能的实现

7.2用户房间控制信息设计

7.3获取房间内设备信息

7.4识别房间内设备类型

7.5获取房间内设备状态

7.6改变房间内设备状态

7.7情景模式控制

7.8本章小结

第三篇智能家居综合案例的开发

第8章基于ZigBee技术的LED调色温调光灯

8.1项目立项思路

8.1.1LED照明系统智能化升级的必要性

8.1.2基于ZigBee的LED智能照明系统定制背景

8.2LED照明光源技术动态

8.3ZigBee无线自组网络的技术性能比较

8.4基于ZigBee的LED定制案例的功能需求

8.4.1硬件设计要求

8.4.2软件设计要求

8.4.3功能设计要求

8.5基于ZigBee的LED定制案例的方案选择

8.5.1LED驱动实现

8.5.2LED调光实现

8.5.3ZigBee协议栈实现

8.6基于ZigBee的LED案例软硬件平台的实现

8.6.1硬件平台的搭建

8.6.2软件平台的搭建

8.7本章小结

本章习题

第9章室内智能空气质量检测系统

9.1项目立项思路

9.2系统概述

9.2.1系统功能

9.2.2系统性能指标分析

9.3系统方案设计

9.4智能空气质量监测系统终端应用系统的设计与实现

9.5本章小结

本章习题

第10章基于窄带物联网的家用远程抄表系统的设计

10.1项目立项思路

10.2系统概述

10.3系统方案设计

10.4系统硬件电路设计

10.5系统软件程序设计

10.6系统调试

10.7本章小结

本章习题

第11章居家宠物多功能自动喂食器的设计

11.1项目立项思路

11.2系统概述

11.3系统方案设计

11.4系统硬件电路设计

11.5系统软件程序设计

11.6系统调试

11.7本章小结

本章习题

第12章基于语音识别与蓝牙通信的智慧家居控制系统

12.1项目立项思路

12.1.1设计方案的论证

12.1.2设计方案的选择

12.2基于语音识别和蓝牙通信的智慧家居系统概述及硬件设计

12.2.1智慧家居控制系统概述

12.2.2智慧家居控制系统

智能家居是一种在互联网影响下的物联化的体现，近几年随着物联网技术的快速发展，智能家居逐渐进入人们的视野，注重提升家居的安全性、便利性、舒适性和艺术性，实现环保节能的居住环境已成为人们追求美好生活的目标。
本书的编写着眼于“工程应用”“案例开发”“企业生产”的指导思想。全书以理论与实践相结合为主线，通过设计案例和工程应用的讲解，使读者通过动手实践环节加深了理论知识的学习，能够在学习和实践过程中不断加深理解和操作，后独立地完成智能家居的搭建。本书内容清晰易懂，案例丰富，图文并茂。相关章节涉及的代码（demo）可以登录https://www.hificat.com下载获得，便于读者自学。
全书分为四篇：智能家居基础理论，智能家居工程应用，智能家居综合案例的开发和走进智能家居生产企业。
智能家居基础理论篇：主要为读者介绍了智能家居的发展前景、基本概念和市场应用，以及智能家居涉及的相关技术［(ZigBee、RF、Wi-Fi、GPRS、蓝牙）、人工智能（AI）、大数据分析、云计算］等内容；重点介绍了智能家居的主机设计，包括全宅智能一体化KC868-S智能家居主机、普通公寓智能化KC868-G智能家居主机、KC868-COL可编程序控制器、KC868-H8/H32L智能家居主机，以方便读者对智能家居的二次开发。读者通过这篇内容的学习可具备一定的智能家居知识基础，为后续智能家居的二次开发和工程实施做好准备。
智能家居工程应用篇：为读者介绍了一些工程设计样例，例如灯光控制、窗帘控制、窗户控制、门锁控制、家电控制、环境监测、安防控制和情景控制等；解析两室一厅、三室两厅、两层别墅和三层别墅相关的智能家居布局的实施案例；介绍了智能家居产品APP软件设计和硬件配置，包括ZigBee智能情景面板、ZigBee红外转发器、智能插座、ZigBee智能调光面板、ZigBee 零相无线开关面板、安防报警传感器、ZigBee无线人体红外探测器等；同时，为了进一步提高读者的动手实践能力，通过讲解KC868-H8智能家居主机以及客户端APP进行二次开发案例的设计，帮助读者进一步独立、高效地设计复杂的智能家居。
智能家居综合案例的开发篇：通过智能家居基础知识的学习和工程案例的实践，相信读者已经对智能家居一些实用产品的研发有了想法，非常希望根据自己的需求独立地设计智能家居系统。在智能家居综合案例的开发篇，将为读者介绍一些智能家居综合性案例，让读者从学习阶段提升到智能家居产品的开发阶段。在本篇中，重点突出“应用”和“实用”两个特点，包括基于ZigBee技术的LED调色温调光灯，室内智能空气质量检测系统，基于窄带物联网的家用远程抄表系统设计，居家宠物多功能自动喂食器设计，基于语音识别与蓝牙通信的智慧家居控制系统等。通过这些知识的学习，使读者具备基础产品的开发能力，甚至可以根据自己的需求独立、高效地设计一些智能家居控制系统。
走进智能家居生产企业篇：为了帮助读者进一步巩固和提升实践环节知识技能，引导读者走进智能家居生产企业，了解智能家居生产企业发展生态，并通过智能家居控制主机KC868-H32的生产案例，让读者更加真实地了解产品生产全过程，构建产学研完整的学习生态链。
本书可以作为高、中职业院校、应用型本科院校进行智能家居课程设计、毕业设计的指导教材；也可以作为智能家居爱好者的参考用书。本书第5章智能家居产品APP软件设计与硬件设置和第7章智能家居客户端APP的开发技术应用的内容为创新章节，首次尝试对每节知识点内嵌相关知识视频的二维码，读者
通过微信、QQ等扫码即可免费观看相关项目的微课视频，首次尝试通过视频 音频 二维码等互动模式多方位、立体式实现线上与线下混合式学习的新方式，尝试突破传统自学书籍的技术形态。通过本书的学习，读者能够真正地掌握智能家居控制技术，将理论知识与实践相结合，融会贯通、学以致用。
特别感谢各位同事和朋友的热心帮助，本书才能够顺利完成。衷心希望本书能够对从事智能家居设计与工程应用工作的朋友以及智能家居的爱好者有所帮助。
参与本书编写工作的主要人员有杭州师范大学钱江学院的安康、孙亚萍、张慧熙、方聪聪、李欣荣、屠志杰，杭州晶控电子有限公司徐玮以及
浙江众合科技股份
有限公司安宁，全书由安康统稿并审校。本书的编写工作获得浙江省教育科学规划课题、浙江省精品在线课、浙江省自然科学基金项目和杭州师范大学钱江学院科研项目的大力支持。
由于作者水平有限，对书中存在的错误与不妥之处，诚邀广大读者提出意见并不吝赐教。

安康
2020年12月