面向老人的物聯(lián)網(wǎng)智能安防家庭系統(tǒng)

摘本課題就是基于此現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)了一套針對(duì)老人物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。在物聯(lián)網(wǎng)的—應(yīng)用層提出更為性的創(chuàng)新思路：協(xié)議解析算法，該算法制定了一套標(biāo)準(zhǔn)的可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言，給每件智能產(chǎn)品規(guī)定唯一的ID標(biāo)識(shí)、服務(wù)類型、服務(wù)內(nèi)容等。使得市場(chǎng)上各式各樣的傳感器直接與端互聯(lián)。真正實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)的初衷：物物相連。：老聯(lián)網(wǎng)能摘 第一 緒 設(shè)計(jì)背 所涉技術(shù)發(fā)展現(xiàn) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā) 存在的技術(shù)問(wèn) 創(chuàng)新 主要解決的問(wèn) 設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn) 文檔框 第二 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)及成果展示說(shuō) 先進(jìn)性及科學(xué) 先進(jìn) 科學(xué) 技術(shù)關(guān) 編程語(yǔ)言、硬件模塊的比較及其選 第三 成果展示說(shuō) 架構(gòu)及功能展 使用步驟說(shuō) 第四 社會(huì)價(jià)值和預(yù)期效 應(yīng)用價(jià)值及社會(huì)前 預(yù)期成果及經(jīng)濟(jì)效 第五 團(tuán)隊(duì)介 參考文 第一章緒論人口將達(dá)到１５．９８％，屆時(shí)中國(guó)將進(jìn)入社會(huì)，而２０４０年將成為齡社 國(guó)內(nèi)外技術(shù)發(fā)展國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品比較：AwareHome、英特爾西雅圖研究院的Ageing-in-ce、英國(guó)布魯內(nèi)爾大學(xué)的MillenniumHome以及佛羅里達(dá)大學(xué)的HouseofMatilda等。 ,Pointer)的基礎(chǔ)上，基于SpeechSDK的Application-LevelInterfaces提供的API,識(shí)別語(yǔ)音及語(yǔ)音合成，基于ICTCLAS(InstituteofComputingTechnology, LexicalysisSystem)和句模匹配技術(shù)，理解用戶交互語(yǔ)言；基于PCCR（瞳孔－角膜反射）技術(shù)，提取用戶視線在屏幕上的落基于人臉識(shí)別的防盜門系統(tǒng)圖像及來(lái)訪者留言的模塊等。以下是它與本團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)的對(duì)比：都安裝了模塊都有識(shí)別功能1.頭進(jìn)行人臉識(shí)別2.模塊嵌在門體內(nèi)3.數(shù)據(jù)不上傳、不保存1.識(shí)別2.模塊、門體分3.、圖像4.可操作、基于物聯(lián)網(wǎng)的智能防盜門都可通話侵入只有警鈴無(wú)APP、電腦客戶端軟件，無(wú)；都可通話侵入只有警鈴無(wú)APP、電腦客戶端軟件，無(wú)；侵入“四報(bào)警”：警鈴、、撥號(hào)、軟件提示4種；增加APP門、、、記錄查詢等操作通信模塊：WiFi國(guó)內(nèi)、國(guó)外同類產(chǎn)品的行情比較：能家居看家組合，功能特點(diǎn)是實(shí)時(shí)影像，全局視野，也就是一個(gè)看家的頭，售價(jià)報(bào)價(jià)卻是220元；因此縱觀智能家居市場(chǎng)市場(chǎng)上雖然已有很多研究智能家居的公司和團(tuán)隊(duì)，像頭，以及市場(chǎng)上鮮有的遠(yuǎn)距離開(kāi)門，藍(lán)牙開(kāi)門等新興功能。存在的技術(shù)問(wèn)題主要解決的問(wèn)題感知層：多算法融合、多傳感融合，老人昏倒、跌倒大救星。目前市場(chǎng)上毫無(wú)例外都是用的各種各樣的傳器，比如海爾智家居的檢測(cè)器，安居公司的傳感融合、算法融合的概念，將該融合算法首運(yùn)用到老人群體中—多種征傳感器、計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法相結(jié)合及時(shí)檢摔倒、昏倒的情況，并將相空制定了一套標(biāo)準(zhǔn)的可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言，給每件智能產(chǎn)品規(guī)定唯一的ID標(biāo)識(shí)、服務(wù)模塊（傳感器等）直接與進(jìn)行互聯(lián)，并且在日后若添加新的模塊也可以在手增加了、電腦APP、APP開(kāi)門的功能。如可通過(guò)對(duì)外來(lái)親增加了識(shí)別開(kāi)門功能。我們?cè)O(shè)計(jì)的開(kāi)門功能和市面上的鎖相比有很式，我們構(gòu)建了庫(kù)，錄入主人及親人的。當(dāng)主人在上班途中父母或兄弟紋進(jìn)行匹配，若匹配成功，則主人可通過(guò)對(duì)系統(tǒng)開(kāi)門而無(wú)需放下重增加用NFC開(kāi)門功能。由于NFC是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的連接，其性和安全性很好，耗“四”。增加了情況下的自動(dòng)撥號(hào)、、警鈴設(shè)計(jì)內(nèi)容簡(jiǎn)介情境一：老人跌倒、昏倒自動(dòng)求救處理等綜合辨別后，發(fā)送給端，會(huì)出現(xiàn)警示信息：分別為提醒、響 情境二：“未來(lái)”新設(shè)備便捷互聯(lián)類協(xié)議的智能產(chǎn)品時(shí)，在我們的端，只需簡(jiǎn)單我們的產(chǎn)品ID，就能方便的情境三：無(wú)微不至“老人模式”智能初始化，按鍵精簡(jiǎn)。“X天不開(kāi)門提醒”功能隱性的出門提醒。智能辨客防詐騙。密親友的錄入庫(kù)（可由用戶在使用中自行添加當(dāng)這些親友來(lái)的時(shí)候，按下指騙一類的發(fā)生。自動(dòng)播報(bào)事宜提醒天氣及出行建議播報(bào)。家庭視訊。室內(nèi)、室外裝有頭，監(jiān)護(hù)人可以通過(guò)APP、電腦端軟件、網(wǎng)頁(yè)界面隨時(shí)情境四：出差人群、辦公白領(lǐng)“利器識(shí)別，與庫(kù)中錄入的進(jìn)行匹配、識(shí)別并進(jìn)行開(kāi)門。SQLServer能讓他們?cè)陂T外等候，我們便可通過(guò)APP、電腦APP、WEB用戶端中的任情境五：“強(qiáng)迫癥”關(guān)上等癥狀。例些女性用戶深夜獨(dú)自在家，躺下準(zhǔn)備睡覺(jué)時(shí)心里總會(huì)隱隱約約可通過(guò)即可確認(rèn)和關(guān)門。情境六：“”四，警鈴——直接震懾分子自動(dòng)撥號(hào)——第一時(shí)間通知主人有異常情況發(fā)生；APP、電腦端APP、WEB客戶端。文檔框架第二章先進(jìn)性多算法融合、多傳感融合，老人昏倒、跌倒實(shí)時(shí)呼救?？焖贆z測(cè)摔倒并的情況，并將相應(yīng)信息實(shí)時(shí)發(fā)送到移動(dòng)端，提醒親人注全新網(wǎng)關(guān)協(xié)議，兼容性強(qiáng)，解決升級(jí)、改造煩惱。針對(duì)老年人提供“隱性”保護(hù)： 此外，老人的力逐漸，有時(shí)會(huì)忘記一些很重要的事，比如按時(shí)吃藥、“（打開(kāi)頭，打開(kāi)串口等、；“X天不開(kāi)門提醒功能”一定程度上防止以外“建了服務(wù)器，在我們可利用電腦、等電子設(shè)備通過(guò)Web對(duì)我們家具系統(tǒng)數(shù)APP。如果陌生人進(jìn)入房間，頭會(huì)拍下陌生人，并發(fā)送到監(jiān)護(hù)人APP，并可以隨時(shí)隨地查詢門開(kāi)關(guān)狀態(tài)查詢，并進(jìn)行開(kāi)門操作。有開(kāi)門，我們還提供了NFC（近距離無(wú)線通訊技術(shù)——刷卡功能）開(kāi)門、鈴聲，一方面系統(tǒng)會(huì)通過(guò)GPRS模塊向主人、打，提醒主人家里有人非關(guān)愛(ài)老人。連接，只用更換鎖頭、安裝相關(guān)部件即可；與升級(jí)也較為便捷。科學(xué)性模塊的算法非常成熟，也非?？茖W(xué)，我們采用的是FPM10A模塊，模塊的安全等級(jí)分為五級(jí)，安全等級(jí)為一時(shí)認(rèn)假率最高,拒認(rèn)率最低。安全等級(jí)為五時(shí)＜0.1%，而庫(kù)的搜索時(shí)間＜1.0秒藍(lán)牙模塊我們用的是HC-06從模塊，該藍(lán)牙性非常好，根據(jù)我們所寫的程序，模塊我們采用的是PTM101PTM101TCP/IP協(xié)議 用戶：唯一的一 用戶 個(gè)發(fā)送“888888”到GPRS模塊，將該號(hào)碼作為admin超級(jí)用戶。Admin用戶只允許有一個(gè)。admin用戶已經(jīng)存在，則不再綁定第2個(gè)admin用戶。只允許超級(jí)用戶用的方式綁定或解除號(hào)碼，其他號(hào)碼發(fā)送的不予理會(huì)，Admin用戶發(fā)送“bdxxxxxxxxxxx”，將括號(hào)內(nèi)的號(hào)碼xxxxxxxxxxx作為customer用戶綁定，并向Admin：xxxxxxxxxx，號(hào)碼已被綁定。如果綁定號(hào)碼已超過(guò)10個(gè)，則不綁定，并向Admin：綁定號(hào)碼區(qū)已滿。用戶發(fā)送“jcxxxxxxxxxxx”,xxxxxxxxxxx解除綁定。并向Admin：xxxxxxxxxx號(hào)碼已被解除?？芍貜?fù)觸發(fā)方式：即感應(yīng)輸出高電平后，在延時(shí)時(shí)間段內(nèi)，如果有在其平(感應(yīng)模塊檢測(cè)到的每一次活動(dòng)后會(huì)自動(dòng)順延一個(gè)延時(shí)時(shí)間段，并且以最后一學(xué)性還體現(xiàn)在能夠具有感應(yīng)時(shí)間(默認(rèn)設(shè)置：3-4秒)：感應(yīng)模塊在每一次感應(yīng)輸塊采元探頭，探頭的窗口為長(zhǎng)方形，雙元（A元B元）位于較長(zhǎng)方向的兩端，大，感應(yīng)越靈敏，當(dāng)從正面探頭或從上到下或從下到上方向走過(guò)時(shí)，雙元檢擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言，給每件智能產(chǎn)品規(guī)定唯一的ID標(biāo)識(shí)、服務(wù)類型、服務(wù)內(nèi)容等。運(yùn)用機(jī)與之間的藍(lán)牙通信。軟件部分：.2.3.操作系統(tǒng)底層開(kāi)Java優(yōu)勢(shì)具體分析如下：簡(jiǎn)的支持只有40KB左右，加上標(biāo)準(zhǔn)類庫(kù)和線程的支持也只有215KB左右。面向?qū)ο蠓植夹訨ava是面向網(wǎng)絡(luò)的語(yǔ)言。通過(guò)它提供的類庫(kù)可以處理TCP/IP協(xié)議，用戶可以通過(guò)URL地址在網(wǎng)絡(luò)上很方便地其他對(duì)象。魯棒性提供自動(dòng)收集來(lái)進(jìn)行內(nèi)存管理，防止程序員在管理內(nèi)存時(shí)容易產(chǎn)生的錯(cuò)誤。在編譯時(shí)，通過(guò)集成的面向?qū)ο蟮漠惓Ｌ幚頇C(jī)制，Java提示出可能出現(xiàn)但未被處理的異常，幫助程序員正確地進(jìn)行選擇以防止系統(tǒng)的。另外，Java在編譯時(shí)還可捕獲類安全性用于網(wǎng)絡(luò)、分布環(huán)境下的Java必須防止的。Java不支持指針，一切對(duì)體系結(jié)構(gòu)中立JavaJava運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)，Java程序就可在任意處理器上運(yùn)行。這些字節(jié)碼指令對(duì)應(yīng)于Java虛擬機(jī)中的表示，Java解釋器得到字節(jié)碼后，對(duì)它進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使之能夠在不同的平臺(tái)運(yùn)行。可移植性Java語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，Java運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)由標(biāo)準(zhǔn)C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)，這使得Java系統(tǒng)本身也具有解釋執(zhí)行Java解釋器直接對(duì)Java字節(jié)碼進(jìn)行解釋執(zhí)行。字節(jié)碼本身攜帶了許多編譯時(shí)信高性能直接轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)于特定CPU的機(jī)器碼，從而得到較高的性能。多線程動(dòng)態(tài)性和實(shí)例變量而不會(huì)影響用戶程序的執(zhí)行。并且Java通過(guò)接口來(lái)支持多重繼承，使之硬件部分硬件部分控制板我們采用ST公司生產(chǎn)的stm32系列。各硬件模塊控制選擇比較如下：io引腳，128kb可達(dá)72MHZ，2、3個(gè)通用串2個(gè)SPI接口3、可燒運(yùn)行模式，32kHz運(yùn)行頻率6.1uA低功耗睡眠模1.3uA停機(jī)模式：實(shí)文，保留RAM內(nèi)容0.5uA停機(jī)模式：無(wú)保留RAM內(nèi)容270nA1、512K字節(jié)2、64K4、多達(dá)5個(gè)3個(gè)同步時(shí)鐘串口5、3個(gè)SPI口式8、9、144STM32F10xxx有三種低停機(jī)模式在保持SRAM待機(jī)模式（1.8V閉該是一種（LPM0~LPM4在實(shí)時(shí)時(shí)鐘模式下，可達(dá)2.5μA，在RAM保持模式下，1、128K字節(jié)程的串行USART于主機(jī)/從機(jī)模式的SPI串行接口4、8105、6種睡眠模式:空閑模式、ADC噪聲抑制模模式以及擴(kuò)展的Standby模式RISC精簡(jiǎn)指令集結(jié)構(gòu)：ATmega128具有133條功能強(qiáng)大的指令，大部32b×8個(gè)通用工作寄存器；2個(gè)時(shí)鐘通過(guò)JTAG接口對(duì)Flash、E2PROM熔絲位和加密位編16位定時(shí)/蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器；2通道8 ；6通道2~16位精度輸出比較調(diào)節(jié)器；8個(gè)單端通道；7個(gè)微分通道；2個(gè)增益為1x、10x或200x的微分通路可編程串行UART接口；主/從SPI串行接口；帶內(nèi)部振檢測(cè)；內(nèi)部可校準(zhǔn)的RC振蕩器；5種睡眠模式，即空閑模ATmega103兼容模式上拉因此在該項(xiàng)目的主控選擇中我們選擇stm32系列。1、模目前市場(chǎng)上比較常用的兩種模塊SIM900和M590E模塊比較如全球第一款單純數(shù)據(jù)GPRS模塊功耗低：待機(jī)功耗2.5MA支持串口的CMUX獨(dú)特AES軟件加密功能支持串口的CMUX支持DNS解析支持GPRS認(rèn)證指令支持內(nèi)嵌TCP/IP協(xié)議棧功能支持FTP傳輸功能支持CSD業(yè)務(wù)支持USSD支持AMR語(yǔ)音編支持全速率半速率AT切換（通過(guò)指令來(lái)控制時(shí)間SIM900A采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)接工作頻率為900/1800/1900MHz，可以24x24x3mm，能適用于M2M*點(diǎn)對(duì)點(diǎn)MOand*文本和PDU模式*支持SIM3V1.8V*總結(jié)：兩款模塊使用方法一樣，性能上SIM900略勝一籌，但考慮到在本系統(tǒng)中模塊只用到了功能，因此從性價(jià)比方面考慮，我們選用M590E模塊。2、藍(lán)牙模Hc-Hc-重量輸入電壓:3.6V--6V,超過(guò)3.3V穩(wěn)壓流3.6V-6V;未配對(duì)時(shí),電流約30mA(因LED燈閃爍,電流處于變化狀態(tài));配對(duì)成功后,電流大約10mA10米也是可能的,但是不對(duì)連接質(zhì)量8位數(shù)據(jù)位、1位停止位、無(wú)奇偶校進(jìn)入AT模式，設(shè)置參數(shù)和查詢信息配對(duì)為1234、默認(rèn)名稱為HC-Hc-VCC,GND,TXD,RXD,預(yù)留 狀態(tài)是否已經(jīng)連接，KEY引腳對(duì)從機(jī)無(wú)效3、底板3.3VLDO，輸入電后約10mA，輸入電壓超過(guò)7V！4、接口電平3.3V，可以直接連接5V無(wú)需MAX232也不能經(jīng)過(guò)MAX232！5、空曠地有10米，超過(guò)10數(shù)據(jù)位、1位停止位、無(wú)奇偶校驗(yàn)的通體機(jī)，一個(gè)可當(dāng)兩個(gè)hc-06使用。因此我們選用hc-053、彩屏模2.2寸串口TFTSPI液晶屏，該模塊特點(diǎn)支持 各種單片機(jī)直插，無(wú)需任何接集成穩(wěn)壓IC5V3.3V5V/3.3VIO電平，支持各種單片機(jī)IO集成背光控制電路，可以控制通斷或者調(diào)光集成SD預(yù)留SPIFLASH字庫(kù)電路，方便擴(kuò)展應(yīng)用第三章架構(gòu)及功能展圖1.系統(tǒng)結(jié)圖2.系統(tǒng)各模塊通信結(jié)構(gòu)邏輯圖3.系統(tǒng)整體示 4.室內(nèi)盒（便于安裝與，含內(nèi)置電源—提供斷電保護(hù)圖5.室外智能盒示意圖6.門體電磁鎖示意圖（多種型號(hào)適用于各種門圖7.電腦端軟件圖8.“老人模式”軟件界圖9.