沙盘模型包含三层（包含斜顶），室外包含车库监控、车库安防、花园监控、花园安防、花园距离、花园灯光、电动窗帘、雨雪传感、风速传感等控制点与监测点，门禁系统包含指纹传感、智能门铃、门禁监控等。智能家居实训沙盘将与居家生活相关的各种设备有机地结合起来，通过网络化综合智能控制和管理，实现"以人为本"的全新家居生活体验。使用触摸屏、无线遥控器、电话、互联网或者语音识别控制家用设备，同时可以执行场景操作，使多个设备形成联动。学校可以通过在实验室建立智能家居沙盘实训系统，使学生在实训中实现对物联网综合技术应用的理解并在此基础上进行创新应用，培养学生创新应用能力，充分满足了目前高校培养物联网技术人才的需求。

图1 设备实体图

1）沙盘的功能丰富，充分体现了家庭日常生活的场景，满足学生智能家居模拟实训的需要。大到汽车的智能入库，小到窗帘的自动开启和关闭均有涉及。比如当室外天气变差，刮风或下雨时，电动晾衣架自动收回室内，当室外有人闯入，相应的视频监控自动切换至室内电视，同时进行声光报警。

2）配备开源平板，用户登录开源平板客户端界面，可以选择性地控制智能家居沙盘中的任意场景。

3）涵盖当前应用最广的有线和无线通讯方式，包括WiFi，Zigbee，BT，IPV6，红外等。

4）打破了传统智能家居系统相对封闭和改造不便的特点，系统架构非常灵活，可以根据客户的预算，配置不同的方案。

5）套件包含电子焊接、电子调试、电子产品制作、嵌入式单片机应用、物联网工程训练、移动互联APP开发等配套课程，由浅入深，逐步带领学生迈入新信息技术的殿堂。系统开放所有软硬件设计资源。

6）质量可靠，可供实验室进行反复实验

智能家居沙盘实训系统采用完整的物联网技术架构，即感知层、传输层和应用层，前端采用智能传感器控制节点采集各种数据并控制各种被控对象，传输层通过ZIGBEE、WIFI、BT,IPV6等网络接入无线互联网关，无线互联网关将各种数据传输移动操作终端进行数据处理并反馈给控制器。系统包含了开源操控终端、无线互联网关、采集控制传感器节点、智能视频服务，软硬件设计资源可开放供教学科研使用。系统使用的设备包括支持各类通信协议的传感器、红外感应器、室内监控摄像头、电器控制器、电动窗帘、电动晾衣架、智能门禁、背景音箱、电视机等各种被控模拟设备。

图2系统结构图

项目一：回家场景

场景简介：模拟用户回家时，门禁系统进行身份自动识别，车库门缓缓开启。回家情景启动，窗帘徐徐打开，灯光自动调节到舒适的亮度，此时，用户最喜爱的电视节目也已经打开了。

涉及设备：智能车库、智能窗帘、指纹传感、灯光、电视等等

实验原理：采用智能传感器控制节点采集各种数据并控制各种被控对象，打开智能家居控制系统，可以看到相关操作的页面，进入家居状态及控制页面，即可以开启车库门、家门、电视和灯光。

项目二：离家场景

场景简介：模拟用户离家时，除冰箱以外的用电设施全部关闭，窗帘缓缓拉起，门窗自动关闭，安防系统自动打开，监控设备开启。家中每一个角落处在严密监控防卫状态，当室外有人闯入，相应的视频监控自动切换至室内电视，同时进行声光报警。

涉及设备：终端控制系统、灯光、窗帘、门禁摄像、花园监视、花园安防、声光报警等等

实验原理：传输层通过ZIGBEE、WIFI、BT,IPV6等网络接入无线互联网关，无线互联网关将各种数据传输移动操作终端进行数据处理并反馈给控制器。学生通过终端控制设备，诸如平板、手机等来模拟相应场景。

项目三：恶劣天气场景

场景简介：模拟用户不在家时，室外刮风或下雨，电动晾衣架自动收回室内。不良天气下，危险频发，打开安防系统，当有人闯入时，会及时关闭门窗，防止外人入侵，同时会启动报警系统。

涉及设备：雨雪传感器、风速感应器、终端控制系统、电动衣架、门禁摄像、花园监视、花园安防、声光报警。

原理简介：雨雪传感器、风速感应器采集各种数据，将信息反馈给中央控制系统，开启门禁摄像、花园监视、花园安防、声光报警器，保卫用户家中安全。收回电动衣架，避免衣服淋湿。