精品資料（2021-2022年收藏）科技創(chuàng)新基金申請

1、煙臺大學大學生科技創(chuàng)新基金申請表作品名稱： 基于arm7嵌入式的智能家居系統(tǒng) 申請者姓名： 司尤濤 周 輝 朱玉坤說 明1申報者應在認真閱讀此說明各項內(nèi)容后按要求詳細填寫。2申報者在填寫申報作品情況時只需根據(jù)個人項目或集體項目填寫A1或A2表，根據(jù)項目類別（自然科學類、社會科學類、制作發(fā)明）分別填寫B(tài)1、B2表。所有申報者可根據(jù)情況填寫C表。3.表內(nèi)由申請者填寫的項目一律打印，此表格為活動表格，表格大小可隨內(nèi)容多少變化。 4.學術論文、社會調(diào)查報告及所附的有關材料必須是中文（若是外文，請附中文本），請以4號楷體打印在A4紙上，附于申請表后，字數(shù)在8000字左右（文章版面尺寸14.522cm）。

2、 5作品申報書須按要求報送院（系）和基金管理辦公室。6其他申請事宜請向基金管理辦公室咨詢。聯(lián) 系 人：畢瀟瀟聯(lián)系電話：6907048A2申報者情況（集體項目）說明：1必須由申報者本人按要求打印填寫；2申報者代表必須是作者中學歷最高者，其余作者按學歷高低排列；3本表中的教務部門簽章視為申報者情況的確認。申報者代表情況姓名司尤濤性別男出生年月1982年9月6日 系 別、專 業(yè)、年 級計算機學院自動化專業(yè)02級學歷本科學制四年入學時間2002年9月作品名稱基于arm7嵌入式的智能家居系統(tǒng)聯(lián)系方式手機話：6704537其他作者情況姓 名性別年齡學歷所在院（系）周輝男22本科計

3、算機學院朱玉坤男23本科計算機學院院系負責人或?qū)熞庖姳咀髌肥欠駷檎n外學術科技或社會實踐活動成果是否負責人簽名：年 月 日B2申報作品情況（科技發(fā)明制作）說明：1必須由申報者本人填寫；2本部分中的科研管理部門簽章視為對申報者所填內(nèi)容的確認； 3本表必須附有研究報告，并提供圖表、曲線、試驗數(shù)據(jù)、 原理結(jié)構(gòu)圖、外觀圖（照片）,也可附鑒定證書和應用證書； 4作品分類請按照作品發(fā)明點或創(chuàng)新點所在類別填報。作品全稱基于arm7嵌入式的智能家居系統(tǒng)作品分類 信息技術（包括計算機、電信、通訊、電子等） 內(nèi)容摘要 SOC（System-on-chip,片上系統(tǒng)）是當今微電子設計研究領域的熱門課題，21世紀集成

4、電路的發(fā)展方向?qū)⑹荢OC，它的特點是速度快，可靠性高，低功耗。很適合嵌入式系統(tǒng)。在高端嵌入式應用中，32位RISC處理器已很常見，其中最通用的是ARM嵌入式微處理器系列。我們的這次設計就是基于ARM7處理器，利用VXWORKS操作系統(tǒng)的優(yōu)點和GPRS模塊的遠程控制實現(xiàn)對居室智能照明控制、智能家電控制、智能報警聯(lián)動。作品設計、發(fā)明的目的和基本思路，創(chuàng)新點，技術關鍵和主要技術指標本智能家居系統(tǒng)的設計主要是的為了能切實保障家人的生命安全及家居的財產(chǎn)安全，利用智能住宅高科技的安防系統(tǒng)達到保護家庭財產(chǎn)安全的目的；本方是案基于ARM7的嵌入式智能家居控制總線系統(tǒng)網(wǎng)絡，實現(xiàn)對居室智能照明控制（節(jié)約用電）、智

5、能家電控制、智能報警聯(lián)動，為住戶提供一個溫馨舒適、安全節(jié)能、先進高尚的家居環(huán)境。 本系統(tǒng)的技術要點如下：1：基于VXWORKS實時多任務操作系統(tǒng)：相應快速，運行穩(wěn)定。 2、直接控制：利用控制面板控制多個電器的開關或布防撤防。3：遠程控制：基于GPRS模塊的嵌入式控制。4、聯(lián)動控制：報警時可以聯(lián)動打開燈光等。作品的科學性先進性（必須說明與現(xiàn)有技術相比、該作品是否具有突出的實質(zhì)性技術特點和顯著進步。請?zhí)峁┘夹g性分析說明和參考文獻資料）目前出現(xiàn)的智能家居系統(tǒng)可大體分為三種：以PC做為整個家庭智能控制系統(tǒng)的服務器，加上一些外圍的擴展設備。其操作系統(tǒng)是PC操作系統(tǒng)(windows、linux等) ，應用

6、軟件與硬件無關，代碼重用率高。處理能力強，功耗高，系統(tǒng)穩(wěn)定性很差，易受病毒攻擊，不能長時間穩(wěn)定工作。以一顆或多顆單片機作為核心處理單元，加上定制的硬件和軟件。應用軟件直接對硬件編程代碼重用率低，處理能力弱，功耗低，主要采用模擬電路設計相對復雜系統(tǒng)穩(wěn)定性不強，適合比較簡單的應用，擴展性不強?；谇度胧较到y(tǒng)設計作為核心，其操作系統(tǒng)是定制的嵌入式系統(tǒng)(embeded linux、vxworks、posix等) ，應用軟件與硬件無關，代碼重用率高。處理能力強，功耗低，采用數(shù)字電路設計結(jié)構(gòu)簡單，系統(tǒng)穩(wěn)定性強。可見，基于嵌入式的智能家居系統(tǒng)有巨大的優(yōu)越性。參考文獻：1：杜春雷 ARM體系結(jié)構(gòu)與編程 北京：

7、清華大學出版社，2003 2：羅莉等 一個基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)設計與實現(xiàn) 第八屆計算機工程于工藝學術年會3：趙星寒 劉濤 從51到ARM 北京航空航天大學出版社 2005作品在何時、何地、何種機構(gòu)舉行的評審、鑒定、評比、展示等活動中獲獎及鑒定結(jié)果使用說明及該作品的技術特點和優(yōu)勢，提供該作品的適應范圍及推廣前景的技術性說明及市場分析和經(jīng)濟效益預測1：使用說明 對該系統(tǒng)得控制主要是通過遠程控制器（手機）和觸摸屏。通過手機短信的形式可以對居室的各種電器進行遠程控制，居室中發(fā)生意外事故后，也會反饋到手機上。通過觸摸屏可實現(xiàn)手動與自動的切換。2：技術特點及優(yōu)勢（1） 在vxworks操作系統(tǒng)的移

8、植基礎上，充分利用vxworks操作系統(tǒng)的實時多任務，響應快速，運行穩(wěn)定的優(yōu)點。（2） 嵌入式GPRS模塊的設計。實現(xiàn)遠程控制和反饋。（3） 基于vxworks操作系統(tǒng)的各種信號的采集及報警裝置。 3：產(chǎn)品推廣前景及市場分析，經(jīng)濟效益預測隨著Internet網(wǎng)向普通家庭生活不斷擴展，消費電子、計算機、通訊一體化趨勢日趨明顯，現(xiàn)代智能家居由于其安全、方便、高效、快捷、智能化等特點在21世紀將成為現(xiàn)代社會和家庭的新時尚。當家庭智能網(wǎng)關將家庭中各種各樣的家電通過家庭總線技術連接在一起時，就構(gòu)成了功能強大、高度智能化的現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)。而基于嵌入式系統(tǒng)的家庭智能系統(tǒng)在國內(nèi)才剛剛出現(xiàn)，隨著嵌入式技術更加

9、廣泛的應用，隨著成本的逐步降低，中國的智能家居最終將走向嵌入式。作品所處階段實驗室階段 技術轉(zhuǎn)讓方式作品可展示的形式實物模型 院（系）評審小組簽 章 年 月 日C.當前國內(nèi)外同類課題研究水平概述 說明：1.申報者可根據(jù)作品類別和情況打印填寫； 2.填寫此欄有助于評審。目前我國智能家居發(fā)展概況與現(xiàn)存的問題智能家居在中國經(jīng)歷了近6年的起步階段，發(fā)展速度緩慢，這主要是因為沒有投入大量的資金,開發(fā)技術短期內(nèi)也不成熟。但是隨著建筑智能化行業(yè)協(xié)會的成立及技術水平的不斷提高，產(chǎn)品在市場上已逐步推廣，前期主要集中在一些分散的智能家庭控制子系統(tǒng)的研究上，如三表抄送系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、可視對講系統(tǒng)等。隨著集成技術、通

10、訊技術、互操作能力和布線標準的發(fā)展而不斷改進，實現(xiàn)它們之間信息共享，使得系統(tǒng)安裝方便、使用靈活。預計在2005年2007年間將逐步普及。而且我國在2000年小康型城鄉(xiāng)住宅科技產(chǎn)業(yè)工程項目實施方案中，將建設智能化小康示范小區(qū)列入國家重點的發(fā)展方向。因此也就必然促使智能化從智能大廈建設向智能化住宅小區(qū)，乃至向家庭智能化的方向發(fā)展。建設部要求“到2010年，大中城市中60%的住宅要實現(xiàn)智能化”。據(jù)國家建設部科技委智能建筑技術開發(fā)推廣中心的報告稱：隨著環(huán)保、健康、安全、舒適的智能家居逐步普及，家居智能化的比例會大幅增加，目前已達到20左右；按照智能家居每年500多萬套的速度發(fā)展，智能家居市場對智能產(chǎn)品

11、的需求量將大幅度的增長。由于國內(nèi)一些經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)，城市人口密度高，住宅建設相對密集。目前，多數(shù)住宅樓、小區(qū)是很多住戶共用一臺變壓器甚至是共用一相電源，這對電力載波類的智能家居產(chǎn)品在國內(nèi)市場的應用帶來技術上的難題。由于信號的穩(wěn)定性較差與串擾較大，地址碼的限制（一個獨立的系統(tǒng)最多不超過256節(jié)點），安裝電力載波系統(tǒng)的住宅容易產(chǎn)生誤操作。即便廠家針對這個問題設計了阻波器、濾波器這種裝置，效果也沒有太多的改善。智能家居在我國的發(fā)展在現(xiàn)階段遇到了三個大問題：系統(tǒng)復雜、價格昂貴、不切實際，智能家居發(fā)展要過3道坎。 進入數(shù)字時代，“智能家居”的概念炒得炙手可熱，但是，它離普通百姓家庭卻很遙遠，因為智能家

12、居必須邁過“系統(tǒng)復雜、價格昂貴、不切實際”這三道門檻，才能迎來其大發(fā)展的黃金時期。 在未來5年內(nèi)，全球家庭智能化市場的年平均增長率為8%，到去年底，家庭網(wǎng)絡市場總額為57億美元，智能家居產(chǎn)品銷售額達到140億美元。為了搶奪這塊“蛋糕”，國內(nèi)眾多企業(yè)紛紛試水該產(chǎn)業(yè)，包括TCL、海爾、清華同方等大型企業(yè)利用品牌優(yōu)勢殺入該產(chǎn)業(yè)，而數(shù)千家中小企業(yè)也正日益成為行業(yè)中的生力軍。 目前我國智能家居產(chǎn)業(yè)存在3個方面的問題：一是由于智能家居產(chǎn)業(yè)國家還沒有統(tǒng)一的行業(yè)標準，很多中小企業(yè)各自為政，相互間的產(chǎn)品不具兼容性；第二，由于技術人員沒有做深入的市場調(diào)查，開發(fā)出的產(chǎn)品雖然技術上具有先進性，但實用性差，操作復雜，與

13、市場需求脫節(jié)；第三，由于技術上需要投入大量研發(fā)資金，一些中小企業(yè)沒有能力持續(xù)創(chuàng)新，更難形成規(guī)模生產(chǎn)，造成產(chǎn)品價格居高不下。 國外智能家居的發(fā)展現(xiàn)狀自從世界上第一幢智能建筑1984年在美國出現(xiàn)后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟比較發(fā)達的國家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛應用。1998年5月新加坡舉辦的“98亞洲家庭電器與電子消費品國際展覽會”上，通過在場內(nèi)模擬“未來之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)。它的系統(tǒng)功能包括三表抄送功能、安防報警功能、可視對講功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能、有線電視接入、電話接入、住戶信息留言功能、家庭智

14、能控制面板、智能布線箱、寬帶網(wǎng)接入和統(tǒng)軟件配置等。這種“未來之家”家庭智能化系統(tǒng)，市場真正啟動尚需時日。目前在新加坡也有近30個社區(qū)(住宅小區(qū))近5000戶的家庭采用了“家庭智能化系統(tǒng)”，美國已有近四萬戶家庭安裝了這一類的“家庭智能化系統(tǒng)”，相信到了21世紀將會有更多的住宅安裝上這一類高科技智能化系統(tǒng)產(chǎn)品。目前美國有一種占據(jù)市場主流的產(chǎn)品X-10，銷售已超過1億個，設計戶型為單體別墅，應用多為舊房改造，僅在美國便有超過400萬個家庭在使用。但這些產(chǎn)品技術限制較多，并不適合在我國原樣照搬使用應用。其智能家居系統(tǒng)，通過機頂盒和網(wǎng)絡，將家居自動化控制、信息家電、安防設備以及娛樂和信息中心這四部分集成

15、一個全面的，面向?qū)拵Щヂ?lián)網(wǎng)的家居控制網(wǎng)絡。智能家居的發(fā)展趨勢 評判某類產(chǎn)品其應用技術是否為廣大用戶接受，主要體現(xiàn)在該產(chǎn)品在系統(tǒng)功能、布線方式、安裝及調(diào)試的復雜性、系統(tǒng)可靠性、操作方便性、標準化、擴展性性價比等幾個方面。嵌入式系統(tǒng)一般指非PC系統(tǒng)，它包括硬件和軟件兩部分。硬件包括處理器/微處理器、存儲器及外設器件和I/O端口、圖形控制器等。軟件部分包括操作系統(tǒng)軟件（OS）（要求實時和多任務操作）和應用程序編程。應用程序控制著系統(tǒng)的運作和行為；而操作系統(tǒng)控制著資源調(diào)度及與硬件的交互作用。 我們可以通過各項比較來看，嵌入式比較有發(fā)展?jié)摿?。嵌入式的智能家居使系統(tǒng)的處理能力大大增強，可以帶來更加逼真的圖

16、像以及更加真實的語音等。 根據(jù)系統(tǒng)定制的實時操作系統(tǒng)不僅可以最大限度的利用硬件資源而且還避免了過于龐大的系統(tǒng)造成的系統(tǒng)冗余。一般只有一顆主處理芯片，系統(tǒng)架構(gòu)更加清晰簡捷。 軟件采用分層設計方便維護和升級，大大提高了代碼利用率，縮短開發(fā)周期。因為嵌入式技術是伴隨著Internet而生的，所以它具有更加卓越的網(wǎng)絡性能，可以增加更多的網(wǎng)絡應用。 集中控制系統(tǒng)與電力載波類產(chǎn)品功能上也比較全面，一般能提供燈光、電器控制功能，也可通過遙控器、電話等方式控制，實現(xiàn)場景設定，有些產(chǎn)品還帶有安防報警器信號接口。但集中控制系統(tǒng)多數(shù)由于采用小功率繼電器來實現(xiàn)用電回路的通斷開關，給現(xiàn)場安裝也帶來一些問題，只能控制小功

17、率的燈具、電器。綜上所述，從布線方式、產(chǎn)品功能、系統(tǒng)穩(wěn)定性及使用方便性等方面綜合比較，很顯然嵌入式類智能家居產(chǎn)品在應用方面具有相當?shù)膬?yōu)勢，應該是未來中國家庭智能化技術主流發(fā)展方向。至于以單片機技術開發(fā)的集中控制智能家居產(chǎn)品則存在明顯的不足，輸出功率低，不兼容傳統(tǒng)的開關方式、布線復雜，充其量也只是一個過渡性的產(chǎn)品。目前這類產(chǎn)品有些應用在價位相對較低的樓盤中，發(fā)展商主要出發(fā)點是追求智能家居的市場，對出售樓盤進行炒作。根據(jù)對智能家居市場的調(diào)查研究，對中高檔樓盤、復式房，目前在市場上以嵌入式技術開發(fā)的智能家居產(chǎn)品應該是一個較好的選擇。該系統(tǒng)集成了安防報警、燈光及電器的智能控制、信息管理，語音留言等功能

18、。其控制方式靈活多樣，既兼容傳統(tǒng)的開關面板控制方式，又可通過遙控器、電話及互聯(lián)網(wǎng)控制，系統(tǒng)還可定時控制、智能感應控制、遠程撤布防、電話報警等，功能全面實用。系統(tǒng)布線及安裝調(diào)試也非常簡單。隨著Internet網(wǎng)向普通家庭生活不斷擴展，消費電子、計算機、通訊一體化趨勢日趨明顯，現(xiàn)代智能家居由于其安全、方便、高效、快捷、智能化等特點在21世紀將成為現(xiàn)代社會和家庭的新時尚。當家庭智能網(wǎng)關將家庭中各種各樣的家電通過家庭總線技術連接在一起時，就構(gòu)成了功能強大、高度智能化的現(xiàn)代智能家居系統(tǒng)。而基于嵌入式系統(tǒng)的家庭智能系統(tǒng)在國內(nèi)才剛剛出現(xiàn)，隨著嵌入式技術更加廣泛的應用，隨著成本的逐步降低，中國的智能家居最終將

19、走向嵌入式。D 經(jīng)費來源及概算 金額單位:元申請資助總金額6000元（RMB）其它經(jīng)費來源及金額支出項目名稱金 額用 途開發(fā)設備4000元（RMB）用于GPRS網(wǎng)絡監(jiān)控經(jīng) 費調(diào)研費800考察和市場調(diào)研概 算差旅費600省內(nèi)市場的調(diào)研路費零配件費300外接電路擴展資料費300書籍，資料合 計6000名 稱規(guī)格型號數(shù) 量金 額其中GPS+GPRS模塊FAC 2000+13300主要LCD320*240STN彩色LCD1700儀器ARM開發(fā)平臺UP-NETAARM30001現(xiàn)有、設備、材料小 計E指導教師意見指導教師 姓 名張粉玉職 稱副教授聯(lián)系方式690174813792500980導師意見：中國

20、的智能家居行業(yè)興起于九十年代的末期。隨著人民的生活水平越來越高，以及一浪高過一浪的房地產(chǎn)熱潮，中國的智能家居行業(yè)取得了更加迅猛的發(fā)展并日益滲透到平常百姓的生活當中。智能家居也是一個過程或一個系統(tǒng)，利用先進的網(wǎng)絡通訊技術、電力自動化技術、計算機技術、無線電技術，將與居家生活有關的各種設備有機地結(jié)合在一起，通過網(wǎng)絡化的綜合管理，讓居家生活更輕松。隨著Internet網(wǎng)向普通家庭生活不斷擴展，消費電子、計算機、通訊一體化趨勢日趨明顯，現(xiàn)代智能家居由于其安全、方便、高效、快捷、智能化等特點在21世紀將成為現(xiàn)代社會和家庭的新時尚。從技術方面看，嵌入式系統(tǒng)開發(fā)已經(jīng)成為計算機專業(yè)學生走向社會的一個必備的技能之一，ARM系列微處理器在嵌入式系統(tǒng)產(chǎn)品開