智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)的開(kāi)題報(bào)告

1、.北京石油化工學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告題目名稱：智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計(jì)題目類型： 學(xué)生姓名： 錢(qián) 頻 專 業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器 學(xué) 院： 信息工程學(xué)院 年 級(jí)： 測(cè) 102 指導(dǎo)教師： 李 陽(yáng) 2014年2月25日一、 選題背景、研究意義及文獻(xiàn)綜述1. 選題背景智能家居概念的起源很早，但一直未有具體的建筑案例出現(xiàn)，直到1984年美國(guó)聯(lián)合科技公司將建筑設(shè)備信息化，整合化概念應(yīng)用于美國(guó)康乃迪克州哈特佛市的City Place Building時(shí)，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”，從此揭開(kāi)了全世界爭(zhēng)相建造智能家居的序幕。 智能家居是以住宅為平臺(tái)，利用綜合布線技術(shù)集成各種家居生活設(shè)施，構(gòu)建高效的住宅

2、設(shè)施與家庭事務(wù)的管理系統(tǒng)，與傳統(tǒng)意義上的家居相比，智能家居提供了全方位的信息交換功能，幫助家庭與外部保持信息交流暢通，智能家居安防系統(tǒng)是未來(lái)家居的發(fā)展趨勢(shì)，其目的是為人們提供一個(gè)安全、舒適、高效和便利的生活環(huán)境，智能家居安防已成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用價(jià)值和市場(chǎng)需求。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，尤其是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的出現(xiàn)和發(fā)展，智能家居逐步進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)化時(shí)代。它能提供照明控制、遠(yuǎn)程家電控制、安防報(bào)警、室內(nèi)外遙控、自動(dòng)窗簾、可編程定時(shí)控制等多種功能和手段，使人們的生活更加安全、舒適、和便捷。智能家居是利用自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、音視頻技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)將與家居生活有關(guān)的設(shè)備集成于一體，以提升

3、家居安全性、便利性、舒適性，以構(gòu)建高品質(zhì)的家居環(huán)境為目的的智能家居控制系統(tǒng)、智能家居系統(tǒng)包含的主要子系統(tǒng)有：家居布線系統(tǒng)、家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、智能家居（中央）控制管理系統(tǒng)、家居照明控制系統(tǒng)、家庭安防系統(tǒng)等。其中家庭安防系統(tǒng)是智能家居安防系統(tǒng)中最重要的子系統(tǒng)，但受家居安防產(chǎn)品價(jià)格昂貴，誤報(bào)率高的限制，目前我國(guó)的住宅小區(qū)只是實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的安防對(duì)講系統(tǒng)的普及，功能單一，處于安防產(chǎn)品應(yīng)用的初級(jí)階段，構(gòu)建價(jià)格低廉、性能可靠的智能家居安防產(chǎn)品將有重大的社會(huì)價(jià)值和巨大的商業(yè)潛力。2. 研究意義 安全，是人類生活永恒的主題，在當(dāng)前的社會(huì)生活環(huán)境下，安全問(wèn)題顯得尤為突出，采用高科技的手段實(shí)現(xiàn)安全防范是當(dāng)前保障人生、財(cái)產(chǎn)

4、安全的明智選擇。隨著新器件和新技術(shù)的出現(xiàn)，家居安防系統(tǒng)將會(huì)更加智能化，也將為人們提供更加安全可靠的保障。智能家居安防系統(tǒng)將為我們的家庭構(gòu)筑一道堅(jiān)固的安全防線，有了它我們的生活將會(huì)更加美好。利用GPRS技術(shù)、嵌入式技術(shù)、及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)字視頻技術(shù)等，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的智能家居安防系統(tǒng)。利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)布點(diǎn)方便的優(yōu)勢(shì)，覆蓋用戶住宅，節(jié)點(diǎn)由無(wú)線模塊、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器及外圍器件組成。由主控節(jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，在發(fā)現(xiàn)警情后拍攝現(xiàn)場(chǎng)，并將圖像信息及警情信息發(fā)送至主控節(jié)點(diǎn)。主控節(jié)點(diǎn)利用GPRS模塊遠(yuǎn)程通知用戶手機(jī)，同時(shí)，用戶可以通過(guò)手機(jī)或互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)對(duì)所屬節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)控制。實(shí)踐表

5、明，該智能家居系統(tǒng)具有成本低、功耗低、布點(diǎn)方便等特點(diǎn)。 高科技產(chǎn)品的應(yīng)用使我們的生活更加的便利，但是便利生活也會(huì)給我們的家居帶來(lái)了不少安全的隱患，比如說(shuō)各種電器的燃燒和爆炸、電線短路造成的觸電、煤氣管道的泄露等等，對(duì)人們的生命安全造成了很大的威脅。而且當(dāng)今社會(huì)中仍有很多的不法分子在活動(dòng)，搶劫盜竊犯罪現(xiàn)象屢見(jiàn)不鮮，而且犯罪的手段也趨向于更職業(yè)化和高智能化，所以作為智能家居中最重要的安防系統(tǒng)的研究具有迫切的意義。網(wǎng)絡(luò)化的家居系統(tǒng)已經(jīng)漸漸走入我們的生活，通過(guò)家居網(wǎng)絡(luò)我們可以實(shí)現(xiàn)三表的網(wǎng)絡(luò)化管理、家居內(nèi)環(huán)境參數(shù)的遠(yuǎn)程監(jiān)視、家用電器的遠(yuǎn)程監(jiān)控、家居視頻監(jiān)控以及安全防盜網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)等等。網(wǎng)絡(luò)化的家居系統(tǒng)具有環(huán)

6、保、安全、可靠、低成本、可擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，是未來(lái)家居發(fā)展的方向。對(duì)于一個(gè)安防系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，最重要的就是系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性?？煽啃跃褪前卜老到y(tǒng)有警必報(bào)無(wú)警不會(huì)誤報(bào)，穩(wěn)定性就是系統(tǒng)可以長(zhǎng)時(shí)間無(wú)故障地工作。本文采用低功耗、低成本、自組織、短距離的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)組建智能化家居網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)無(wú)需布線，靈活性和可擴(kuò)展性都大大增加，節(jié)點(diǎn)大范圍地分布于家居內(nèi)并采用一系列的應(yīng)答機(jī)制和算法來(lái)處理安防數(shù)據(jù)以提高系統(tǒng)的可靠性，某一個(gè)節(jié)點(diǎn)的損壞并不會(huì)影響系統(tǒng)的整體性能保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性?；跓o(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)德?tīng)栔悄芗揖影卜老到y(tǒng)從功耗、成本、穩(wěn)定性和可靠性都擁有不可比擬的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于更好的保障人們的生命財(cái)產(chǎn)安全具有重大的意義

7、。3. 文獻(xiàn)綜述智能家居安防系統(tǒng)是集信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)、無(wú)線電技術(shù)、模糊控制技術(shù)等多種技術(shù)為一體的綜合應(yīng)用，利用現(xiàn)代的寬帶信息網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)將家電控制、家庭環(huán)境控制、家庭監(jiān)視監(jiān)測(cè)、家庭信息交流、家庭安全防范、家庭娛樂(lè)、小區(qū)管理和服務(wù)集為一體構(gòu)成的智能系統(tǒng)產(chǎn)品，具有較強(qiáng)的技術(shù)性和前瞻性1。隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，開(kāi)始越來(lái)越多的人們關(guān)注生活條件的安全性和生活質(zhì)量的可靠性。城市人口的膨脹、外來(lái)人口的不斷增加及煤氣和大量家用電器設(shè)備使用中的不安全因素等，對(duì)小區(qū)居民的生命和財(cái)產(chǎn)造成了威脅，其中給居民生命和財(cái)產(chǎn)帶來(lái)了最大威脅的為以下兩大方面，一方面是惡意侵害（如入室偷竊

8、、搶劫、兇殺），另一方面是意外事故（如火災(zāi)、煤氣泄露），個(gè)人用戶對(duì)家庭安全需求的增長(zhǎng)越來(lái)越快2。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的機(jī)械式或單純依靠人為控制和操作的安防系統(tǒng)在實(shí)際的使用中暴露出了很多隱患和不足，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到人們對(duì)智能生活的要求3。計(jì)算技術(shù)的大量普及使得數(shù)字智能化的安防系統(tǒng)開(kāi)始在我國(guó)普通家庭出現(xiàn)，這些案發(fā)該系統(tǒng)大多是以單片機(jī)為核心，由于單片機(jī)的局限性，使得以單片機(jī)為核心的安防檢測(cè)系統(tǒng)越來(lái)越不能滿足人們的要求，日趨顯示出其缺陷，自嵌入式引入中國(guó)后，嵌入式操作系統(tǒng)以其優(yōu)勢(shì)使基于嵌入式系統(tǒng)的安防檢測(cè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)更多更復(fù)雜的安防功能，使安防系統(tǒng)功能更加完善和人性化，更能滿足人們不斷提出的要求4。安防系統(tǒng)作為智能

9、家居的一部分，隨著智能家居的發(fā)展而發(fā)展。智能住宅的概念最早出現(xiàn)于美國(guó)，美國(guó)的智能住宅發(fā)展也是最為迅猛。繼美國(guó)之后，歐洲、韓國(guó)、日本、新加坡等國(guó)的住宅智能化也得到了飛速發(fā)展。在我國(guó)，智能住宅這一概念推廣較晚，但其發(fā)展的速度非常快。目前國(guó)內(nèi)處于發(fā)展初期，而國(guó)外已經(jīng)處于快速發(fā)展階段5。國(guó)內(nèi)的發(fā)展是引入國(guó)外技術(shù)的前提下從而進(jìn)入了一個(gè)系統(tǒng)的發(fā)展歷程，因此國(guó)內(nèi)的智能家居發(fā)展前景是非常值得期待的6。美國(guó)是世界上第一個(gè)提出智能家居技術(shù)的國(guó)家，它于1984年建筑的世界上第一家智能家居安防拉開(kāi)了智能家居的帷幕，隨后智能家居開(kāi)始在歐洲、東南亞等經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的國(guó)家相繼推廣和發(fā)展開(kāi)來(lái)，并提出了各自不同標(biāo)準(zhǔn)的智能家居技術(shù)系

10、統(tǒng)方案，而且在一些國(guó)家已經(jīng)得到了相當(dāng)?shù)膽?yīng)用。新加坡在1998年5月推出的8X智能家居系統(tǒng)現(xiàn)在已經(jīng)在國(guó)內(nèi)得到了相當(dāng)大的采用，采用智能家居系統(tǒng)的家庭實(shí)現(xiàn)了智能家居的智能化控制7。在美國(guó)，有一種叫X-10的智能家居產(chǎn)品，它主要為單體別墅而設(shè)計(jì)和多用于舊房的改造，目前，該產(chǎn)品已經(jīng)在美國(guó)占據(jù)主流市場(chǎng)，已得到廣泛的使用8。我國(guó)數(shù)字家庭的概念推出的比較晚，國(guó)內(nèi)的第一家智能家居企業(yè)出現(xiàn)于90年代末2000年代初，它是在比爾蓋茨在中國(guó)推廣的“維納斯計(jì)劃”，的影響下孕育而生的9。2000-2006年，國(guó)內(nèi)各大供應(yīng)IT產(chǎn)品的廠商以E家聯(lián)盟的形式組成了閃聯(lián)，開(kāi)始在各種大城市里開(kāi)辦各種智能家居專賣(mài)店和親身體驗(yàn)服務(wù)，但是

11、這些專賣(mài)店的產(chǎn)品多限于燈光、多媒體集合的應(yīng)用。之后到現(xiàn)在，我國(guó)的眾多安防企業(yè)開(kāi)始紛紛加入智能家居企業(yè)，智能家居便開(kāi)始進(jìn)入發(fā)展初期?，F(xiàn)在國(guó)內(nèi)的智能家居控制終端的功能越來(lái)越全面和完善，也正在走向成熟，初步完成了智能家居控制系統(tǒng)的多樣化10。目前智能家居企業(yè)在中國(guó)還處于發(fā)展初期，還在逐步的成長(zhǎng)中，但國(guó)內(nèi)還沒(méi)有正式頒布相關(guān)的智能家居行業(yè)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，各大廠家各自分別采用不同的技術(shù)實(shí)現(xiàn)家居數(shù)字化，這在一定的程度上制約了國(guó)內(nèi)智能家居行業(yè)的技術(shù)發(fā)展11。面對(duì)國(guó)內(nèi)的智能家居市場(chǎng)幾乎空白的情況，國(guó)內(nèi)一些傳統(tǒng)家電業(yè)的巨頭也開(kāi)始進(jìn)入智能化家居市場(chǎng)，并各自提出了符合中國(guó)國(guó)情的智能家居協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。由信息產(chǎn)業(yè)部牽頭，聯(lián)想和康

12、佳、海信、長(zhǎng)城、TCL等五家廠商聯(lián)合發(fā)起組建了“閃聯(lián)”和標(biāo)準(zhǔn)工作組（IGRS）。該工作提出了新一代網(wǎng)絡(luò)信息設(shè)備接口規(guī)范和交換技術(shù)，并設(shè)計(jì)了全新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了智能設(shè)備互聯(lián)、資源共享和協(xié)同服務(wù)；還有由清華同方、中國(guó)網(wǎng)通與春蘭等7家公司共同締造的“家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟”也成為E家佳（Itophome）,現(xiàn)在已經(jīng)有將近300家成員，是國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的家庭網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)組織之一12。該組織提出基于TCPIP協(xié)議的智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，采用了全球最先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)、綜合布線技術(shù)等。國(guó)內(nèi)這些標(biāo)準(zhǔn)都以完善產(chǎn)業(yè)鏈的形式搭建起家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)平臺(tái)，隨著這些國(guó)內(nèi)智能家居相關(guān)產(chǎn)業(yè)的逐漸成熟，智能家居系統(tǒng)必然在我國(guó)有廣闊的

13、市場(chǎng)空間13。 智能家居是以家為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通訊、信息家電、網(wǎng)絡(luò)家電自動(dòng)化和智能化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理、控制于一體的有效、舒適、安全、便利、節(jié)能、環(huán)保的家居環(huán)境。智能家居系統(tǒng)是將家中與信息有關(guān)的通信設(shè)備、家用電器和家庭安全裝置通過(guò)家庭總線（家庭網(wǎng)絡(luò)）技術(shù)連接到一個(gè)家庭智能化系統(tǒng)上，進(jìn)行集中管理或遠(yuǎn)程監(jiān)視、控制及家庭事務(wù)管理14。安防系統(tǒng)是指安全防范集成安裝系統(tǒng)，主要包括多種監(jiān)測(cè)和報(bào)警功能，是智能家居的一個(gè)重要組成部分15。二 研究的基本內(nèi)容，擬解決的主要問(wèn)題1） 溫度實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的顯示。通過(guò)數(shù)字式溫度傳感器進(jìn)行溫度采集，通過(guò)單片機(jī)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由LED顯示屏對(duì)當(dāng)前的溫度值

14、進(jìn)行顯示。2） 鍵盤(pán)鍵入并顯示。操作人員可根據(jù)不同時(shí)間段將溫度值由鍵盤(pán)輸入并由顯示器進(jìn)行顯示，便于調(diào)節(jié)人們感覺(jué)最舒適的溫度。3） 超限報(bào)警功能。報(bào)警模塊具有兩項(xiàng)功能，即為報(bào)警燈和聲音報(bào)警。當(dāng)采集到的溫度與標(biāo)準(zhǔn)值之間存在較大差異時(shí)，及時(shí)啟動(dòng)報(bào)警裝置進(jìn)行報(bào)警，并采取相應(yīng)的措施。4） 實(shí)現(xiàn)通訊功能。配有通信接口可方便的與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，將采集到的溫度傳送到計(jì)算機(jī)上，留下采集到的歷史數(shù)據(jù)，以方便專業(yè)人士進(jìn)行研究。 三、 研究步驟.方法1） 了解智能家居相關(guān)資料的文獻(xiàn)并翻譯。2） 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。3） 進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析計(jì)算和處理。4） 提出幾種可實(shí)行的方案。5） 在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行硬件焊接和軟件調(diào)試。四、

15、研究工作進(jìn)度第1-4周：熟悉題目、查閱文獻(xiàn)資料，翻譯本專業(yè)原文資料，確認(rèn)系統(tǒng)硬件方案，寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第5-6周：畫(huà)流程圖，硬件電路搭建。第7-8周：編寫(xiě)程序，硬件電路搭建，畫(huà)流程圖。第9-10周：編寫(xiě)程序，硬件電路搭建，畫(huà)流程圖。第11-14周：硬件電路調(diào)試，軟件電路調(diào)試，編寫(xiě)程序。第15-17周：整理軟硬件資料，編寫(xiě)論文。第18周：畢業(yè)答辯，交論文。五、 主要參考文獻(xiàn)1李元元，基于Android平臺(tái)的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計(jì).第34卷,第6期，2012.138-1402李子云，基于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的智能家居安防系統(tǒng).2011.32-36.3劉海亮，曹家年，郭逢麗.嵌入式智能家居安防系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).2010.62-66.4張發(fā)，智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及軟件實(shí)現(xiàn)研究.2010.1515任紅霞，基于GPRS的智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng).第7卷，第29期，2011.7239-72406張佳歡，基于ZigBee技術(shù)的無(wú)線家居安防系統(tǒng)設(shè)計(jì).第5期，2012.79-827楊廣學(xué)，李鳳嬌，慕香永，余騰偉，基于物聯(lián)網(wǎng)的家居安防系統(tǒng)設(shè)計(jì).第30卷增刊2,2013.314-3188王新杰，譫向華，嵌入式智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng).2012.28.399魏平俊，方向前，韓建勛，一種智能家居安防系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì).2006.624-628.10武璐，智能家居家庭安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).20