第一章 概述

（一）前言

      在當前大力倡導綠色環保的趨勢下，全球都(dōu)在走可持續發(fā)展之路。當今世界，發(fā)展“低碳經(jīng)濟”已經(jīng)成(chéng)爲世界各國(guó)實現社會可持續發(fā)展和邁向(xiàng)生态文明的必由之路。而作爲物聯網時代的新興産業，智能(néng)家居以一種(zhǒng)更方便、更舒适的生活方式概念進(jìn)入人們的視野，它在節能(néng)環保方面(miàn)的表現也得到關注。iWiscloud環境及空氣質量傳感器能(néng)夠對(duì)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(jìn)行精确檢測并顯示，可以廣泛應用于家庭、工業、農業等多種(zhǒng)行業。

（二）普通傳感器與智慧家居傳感器對(duì)比

      目前市面(miàn)上的傳感器沒(méi)有跟主機聯動的能(néng)力，沒(méi)有組網的功能(néng)，他隻是獨立的一個顯示屏顯示數據的一個探測器。而智慧家居傳感器，智慧家居的傳感器能(néng)夠把它的信号傳達到主機然後(hòu)讓智慧家居主機根據它的信号去自動運行，具有智能(néng)運行能(néng)力。能(néng)夠做到脫離主機獨立及傳輸，是基于星雲協議的無線的傳輸控制，它設有上限跟下限的開(kāi)關。能(néng)夠自動打開(kāi)設備。通過(guò)智慧家居的主機屏幕可以對(duì)傳感器進(jìn)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(kāi)相應的設施，這(zhè)是它感知與報警的能(néng)力）具有簡單安裝、簡單操作、方便快捷的優點。

（三）需求分析

      智慧雲谷智能(néng)傳感器方案基于雲計算平台的數據存儲與分析,嵌入式技術和傳感器技術相結合的方式，精準采集環境的各項指标，能(néng)夠與iWiscloud控制中心完美無線組網，對(duì)室内環境進(jìn)行自動檢測與自動處理，其輻射遠遠低于全世界最嚴格标準，打造最健康的家居生活環境。

      1、項目建設是民生所向(xiàng)。現在人們越來越關注健康，對(duì)空氣質量的要求也越來越高。如今各大城市都(dōu)會實時發(fā)布空氣質量，既能(néng)讓廣大民衆及時了解身邊的空氣質量，也爲生産生活提供參考。當然室内環境也不容忽視，智慧雲谷智能(néng)傳感器，保證室内環境的空氣質量，保證人們的身體健康，已經(jīng)是勢在必行之舉，將(jiāng)會得到整個社會的推動，讓人們迎來全新的智慧時代。

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

      3、項目建設爲國(guó)家科技規劃及相關政策重點支持發(fā)展領域。2014年，十二五規劃進(jìn)入關鍵階段，智能(néng)傳感器新技術廣泛應用于城鎮規劃、城鄉住房建設、基礎設施和公共服務設施建設等領域，爲中國(guó)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，空氣污染已嚴重影響的人們健康，我們改變不了世界大環境，但是我們可以打造健康家居小環境，智慧雲谷通過(guò)一系列空氣及環境質量傳感器不僅對(duì)室内環境（如：溫濕度、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、PM2.5）進(jìn)行自動檢測而且能(néng)根據檢測結果自動打開(kāi)相應的設備，打造最健康的生活環境。在農業與工業方面(miàn)，提高農作物産量及工業能(néng)源節約方面(miàn)也發(fā)揮了重要作用。

第二章 公司簡介

（一）關于我們

      智慧雲谷?(Wiscloud)成(chéng)立于2007年，擁有一流的研發(fā)設計團隊，始終堅持自主創新，公司擁有自主知識産權的嵌入式操作系統，Wiscloud nebula protocol（星雲自動組網協議），WisOS雲計算操作系統，爲用戶提供全球領先的物聯網、雲計算、遊戲等軟硬件産品及平台服務，主要産品有：

      物聯網&雲計算

      基于雲計算核心的工業自動化控制設備及雲計算控制平台；

      基于雲計算核心的自動化節能(néng)控制設備及雲計算控制平台；

      基于雲計算核心的iWiscloud智慧家居控制中心；

      全球領先的無線環境及空氣質量傳感器；

      具有自動電流及故障檢測功能(néng)的無線自組網觸摸開(kāi)關；

      全球領先的無插件多人實時網頁/手機遊戲平台。

      “雲”是公司産品的“代言人”，所有産品都(dōu)是基于雲計算核心。

      公司網址：/

（二）硬件基礎

      智慧雲谷擁有功能(néng)完備的大型雲計算數據中心，采用先進(jìn)的網絡框架設計，電信、聯通、移動千兆光纖接入，目前存儲能(néng)力已達PB級以上；CDN負載均衡，實現數據更快更穩定的傳輸；異地替換方案，保證了數據不會丢失，當一個數據中心發(fā)生故障時，異地的數據中心會立刻將(jiāng)工作進(jìn)行替換，确保我們穩定的服務；多台在線式大功率智能(néng)UPS可提供48小時以上的後(hòu)備供電設備發(fā)電機；同時數據中心有幾十台小型機、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(néng)力，災難應對(duì)和恢複力，能(néng)爲用戶提供高速、安全、穩定的數據服務。

第三章 系統總體設計

（一）系統設計原則

      本方案設計遵循技術先進(jìn)、功能(néng)齊全、性能(néng)穩定、節約成(chéng)本的原則。并綜合考慮施工、維護及操作因素，并將(jiāng)爲今後(hòu)的發(fā)展、擴建、改造等因素留有擴充的餘地。本系統設計内容是系統的、完整的、全面(miàn)的；設計方案具有科學(xué)性、合理性、可操作性。其具有以下原則：

1、先進(jìn)性與适應性

      系統的技術性能(néng)和質量指标達到國(guó)際領先水平；同時，系統的安裝調試、軟件編程和操作使用簡便易行，容易掌握，适合中國(guó)國(guó)情和本項目的特點。該系統集國(guó)際衆多先進(jìn)技術與一身，體現了當前計算機控制技術與計算機網絡技術的最新發(fā)展水平，适應時代發(fā)展的要求。同時系統是面(miàn)向(xiàng)各種(zhǒng)管理層次使用的系統。其功能(néng)和配置以能(néng)給用戶提供舒适。安全、方便、快捷爲準則，其操作應簡便易學(xué)。

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，根據用戶現場環境，設計選用功能(néng)和适合現場情況、符合用戶要求的系統配置方案，通過(guò)嚴密、有機的組合，實現最佳的性能(néng)價格比，以便節約工程投資，同時保證系統功能(néng)實施的需求，經(jīng)濟适用。

3、可靠性與安全性

      系統的設計具有較高的可靠性，在系統故障或事(shì)故造成(chéng)中斷後(hòu)，能(néng)确保數據的準确性、完整性和一緻性，并具備迅速恢複的功能(néng)，同時系統具有一整套完成(chéng)的系統管理策略，可以保證系統的運行安全。

4、開(kāi)放性

      以現有成(chéng)熟的産品爲對(duì)象設計，同時還(hái)考慮到周邊信息通信環境的現狀的發(fā)展趨勢，可以消防、防盜、聚光系統實現聯動，可實現遠程控制。

5、可擴充性

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

6、追求最優化的系統設備配置

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

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餘地，以便在系統中改造新的控制點；系統中還(hái)保留與其他計算機或自動化系統連接的接口；也盡量考慮未來科學(xué)的發(fā)展和新技術的應用。

8、提高監管力度與綜合管理水平

      本項目系統設備控制需要高效率、準确及可靠。本系統通過(guò)中央控制系統對(duì)各子系統運行情況進(jìn)行綜合控制，時時動态掌握監視及報警情況。閉路電視監控大大減少勞動強度，減少設備運行維護人員；另外，系統的綜合統籌管理可使設備按最優組合運行，在最佳情況下運行，既可節能(néng)，又可大大減少設備損耗，減少設備維修費用，從而提高監管力度與綜合管理水平。

（二）系統結構

      智慧家居傳感器，有上下限和适宜值的設定，這(zhè)就是在背面(miàn)做了這(zhè)三個開(kāi)關鍵和正面(miàn)的顯示屏；傳感器，利用了傳感器内路電路自身發(fā)熱的作用，利用這(zhè)個空氣動力學(xué)的設計，實現了空氣的快的交換，就不用風扇了，就形成(chéng)了空氣的自我的流動，可以更精确的進(jìn)行探測。傳感器後(hòu)面(miàn)有兩(liǎng)個卡扣，還(hái)有一個單獨安裝的闆，可以及其簡單的裝上去，很方便的拆下來，可以随時的改變他，這(zhè)樣(yàng)增加了我們成(chéng)本，讓用戶很方便地安裝，很方便的操作。

（三）智慧傳感器優勢

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(néng)，能(néng)夠自動發(fā)出聲光報警， 具有上下限輸出開(kāi)關，可以根據上下限自動控制其他電器的運行，比如：當溫度太高時打開(kāi)冷氣，當二氧化碳太高時打開(kāi)新風系統。

2、人性化設計

      正常運行時每5秒鍾自動發(fā)出藍光, 超标時自動發(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秒協助照明。

3、同時支持多種(zhǒng)傳輸方式

      2.4G無線自動組網，Modbus協議（485通訊），4-20MA輸出，開(kāi)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(duì)一氧化碳的濃度進(jìn)行檢測。産品的操作簡單，超高精确度的防範于未然，數字顯示的快速直接，性能(néng)可靠的連續工作。廣泛應用在家居生活、工業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(duì)溫濕度進(jìn)行檢測。自帶觸摸屏，數據顯示清晰明了，安全可靠。其廣泛用于家庭生活，工業，醫學(xué)，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(duì)空氣中二氧化碳的濃度進(jìn)行檢測。使用壽命長(cháng)、不受其它背景氣體（CH4、H2S、SO2、N2、O2 等）影響。采用高性能(néng)單片微機和高集成(chéng)數字化電路，結構簡單、性能(néng)可靠、測量精度高、調試、維護方便。廣泛應用于家居生活、辦公、農業、養殖等地方。

4、iWiscloud Pm2.5傳感器

      智慧家居pm2.5傳感器是對(duì)空氣中pm2.5的濃度進(jìn)行檢測。内置核芯技術的補償方式，确保在各種(zhǒng)環境下保持測量值準确性，當粉塵粒子數目較多，或者空氣中灰塵含量超高，檢測結果高于設定值時，本産品會自動打開(kāi)空氣過(guò)濾與新風系統及時處理。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(duì)氧氣濃度進(jìn)行檢測。産品小巧設計，使用方便，數值精确，穩定可靠。每時每刻都(dōu)會監測房間中的氧氣含量，當氧氣濃度過(guò)低時，iWiscloud會自動打開(kāi)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、醫藥等領域。

6、iWiscloud甲醛傳感器

      智慧家居甲醛傳感器可以對(duì)甲醛的濃度進(jìn)行檢測。高靈敏度，穩定性強，使用壽命長(cháng)。當甲醛濃度過(guò)高時，iWiscloud會自動打開(kāi)窗戶與新風系統，其廣泛應于裝飾城、家庭、大型建築等。

7、iWiscloud噪音傳感器

      智慧家居噪音傳感器可以對(duì)聲音強度進(jìn)行檢測。簡單的設計原理，較強的分辨性，連續的重複性，保證了第一時間對(duì)造成(chéng)人體傷害的噪音進(jìn)行檢測和處理。當分貝過(guò)高時，傳感器會立馬提醒用戶。其應用于人們的生活和工作，甚至在醫學(xué)、軍事(shì)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(duì)光照強度進(jìn)行檢測，對(duì)弱光和強光有較高的靈敏度。傳輸距離長(cháng)，抗幹擾性強，測量精度高等特性保證了穩定性。配合調光開(kāi)關，可自動調節室内光照強度。廣泛應用于家居生活、辦公、農業、養殖等各個領域。

第四章 智能(néng)傳感器解決方案

（一）家庭中的應用

      作爲智能(néng)家居行業的領跑者，智慧雲谷圍繞居家健康安全問題推出了系列能(néng)檢測出精确數值的家用無線自動組網空氣質量傳感器，將(jiāng)家庭健康環境控制融入到智能(néng)家居控制系統，能(néng)夠對(duì)影響健康的甲醛、苯、一氧化碳、二氧化碳等10幾種(zhǒng)有害氣體及家中的溫濕度進(jìn)行檢測并即時顯示，根據檢測的結果進(jìn)行通風、加氧、除濕等自動調整。居家生活環境問題通過(guò)“智慧雲谷”智慧家居控制系統得到了完美解決。

      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确檢測到數據，當濃度接近對(duì)人體産生危害值時，iWiscloud會自動關閉燃氣總閥并自動打開(kāi)窗戶或自動開(kāi)啓換氣扇并自動發(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(duì)家中甲醛的濃度進(jìn)行檢測，當甲醛濃度過(guò)高時，iWiscloud會自動打開(kāi)窗戶與新風系統。

據統計，在關門關窗睡覺的情況下，2個人，在一個20㎡的卧室裡(lǐ)，一個晚上會産生二氧化碳的含量將(jiāng)超過(guò)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(guò)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。監測二氧化碳濃度并顯示較高時，iWiscloud會自動開(kāi)啓排氣扇進(jìn)行通風或者啓動加氧機進(jìn)行加氧；當濃度恢複到正常範圍時，自動關閉排氣扇；當檢測到溫度高于或低于用戶設定的舒适溫度時，自動開(kāi)啓空調、暖氣等設備，檢測到濕度高于設定值時，啓動除濕功能(néng)；濕度低于設定值時，自動打開(kāi)加濕器。

      現在衛生間基本上都(dōu)做在室内，有的甚至是在房間裡(lǐ)，但是爲避免不必要的浪費現在的衛生間一般都(dōu)非常小，一般就幾平米。所有透氣效果很不好(hǎo)，雖然大部分衛生間都(dōu)有排風扇，但是現在主要還(hái)是依賴人工操作，如何自動開(kāi)關排風扇以及如何自動調節衛生間内的溫濕度呢?這(zhè)就需要利用到傳感器。溫濕度傳感器將(jiāng)是人們感知室内溫度變化的重要幫手。如果在衛生間裡(lǐ)安裝氣體傳感器和溫濕度傳感器就能(néng)解決上述所說的問題。將(jiāng)氣體傳感器和濕度傳感器與排風扇相連，當衛生間内氣體濃度和濕度濃度大于一定值的時候就自動的打開(kāi)排風扇，從而降低衛生間内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(néng)給排風扇一個信号，從而自動關閉排風扇。這(zhè)樣(yàng)就能(néng)确保衛生間内的氣體濃度和濕度保持在一個合理的範圍内。

      iWiscloud將(jiāng)家居環境保持在一個清新适宜的狀态，讓您進(jìn)入家中就像進(jìn)入了森林氧吧，呼吸舒暢.

（二）工業中的應用

      在生産性企業中，生産車間是大量人員工作、設備運行的區域，工作和運行時間都(dōu)非常長(cháng)，而且工作人員繁多複雜，生産過(guò)程中通常會産生粉塵、揮發(fā)性氣體等環境污染物，對(duì)員工身體産生消極影響，使員工工作積極性和工作效率大打折扣，從而導緻産品合格率下降，人員流動不穩定，最終影響企業效益。

      煤炭開(kāi)采運輸過(guò)程中使煤、岩粉塵飛揚。随著(zhe)煤礦開(kāi)采強度和機械化水平的提高，在提高煤炭産量的同時，産塵量和礦井作業場所的粉塵濃度也大大提高，給作業人員和安全生成(chéng)造成(chéng)極大的危害。一方面(miàn)，由于粉塵污染作業環境中的空氣，作業人員長(cháng)期工作在此環境中會導緻塵肺病，嚴重危害公認的身體健康；另一方面(miàn)，粉塵濃度過(guò)高潛伏著(zhe)粉塵爆炸的危險。因此智慧雲谷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(néng)傳感器就會發(fā)出報警，并且相對(duì)應的設備就會自動的開(kāi)啓，及時作出反應。

      造紙廠在生産紙張過(guò)程中需要對(duì)紙張進(jìn)行烘幹處理，烘幹時需要對(duì)烘幹機溫度進(jìn)行監測控制，當溫度過(guò)高時，可能(néng)會發(fā)生危險，紙張烘幹機上安裝智能(néng)溫度傳感器，用來監測和顯示烘幹機工作時的溫度信息，幫助提高元件與産品的性能(néng)。當溫度過(guò)高時，智能(néng)濕度傳感器就會自動發(fā)出報警，烘幹機停止工作，預防危險事(shì)故發(fā)生。紙張在生産過(guò)程中，需要對(duì)其濕度進(jìn)行監測，智能(néng)濕度傳感器，用來測量紙張的濕度情況，可方便快捷地將(jiāng)數據傳輸到雲管控平台來顯示紙張濕度數據，生産、轉移、存儲、分配過(guò)程中監測紙張濕度數據可确保産品質量。

      智能(néng)傳感器也可以應用在環境監測與控制領域中，當排放物中檢測到有害物質超标時，智能(néng)傳感器自動發(fā)出報警，環境監測部門可以及時對(duì)有關企業進(jìn)行監管與整改，有效地提高了政府的監管力度和工作效率，塑造政府服務爲民的形象。

智能(néng)傳感器應用于危險工作環境，當前在石油鑽井、核電廠和組裝線工作的員工將(jiāng)可以得到随時監控，這(zhè)些傳感器可以將(jiāng)工作現場的員工狀态、環境參數（如輻射、溫濕度、有毒氣體含量）等重要信息傳到智慧雲管控平台，一旦某些參數超标，即刻發(fā)出報警及時安排調度。

（三）農業中的應用

      現在，科技的進(jìn)步，農業技術的發(fā)展，越來越多的高科技産品應用到了農業中來，目前的大棚種(zhǒng)植越來越普遍了，普通的農場大棚内都(dōu)裝滿了20多種(zhǒng)傳感器，有溫度、濕度、光照和視頻類的，傳感器直接安放在棚内，嚴密監測農作物的生長(cháng)狀況，采集數據傳給電腦監控中心，再通過(guò)無線物聯網模塊，將(jiāng)相關信息發(fā)送到農民的手機或電腦上。

      智慧農業建設主要包括環境、植物信息檢測，溫室、農業大棚信息檢測和标準化生産監控，精準農業中的節水灌溉等應用模式，例如農作物生長(cháng)情況、病蟲害情況、土地灌溉情況、土壤空氣變更等環境狀況以及大面(miàn)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測。

      智慧農業控制可以根據用戶需求，随時進(jìn)行處理，爲農業生态信息自動監測、對(duì)設施進(jìn)行自動控制和智能(néng)化管理提供科學(xué)依據。大棚監控及智能(néng)控制解決方案是通過(guò)光照、溫濕度、二氧化碳等iWiscloud無線傳感器，實時采集農業大棚内溫度、濕度信号以及光照、土壤溫度、土壤水分等環境參數，自動開(kāi)啓或者關閉指定設備(如遠程控制澆灌、開(kāi)關卷簾等)。

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

      2、溫室大棚内安裝iWiscloud土壤濕度傳感器，土壤濕度計，檢測溫室大棚内土壤濕度值。

      3、溫室大棚内設置iWiscloud光照度傳感器，檢測溫室大棚内的光照度值。

溫室大棚内設置紅外傳感器，檢測溫室大棚内人員非法入侵情況。

      4、安裝攝像頭，監控智慧農業大棚運行情況。

      智慧雲谷基于雲計算核心的溫室控制系統采用無線傳感器網絡技術、基于雲計算平台的數據存儲與分析,嵌入式技術和傳感器技術相結合的方式，精準采集溫室内部環境的各項指标，驅動相應執行器件，如風扇、加濕器、加熱器，平穩控制溫室内部環境的變化。

      在農業等大規模生産方面(miàn)，如何把農業小環境的溫度、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(cháng)特征等信息進(jìn)行實時獲取傳輸并利用，對(duì)于科學(xué)施肥、灌溉作業來說具有非常重要的意義。它將(jiāng)農業大棚内視頻監控、安全防範、環境采集、異常報警、生産管理等功能(néng)集于一身，是傳統視頻監控系統在農業應用上的延伸和擴展，通訊手段上的升級和進(jìn)步，將(jiāng)會是未來農業數字化管理的主要發(fā)展方向(xiàng)。

第五章 總結

      科技和産業變革是必然的趨勢，而信息化滲透了經(jīng)濟發(fā)展的方方面(miàn)面(miàn)，這(zhè)是産業革命的大勢所趨，也是轉型發(fā)展的迫切需要。綠色環保、低碳節能(néng)的智慧雲谷智能(néng)傳感器將(jiāng)爲城市建設發(fā)揮重大的作用。