智慧安防互动模型制作需围绕 “还原安防核心场景、强化联动交互与实训操作” 核心，遵循 “需求规划→场景设计→硬件集成→软件开发→调试优化→教学适配” 六步工艺，覆盖 “入侵检测、门禁管理、视频监控、消防报警” 四大核心场景，满足原理讲解与动手实操需求。

一、前期规划：明确需求与方案定版

此阶段需聚焦 “安防场景完整性” 与 “教学互动性”，避免功能冗余，确保模型能承载 “设备认知、联动调试、故障排查、应急处置” 四类教学场景。

1. 需求与参数确定：明确需覆盖的核心安防场景（入户门禁、窗户入侵检测、楼道监控、室内消防报警），确定尺寸比例（常用 1:20-1:30，适配教室桌面，模型面积建议 1-1.5㎡）、交互方式（触屏控制、手机 APP、物理按键）及核心实训点（如传感器灵敏度调试、设备联动逻辑设置、报警应急处理）。

2. 方案输出：绘制 2D 场景布局图（标注 “入户区、卧室区、楼道区、消防区” 位置）和 3D 结构图（用 SketchUp 设计门、窗、摄像头等模型），列出材料清单（场景结构件、安防硬件、软件工具），确保场景逻辑与真实智慧安防系统一致。

二、核心制作：分模块实现安防功能与互动

模型需按 “场景模块 + 设备类型” 拆分制作，各模块独立调试后集成，既便于教学拆解讲解，也降低制作难度。

1. 场景搭建：模拟真实安防环境

场景需兼顾 “环境还原度” 与 “设备可见性”，让学生清晰观察安防设备的安装位置与运作状态。

• 整体框架：用木质板材或亚克力板制作模型底座（高度 10-15cm，预留电子元件安装空间），外围用轻质板材搭建简易场景 —— 入户区设防盗门模型，卧室区设窗户模型，楼道区设通道与指示灯，消防区设报警按钮与喷淋头（装饰性）。

• 关键场景细节：

• 入户门禁区：制作 1:20 比例防盗门，门上安装 “刷卡器模型”（贴 NFC 标签，模拟刷卡解锁）、“指纹识别模块”（真实模块，可录入指纹测试）、“门铃按钮”（按下触发室内提示音）；

• 窗户入侵区：窗户框架用亚克力板制作，窗框边缘安装 “门磁传感器”（检测窗户开合），窗外加装 “人体红外传感器”（模拟有人靠近窗户）；

• 楼道监控区：在楼道顶部安装 “摄像头模型”（内置微型摄像头，可连接屏幕显示实时画面），墙面贴 “紧急呼叫按钮”（按下触发声光报警）；

• 消防报警区：室内墙面安装 “烟雾传感器”“温感传感器”，地面放置 “声光报警器”（红色闪烁灯 + 蜂鸣器），旁边设 “消防应急按钮”（按下模拟切断非必要电源）。

2. 硬件集成：搭建 “感知 - 报警 - 联动” 链路

硬件需以 “开源、易教学” 为原则，优先选择安防领域常用基础硬件，确保学生易上手调试。

• 控制核心：采用 ESP32 作为总控制器（支持 Wi-Fi/Bluetooth，连接所有安防设备），搭配 Arduino Uno 作为分模块辅助控制（如单独管理门禁或消防报警），确保设备响应及时。

• 硬件连接：

• 感知层：入户区接指纹模块、门磁传感器；窗户区接人体红外传感器；消防区接烟雾 / 温感传感器；楼道区接紧急呼叫按钮；

• 执行层：门禁区接微型电磁锁（模拟门锁开关）、室内提示灯；报警区接声光报警器、应急灯；监控区接摄像头模块（输出画面至触摸屏）；

• 交互层：模型侧面加装 7 寸触摸屏（显示所有设备状态、报警记录），设置物理急停键（切断报警与联动设备电源），支持手机 APP 连接（远程查看报警状态）。