第一章 概述

（一）前言

      在當前大力倡導綠色環(huán)保的趨勢下，全球都在走可持續(xù)發(fā)展之路。當今世界，發(fā)展“低碳經(jīng)濟”已經(jīng)成為世界各國實現(xiàn)社會可持續(xù)發(fā)展和邁向生態(tài)文明的必由之路。而作為物聯(lián)網(wǎng)時代的新興產(chǎn)業(yè)，智能家居以一種更方便、更舒適的生活方式概念進入人們的視野，它在節(jié)能環(huán)保方面的表現(xiàn)也得到關注。iWiscloud環(huán)境及空氣質量傳感器能夠對空氣中的溫度、濕度、甲醛、苯、一氧化碳、二氧化碳、氧氣、PM2.5等進行精確檢測并顯示，可以廣泛應用于家庭、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多種行業(yè)。

（二）普通傳感器與智慧家居傳感器對比

      目前市面上的傳感器沒有跟主機聯(lián)動的能力，沒有組網(wǎng)的功能，他只是獨立的一個顯示屏顯示數(shù)據(jù)的一個探測器。而智慧家居傳感器，智慧家居的傳感器能夠把它的信號傳達到主機然后讓智慧家居主機根據(jù)它的信號去自動運行，具有智能運行能力。能夠做到脫離主機獨立及傳輸，是基于星網(wǎng)協(xié)議的無線的傳輸控制，它設有上限跟下限的開關。能夠自動打開設備。通過智慧家居的主機屏幕可以對傳感器進行多項設置。（例如甲醛跟CO達到一個設定的值它會自動發(fā)出聲音報警并自動打開相應的設施，這是它感知與報警的能力）具有簡單安裝、簡單操作、方便快捷的優(yōu)點。

（三）需求分析

      星云天啟智能傳感器方案基于云計算平臺的數(shù)據(jù)存儲與分析,嵌入式技術和傳感器技術相結合的方式，精準采集環(huán)境的各項指標，能夠與iWiscloud控制中心完美無線組網(wǎng)，對室內環(huán)境進行自動檢測與自動處理，其輻射遠遠低于全世界最嚴格標準，打造最健康的家居生活環(huán)境。

      1、項目建設是民生所向�，F(xiàn)在人們越來越關注健康，對空氣質量的要求也越來越高。如今各大城市都會實時發(fā)布空氣質量，既能讓廣大民眾及時了解身邊的空氣質量，也為生產(chǎn)生活提供參考。當然室內環(huán)境也不容忽視，星云天啟智能傳感器，保證室內環(huán)境的空氣質量，保證人們的身體健康，已經(jīng)是勢在必行之舉，將會得到整個社會的推動，讓人們迎來全新的智慧時代。

      2、項目建設是行業(yè)發(fā)展趨勢。對于城市的規(guī)劃者與管理者來說，高效可靠的空氣質量傳感器可保障城市各行各業(yè)的穩(wěn)定運行,已經(jīng)逐步成為城市發(fā)展的潮流，推動了城市的快速發(fā)展。

      3、項目建設為國家科技規(guī)劃及相關政策重點支持發(fā)展領域。2014年，十二五規(guī)劃進入關鍵階段，智能傳感器新技術廣泛應用于城鎮(zhèn)規(guī)劃、城鄉(xiāng)住房建設、基礎設施和公共服務設施建設等領域，為中國經(jīng)濟社會轉型升級、加快發(fā)展作出了積極貢獻。

（四）方案的目的及意義

      霧霾，揚塵或沙塵天氣頻繁出現(xiàn)，空氣污染已嚴重影響的人們健康，我們改變不了世界大環(huán)境，但是我們可以打造健康家居小環(huán)境，星云天啟通過一系列空氣及環(huán)境質量傳感器不僅對室內環(huán)境（如：溫濕度、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、PM2.5）進行自動檢測而且能根據(jù)檢測結果自動打開相應的設備，打造最健康的生活環(huán)境。在農(nóng)業(yè)與工業(yè)方面，提高農(nóng)作物產(chǎn)量及工業(yè)能源節(jié)約方面也發(fā)揮了重要作用。

第二章 公司簡介

（一）關于我們

      星云天啟?(Wiscloud)成立于2007年，擁有一流的研發(fā)設計團隊，始終堅持自主創(chuàng)新，公司擁有自主知識產(chǎn)權的嵌入式操作系統(tǒng)，Wiscloud nebula protocol（星網(wǎng)自動組網(wǎng)協(xié)議），WisOS云計算操作系統(tǒng)，為用戶提供全球領先的物聯(lián)網(wǎng)、云計算、游戲等軟硬件產(chǎn)品及平臺服務，主要產(chǎn)品有：

      物聯(lián)網(wǎng)&云計算

      基于云計算核心的工業(yè)自動化控制設備及云計算控制平臺；

      基于云計算核心的自動化節(jié)能控制設備及云計算控制平臺；

      基于云計算核心的iWiscloud智慧家居控制中心；

      全球領先的無線環(huán)境及空氣質量傳感器；

      具有自動電流及故障檢測功能的無線自組網(wǎng)觸摸開關；

      全球領先的無插件多人實時網(wǎng)頁/手機游戲平臺。

      “云”是公司產(chǎn)品的“代言人”，所有產(chǎn)品都是基于云計算核心。

      公司網(wǎng)址：http://m.igsgs.com/

（二）硬件基礎

      星云天啟擁有功能完備的大型云計算數(shù)據(jù)中心，采用先進的網(wǎng)絡框架設計，電信、聯(lián)通、移動千兆光纖接入，目前存儲能力已達PB級以上；CDN負載均衡，實現(xiàn)數(shù)據(jù)更快更穩(wěn)定的傳輸；異地替換方案，保證了數(shù)據(jù)不會丟失，當一個數(shù)據(jù)中心發(fā)生故障時，異地的數(shù)據(jù)中心會立刻將工作進行替換，確保我們穩(wěn)定的服務；多臺在線式大功率智能UPS可提供48小時以上的后備供電設備發(fā)電機；同時數(shù)據(jù)中心有幾十臺小型機、大量高端服務器、大型磁盤陣列等設備。強大的硬件設施使我們擁有強大的運算能力，災難應對和恢復力，能為用戶提供高速、安全、穩(wěn)定的數(shù)據(jù)服務。

第三章 系統(tǒng)總體設計

（一）系統(tǒng)設計原則

      本方案設計遵循技術先進、功能齊全、性能穩(wěn)定、節(jié)約成本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素，并將為今后的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的余地。本系統(tǒng)設計內容是系統(tǒng)的、完整的、全面的；設計方案具有科學性、合理性、可操作性。其具有以下原則：

1、先進性與適應性

      系統(tǒng)的技術性能和質量指標達到國際領先水平；同時，系統(tǒng)的安裝調試、軟件編程和操作使用簡便易行，容易掌握，適合中國國情和本項目的特點。該系統(tǒng)集國際眾多先進技術與一身，體現(xiàn)了當前計算機控制技術與計算機網(wǎng)絡技術的最新發(fā)展水平，適應時代發(fā)展的要求。同時系統(tǒng)是面向各種管理層次使用的系統(tǒng)。其功能和配置以能給用戶提供舒適。安全、方便、快捷為準則，其操作應簡便易學。

2、經(jīng)濟性與實用性

      充分考慮用戶實際需要和信息技術發(fā)展趨勢，根據(jù)用戶現(xiàn)場環(huán)境，設計選用功能和適合現(xiàn)場情況、符合用戶要求的系統(tǒng)配置方案，通過嚴密、有機的組合，實現(xiàn)最佳的性能價格比，以便節(jié)約工程投資，同時保證系統(tǒng)功能實施的需求，經(jīng)濟適用。

3、可靠性與安全性

      系統(tǒng)的設計具有較高的可靠性，在系統(tǒng)故障或事故造成中斷后，能確保數(shù)據(jù)的準確性、完整性和一致性，并具備迅速恢復的功能，同時系統(tǒng)具有一整套完成的系統(tǒng)管理策略，可以保證系統(tǒng)的運行安全。

4、開放性

      以現(xiàn)有成熟的產(chǎn)品為對象設計，同時還考慮到周邊信息通信環(huán)境的現(xiàn)狀的發(fā)展趨勢，可以消防、防盜、聚光系統(tǒng)實現(xiàn)聯(lián)動，可實現(xiàn)遠程控制。

5、可擴充性

      系統(tǒng)設計中考慮到今后技術的發(fā)展和使用的需要，具有更新、擴充和升級的可能。并根據(jù)今后該項目工程的實際要求擴展功能，同時，本方案在設計中留有冗余，以滿足今后的發(fā)展要求。

6、追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設備配置

      在滿足用戶對功能、質量、性能、價格和服務等各方面要求的前提下，追求最優(yōu)化的系統(tǒng)設備配置，以盡量降低系統(tǒng)造價。

7、保留足夠的擴展容量

      該項目設置的控制容量保留一定的余地，以便在系統(tǒng)中改造新的控制點；系統(tǒng)中還保留與其他計算機或自動化系統(tǒng)連接的接口；也盡量考慮未來科學的發(fā)展和新技術的應用。

8、提高監(jiān)管力度與綜合管理水平

      本項目系統(tǒng)設備控制需要高效率、準確及可靠。本系統(tǒng)通過中央控制系統(tǒng)對各子系統(tǒng)運行情況進行綜合控制，時時動態(tài)掌握監(jiān)視及報警情況。閉路電視監(jiān)控大大減少勞動強度，減少設備運行維護人員；另外，系統(tǒng)的綜合統(tǒng)籌管理可使設備按最優(yōu)組合運行，在最佳情況下運行，既可節(jié)能，又可大大減少設備損耗，減少設備維修費用，從而提高監(jiān)管力度與綜合管理水平。

（二）系統(tǒng)結構

      智慧家居傳感器，有上下限和適宜值的設定，這就是在背面做了這三個開關鍵和正面的顯示屏；傳感器，利用了傳感器內路電路自身發(fā)熱的作用，利用這個空氣動力學的設計，實現(xiàn)了空氣的快的交換，就不用風扇了，就形成了空氣的自我的流動，可以更精確的進行探測。傳感器后面有兩個卡扣，還有一個單獨安裝的板，可以及其簡單的裝上去，很方便的拆下來，可以隨時的改變他，這樣增加了我們成本，讓用戶很方便地安裝，很方便的操作。

（三）智慧傳感器優(yōu)勢

1、可設置上下限獨立控制其他設備

      iWiscloud傳感器具有上下限設置功能，能夠自動發(fā)出聲光報警， 具有上下限輸出開關，可以根據(jù)上下限自動控制其他電器的運行，比如：當溫度太高時打開冷氣，當二氧化碳太高時打開新風系統(tǒng)。

2、人性化設計

      正常運行時每5秒鐘自動發(fā)出藍光, 超標時自動發(fā)出紅光并發(fā)出報警聲音, 光線突然變暗時自動發(fā)出白光并保持20秒?yún)f(xié)助照明。

3、同時支持多種傳輸方式

      2.4G無線自動組網(wǎng)，Modbus協(xié)議（485通訊），4-20MA輸出，開關量輸出。

（四）智慧傳感器特點

1、iWiscloud一氧化碳傳感器

      智慧家居一氧化碳傳感器是對一氧化碳的濃度進行檢測。產(chǎn)品的操作簡單，超高精確度的防范于未然，數(shù)字顯示的快速直接，性能可靠的連續(xù)工作。廣泛應用在家居生活、工業(yè)等需要空氣質量安全檢測的地方。

2、iWiscloud溫濕度傳感器

      智慧家居溫濕度傳感器是對溫濕度進行檢測。自帶觸摸屏，數(shù)據(jù)顯示清晰明了，安全可靠。其廣泛用于家庭生活，工業(yè)，醫(yī)學，通訊，檔案館等領域。

3、iWiscloud二氧化碳傳感器

      智慧家居二氧化碳傳感器是對空氣中二氧化碳的濃度進行檢測。使用壽命長、不受其它背景氣體（CH4、H2S、SO2、N2、O2 等）影響。采用高性能單片微機和高集成數(shù)字化電路，結構簡單、性能可靠、測量精度高、調試、維護方便。廣泛應用于家居生活、辦公、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖等地方。

4、iWiscloud Pm2.5傳感器

      智慧家居pm2.5傳感器是對空氣中pm2.5的濃度進行檢測。內置核芯技術的補償方式，確保在各種環(huán)境下保持測量值準確性，當粉塵粒子數(shù)目較多，或者空氣中灰塵含量超高，檢測結果高于設定值時，本產(chǎn)品會自動打開空氣過濾與新風系統(tǒng)及時處理。廣泛應用于任何需要空氣質量安全檢測的地方。

5、iWiscloud氧氣傳感器

      智慧家居氧氣傳感器可以對氧氣濃度進行檢測。產(chǎn)品小巧設計，使用方便，數(shù)值精確，穩(wěn)定可靠。每時每刻都會監(jiān)測房間中的氧氣含量，當氧氣濃度過低時，iWiscloud會自動打開加氧器及負離子發(fā)生器來加氧。其廣泛應用于石油、化工、煤炭、冶金、造紙、消防、市政、醫(yī)藥等領域。

6、iWiscloud甲醛傳感器

      智慧家居甲醛傳感器可以對甲醛的濃度進行檢測。高靈敏度，穩(wěn)定性強，使用壽命長。當甲醛濃度過高時，iWiscloud會自動打開窗戶與新風系統(tǒng)，其廣泛應于裝飾城、家庭、大型建筑等。

7、iWiscloud噪音傳感器

      智慧家居噪音傳感器可以對聲音強度進行檢測。簡單的設計原理，較強的分辨性，連續(xù)的重復性，保證了第一時間對造成人體傷害的噪音進行檢測和處理。當分貝過高時，傳感器會立馬提醒用戶。其應用于人們的生活和工作，甚至在醫(yī)學、軍事領域也有應用。

8、iWiscloud光照度傳感器

      智慧家居光照度傳感器可以對光照強度進行檢測，對弱光和強光有較高的靈敏度。傳輸距離長，抗干擾性強，測量精度高等特性保證了穩(wěn)定性。配合調光開關，可自動調節(jié)室內光照強度。廣泛應用于家居生活、辦公、農(nóng)業(yè)、養(yǎng)殖等各個領域。

第四章 智能傳感器解決方案

（一）家庭中的應用

      作為智能家居行業(yè)的領跑者，星云天啟圍繞居家健康安全問題推出了系列能檢測出精確數(shù)值的家用無線自動組網(wǎng)空氣質量傳感器，將家庭健康環(huán)境控制融入到智能家居控制系統(tǒng)，能夠對影響健康的甲醛、苯、一氧化碳、二氧化碳等10幾種有害氣體及家中的溫濕度進行檢測并即時顯示，根據(jù)檢測的結果進行通風、加氧、除濕等自動調整。居家生活環(huán)境問題通過“星云天啟”智慧家居控制系統(tǒng)得到了完美解決。

      Wiscloud的一系列空氣質量及溫濕度傳感器，會自動檢測家中的空氣質量，當家中煤氣忘記關，一氧化碳傳感器慧精確檢測到數(shù)據(jù)，當濃度接近對人體產(chǎn)生危害值時，iWiscloud會自動關閉燃氣總閥并自動打開窗戶或自動開啟換氣扇并自動發(fā)出短信及報警通知；當家中剛裝修完，智慧家居甲醛傳感器可以對家中甲醛的濃度進行檢測，當甲醛濃度過高時，iWiscloud會自動打開窗戶與新風系統(tǒng)。

據(jù)統(tǒng)計，在關門關窗睡覺的情況下，2個人，在一個20㎡的臥室里，一個晚上會產(chǎn)生二氧化碳的含量將超過6000，而我們正常的空氣含量是350-370左右，當空氣中的二氧化碳超過了5000的時候，人在第二天睡一覺來，大腦就會缺氧了，就會頭昏腦漲的。監(jiān)測二氧化碳濃度并顯示較高時，iWiscloud會自動開啟排氣扇進行通風或者啟動加氧機進行加氧；當濃度恢復到正常范圍時，自動關閉排氣扇；當檢測到溫度高于或低于用戶設定的舒適溫度時，自動開啟空調、暖氣等設備，檢測到濕度高于設定值時，啟動除濕功能；濕度低于設定值時，自動打開加濕器。

      現(xiàn)在衛(wèi)生間基本上都做在室內，有的甚至是在房間里，但是為避免不必要的浪費現(xiàn)在的衛(wèi)生間一般都非常小，一般就幾平米。所有透氣效果很不好，雖然大部分衛(wèi)生間都有排風扇，但是現(xiàn)在主要還是依賴人工操作，如何自動開關排風扇以及如何自動調節(jié)衛(wèi)生間內的溫濕度呢?這就需要利用到傳感器。溫濕度傳感器將是人們感知室內溫度變化的重要幫手。如果在衛(wèi)生間里安裝氣體傳感器和溫濕度傳感器就能解決上述所說的問題。將氣體傳感器和濕度傳感器與排風扇相連，當衛(wèi)生間內氣體濃度和濕度濃度大于一定值的時候就自動的打開排風扇，從而降低衛(wèi)生間內的異味氣體濃度和濕度，當降低到一定的時候，氣體傳感器和濕度傳感器就能給排風扇一個信號，從而自動關閉排風扇。這樣就能確保衛(wèi)生間內的氣體濃度和濕度保持在一個合理的范圍內。

      iWiscloud將家居環(huán)境保持在一個清新適宜的狀態(tài)，讓您進入家中就像進入了森林氧吧，呼吸舒暢.

（二）工業(yè)中的應用

      在生產(chǎn)性企業(yè)中，生產(chǎn)車間是大量人員工作、設備運行的區(qū)域，工作和運行時間都非常長，而且工作人員繁多復雜，生產(chǎn)過程中通常會產(chǎn)生粉塵、揮發(fā)性氣體等環(huán)境污染物，對員工身體產(chǎn)生消極影響，使員工工作積極性和工作效率大打折扣，從而導致產(chǎn)品合格率下降，人員流動不穩(wěn)定，最終影響企業(yè)效益。

      煤炭開采運輸過程中使煤、巖粉塵飛揚。隨著煤礦開采強度和機械化水平的提高，在提高煤炭產(chǎn)量的同時，產(chǎn)塵量和礦井作業(yè)場所的粉塵濃度也大大提高，給作業(yè)人員和安全生成造成極大的危害。一方面，由于粉塵污染作業(yè)環(huán)境中的空氣，作業(yè)人員長期工作在此環(huán)境中會導致塵肺病，嚴重危害公認的身體健康；另一方面，粉塵濃度過高潛伏著粉塵爆炸的危險。因此星云天啟Pm2.5傳感器可以就地測量井讀出空氣中的粉塵濃度，當檢測到粉塵粒子數(shù)目較多，或者空氣中灰塵含量超高，檢測結果高于設定值時，智能傳感器就會發(fā)出報警，并且相對應的設備就會自動的開啟，及時作出反應。

      造紙廠在生產(chǎn)紙張過程中需要對紙張進行烘干處理，烘干時需要對烘干機溫度進行監(jiān)測控制，當溫度過高時，可能會發(fā)生危險，紙張烘干機上安裝智能溫度傳感器，用來監(jiān)測和顯示烘干機工作時的溫度信息，幫助提高元件與產(chǎn)品的性能。當溫度過高時，智能濕度傳感器就會自動發(fā)出報警，烘干機停止工作，預防危險事故發(fā)生。紙張在生產(chǎn)過程中，需要對其濕度進行監(jiān)測，智能濕度傳感器，用來測量紙張的濕度情況，可方便快捷地將數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆乒芸仄脚_來顯示紙張濕度數(shù)據(jù)，生產(chǎn)、轉移、存儲、分配過程中監(jiān)測紙張濕度數(shù)據(jù)可確保產(chǎn)品質量。

      智能傳感器也可以應用在環(huán)境監(jiān)測與控制領域中，當排放物中檢測到有害物質超標時，智能傳感器自動發(fā)出報警，環(huán)境監(jiān)測部門可以及時對有關企業(yè)進行監(jiān)管與整改，有效地提高了政府的監(jiān)管力度和工作效率，塑造政府服務為民的形象。

智能傳感器應用于危險工作環(huán)境，當前在石油鉆井、核電廠和組裝線工作的員工將可以得到隨時監(jiān)控，這些傳感器可以將工作現(xiàn)場的員工狀態(tài)、環(huán)境參數(shù)（如輻射、溫濕度、有毒氣體含量）等重要信息傳到智慧云管控平臺，一旦某些參數(shù)超標，即刻發(fā)出報警及時安排調度。

（三）農(nóng)業(yè)中的應用

      現(xiàn)在，科技的進步，農(nóng)業(yè)技術的發(fā)展，越來越多的高科技產(chǎn)品應用到了農(nóng)業(yè)中來，目前的大棚種植越來越普遍了，普通的農(nóng)場大棚內都裝滿了20多種傳感器，有溫度、濕度、光照和視頻類的，傳感器直接安放在棚內，嚴密監(jiān)測農(nóng)作物的生長狀況，采集數(shù)據(jù)傳給電腦監(jiān)控中心，再通過無線物聯(lián)網(wǎng)模塊，將相關信息發(fā)送到農(nóng)民的手機或電腦上。

      智慧農(nóng)業(yè)建設主要包括環(huán)境、植物信息檢測，溫室、農(nóng)業(yè)大棚信息檢測和標準化生產(chǎn)監(jiān)控，精準農(nóng)業(yè)中的節(jié)水灌溉等應用模式，例如農(nóng)作物生長情況、病蟲害情況、土地灌溉情況、土壤空氣變更等環(huán)境狀況以及大面積的地表檢測，收集溫度、濕度、風力、大氣、降雨量，有關土地的濕度、氮濃縮量等信息的監(jiān)測。

      智慧農(nóng)業(yè)控制可以根據(jù)用戶需求，隨時進行處理，為農(nóng)業(yè)生態(tài)信息自動監(jiān)測、對設施進行自動控制和智能化管理提供科學依據(jù)。大棚監(jiān)控及智能控制解決方案是通過光照、溫濕度、二氧化碳等iWiscloud無線傳感器，實時采集農(nóng)業(yè)大棚內溫度、濕度信號以及光照、土壤溫度、土壤水分等環(huán)境參數(shù)，自動開啟或者關閉指定設備(如遠程控制澆灌、開關卷簾等)。

      1、溫室大棚內安裝iWiscloud空氣溫濕度傳感器，溫度計，濕度計，檢測溫室大棚內的溫度和濕度值。

      2、溫室大棚內安裝iWiscloud土壤濕度傳感器，土壤濕度計，檢測溫室大棚內土壤濕度值。

      3、溫室大棚內設置iWiscloud光照度傳感器，檢測溫室大棚內的光照度值。

溫室大棚內設置紅外傳感器，檢測溫室大棚內人員非法入侵情況。

      4、安裝攝像頭，監(jiān)控智慧農(nóng)業(yè)大棚運行情況。

      星云天啟基于云計算核心的溫室控制系統(tǒng)采用無線傳感器網(wǎng)絡技術、基于云計算平臺的數(shù)據(jù)存儲與分析,嵌入式技術和傳感器技術相結合的方式，精準采集溫室內部環(huán)境的各項指標，驅動相應執(zhí)行器件，如風扇、加濕器、加熱器，平穩(wěn)控制溫室內部環(huán)境的變化。

      在農(nóng)業(yè)等大規(guī)模生產(chǎn)方面，如何把農(nóng)業(yè)小環(huán)境的溫度、濕度、光照、降雨量等，土壤的有機質含量、溫濕度、重金屬含量、PH值等，以及植物生長特征等信息進行實時獲取傳輸并利用，對于科學施肥、灌溉作業(yè)來說具有非常重要的意義。它將農(nóng)業(yè)大棚內視頻監(jiān)控、安全防范、環(huán)境采集、異常報警、生產(chǎn)管理等功能集于一身，是傳統(tǒng)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)應用上的延伸和擴展，通訊手段上的升級和進步，將會是未來農(nóng)業(yè)數(shù)字化管理的主要發(fā)展方向。

第五章 總結

      科技和產(chǎn)業(yè)變革是必然的趨勢，而信息化滲透了經(jīng)濟發(fā)展的方方面面，這是產(chǎn)業(yè)革命的大勢所趨，也是轉型發(fā)展的迫切需要。綠色環(huán)保、低碳節(jié)能的星云天啟智能傳感器將為城市建設發(fā)揮重大的作用。