太原理工大學現(xiàn)代科技學院畢業(yè)設計-開題報告

1、太原理工大學現(xiàn)代科技學院信息系畢業(yè)設計（論文）開題報告太原理工大學現(xiàn)代科技學院信息系本科畢業(yè)論文（設計）開題報告畢業(yè)設計(論文)題目基于物聯(lián)網的智能家居的研究學生姓名導師姓名專 業(yè)報告日期2014-03-10班 級指導教師意見簽字 年 月 日專業(yè)(教研室)主任意見年 月 日系主任意 見年 月 日1.選題意義 智能家居是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。智能家居集成是利用綜合布線技術、網絡通信技術、安全防范技術、

2、自動控制技術、音視頻技術將家居生活有關的設備集成。由于智能家居采用的技術標準與協(xié)議的不同，大多數(shù)智能家居系統(tǒng)都采用綜合布線方式，但少數(shù)系統(tǒng)可能并不采用綜合布線技術，如電力載波，不論哪一種情況，都一定有對應的網絡通信技術來完成所需的信號傳輸任務，因此網絡通信技術是智能家居集成中關鍵的技術之一。安全防范技術是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術，在小區(qū)及戶內可視對講、家庭監(jiān)控、家庭防盜報警、與家庭有關的小區(qū)一卡通等領域都有廣泛應用。自動控制技術是智能家居系統(tǒng)中必不可少的技術，廣泛應用在智能家居控制中心、家居設備自動控制模塊中，對于家庭能源的科學管理、家庭設備的日程管理都有十分重要的作用。音視頻技術是實現(xiàn)家

3、庭環(huán)境舒適性、藝術性的重要技術，體現(xiàn)在音視頻集中分配、背景音樂、家庭影院等方面。又稱智能住宅，通俗地說，它是融合了自動化控制系統(tǒng)、計算機網絡系統(tǒng)和網絡通訊技術于一體的網絡化智能化的家居控制系統(tǒng)。智能家居將讓用戶有更方便的手段來管理家庭設備，比如，通過家觸摸屏、無線遙控器、電話、互聯(lián)網或者語音識別控制家用設備，更可以執(zhí)行場景操作，使多個設備形成聯(lián)動；另一方面，智能家居內的各種設備相互間可以通訊，不需要用戶指揮也能根據(jù)不同的狀態(tài)互動運行，從而給用戶帶來最大程度的高效、便利、舒適與安全。 智能家居是以住宅為平臺，利用綜合布線技術、網絡通信技術、 智能家居-系統(tǒng)設計方案安全防范技術、自動控制技術、音視

4、頻技術將家居生活有關的設施集成，構建高效的住宅設施與家庭日程事務的管理系統(tǒng)，提升家居安全性、便利性、舒適性、藝術性，并實現(xiàn)環(huán)保節(jié)能的居住環(huán)境。 智能家居是在互聯(lián)網的影響之下物聯(lián)化體現(xiàn)。智能家居通過物聯(lián)網技術將家中的各種設備（如音視頻設備、照明系統(tǒng)、窗簾控制、空調控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)、網絡家電以及三表抄送等）連接到一起，提供家電控制、照明控制、窗簾控制、電話遠程控制、室內外遙控、防盜報警、環(huán)境監(jiān)測、暖通控制、紅外轉發(fā)以及可編程定時控制等多種功能和手段。與普通家居相比，智能家居不僅具有傳統(tǒng)的居住功能，兼?zhèn)浣ㄖ?、網絡通信、信息家電、設備自動化，集系統(tǒng)、結構、服務、管理為一體的高效、舒適、安全

5、、便利、環(huán)保的居住環(huán)境，提供全方位的信息交互功能。幫助家庭與外部保持信息交流暢通，優(yōu)化人們的生活方式，幫助人們有效安排時間，增強家居生活的安全性，甚至為各種能源費用節(jié)約資金。 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年美國聯(lián)合科技公司（United Technologies Building System）將建筑設備信息化、整合化概念應用于美國康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding時，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”，從此揭開了全世界爭相建造智能家居的序幕。2.國內外研究現(xiàn)狀概述2.1 國內現(xiàn)狀 智能家居作為一個

6、新生產業(yè)，處于一個導入期與成長期的臨界點，市場消費觀念還未形成，但隨著智能家居市場推廣普及的進一步落實，培育起消費者的使用習慣，智能家居市場的消費潛力必然是巨大的，產業(yè)前景光明。 正因為如此，國內優(yōu)秀的智能家居生產企業(yè)愈來愈重視對行業(yè)市場的研究，特別是對企業(yè)發(fā)展環(huán)境和客戶需求趨勢變化的深入研究，一大批國內優(yōu)秀的智能家居品牌迅速崛起，逐漸成為智能家居產業(yè)中的翹楚!智能家居至今在中國已經歷了近12年的發(fā)展，從人們最初的夢想，到今天真實的走進我們的生活，經歷了一個艱難的過程。 智能家居在中國的發(fā)展經歷的四個階段，分別是萌芽期/智能小區(qū)期、開創(chuàng)期、徘徊期、融合演變期。2.1.1 萌芽期/智能小區(qū)期（1

7、994年-1999年） 這是智能家居在中國的第一個發(fā)展階段，整個行業(yè)還處在一個概念熟悉、產品認知的階段，這時還沒有出現(xiàn)專業(yè)的智能家居生產廠商，只有深圳有一兩家從事美國X-10智能家居代理銷售的公司從事進口零售業(yè)務，產品多銷售給居住國內的歐美用戶。開創(chuàng)期（2000年-2005年）：國內先后成立了五十多家智能家居研發(fā)生產企業(yè)，主要集中在深圳、上海、天津、北京、杭州、廈門等地。智能家居的市場營銷、技術培訓體系逐漸完善起來，此階段，國外智能家居產品基本沒有進入國內市場。2.1.2 徘徊期（2006年-2010年） 2005年以后，由于上一階段智能家居企業(yè)的野蠻成長和惡性競爭，給智能家居行業(yè)帶來了極大的

8、負面影響：包括過份夸大智能家居的功能而實際上無法達到這個效果、廠商只顧發(fā)展代理商卻忽略了對代理商的培訓和扶持導致代理商經營困難、產品不穩(wěn)定導致用戶高投訴率。行業(yè)用戶、媒體開始質疑智能家居的實際效果，由原來的鼓吹變得謹慎，市場銷售也幾年出來增長減緩甚至部分區(qū)域出現(xiàn)了銷售額下降的現(xiàn)象。2005年-2007年，大約有20多家智能家居生產企業(yè)退出了這一市場，各地代理商結業(yè)轉行的也不在少數(shù)。許多堅持下來的智能家居企業(yè)，在這幾年也經歷了縮減規(guī)模的痛苦。正在在這一時期，國外的智能家居品牌卻暗中布局進入了中國市場，而活躍在市場上的國外主要智能家居品牌都是這一時期進入中國市場的，如羅格朗、霍尼韋爾、施耐德、Co

9、ntrol4等。國內部分存活下來的企業(yè)也逐漸找到自己的發(fā)展方向，例如天津瑞朗等，用X10，深圳索科特做了空調遠程控制，成為工業(yè)智控的廠家。2.1.3融合演變期（2011年-2020年） 進入2011年以來，市場明顯看到了增長的勢頭，而且大的行業(yè)背景是房地產受到調控。智能家居的放量增長說明智能家居行業(yè)進入了一個拐點，由徘徊期進入了新一輪的融合演變期。接下來的三到五年，智能家居一方面進入一個相對快速的發(fā)展階段，另一方面協(xié)議與技術標準開始主動互通和融合，行業(yè)并購現(xiàn)象開始出來甚至成為主流。接下來的五到十年，將是智能家居行業(yè)發(fā)展極為快速，但也是最不可琢磨的時期，由于住宅家庭成為各行業(yè)爭奪的焦點市場，智能

10、家居作為一個承接平臺成為各方力量首先爭奪的目標。誰能最終勝出，我們可以作種種分析，但最終結果，也許只有到時才知。但不管如何發(fā)展，這個階段國內將誕生多家年銷售額上百億元的智能家居企業(yè)。2.2 國內相關政策 截止2013年，全球范圍內信息技術創(chuàng)新不斷加快，信息領域新產品、新服務、新業(yè)態(tài)大量涌現(xiàn)，不斷激發(fā)新的消費需求，成為日益活躍的消費熱點。我國市場規(guī)模龐大，正處于居民消費升級和信息化、工業(yè)化、城鎮(zhèn)化、農業(yè)現(xiàn)代化加快融合發(fā)展的階段，信息消費具有良好發(fā)展基礎和巨大發(fā)展?jié)摿ΑＮ覈疄榱送苿有畔⒒?、智能化城市發(fā)展也在2013年8月14日發(fā)表了關于促進信息消費擴大內需的若干意見，大力測發(fā)展寬帶普及、寬帶提

11、速，加快推動信息消費持續(xù)增長，這都為智能家居、物聯(lián)網行業(yè)的發(fā)展打下了堅實的基礎。政策摘要： 鼓勵智能終端產品創(chuàng)新發(fā)展。面向移動互聯(lián)網、云計算、大數(shù)據(jù)等熱點，加快實施智能終端產業(yè)化工程，支持研發(fā)智能手機、智能電視等終端產品，促進終端與服務一體化發(fā)展。支持數(shù)字家庭智能終端研發(fā)及產業(yè)化，大力推進數(shù)字家庭示范應用和數(shù)字家庭產業(yè)基地建設。鼓勵整機企業(yè)與芯片、器件、軟件企業(yè)協(xié)作，研發(fā)各類新型信息消費電子產品。支持電信、廣電運營單位和制造企業(yè)通過定制、集中采購等方式開展合作，帶動智能終端產品競爭力提升，夯實信息消費的產業(yè)基礎。2.3 國外現(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

12、洲、澳大利亞和東南亞等經濟比較發(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、家庭智能控制面板、智能布線箱、寬帶網接入和統(tǒng)軟件配置等。根據(jù)美國該行業(yè)之專業(yè)顧問公司PARKS的統(tǒng)計資料顯示：1995年，美國一個家庭要安裝家庭自動化設備的平均費用在7000至9000美元之間。1995年美國家庭已使

13、用先進家庭自動化設備的比率為0.33%，看來市場真正啟動尚需時日。預計這五年內，家庭自動化的市場年平均增長率為8%。PARKS公司的資料亦顯示：到2004年，家庭網絡市場總額可達57億美元。據(jù)國際專家預測，到2000年底國際智能家居的產品銷售額可達24億美元。2004年可達148億美元。3.主要研究內容3.1 家庭自動化 家庭自動化系指利用微處理電子技術，來集成或控制家中的電子電器產品或系統(tǒng)，例如：照明燈、咖啡爐、電腦設備、保安系統(tǒng)、暖氣及冷氣系統(tǒng)、視訊及音響系統(tǒng)等。家庭自動化系統(tǒng)主要是以一個中央微處理機（Central Processor Unit，CPU）接收來自相關電子電器產品（外界環(huán)境

14、因素的變化，如太陽初升或西落等所造成的光線變化等）的訊息后，再以既定的程序發(fā)送適當?shù)男畔⒔o其它電子電器產品。中央微處理機必須透過許多界面來控制家中的電器產品，這些界面可以是鍵盤，也可以是觸摸式熒幕、按鈕、電腦、電話機、遙控器等；消費者可發(fā)送信號至中央微處理機，或接收來自中央微處理機的訊號。 家庭自動化是智能家居的一個重要系統(tǒng)，在智能家居剛出現(xiàn)時，家庭自動化甚至就等同于智能家居，今天它仍是智能家居的核心之一，但隨著網絡技術有智能家居的普遍應用，網絡家電/信息家電的成熟，家庭自動化的許多產品功能將融入到這些新產品中去，從而使單純的家庭自動化產品在系統(tǒng)設計中越來越少，其核心地位也將被家庭網絡/家庭信

15、息系統(tǒng)所代替。它將作為家庭網絡中的控制網絡部份在智能家居中發(fā)揮作用。最有名的家庭自動化系統(tǒng)為美國的X-10。3.2 家庭網絡 首先大家要把這個家庭網絡和純粹的“家庭局域網”分開來，我們在本書中還會提到“家庭局域網/家庭內部網絡”這一名稱，它是指連接家庭里的PC、各種外設及與因特網互聯(lián)的網絡系統(tǒng)，它只是家庭網絡的一個組成部份。家庭網絡是在家庭范圍內(可擴展至鄰居，小區(qū))將PC、家電、安全系統(tǒng)、照明系統(tǒng)和廣域網相連接的一種新技術。當前在家庭網絡所采用的連接技術可以分為“有線”和“無線”兩大類。有線方案主要包括：雙絞線或同軸電纜連接、電話線連接、電力線連接等；無線方案主要包括：紅外線連接、無線電連接

16、、基于RF技術的連接和基于PC的無線連接等。 家庭網絡相比起傳統(tǒng)的辦公網絡來說，加入了很多家庭應用產品和系統(tǒng)，如家電設備、照明系統(tǒng)，因此相應技術標準也錯綜復雜，這里面也牽涉太多知名的網絡廠家和家電廠家的利益，我們在智能家居技術一章中將對各種技術標準作詳細介紹。家庭網絡的發(fā)展趨勢是將智能家居中其它系統(tǒng)融合進去，最終一統(tǒng)天下。3.3 網絡家電 網絡家電是將普通家用電器利用數(shù)字技術、網絡技術及智能控制技術設計改進的新型家電產品。網絡家電可以實現(xiàn)互聯(lián)組成一個家庭內部網絡，同時這個家庭網絡又可以與外部互聯(lián)網相連接?？梢?，網絡家電技術包括兩個層面：首先就是家電之間的互連問題，也就是使不同家電之間能夠互相識

17、別，協(xié)同工作。第二個層面是解決家電網絡與外部網絡的通信，使家庭中的家電網絡真正成為外部網絡的延伸。 要實現(xiàn)家電間互聯(lián)和信息交換，就需要解決：1.描述家電的工作特性的產品模型，使得數(shù)據(jù)的交換具有特定含義；2.信息傳輸?shù)木W絡媒介。在解決網絡媒介這一難點中，可選擇的方案有：電力線、無線射頻、雙絞線、同軸電纜、紅外線、光纖。認為比較可行的網絡家電包括網絡冰箱、網絡空調、網絡洗衣機、網絡熱水器、網絡微波爐、網絡炊具等。網絡家電未來的方向也是充分融合到家庭網絡中去。3.4 信息家電 信息家電應該是一種價格低廉、操作簡便、 實用性強、帶有PC主要功能的家電產品。利用電腦、電信和電子技術與傳統(tǒng)家電（包括白色家

18、電：電冰箱、洗衣機、微波爐等和黑色家電：電視機、錄像機、音響、VCD、DVD等）相結合的創(chuàng)新產品， 是為數(shù)字化與網絡技術更廣泛地深入家庭生活而設計的新型家用電器，信息家電包括PC、機頂盒、HPC、DVD、超級VCD、無線數(shù)據(jù)通信設備、視頻游戲設備、WEBTV、INTERNET電話等等，所有能夠通過網絡系統(tǒng)交互信息的家電產品，都可以稱之為信息家電。音頻、視頻和通信設備是信息家電的主要組成部分。另一方面, 在傳統(tǒng)家電的基礎上，將信息技術融人傳統(tǒng)的家電當中，使其功能更加強大，使用更加簡單、方便和實用，為家庭生活創(chuàng)造更高品質的生活環(huán)境，比如模擬電視發(fā)展成數(shù)字電視，VCD變成DVD，電冰箱、洗衣機、微波

19、爐等也將會變成數(shù)字化、網絡化、智能化的信息家電。 從廣義的分類來看，信息家電產品實際上包含了網絡家電產品，但如果從狹義的定義來界定，我們可以這樣做一簡單分類：信息家電更多的指帶有嵌入式處理器的小型家用(個人用)信息設備，它的基本特征是與網絡(主要指互聯(lián)網)相連而有一些具體功能，可以是成套產品，也可以是一個輔助配件。而網絡家電則指一個具有網絡操作功能的家電類產品，這種家電可以理解是我們原來普通家電產品的升級。 信息家電由嵌入式處理器、相關支撐硬件（如顯示卡、存儲介質、IC卡或信用卡等讀取設備）、嵌入式操作系統(tǒng)以及應用層的軟件包組成。信息家電把PC的某些功能分解出來，設計成應用性更強、更家電化的產

20、品，使普通居民步人信息時代的步伐更為快速，是具備高性能、低價格、易操作特點的Internet工具。信息家電的出現(xiàn)將推動家庭網絡市場的興起，同時家庭網絡市場的發(fā)展又反過來推動信息家電的普及和深人應用。4.擬采用的研究思路（方法、技術路線、可行性論證等）1.研究方法：1)查閱文獻，進行分析比較，寫出開題報告； 2)了解硬件組成特點； 3)掌握相關程序的移植與編寫工作； 4)撰寫畢業(yè)設計論文。2.技術路線: 1)對已有的智能家居產品的軟硬件進行深入了解； 2)根據(jù)相關論文的研究分析智能家居的工作原理。5.研究工作安排及進度第一階段：2012年1月底-2012年2月中旬 閱讀大量文獻，確定選題方向；第

21、二階段：2012年2月底-2012年3月中旬 收集資料，撰寫開題報告；第三階段：2012年3月底-2012年5月中旬 完成畢業(yè)報告初稿的寫作工作；第四階段：2012年5月初-2012年5月中旬 進行畢業(yè)報告的修改和完善工作；第五階段：2012年5月底-2012年6月中旬 進行畢業(yè)報告的定稿及打印和裝訂工作。6.參考文獻1董海濤.基于Zigbee的無線傳感器網絡的設計與實現(xiàn)D.安徽:中國科學技術大學,2007.1-5.2熬志剛.GSM網絡優(yōu)化,原理與工程M.人民郵電出版社.2010.01.34崔娟.嵌入式超低功耗無線傳感器網絡的研究D.哈爾濱理工大學碩士論文,2009.5張曦煌.無線傳感器網絡的研究.博士學位論文D.無錫:江南大學,2008-03-01.6王漢中.基于SgBeeE收發(fā)器CC2430的分布式溫度測量系統(tǒng)的設計D.武漢: