CN110610631A - 虚拟智能家居实训系统及其虚拟实训方法 - Google Patents

Abstract

一种虚拟智能家居实训系统，包括虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和虚拟智能家居设备，虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和虚拟智能家居设备安装在同一台电脑上；所述虚拟控制端是使用qt软件编辑代码模拟的控制端；所述虚拟服务器为一智能家居系统虚拟服务器；所述虚拟网关是使用qt软件编辑代码模拟的用于连接通讯的网关；所述虚拟智能家居设备由一使用Visual Studio编辑代码的智能家居虚拟软件模拟，虚拟控制端和服务器通过socket协议连接，虚拟服务器和虚拟网关通过socket协议连接，虚拟网关和虚拟智能家居设备之间通过vspd软件模拟的虚拟串口连接。本发明还公开了一种虚拟智能家居实训系统的虚拟实训方法。

Description

虚拟智能家居实训系统及其虚拟实训方法

技术领域

本发明涉及智能家居实训系统技术领域，更确切地说涉及一种虚拟智能家居实训系统及其虚拟实训方法。

背景技术

随着生活水平的提高和技术的发展，目前越来越多的家庭或楼宇已经使用了智能家居系统，所以各中高职院校也需要培养更多的智能家居方面的人才，而作为中高职院校在平时的教学活动中，需要让学生在学习理论知识的同时，也需要通过实训来锻炼，而智能家居一般包括软件控制和硬件设备，所以在实训的过程中会涉及软件和硬件两个方面。

目前国内各院校一般采用教学版智能家居设备(硬件)让学生进行实训练习，然而在长时间的实训过程中，学生本身还处于学习阶段，对知识掌握的不扎实，导致在使用时损耗较大，同时因为涉及到用电等方面的技术，部分元器件等硬件设备在实训时还容易造成短路损坏，这对于学校而言，教学成本太高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术中存在的缺陷，提供一种可以大幅度降低实训成本且可及时检测实训效果的虚拟智能家居实训系统及其虚拟实训方法。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：本发明一种虚拟智能家居实训系统，包括虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和虚拟智能家居设备，所述虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和虚拟智能家居设备安装在同一台电脑上；其中，所述虚拟控制端是使用qt软件编辑代码模拟的控制端；所述虚拟服务器为一智能家居系统虚拟服务器；所述虚拟网关是使用qt软件编辑代码模拟的用于连接通讯的网关；所述虚拟智能家居设备由一使用Visual Studio编辑代码的智能家居虚拟软件模拟，所述虚拟控制端和虚拟服务器通过socket协议连接，虚拟服务器和虚拟网关通过socket协议连接，所述虚拟网关和虚拟智能家居设备之间通过vspd软件模拟的虚拟串口连接。

进一步地，所述智能家居虚拟软件在使用Visual Studio编辑代码时，不使用数据库，而是在代码中自动建立xml数据表，以存储各节点信息，所述xml数据表中包括传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备或二者的组合。

进一步地，所述传感器类虚拟智能家居设备包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、燃气传感器、人体红外传感器；所述设备类虚拟智能家居设备包括智能照明设备、智能门禁设备、智能家电设备、智能报警设备、智能窗帘。

一种虚拟智能家居实训系统的虚拟实训方法，包括如下步骤：

步骤1：在安装有Windows系统的电脑上安装vspd虚拟软件和智能家居虚拟软件，并用所述vspd虚拟软件创建虚拟串口com1和com2；

步骤2：在所述电脑上安装VMware虚拟机，并在所述VMware虚拟机设置中添加物理串口，同时在其设置中将串行端口对应的com2虚拟串口设置成使用主机上的物理串行端口，将虚拟串口com2映射到虚拟机上，所述虚拟串口com2将VMware虚拟机和Windows系统连在一起，完成虚拟软件运行环境的搭建；所述虚拟串口com1用于连接所述智能家居虚拟软件；

步骤3：打开所述智能家居虚拟软件，单击任一节点，弹出该节点对应的设备类虚拟智能家居设备或传感器类虚拟智能家居设备的设置菜单，根据该节点对应被模拟的设备类虚拟智能家居设备或传感器类虚拟智能家居设备，设置相应的设备类虚拟智能家居设备或传感器类虚拟智能家居设备的节点信息；

步骤4：在智能家居虚拟软件界面上打开与所述虚拟机配对的虚拟串口开关，单击任一传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备节点，显示出该节点对应的传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备，设置相应的传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数，设置好数值后点击设置菜单中的“发送数据”；

步骤5：所述传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数从所述智能家居虚拟软件依次向虚拟网关、虚拟服务器和虚拟控制端发送信息；

若虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和智能家居虚拟软件之间连接正确，且上述四部分编辑的软件正确，则传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数被发送到虚拟控制端，且在该虚拟控制端界面的对应位置上显示出该传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数；

若所述传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数没有被成功传送到所述虚拟控制端上，则需对编辑不正确的软件进行修改，并重新返回步骤1依次执行后续步骤，直到所述传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数被成功传送到所述虚拟控制端上为止。

进一步地，步骤3中，所述设置菜单中可添加传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的名称、传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的类型、传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备板号、域网地址以及通道号。

进一步地，若所述设置菜单配置错误且不记得原配置时，可关闭所述智能家居虚拟软件后删除对应安装文件夹中的xml文件，重新打开智能家居虚拟软件可自动生成原配置文件。

与现有技术相比，本发明虚拟智能家居实训系统由虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和虚拟智能家居组成，从而可以有效控制在智能家居实训时实训设备的硬件损耗和损坏，进而大幅度降低了实训的成本；使用本发明虚拟智能家居实训系统的虚拟实训方法，可以及时检测编辑的软件代码是否存在缺陷，并可以及时改正，从而实现了实训效果的及时检测，提升了实训的最终效果。

附图说明

图1为本发明中虚拟智能家居实训系统的结构框图。

图2为本发明中虚拟智能家居实训系统的虚拟实训方法的流程框图。

具体实施方式

下面举个较佳实施例，并结合附图来更清楚完整地说明本发明。

请参阅图1，本发明虚拟智能家居实训系统包括虚拟控制端1、虚拟服务器2、虚拟网关3和虚拟智能家居设备4，所述虚拟控制端1、虚拟服务器2、虚拟网关3和虚拟智能家居设备4安装在同一台电脑上，所述虚拟控制端1是使用qt软件编辑代码模拟的控制端，所述虚拟服务器2为一智能家居系统的虚拟服务器，所述虚拟网关3是使用qt软件编辑代码模拟的用于连接通讯的网关，所述智能家居设备4为一使用Visual Studio编辑代码模拟智能家居设备的软件，所述的虚拟控制端1和虚拟服务器2通过socket协议连接，虚拟服务器2和虚拟网关3通过socket协议连接，所述虚拟网关3和虚拟智能家居设备4之间通过vspd软件模拟的虚拟串口连接。

所述智能家居虚拟软件在使用Visual Studio编辑代码时，不使用数据库，而是在代码中自动建立xml数据表，以存储各节点信息，所述xml数据表中包括传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备或二者的组合。所述传感器类虚拟智能家居设备包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、燃气传感器、人体红外传感器等；所述设备类虚拟智能家居设备包括智能照明设备、智能门禁设备、智能家电设备、智能报警设备、智能窗帘等。

请参阅图2，本发明一种虚拟智能家居实训系统的虚拟实训方法，包括如下步骤：

步骤1：在安装有Windows系统的电脑上安装vspd虚拟软件和智能家居虚拟软件，并用所述vspd虚拟软件创建虚拟串口com1和com2；

步骤2：在所述电脑上安装VMware虚拟机，并在所述VMware虚拟机设置中添加物理串口，同时在其设置中将串行端口对应的com2虚拟串口设置成使用主机上的物理串行端口，将虚拟串口com2映射到虚拟机上，所述虚拟串口com2将VMware虚拟机和Windows系统连在一起，完成虚拟软件运行环境的搭建；所述虚拟串口com1用于连接所述智能家居虚拟软件；

步骤3：打开所述智能家居虚拟软件，单击任一节点，弹出该节点对应的设备类虚拟智能家居设备或传感器类虚拟智能家居设备的设置菜单，根据该节点对应被模拟的设备类虚拟智能家居设备或传感器类虚拟智能家居设备，设置相应的设备类虚拟智能家居设备或传感器类虚拟智能家居设备的节点信息；

步骤4：在智能家居虚拟软件界面上打开与所述虚拟机配对的虚拟串口开关，单击任一传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备节点，显示出该节点对应的传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备，设置相应的传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数，设置好数值后点击设置菜单中的“发送数据”；

步骤5：所述传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数从所述智能家居虚拟软件依次向虚拟网关、虚拟服务器和虚拟控制端发送信息；

若虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和智能家居虚拟软件之间连接正确，且上述四部分编辑的软件正确，则传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数被发送到虚拟控制端，且在该虚拟控制端界面的对应位置上显示出该传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数；

若所述传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数没有被成功传送到所述虚拟控制端上，则需对编辑不正确的软件进行修改，并重新返回步骤1依次执行后续步骤，直到所述传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数被成功传送到所述虚拟控制端上为止。

在以上虚拟实训过程中，针对虚拟智能家居实训系统中的四部分，即虚拟控制端1、虚拟服务器2、虚拟网关3、虚拟智能家居设备4，学校可以根据不同的实训要求进行组合搭配，比如，当需要考核学生在虚拟控制端的编程要求时，可以让学生自行对虚拟控制端的软件进行编程，而其他三部分的软件使用已测试正确的软件进行配置，当需要考核学生在其他部分的编程要求时，以此类推。通过该虚拟实训方法，可以让学生快速方便的掌握智能家居相关的知识，并将理论和实践相结合。

本发明虚拟智能家居实训系统由虚拟控制端1、虚拟服务器2、虚拟网关3和虚拟智能家居设备4组成，从而可以有效控制在智能家居实训时实训设备的硬件损耗和损坏，进而大幅度降低了实训的成本；使用本发明虚拟智能家居实训系统的虚拟实训方法，可以及时检测编辑的软件代码是否存在缺陷，并可以及时改正，从而实现了实训效果的及时检测，提升了实训的最终效果。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种虚拟智能家居实训系统，其特征在于：包括虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和虚拟智能家居设备，所述虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和虚拟智能家居设备安装在同一台电脑上；其中，所述虚拟控制端是使用qt软件编辑代码模拟的控制端；所述虚拟服务器为一智能家居系统虚拟服务器；所述虚拟网关是使用qt软件编辑代码模拟的用于连接通讯的网关；所述虚拟智能家居设备由一使用Visual Studio编辑代码的智能家居虚拟软件模拟，所述虚拟控制端和服务器通过socket协议连接，虚拟服务器和虚拟网关通过socket协议连接，所述虚拟网关和虚拟智能家居设备之间通过vspd软件模拟的虚拟串口连接。

2.如权利要求1所述的虚拟智能家居实训系统，其特征在于：所述智能家居虚拟软件在使用Visual Studio编辑代码时，不使用数据库，而是在代码中自动建立xml数据表，以存储各节点信息，所述xml数据表中包括传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备或二者的组合。

3.如权利要求2所述的虚拟智能家居实训系统，其特征在于：所述传感器类虚拟智能家居设备包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、燃气传感器、人体红外传感器；所述设备类虚拟智能家居设备包括智能照明设备、智能门禁设备、智能家电、智能报警设备、智能窗帘。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的虚拟智能家居实训系统的虚拟实训方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：在安装有Windows系统的电脑上安装vspd虚拟软件和智能家居虚拟软件，并用所述vspd虚拟软件创建虚拟串口com1和com2；

步骤2：在所述电脑上安装VMware虚拟机，并在所述VMware虚拟机设置中添加物理串口，同时在其设置中将串行端口对应的com2虚拟串口设置成使用主机上的物理串行端口，将虚拟串口com2映射到虚拟机上，所述虚拟串口com2将VMware虚拟机和Windows系统连在一起，完成虚拟软件运行环境的搭建；所述虚拟串口com1用于连接所述智能家居虚拟软件；

步骤3：打开所述智能家居虚拟软件，单击任一节点，弹出该节点对应的设备类虚拟智能家居设备或传感器类虚拟智能家居设备的设置菜单，根据该节点对应被模拟的设备类虚拟智能家居设备或传感器类虚拟智能家居设备，设置相应的设备类虚拟智能家居设备或传感器类虚拟智能家居设备的节点信息；

步骤4：在智能家居虚拟软件界面上打开与所述虚拟机配对的虚拟串口开关，单击任一传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备节点，显示出该节点对应的传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备，设置相应的传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数，设置好数值后点击设置菜单中的“发送数据”；

步骤5：所述传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数从所述智能家居虚拟软件依次向虚拟网关、虚拟服务器和虚拟控制端发送信息；

若虚拟控制端、虚拟服务器、虚拟网关和智能家居虚拟软件之间连接正确，且上述四部分编辑的软件正确，则传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数被发送到虚拟控制端，且在该虚拟控制端界面的对应位置上显示出该传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数；

若所述传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数没有被成功传送到所述虚拟控制端上，则需对编辑不正确的软件进行修改，并重新返回步骤1依次执行后续步骤，直到所述传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的设备参数被成功传送到所述虚拟控制端上为止。

5.如权利要求4所述的虚拟智能家居实训系统的虚拟实训方法，其特征在于，所述步骤3中所述设置菜单中可添加传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的名称、传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备的类型、传感器类虚拟智能家居设备或设备类虚拟智能家居设备板号、域网地址以及通道号。

6.如权利要求5所述的虚拟智能家居实训系统的虚拟实训方法，其特征在于，若所述设置菜单配置错误且不记得原配置时，可关闭所述智能家居虚拟软件后删除对应安装文件夹中的xml文件，重新打开智能家居虚拟软件可自动生成原配置文件。