第一章 概述

（一）前言

      在当前大力倡导绿色环保的趋势下，全球都在走可持续发展之路。当今世界，发展“低碳经济”已经成为世界各国实现社会可持续发展和迈向生态文明的必由之路。而作为物联网时代的新兴产业，智能家居以一种更方便、更舒适的生活方式概念进入人们的视野，它在节能环保方面的表现也得到关注。iWiscloud环境及空气质量传感器能够对空气中的温度、湿度、甲醛、苯、一氧化碳、二氧化碳、氧气、PM2.5等进行精确检测并显示，可以广泛应用于家庭、工业、农业等多种行业。

（二）普通传感器与智慧家居传感器对比

      目前市面上的传感器没有跟主机联动的能力，没有组网的功能，他只是独立的一个显示屏显示数据的一个探测器。而智慧家居传感器，智慧家居的传感器能够把它的信号传达到主机然后让智慧家居主机根据它的信号去自动运行，具有智能运行能力。能够做到脱离主机独立及传输，是基于星云协议的无线的传输控制，它设有上限跟下限的开关。能够自动打开设备。通过智慧家居的主机屏幕可以对传感器进行多项设置。（例如甲醛跟CO达到一个设定的值它会自动发出声音报警并自动打开相应的设施，这是它感知与报警的能力）具有简单安装、简单操作、方便快捷的优点。

（三）需求分析

      智慧云谷智能传感器方案基于云计算平台的数据存储与分析,嵌入式技术和传感器技术相结合的方式，精准采集环境的各项指标，能够与iWiscloud控制中心完美无线组网，对室内环境进行自动检测与自动处理，其辐射远远低于全世界最严格标准，打造最健康的家居生活环境。

      1、项目建设是民生所向。现在人们越来越关注健康，对空气质量的要求也越来越高。如今各大城市都会实时发布空气质量，既能让广大民众及时了解身边的空气质量，也为生产生活提供参考。当然室内环境也不容忽视，智慧云谷智能传感器，保证室内环境的空气质量，保证人们的身体健康，已经是势在必行之举，将会得到整个社会的推动，让人们迎来全新的智慧时代。

      2、项目建设是行业发展趋势。对于城市的规划者与管理者来说，高效可靠的空气质量传感器可保障城市各行各业的稳定运行,已经逐步成为城市发展的潮流，推动了城市的快速发展。

      3、项目建设为国家科技规划及相关政策重点支持发展领域。2014年，十二五规划进入关键阶段，智能传感器新技术广泛应用于城镇规划、城乡住房建设、基础设施和公共服务设施建设等领域，为中国经济社会转型升级、加快发展作出了积极贡献。

（四）方案的目的及意义

      雾霾，扬尘或沙尘天气频繁出现，空气污染已严重影响的人们健康，我们改变不了世界大环境，但是我们可以打造健康家居小环境，智慧云谷通过一系列空气及环境质量传感器不仅对室内环境（如：温湿度、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、PM2.5）进行自动检测而且能根据检测结果自动打开相应的设备，打造最健康的生活环境。在农业与工业方面，提高农作物产量及工业能源节约方面也发挥了重要作用。

第二章 公司简介

（一）关于我们

      智慧云谷?(Wiscloud)成立于2007年，拥有一流的研发设计团队，始终坚持自主创新，公司拥有自主知识产权的嵌入式操作系统，Wiscloud nebula protocol（星云自动组网协议），WisOS云计算操作系统，为用户提供全球领先的物联网、云计算、游戏等软硬件产品及平台服务，主要产品有：

      物联网&云计算

      基于云计算核心的工业自动化控制设备及云计算控制平台；

      基于云计算核心的自动化节能控制设备及云计算控制平台；

      基于云计算核心的iWiscloud智慧家居控制中心；

      全球领先的无线环境及空气质量传感器；

      具有自动电流及故障检测功能的无线自组网触摸开关；

      全球领先的无插件多人实时网页/手机游戏平台。

      “云”是公司产品的“代言人”，所有产品都是基于云计算核心。

      公司网址：http://www.iwiscloud.com/

（二）硬件基础

      智慧云谷拥有功能完备的大型云计算数据中心，采用先进的网络框架设计，电信、联通、移动千兆光纤接入，目前存储能力已达PB级以上；CDN负载均衡，实现数据更快更稳定的传输；异地替换方案，保证了数据不会丢失，当一个数据中心发生故障时，异地的数据中心会立刻将工作进行替换，确保我们稳定的服务；多台在线式大功率智能UPS可提供48小时以上的后备供电设备发电机；同时数据中心有几十台小型机、大量高端服务器、大型磁盘阵列等设备。强大的硬件设施使我们拥有强大的运算能力，灾难应对和恢复力，能为用户提供高速、安全、稳定的数据服务。

第三章 系统总体设计

（一）系统设计原则

      本方案设计遵循技术先进、功能齐全、性能稳定、节约成本的原则。并综合考虑施工、维护及操作因素，并将为今后的发展、扩建、改造等因素留有扩充的余地。本系统设计内容是系统的、完整的、全面的；设计方案具有科学性、合理性、可操作性。其具有以下原则：

1、先进性与适应性

      系统的技术性能和质量指标达到国际领先水平；同时，系统的安装调试、软件编程和操作使用简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。该系统集国际众多先进技术与一身，体现了当前计算机控制技术与计算机网络技术的最新发展水平，适应时代发展的要求。同时系统是面向各种管理层次使用的系统。其功能和配置以能给用户提供舒适。安全、方便、快捷为准则，其操作应简便易学。

2、经济性与实用性

      充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求，经济适用。

3、可靠性与安全性

      系统的设计具有较高的可靠性，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能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。

4、开放性

      以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状的发展趋势，可以消防、防盗、聚光系统实现联动，可实现远程控制。

5、可扩充性

      系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。

6、追求最优化的系统设备配置

      在满足用户对功能、质量、性能、价格和服务等各方面要求的前提下，追求最优化的系统设备配置，以尽量降低系统造价。

7、保留足够的扩展容量

      该项目设置的控制容量保留一定的余地，以便在系统中改造新的控制点；系统中还保留与其他计算机或自动化系统连接的接口；也尽量考虑未来科学的发展和新技术的应用。

8、提高监管力度与综合管理水平

      本项目系统设备控制需要高效率、准确及可靠。本系统通过中央控制系统对各子系统运行情况进行综合控制，时时动态掌握监视及报警情况。闭路电视监控大大减少劳动强度，减少设备运行维护人员；另外，系统的综合统筹管理可使设备按最优组合运行，在最佳情况下运行，既可节能，又可大大减少设备损耗，减少设备维修费用，从而提高监管力度与综合管理水平。

（二）系统结构

      智慧家居传感器，有上下限和适宜值的设定，这就是在背面做了这三个开关键和正面的显示屏；传感器，利用了传感器内路电路自身发热的作用，利用这个空气动力学的设计，实现了空气的快的交换，就不用风扇了，就形成了空气的自我的流动，可以更精确的进行探测。传感器后面有两个卡扣，还有一个单独安装的板，可以及其简单的装上去，很方便的拆下来，可以随时的改变他，这样增加了我们成本，让用户很方便地安装，很方便的操作。

（三）智慧传感器优势

1、可设置上下限独立控制其他设备

      iWiscloud传感器具有上下限设置功能，能够自动发出声光报警， 具有上下限输出开关，可以根据上下限自动控制其他电器的运行，比如：当温度太高时打开冷气，当二氧化碳太高时打开新风系统。

2、人性化设计

      正常运行时每5秒钟自动发出蓝光, 超标时自动发出红光并发出报警声音, 光线突然变暗时自动发出白光并保持20秒协助照明。

3、同时支持多种传输方式

      2.4G无线自动组网，Modbus协议（485通讯），4-20MA输出，开关量输出。

（四）智慧传感器特点

1、iWiscloud一氧化碳传感器

      智慧家居一氧化碳传感器是对一氧化碳的浓度进行检测。产品的操作简单，超高精确度的防范于未然，数字显示的快速直接，性能可靠的连续工作。广泛应用在家居生活、工业等需要空气质量安全检测的地方。

2、iWiscloud温湿度传感器

      智慧家居温湿度传感器是对温湿度进行检测。自带触摸屏，数据显示清晰明了，安全可靠。其广泛用于家庭生活，工业，医学，通讯，档案馆等领域。

3、iWiscloud二氧化碳传感器

      智慧家居二氧化碳传感器是对空气中二氧化碳的浓度进行检测。使用寿命长、不受其它背景气体（CH4、H2S、SO2、N2、O2 等）影响。采用高性能单片微机和高集成数字化电路，结构简单、性能可靠、测量精度高、调试、维护方便。广泛应用于家居生活、办公、农业、养殖等地方。

4、iWiscloud Pm2.5传感器

      智慧家居pm2.5传感器是对空气中pm2.5的浓度进行检测。内置核芯技术的补偿方式，确保在各种环境下保持测量值准确性，当粉尘粒子数目较多，或者空气中灰尘含量超高，检测结果高于设定值时，本产品会自动打开空气过滤与新风系统及时处理。广泛应用于任何需要空气质量安全检测的地方。

5、iWiscloud氧气传感器

      智慧家居氧气传感器可以对氧气浓度进行检测。产品小巧设计，使用方便，数值精确，稳定可靠。每时每刻都会监测房间中的氧气含量，当氧气浓度过低时，iWiscloud会自动打开加氧器及负离子发生器来加氧。其广泛应用于石油、化工、煤炭、冶金、造纸、消防、市政、医药等领域。

6、iWiscloud甲醛传感器

      智慧家居甲醛传感器可以对甲醛的浓度进行检测。高灵敏度，稳定性强，使用寿命长。当甲醛浓度过高时，iWiscloud会自动打开窗户与新风系统，其广泛应于装饰城、家庭、大型建筑等。

7、iWiscloud噪音传感器

      智慧家居噪音传感器可以对声音强度进行检测。简单的设计原理，较强的分辨性，连续的重复性，保证了第一时间对造成人体伤害的噪音进行检测和处理。当分贝过高时，传感器会立马提醒用户。其应用于人们的生活和工作，甚至在医学、军事领域也有应用。

8、iWiscloud光照度传感器

      智慧家居光照度传感器可以对光照强度进行检测，对弱光和强光有较高的灵敏度。传输距离长，抗干扰性强，测量精度高等特性保证了稳定性。配合调光开关，可自动调节室内光照强度。广泛应用于家居生活、办公、农业、养殖等各个领域。

第四章 智能传感器解决方案

（一）家庭中的应用

      作为智能家居行业的领跑者，智慧云谷围绕居家健康安全问题推出了系列能检测出精确数值的家用无线自动组网空气质量传感器，将家庭健康环境控制融入到智能家居控制系统，能够对影响健康的甲醛、苯、一氧化碳、二氧化碳等10几种有害气体及家中的温湿度进行检测并即时显示，根据检测的结果进行通风、加氧、除湿等自动调整。居家生活环境问题通过“智慧云谷”智慧家居控制系统得到了完美解决。

      Wiscloud的一系列空气质量及温湿度传感器，会自动检测家中的空气质量，当家中煤气忘记关，一氧化碳传感器慧精确检测到数据，当浓度接近对人体产生危害值时，iWiscloud会自动关闭燃气总阀并自动打开窗户或自动开启换气扇并自动发出短信及报警通知；当家中刚装修完，智慧家居甲醛传感器可以对家中甲醛的浓度进行检测，当甲醛浓度过高时，iWiscloud会自动打开窗户与新风系统。

据统计，在关门关窗睡觉的情况下，2个人，在一个20㎡的卧室里，一个晚上会产生二氧化碳的含量将超过6000，而我们正常的空气含量是350-370左右，当空气中的二氧化碳超过了5000的时候，人在第二天睡一觉来，大脑就会缺氧了，就会头昏脑涨的。监测二氧化碳浓度并显示较高时，iWiscloud会自动开启排气扇进行通风或者启动加氧机进行加氧；当浓度恢复到正常范围时，自动关闭排气扇；当检测到温度高于或低于用户设定的舒适温度时，自动开启空调、暖气等设备，检测到湿度高于设定值时，启动除湿功能；湿度低于设定值时，自动打开加湿器。

      现在卫生间基本上都做在室内，有的甚至是在房间里，但是为避免不必要的浪费现在的卫生间一般都非常小，一般就几平米。所有透气效果很不好，虽然大部分卫生间都有排风扇，但是现在主要还是依赖人工操作，如何自动开关排风扇以及如何自动调节卫生间内的温湿度呢?这就需要利用到传感器。温湿度传感器将是人们感知室内温度变化的重要帮手。如果在卫生间里安装气体传感器和温湿度传感器就能解决上述所说的问题。将气体传感器和湿度传感器与排风扇相连，当卫生间内气体浓度和湿度浓度大于一定值的时候就自动的打开排风扇，从而降低卫生间内的异味气体浓度和湿度，当降低到一定的时候，气体传感器和湿度传感器就能给排风扇一个信号，从而自动关闭排风扇。这样就能确保卫生间内的气体浓度和湿度保持在一个合理的范围内。

      iWiscloud将家居环境保持在一个清新适宜的状态，让您进入家中就像进入了森林氧吧，呼吸舒畅.

（二）工业中的应用

      在生产性企业中，生产车间是大量人员工作、设备运行的区域，工作和运行时间都非常长，而且工作人员繁多复杂，生产过程中通常会产生粉尘、挥发性气体等环境污染物，对员工身体产生消极影响，使员工工作积极性和工作效率大打折扣，从而导致产品合格率下降，人员流动不稳定，最终影响企业效益。

      煤炭开采运输过程中使煤、岩粉尘飞扬。随着煤矿开采强度和机械化水平的提高，在提高煤炭产量的同时，产尘量和矿井作业场所的粉尘浓度也大大提高，给作业人员和安全生成造成极大的危害。一方面，由于粉尘污染作业环境中的空气，作业人员长期工作在此环境中会导致尘肺病，严重危害公认的身体健康；另一方面，粉尘浓度过高潜伏着粉尘爆炸的危险。因此智慧云谷Pm2.5传感器可以就地测量井读出空气中的粉尘浓度，当检测到粉尘粒子数目较多，或者空气中灰尘含量超高，检测结果高于设定值时，智能传感器就会发出报警，并且相对应的设备就会自动的开启，及时作出反应。

      造纸厂在生产纸张过程中需要对纸张进行烘干处理，烘干时需要对烘干机温度进行监测控制，当温度过高时，可能会发生危险，纸张烘干机上安装智能温度传感器，用来监测和显示烘干机工作时的温度信息，帮助提高元件与产品的性能。当温度过高时，智能湿度传感器就会自动发出报警，烘干机停止工作，预防危险事故发生。纸张在生产过程中，需要对其湿度进行监测，智能湿度传感器，用来测量纸张的湿度情况，可方便快捷地将数据传输到云管控平台来显示纸张湿度数据，生产、转移、存储、分配过程中监测纸张湿度数据可确保产品质量。

      智能传感器也可以应用在环境监测与控制领域中，当排放物中检测到有害物质超标时，智能传感器自动发出报警，环境监测部门可以及时对有关企业进行监管与整改，有效地提高了政府的监管力度和工作效率，塑造政府服务为民的形象。

智能传感器应用于危险工作环境，当前在石油钻井、核电厂和组装线工作的员工将可以得到随时监控，这些传感器可以将工作现场的员工状态、环境参数（如辐射、温湿度、有毒气体含量）等重要信息传到智慧云管控平台，一旦某些参数超标，即刻发出报警及时安排调度。

（三）农业中的应用

      现在，科技的进步，农业技术的发展，越来越多的高科技产品应用到了农业中来，目前的大棚种植越来越普遍了，普通的农场大棚内都装满了20多种传感器，有温度、湿度、光照和视频类的，传感器直接安放在棚内，严密监测农作物的生长状况，采集数据传给电脑监控中心，再通过无线物联网模块，将相关信息发送到农民的手机或电脑上。

      智慧农业建设主要包括环境、植物信息检测，温室、农业大棚信息检测和标准化生产监控，精准农业中的节水灌溉等应用模式，例如农作物生长情况、病虫害情况、土地灌溉情况、土壤空气变更等环境状况以及大面积的地表检测，收集温度、湿度、风力、大气、降雨量，有关土地的湿度、氮浓缩量等信息的监测。

      智慧农业控制可以根据用户需求，随时进行处理，为农业生态信息自动监测、对设施进行自动控制和智能化管理提供科学依据。大棚监控及智能控制解决方案是通过光照、温湿度、二氧化碳等iWiscloud无线传感器，实时采集农业大棚内温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤水分等环境参数，自动开启或者关闭指定设备(如远程控制浇灌、开关卷帘等)。

      1、温室大棚内安装iWiscloud空气温湿度传感器，温度计，湿度计，检测温室大棚内的温度和湿度值。

      2、温室大棚内安装iWiscloud土壤湿度传感器，土壤湿度计，检测温室大棚内土壤湿度值。

      3、温室大棚内设置iWiscloud光照度传感器，检测温室大棚内的光照度值。

温室大棚内设置红外传感器，检测温室大棚内人员非法入侵情况。

      4、安装摄像头，监控智慧农业大棚运行情况。

      智慧云谷基于云计算核心的温室控制系统采用无线传感器网络技术、基于云计算平台的数据存储与分析,嵌入式技术和传感器技术相结合的方式，精准采集温室内部环境的各项指标，驱动相应执行器件，如风扇、加湿器、加热器，平稳控制温室内部环境的变化。

      在农业等大规模生产方面，如何把农业小环境的温度、湿度、光照、降雨量等，土壤的有机质含量、温湿度、重金属含量、PH值等，以及植物生长特征等信息进行实时获取传输并利用，对于科学施肥、灌溉作业来说具有非常重要的意义。它将农业大棚内视频监控、安全防范、环境采集、异常报警、生产管理等功能集于一身，是传统视频监控系统在农业应用上的延伸和扩展，通讯手段上的升级和进步，将会是未来农业数字化管理的主要发展方向。

第五章 总结

      科技和产业变革是必然的趋势，而信息化渗透了经济发展的方方面面，这是产业革命的大势所趋，也是转型发展的迫切需要。绿色环保、低碳节能的智慧云谷智能传感器将为城市建设发挥重大的作用。