智能家居安防系統(tǒng)設計的開題報告

1、智能家居安防系統(tǒng)設計的開題 報告北京石油化工學院本科畢業(yè)設計（論文）開題報告題目名稱：智能家居安防系統(tǒng)設計題目類型：學生姓名：專業(yè)：測控技術與儀器學院：信息工程學院年級：測102指導教師： 李陽2014年2月25日北京石油化工學院畢業(yè)論文開題報告一、 選題背景、研究意義及文獻綜述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 美國聯(lián)合科技公司將建筑設備信息化，整合化概念應用于美國康乃迪克州哈特 佛市的 City Place Building 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。智能家居是以住宅為平臺，利用綜合

2、布線技術集成各種家居生活設施，構 建高效的住宅設施與家庭事務的管理系統(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)是未來家居的發(fā)展趨勢，其目的是為人們提供一個安全、舒適、高 效和便利的生活環(huán)境，智能家居安防已成為國內外研究的熱點，具有廣闊的應 用價值和市場需求。隨著互聯(lián)網的發(fā)展，尤其是無線網絡的出現(xiàn)和發(fā)展，智能家居逐步進入網 絡化時代。它能提供照明控制、遠程家電控制、安防報警、室內外遙控、自動 窗簾、可編程定時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控制技術、傳感器技術、網絡通訊技術、音

3、視頻技術 和計算機技術將與家居生活有關的設備集成于一體，以提升家居安全性、便利 性、舒適性，以構建高品質的家居環(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)、家庭網絡系統(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)，但受家居安防產品價格昂貴，誤報率高的 限制，目前我國的住宅小區(qū)只是實現(xiàn)了簡單的安防對講系統(tǒng)的普及，功能單一， 處于安防產品應用的初級階段，構建價格低廉、性能可靠的智能家居安防產品 將有重大的社會價值和巨大的商業(yè)潛力。2. 研究意義安全，是人類生活永恒的主題，在當前的社會生活環(huán)境

4、下，安全問題顯得尤 為突出，采用高科技的手段實現(xiàn)安全防范是當前保障人生、財產安全的明智選擇。隨著新器件和新技術的出現(xiàn)，家居安防系統(tǒng)將會更加智能化，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)將為我們的家庭構筑一道堅固的 安全防線，有了它我們的生活將會更加美好。利用GPRSJ術、嵌入式技術、及無線網絡技術、傳感器技術、數(shù)字視頻技術等，設計并實現(xiàn)了一種基于無線網 絡技術的智能家居安防系統(tǒng)。利用無線網絡技術布點方便的優(yōu)勢，覆蓋用戶住 宅，節(jié)點由無線模塊、環(huán)境監(jiān)測傳感器及外圍器件組成。由主控節(jié)點進行控制， 在發(fā)現(xiàn)警情后拍攝現(xiàn)場，并將圖像信息及警情信息發(fā)送至主控節(jié)點。主控節(jié)點 利用GPRSS塊遠

5、程通知用戶手機，同時，用戶可以通過手機或互聯(lián)網遠程控制 系統(tǒng)對所屬節(jié)點進行相應控制。實踐表明，該智能家居系統(tǒng)具有成本低、功耗 低、布點方便等特點。高科技產品的應用使我們的生活更加的便利，但是便利生活也會給我們的 家居帶來了不少安全的隱患，比如說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，對人們的生命安全造成了很大的威脅。而且當今 社會中仍有很多的不法分子在活動，搶劫盜竊犯罪現(xiàn)象屢見不鮮，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。網絡化的家居系統(tǒng)已經漸漸走入我們的生活， 通過家居網絡我們可以實現(xiàn)三 表的網絡化管理、家

6、居內環(huán)境參數(shù)的遠程監(jiān)視、家用電器的遠程監(jiān)控、家居視 頻監(jiān)控以及安全防盜網絡系統(tǒng)等等。網絡化的家居系統(tǒng)具有環(huán)保、安全、可靠、 低成本、可擴展性強的特點，是未來家居發(fā)展的方向。對于一個安防系統(tǒng)來說， 最重要的就是系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。 可靠性就是 安防系統(tǒng)有警必報無警不會誤報，穩(wěn)定性就是系統(tǒng)可以長時間無故障地工作。 本文采用低功耗、低成本、自組織、短距離的無線傳感器網絡技術來組建智能 化家居網絡，系統(tǒng)無需布線，靈活性和可擴展性都大大增加，節(jié)點大范圍地分 布于家居內并采用一系列的應答機制和算法來處理安防數(shù)據(jù)以提高系統(tǒng)的可靠 性，某一個節(jié)點的損壞并不會影響系統(tǒng)的整體性能保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性?；?無線傳

7、感器網絡德爾智能家居安防系統(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，對于更好的保障人們的生命財產安全具有重大的意義。3. 文獻綜述智能家居安防系統(tǒng)是集信息技術、網絡技術、傳感技術、無線電技術、模 糊控制技術等多種技術為一體的綜合應用，利用現(xiàn)代的寬帶信息網絡和無線電 網絡平臺將家電控制、家庭環(huán)境控制、家庭監(jiān)視監(jiān)測、家庭信息交流、家庭安 全防范、家庭娛樂、小區(qū)管理和服務集為一體構成的智能系統(tǒng)產品，具有較強 的技術性和前瞻性 1 。隨著社會的不斷發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，開始越來越多的人們關 注生活條件的安全性和生活質量的可靠性。城市人口的膨脹、外來人口的不斷 增加及煤氣和大量家用電

8、器設備使用中的不安全因素等，對小區(qū)居民的生命和 財產造成了威脅，其中給居民生命和財產帶來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、搶劫、兇殺） ，另一方面是意外事故（如火災、 煤氣泄露），個人用戶對家庭安全需求的增長越來越快 2 。與此同時，傳統(tǒng)的機 械式或單純依靠人為控制和操作的安防系統(tǒng)在實際的使用中暴露出了很多隱患 和不足，遠遠達不到人們對智能生活的要求 3 。計算技術的大量普及使得數(shù)字智能化的安防系統(tǒng)開始在我國普通家庭出 現(xiàn)，這些案發(fā)該系統(tǒng)大多是以單片機為核心，由于單片機的局限性，使得以單 片機為核心的安防檢測系統(tǒng)越來越不能滿足人們的要求，日趨顯示出其缺陷， 自嵌入式引

9、入中國后，嵌入式操作系統(tǒng)以其優(yōu)勢使基于嵌入式系統(tǒng)的安防檢測 系統(tǒng)能實現(xiàn)更多更復雜的安防功能，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，美國的智能住宅發(fā)展也是最為迅猛。繼美國之后，歐 洲、韓國、日本、新加坡等國的住宅智能化也得到了飛速發(fā)展。在我國，智能 住宅這一概念推廣較晚，但其發(fā)展的速度非?？?。目前國內處于發(fā)展初期，而 國外已經處于快速發(fā)展階段 5 。國內的發(fā)展是引入國外技術的前提下從而進入了 一個系統(tǒng)的發(fā)展歷程，因此國內的智能家居發(fā)展前景是非常值得期待的6 。1998 年 5美國

10、是世界上第一個提出智能家居技術的國家， 它于 1984 年建筑的世界上 第一家智能家居安防拉開了智能家居的帷幕，隨后智能家居開始在歐洲、東南 亞等經濟較發(fā)達的國家相繼推廣和發(fā)展開來，并提出了各自不同標準的智能家 居技術系統(tǒng)方案，而且在一些國家已經得到了相當?shù)膽?。新加坡在月推出?8X 智能家居系統(tǒng)現(xiàn)在已經在國內得到了相當大的采用，采用智能家居 系統(tǒng)的家庭實現(xiàn)了智能家居的智能化控制 7 。在美國，有一種叫 X-10 的智能家 居產品，它主要為單體別墅而設計和多用于舊房的改造，目前，該產品已經在 美國占據(jù)主流市場，已得到廣泛的使用 8 。我國數(shù)字家庭的概念推出的比較晚，國內的第一家智能家居企業(yè)出

11、現(xiàn)于 90 年代末 2000 年代初，它是在比爾蓋茨在中國推廣的“維納斯計劃” ，的影響下 孕育而生的 9 。2000-2006 年，國內各大供應 IT 產品的廠商以 E 家聯(lián)盟的形式 組成了閃聯(lián)，開始在各種大城市里開辦各種智能家居專賣店和親身體驗服務， 但是這些專賣店的產品多限于燈光、多媒體集合的應用。之后到現(xiàn)在，我國的 眾多安防企業(yè)開始紛紛加入智能家居企業(yè)，智能家居便開始進入發(fā)展初期?，F(xiàn) 在國內的智能家居控制終端的功能越來越全面和完善，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)在中國還處于發(fā)展初 期，還在逐步的成長中，但國內還沒有正式頒布相關的智能家居行

12、業(yè)的技術標 準，各大廠家各自分別采用不同的技術實現(xiàn)家居數(shù)字化，這在一定的程度上制 約了國內智能家居行業(yè)的技術發(fā)展 11 。面對國內的智能家居市場幾乎空白的情況，國內一些傳統(tǒng)家電業(yè)的巨頭也 開始進入智能化家居市場，并各自提出了符合中國國情的智能家居協(xié)議標準。 由信息產業(yè)部牽頭，聯(lián)想和康佳、海信、長城、TCL等五家廠商聯(lián)合發(fā)起組建了“閃聯(lián)”和標準工作組（IGRS。該工作提出了新一代網絡信息設備接口規(guī)范和 交換技術，并設計了全新的網絡架構實現(xiàn)了智能設備互聯(lián)、資源共享和協(xié)同服 務；還有由清華同方、中國網通與春蘭等 7 家公司共同締造的“家庭網絡標準 產業(yè)聯(lián)盟”也成為E家佳（Itophome）,現(xiàn)在已經

13、有將近300家成員，是國內規(guī) 模最大的家庭網絡標準組織之一 12 。該組織提出基于 TCPIP 協(xié)議的智能家庭網 絡系統(tǒng)，采用了全球最先進的計算機技術、通訊技術、綜合布線技術等。國內 這些標準都以完善產業(yè)鏈的形式搭建起家庭網絡系統(tǒng)平臺，隨著這些國內智能 家居相關產業(yè)的逐漸成熟，智能家居系統(tǒng)必然在我國有廣闊的市場空間 13。智能家居是以家為平臺，兼?zhèn)浣ㄖ?、網絡通訊、信息家電、網絡家電自動化 和智能化，集系統(tǒng)、結構、服務、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的通信設備、家用電器和家庭安全裝置通過家庭總線(家庭網絡)技術連接到一個家庭智能

14、化系統(tǒng)上，進行集中管理或遠程監(jiān)視、控制及家庭事務管理 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)測和報警功能，是智能家居的一個重 要組成部分 15 。二 研究的基本內容，擬解決的主要問題1) 溫度實時、準確的顯示。通過數(shù)字式溫度傳感器進行溫度采集，通過單片機 對采集到的數(shù)據(jù)進行處理，由 LED顯示屏對當前的溫度值進行顯示。2) 鍵盤鍵入并顯示。 操作人員可根據(jù)不同時間段將溫度值由鍵盤輸入并由顯示 器進行顯示，便于調節(jié)人們感覺最舒適的溫度。3) 超限報警功能。報警模塊具有兩項功能，即為報警燈和聲音報警。當采集到 的溫度與標準值之間存在較大差異時，及時啟動報警裝置進行報警，并采取

15、相應的措施。4) 實現(xiàn)通訊功能。 配有通信接口可方便的與計算機進行通信， 將采集到的溫度 傳送到計算機上，留下采集到的歷史數(shù)據(jù)，以方便專業(yè)人士進行研究。三、研究步驟 . 方法1) 了解智能家居相關資料的文獻并翻譯。2) 撰寫開題報告。3) 進行數(shù)據(jù)的采集、分析計算和處理。4) 提出幾種可實行的方案。5) 在實驗室進行硬件焊接和軟件調試。四、研究工作進度第 1-4 周：熟悉題目、查閱文獻資料，翻譯本專業(yè)原文資料，確認系統(tǒng)硬 件方案，寫開題報告。第 5-6 周：畫流程圖，硬件電路搭建。第 7-8 周：編寫程序，硬件電路搭建，畫流程圖。第 9-10 周：編寫程序，硬件電路搭建，畫流程圖。第 11-1

16、4 周：硬件電路調試，軟件電路調試，編寫程序。第 15-17 周：整理軟硬件資料，編寫論文。第 18 周：畢業(yè)答辯，交論文。五、主要參考文獻1 李元元，基于 Android 平臺的智能家居安 防系統(tǒng)設計 .第 34卷,第 6 期，2012.138-1402 李子云，基于無線網絡的智能家居安防系 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)的研究與實現(xiàn) .2010.62-66.4 張發(fā)，智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng)的設計及軟 件實現(xiàn)研究 .2010.1515 任紅霞，基于GPRS勺智能家居安防監(jiān)控系統(tǒng).第 7卷，第 29期， 2011.7239-72406 張佳歡，基于 ZigBee 技術勺無線家居安防 系統(tǒng)設計. 第 5 期， 2012.79-827 楊廣學，李鳳嬌，慕香永，余騰偉，基于 物聯(lián)網勺家居安防系統(tǒng)設計 . 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)的電路設計 .2006.624-628.10 武璐，智能家居家庭安防系統(tǒng)的設計與實 現(xiàn).2010.286-287