物联网应用展示中心建设方案20121007-(附图)

1、物联网应用展示中心建设方案南京第五十五所技术开发有限公司2012年10月72 / 72商业信用文档属性邓甜2012-10-7文档变更文档送呈无锡质检目录一、前言5二、系统概述、设计原则和规范依据51.系统概述52.设计原则和要求6三、系统总体设计71.设计思路72.物联网技术体系73.软件平台：物联网应用管理平台81)架构说明92)系统特色：104.ZigBee技术11四、展示中心规划131.规划示意图132.系统功能表143.平面设计及效果图27五、主要系统介绍301.RFID远距离迎宾系统302.虚拟翻书系统343.智能信息显示系统374.地面互动投影系统405.智能照明系统436.大屏幕多点触控智能显示系统457.环境监测系统488.空调控制系统499.能耗管理系统5210.生物识别门禁系统5711.智能家居体验系统611)智能窗帘系统632)安防监测系统643)环境监测系统664)智能照明系统6612.音响控制系统6613.多媒体自动播放系统6714.智能图书管理6815.贵重物品定位防盗系统7016.公共平台系统组成73一、 前言物联网被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业

2、的第三次浪潮，它在加快经济结构调整、推进社会信息化进程、扩大就业等方面将发挥越来越重要的作用。为了加快物联网产业技术人才的培养，2010年至今，教育部已经批准了30家大学开设物联网本科专业，另外全国许多高职院校也在积极尝试进行物联网教学体系的建设，新设物联网技术课程的教学课程。物联网技术从应用角度看，有以下特点：广泛性、综合性；物联网技术的发展，其应用和技术将面向非常广泛的领域，不仅仅是目前大家看到的通讯，电子，自动化，计算机等热门专业和领域，而且将涉及农业，交通，建筑，航海，航天，医学，矿业，金融，材料，军工等等领域和专业。实用性、多样化；物联网的应用领域覆盖到各个角落、各个领域，重点有五大领域：一是智能电网；二是智能交通；三是智能医疗；四是智能家居（楼宇）；五是RFID（射频识别）产业。本文旨在物联网展示中心建设方面进行抛砖引玉，通过展示区和体验区部署照明、能耗、安防等无线通信技术应用，重点突出通信技术与物联网技术的深层次融合；整套方案，期待与客户互动合作，为普及物联网技术知识，并在物联网技术应用方面做一些尝试性、探索性的工作。二、 系统概述、设计原则和规范依据1. 系统概述建设物

3、联网应用展示中心，包括物联网应用展示区和休息体验区。对区域内照明、能耗、安防以及体验区进行数字化设计、智能化改造，子系统包括虚拟翻书、地面互动投影、多媒体自动播放、智能照明、智能安防、能耗管理、生物识别门禁以及智能图书管理和冰箱溯源系统。主要采用ZigBee、ARM、RFID以及3G无线通信技术，并作为应用部署至物联网应用管理平台，通过平台统一管理，支持PC、无线终端、手机远程访问控制。2. 设计原则和要求人性化“人”作为对象的主体，系统设计应紧紧围绕着人们的实际需求，以实用、简便、经济、安全的原则，满足管理这一特定使用功能。 通过楼宇智能照明、安防监测、能耗管理等系统的管理，让人了解何为“物联网”，普及物联网知识；充分体验物联网技术的应用，切实感受到物联网技术和GPRS技术带来的益处。实用性 选用的系统和产品都应能满足近期使用和远期发展的需要。在多种实现途经中，选择最经济可行的途经。创新性、示范性。根据物联网感知层、网络层、应用层体系架构，建设各类专业应用环境。安全可靠性 系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功

4、能。 易操作性 系统及其功能的配置以能给用户提供安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学，而绝不能因“智能”而给用户带来不便，甚至烦恼。 透明封装，开放接口除了满足演示需求，系统同样考虑到教学开发的需求，每个控制系统、数据采集终端节点等器件统一设计成可拆卸封装，同时开放每个子系统开放软件接口，通过外接PC，进行上位机、或者终端程序替换演示，讲解技术原理。规范依据低功耗无线传感器网络标准IEEE 802.15.4无线局域网网状网络标准 IEEE 802.11s民用建筑电气设计规范JGJ/T 16-92建筑电气安装工程质量检验评定标准GBJ 303-88；施工现场临时用电安全技术规范JGJ 46-88；中国电气装置安装工程施工及验收规范GBJ 232-82；系统接地的型式及安全技术要求GB 14050-93；三、 系统总体设计1. 设计思路我们通过物联网三层结构来分析，感知层将通过传感器、执行器来实现对环境、设备数据的采集监测、设备控制， 网络层通过多种网络技术实现数据的传输，应用层收集分析各类数据，提供操作界面或者自动模式，可以设置各种状态条件参数和处理流程，实现照明、电器设备的远程控制

5、和操作、以及状态查询、统计分析等功能，并以达到智能化目的。2. 物联网技术体系 “物联网”产业的技术支撑体系主要分为三个层次：感知层，网络层和应用层。感知层是物联网的底层基础，包括了RFID、智能卡、微电子机械加工 （MEMS）、等等数据采集和感知技术；网络层是“物联网”互联互通关键，包括无线传感网络，WiFi自组网、机器间通信（M2M）的GPRS移动通讯网络等通信技术；应用层是具体应用的系统集成技术，包括数据融合、数据挖掘、商业智能、地理信息系统（GIS）等等软件技术。3. 软件平台：物联网应用管理平台南京第五十五所技术开发有限公司利用军工技术优势，培养了一支精良的研发团队，与南京大学、东南大学、南京邮电大学等重点院校开展高清视频、通信、RFID读写器、传感器开发应用合作课题和博士、硕士人才培养合作。软件方面，“物联网应用管理平台（智慧校园版）”已经应用于多所学校的实验室、教学大楼，该平台涵盖物联网的各种场景应用，包括但不限于智能家居（楼宇）、智能路灯、智能图书馆、智能超市、智能交通等业务场景。管理运行平台总体功能架构图1) 架构说明采用矢量图形技术，实现各个系统的可视化监控管理，包

6、括子系统的总体概览、具体设备的查询定位、状态实时显示、控制；设备添加、删除可视化；报警设置，统计分析可定制化满足客户的个性化要求；不同用户权限行为定制；基于Eclipse平台配置管理技术，方便扩展不同应用模块；每个系统设备的操控界面、状态变化，应尽量实现仿真可视化效果；支持串口、ZigBee、RFID、Wifi、GPRS等不同数据来源和网络协议；软件系统采用J2EE架构，B/S模式，编程语言前端采用JavaScript+SVG，后端采用Java语言编写；J2EE服务器采用基于Struts+Spring+Hibernate的系统架构；本软件系统与现场设备通信以统一嵌入式平台为中介，与统一嵌入式平台通信采用UDP方式，甲方负责统一嵌入式平台接口设计并提供给乙方对应接口规范；用户访问本系统时通过网页访问，网页传输过程中SSL加密；将所有设备的状态以及相关信息通过3G网络发送到手机。2) 系统特色：实时告警：系统监控模块能够实时采集感知层数据，并通过各种本地、短信、语音方式实时报警；接入灵活：可视化界面方便添加新的监测控制设备；远程操控：支持COM、ZigBee、Wifi、2G/3G、以太网络

7、多种协议，实现远程设备控制数据分析：提供通用数据库访问接口、图表分析模块，支持多种图表分析方式统一平台：通过一个统一的平台进行应用演示、集中化管理。二次开发：通过合作模式，提供二次开发接口。技术先进：各个系统采用的技术基本覆盖物联网各个主流技术领域。平台软件系统架构图4. ZigBee技术ZigBee是一组基于IEEE批准通过的802.15.4无线标准研制开发的，有关组网、安全和应用软件方面的技术标准。它是一种短距离、低复杂度、低功耗、低数据传输率、低成本的双向无线通信技术。该技术可以应用于超低功率损耗的无线网络中，它满足ISO /OSI参考模型。其物理层和MAC层采用了IEEE802.5.4标准；ZigBee联盟定义了上层部分,包括网络层和应用层;用户层由用户自己定义。目前，许多公司都提出了ZigBee 解决方案。ZigBee技术的主要优点有：l 省电：两节五号电池可使用长达六个月到两年左右的时间；l 可靠；采用了碰撞避免机制；l 成本低；l 时延短；l 网络容量大；l 安全：ZigBee提供了数据完整性检查和鉴权功能，加密算法采用AES-128，各种应用可以灵活确定其安全属性。Zi

8、gbee网络结构图四、 展示中心规划1. 规划示意图2. 系统功能表序号项目名称系统概述功能特点备注物联网应用展示区1RFID远距离迎宾系统自动感应开门系统通过在通道处安装的RFID远距离读写设备，当携卡人员通过通道处即被远程自动识别（该卡可放于随身任意位置）并自动进行开门操作，无需主动出示，真正实现无障碍通行。整个过程只要在有效的读卡范围内（10m以内可调）均可实现自动感应开门功能。并根据客人身份信息，在入门处的显示屏上显示相应的欢迎信息。该系统通过网络、串口等通讯方式与电脑相连进行实时监控（可由电脑发指令开/关所有门，并可实时查看所有门的状态），以及数据查询、统计、报表输出等。1) 远距离自动读卡，无需出示，使用方便2) 自动识别、自动开门3) 数据读取自动记录、可查询统计、打印输出4) 可扩展其它联动功能（如呼梯及多媒体自动播放等），实现全程无障碍通行。该设备和天线安装在进门处顶上2虚拟翻书系统虚拟翻书系统犹如一本打开的书籍，里面可以记载丰富的资料（包括动画、视频、图片）。参观者可以挥动手臂“翻阅”书籍，自左向右或者自右向左，还可以选择章节，快速找到想翻阅的内容，就像翻阅一本普通的杂志一样。这种虚拟翻书形式新颖，视觉冲击力强，给人以神奇感，而且可以展示的信息量大。1、整体设计简洁、现代感强、真正的书体模型。2、无摄像头、传感器等外露，逼真的书效果。3、可实现两本或以上（需要定制）书内容的一键互换。4、一键开关机按钮，方便维护。5、根据内容设置章节按钮，感兴趣的位置迅速查找。6、一键返回首页，或无人翻页时，自动回首页。传感控制系统，投影机，计算机，书模，线缆辅材。3智能信息显示系统放置在入口艺术造型柱上，可通过平台自定义显示的内容信息，并和远距离迎宾系统绑定，可根据客人的身份信息显示相应的欢迎内容。4地面互动投影系统互动投影系统为融合当今世界最高科技的广告和娱乐互动系统，互动影音系统提供一种不同寻常并激动人心的广告与娱乐交相辉映的效果系统。采用先进的计算机视觉技术和投影显示技术来营造一种奇幻动感的交互体验，它与传统的触摸感应技术不同，不需要特殊介质，用户只需直接用身体就可以与影像进行交互，让用户进入一个虚实融合、亦幻亦真的奇妙世界。1、交互效果丰富，可根据不同的创意设定需要展示

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