基于WiFi和3G技術(shù)的智能無線家居監(jiān)控系統(tǒng)

1、共青團(tuán)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)委員會(huì)件江財(cái)團(tuán)字【2010】15號(hào)江關(guān)于第五屆學(xué)生科研課題申報(bào)的通知各校區(qū)團(tuán)工委、各學(xué)院分團(tuán)委、各校區(qū)學(xué)生會(huì)、各學(xué)院學(xué)生分會(huì)：為了進(jìn)一步推動(dòng)學(xué)生課外科技活動(dòng)的開展，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神、科研能力和創(chuàng)業(yè)素質(zhì)，鼓勵(lì)學(xué)生積極參加課外科技競(jìng)賽活動(dòng)，營造良好的學(xué)風(fēng)和校風(fēng)，今年學(xué)校繼續(xù)設(shè)立學(xué)生科研課題專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)資助學(xué)生科研課題工作?，F(xiàn)將開展第五屆學(xué)生科研課題申報(bào)工作的有關(guān)事項(xiàng)通知如下：一、課題資助對(duì)象1、本項(xiàng)目主要資助的對(duì)象為在校研究生和本?？粕?，學(xué)生科研課題立項(xiàng)分為一般項(xiàng)目和重點(diǎn)項(xiàng)目。2、學(xué)生科研課題立項(xiàng)應(yīng)緊緊圍繞所學(xué)專業(yè)、學(xué)科前沿和“創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)造”等方面進(jìn)行選題，要具有一定的學(xué)術(shù)和應(yīng)

2、用價(jià)值。課題選題側(cè)重于實(shí)踐應(yīng)用研究，也可以是基礎(chǔ)理論研究。研究內(nèi)容既可以是創(chuàng)業(yè)策劃模擬類也可以是科技發(fā)明制作類。研究類別分基礎(chǔ)研究類、應(yīng)用研究類、創(chuàng)意策劃模擬類、實(shí)驗(yàn)制作類、科技發(fā)明類。3、研究方式應(yīng)由三名以上學(xué)生組成課題研究組，并聘請(qǐng)指導(dǎo)老師給予幫助指導(dǎo)。二、申報(bào)和立項(xiàng)程序、凡我校在籍的研究生、本?？茖W(xué)生，可聯(lián)合向?qū)W校申報(bào)科研課題，并填寫江西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)生科研課題申請(qǐng)表一式三份，于2010年5月7日前以學(xué)院為單位交校團(tuán)委辦公室（個(gè)人上交不受理），逾期不予受理。、學(xué)校將組織專家對(duì)學(xué)生申報(bào)的課題進(jìn)行論證、評(píng)審，確定立項(xiàng)課題。、公示，下達(dá)項(xiàng)目，課題投入研究階段。三、課題立項(xiàng)時(shí)間和結(jié)題要求1、2010

3、年5月15日2010年5月20日由科研處和團(tuán)委組織專家組統(tǒng)一對(duì)申報(bào)課題進(jìn)行評(píng)審，2010年5月22日左右公布獲得立項(xiàng)資助的課題。2、獲得立項(xiàng)的科研課題應(yīng)在2010年12月30日前完成。創(chuàng)意策劃模擬類、實(shí)驗(yàn)制作類、科技發(fā)明類于江西財(cái)經(jīng)大學(xué)第二十一屆學(xué)生學(xué)術(shù)節(jié)期間（2010年10月-11月）進(jìn)行展示，由專家組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀摩給予結(jié)題；基礎(chǔ)研究類、應(yīng)用研究類于2011年1月由專家組評(píng)審確定結(jié)題。四、課題立項(xiàng)經(jīng)費(fèi)1、本次學(xué)生科研課題立項(xiàng)由科研處根據(jù)課題情況給予經(jīng)費(fèi)資助。重點(diǎn)項(xiàng)目資助經(jīng)費(fèi)2000元，一般項(xiàng)目資助經(jīng)費(fèi)1000元。2、有條件的學(xué)院根據(jù)需要可給予一定的配套經(jīng)費(fèi)。3、確定立項(xiàng)的課題根據(jù)所獲得的資助取

4、得專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)，撥付方式為確定立項(xiàng)首次撥付30%，確定結(jié)題撥付剩余70%。五、有關(guān)要求1、開展學(xué)生科研課題立項(xiàng)工作是培養(yǎng)具有“信、敏、廉、毅”素質(zhì)的創(chuàng)業(yè)性人才的重要內(nèi)容,各學(xué)院應(yīng)廣泛宣傳，圍繞“創(chuàng)業(yè)、創(chuàng)新、創(chuàng)造”動(dòng)員學(xué)生積極申報(bào)科研課題。2、獲得立項(xiàng)的科研課題的學(xué)生，要積極爭取曾經(jīng)主持過課題的講師以上職稱的教師對(duì)科研立項(xiàng)課題進(jìn)行指導(dǎo)。3、立項(xiàng)課題完成后，成果所屬必須是學(xué)生，指導(dǎo)教師不能是第一作者或第一完成人。4、學(xué)生自主申報(bào)，課題負(fù)責(zé)人每人限報(bào)1項(xiàng)，且不能作為課題組成員參加其它項(xiàng)目的申報(bào)中，承擔(dān)學(xué)生科研課題且未完成者不能申報(bào)。5、課題選題不得與大學(xué)生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)計(jì)劃選題重復(fù)。特此通知江西財(cái)經(jīng)大學(xué)科研處

5、 團(tuán)委 學(xué)生會(huì)2010年4月19日附件：江西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)生科研課題申請(qǐng)書 主題詞： 關(guān)于 學(xué)生科研課題 立項(xiàng) 通知 抄 報(bào)： 團(tuán)省委 廖進(jìn)球書記 王喬校長 胡建華副書記 王金華副書記 抄 送： 各學(xué)院分團(tuán)委 共青團(tuán)江西財(cái)經(jīng)大學(xué)委員會(huì)辦公室 二O一O年四月十九日印發(fā) 共印36份附件一：江西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)生科研課題申請(qǐng)表申請(qǐng)編號(hào)： 課題類別： 科技發(fā)明 課題名稱：基于WiFi和3G技術(shù)的智能無線家居監(jiān)控系統(tǒng) 負(fù) 責(zé) 人： 袁文初 指導(dǎo)教師： 謝亮 承擔(dān)單位： 江西財(cái)經(jīng)大學(xué) 起止年月：2010.5至2010.12 填報(bào)日期：2010 年05 月江西財(cái)經(jīng)大學(xué)科研處 團(tuán)委 二一年四月制填 報(bào) 說 明1、本表適

6、用于向江西財(cái)經(jīng)大學(xué)科研處、團(tuán)委申報(bào)各類科研計(jì)劃課題；2、填表前，請(qǐng)先仔細(xì)閱讀江西財(cái)經(jīng)大學(xué)學(xué)生科研基金暫行辦法；3、課題類別分為基礎(chǔ)研究類、應(yīng)用研究類、創(chuàng)意策劃模擬類、實(shí)驗(yàn)制作類、科技發(fā)明類；申請(qǐng)編號(hào)學(xué)生不填，由校團(tuán)委統(tǒng)一編號(hào)。4、要如實(shí)、準(zhǔn)確、認(rèn)真填寫申請(qǐng)書各項(xiàng)內(nèi)容，申請(qǐng)書一律用計(jì)算機(jī)填寫，統(tǒng)一用A4紙打印，A3紙雙面復(fù)印，中縫裝訂。本申請(qǐng)書一式三份，由課題組直接報(bào)送校團(tuán)委審查；5、課題組指導(dǎo)老師不超過2人，課題成員不超過6人。一、數(shù)據(jù)表課題名稱基于WiFi和3G技術(shù)的智能無線家居監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)人姓名袁文初性別男民族漢出生日期1990年11月6日政治面貌團(tuán)員學(xué) 院軟件與通信工程學(xué)院年級(jí)專業(yè)08通

7、信工程（1）班學(xué)校住址麥廬園寧廬B棟533聯(lián)系電話指導(dǎo)教師姓 名性別出生年月所屬學(xué)院專業(yè)職務(wù)職稱研究專長謝亮男1978.9軟件與通信工程學(xué)院講師嵌入式課題組其他成員姓名性別出生年月所屬學(xué)院年級(jí)專業(yè)項(xiàng)目分工聯(lián)系電話桂福陽男1988.09軟件與通信工程學(xué)院07電子信息工程（1）班負(fù)責(zé)3G模塊方面呂同喜男1988.1軟件與通信工程學(xué)院07電子科學(xué)技術(shù)（1）班負(fù)責(zé)WiFi模塊方面王俊波男1991.07軟件與通信工程學(xué)院08通信工程（1）班項(xiàng)目設(shè)計(jì)答辯及作品展示鄭鵬男1989.04軟件與通信工程學(xué)院08通信工程（1）班調(diào)閱資源運(yùn)用儀器設(shè)備嚴(yán)小燕女1990.07軟件與通信工程學(xué)院08通信工程（1）班攥寫總

8、結(jié)報(bào)告預(yù)期成果A. 論文 B. 研究報(bào)告 C. 應(yīng)用軟件.科技發(fā)明 E.其他預(yù)計(jì)完成時(shí)間2010年 12 月 28 日二、課題設(shè)計(jì)論證1、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析與評(píng)價(jià)：目前國內(nèi)外關(guān)于智能家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)出現(xiàn)，也已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ)和成果，但是現(xiàn)有的出現(xiàn)許多缺點(diǎn)和有待改進(jìn)的地方，如無法再已有的基礎(chǔ)上增設(shè)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)，現(xiàn)有的主要是依靠GPRS網(wǎng)絡(luò)和有線連接來布線，具有布線復(fù)雜難修復(fù)且無法在已有的基礎(chǔ)上擴(kuò)展功能1）目前大部分家居監(jiān)控系統(tǒng)都采用傳統(tǒng)的有線傳輸方式。2）近期也有部分監(jiān)控系統(tǒng)采用GPRS或無線射頻模塊來傳輸數(shù)據(jù)。對(duì)于有線傳輸方式存在的極限性不言而喻，而對(duì)于GPRS的無線傳輸在傳輸數(shù)據(jù)的速度和處理媒體

9、的形式上很難達(dá)到人們期望的要求。3）大部分產(chǎn)品的控制器用51單片機(jī)來控制。雖然單片機(jī)芯片確實(shí)是成本低，但是其處理速度和對(duì)大型系統(tǒng)的處理能力始終讓使用者煩惱。2、本課題選題意義與學(xué)術(shù)價(jià)值：學(xué)術(shù)價(jià)值：1.本課題以WiFi代替原有的有線傳輸網(wǎng)絡(luò)，具有完全的優(yōu)勢(shì)：1）具有更大的覆蓋范圍和更高的傳輸速率。2）高速無線對(duì)接，傳輸文件、同步數(shù)據(jù)。3）不需要布線，可以不受布線條件的限制，非常適合家居監(jiān)控系統(tǒng)的需要，具有廣闊市場(chǎng)前景。4）無線網(wǎng)絡(luò)使用方式并非像手機(jī)直接接觸人體，是絕對(duì)安全的?？梢詫?shí)現(xiàn)家庭的更安全的保護(hù)。2.本課題我們采用3G技術(shù)來傳輸數(shù)據(jù)，與傳統(tǒng)的有線傳輸方式和GPRS模塊傳輸方式相比3G技術(shù)具

10、有著很明顯的優(yōu)勢(shì)：1）3G傳輸數(shù)據(jù)的速度有明顯的優(yōu)勢(shì)。2）3G能夠處理圖像、音樂、視頻流等多種媒體形式（如果時(shí)間和經(jīng)費(fèi)足夠的話我們將會(huì)嘗試來實(shí)現(xiàn)圖像等媒體的傳輸）。3）3G可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性、交互性和分布式三大業(yè)務(wù)，是“隨時(shí)隨地”連接的全球衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。4）3G有著非常誘人的發(fā)展前景，相信在不久的未來，3G將充斥在我們生活的每個(gè)角落選題意義：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，物質(zhì)生活水平和質(zhì)量的提高，使得人們對(duì)家居安全等方面的問題提出了更高的要求。本課題提出一種基于WiFi模塊和3G技術(shù)的智能家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本系統(tǒng)不僅可以監(jiān)測(cè)居室的安全狀況，如煤氣泄漏、起火、非法闖入等情況，而且可以通過MMS功能向戶主手機(jī)發(fā)

11、送信息。通過3G網(wǎng)絡(luò)本系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)居室狀況進(jìn)行主動(dòng)監(jiān)測(cè)。本系統(tǒng)攝像頭采用的無線多節(jié)點(diǎn)安裝方式，不會(huì)破壞居室原有結(jié)構(gòu)，連接線路數(shù)量少、布線簡單，可以靈活安裝和增刪監(jiān)控?cái)z像頭（如果時(shí)間和經(jīng)費(fèi)足夠的話我們將會(huì)嘗試來實(shí)現(xiàn)圖像視頻等媒體的傳輸）。與已有技術(shù)相比，本項(xiàng)目的有益效果體現(xiàn)在：1、本項(xiàng)目采用便捷式攝像無線接口安裝技術(shù)，不需要通過繁瑣的連線就可以通過無線收發(fā)WiFi模塊獲取錄像和照片（條件允許的情況下），可以靈活地選擇安裝攝像頭的位置，攝像頭均可采用無線接入方式。2、本項(xiàng)目采用3G和MMS技術(shù)，遠(yuǎn)程監(jiān)控家庭、交通、工業(yè)控制等現(xiàn)場(chǎng)，獲取實(shí)況錄像存儲(chǔ)到SD卡中，并可及時(shí)的通過3G網(wǎng)絡(luò)向用戶手機(jī)傳送

12、現(xiàn)場(chǎng)情況，為公安及相關(guān)個(gè)人和部門提供有利現(xiàn)場(chǎng)信息。3、本項(xiàng)目提供人性化語音操作提示，方便用戶操作，并可通過3G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程喊話。4、本項(xiàng)目在家庭等現(xiàn)場(chǎng)被盜時(shí)，可以通過3G 網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)撥打報(bào)警電話。5、本項(xiàng)目可用于任何地方安全隱患的自動(dòng)實(shí)時(shí)報(bào)警:如煤氣、電器、門窗等關(guān)鍵設(shè)施，如有異常情況都可以通過語音、網(wǎng)絡(luò)，信息等方式實(shí)時(shí)通知用戶。3、本課題研究的主要內(nèi)容如圖1所示，各監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)電路主要由WiFi、天線、攝像頭和其他傳感器件構(gòu)成。WiFi通過串口與GXT-M201攝像模組連接。WiFi可以容易地?cái)U(kuò)展更多的傳感器件，實(shí)現(xiàn)更多的監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)傳感器件檢測(cè)到居室有不安全狀況出現(xiàn)時(shí)，啟動(dòng)監(jiān)控節(jié)點(diǎn)電路，然后將數(shù)

13、據(jù)通過WiFi內(nèi)置的無線收發(fā)模塊，發(fā)送給主機(jī)。另一方面，當(dāng)主機(jī)提出要監(jiān)控時(shí)，通過WiFi網(wǎng)絡(luò)傳送給無線收發(fā)模塊，然后啟動(dòng)監(jiān)控電路，再同上一致。主機(jī)部分主要由WiFi、3G模塊、天線和揚(yáng)聲器等電路構(gòu)成的。當(dāng)監(jiān)測(cè)到居室有不安全狀況出現(xiàn)時(shí)，主機(jī)接收各節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并通過串口使用AT命令控制3G模塊向用戶手機(jī)發(fā)送信息。另一方面，用戶通過手機(jī)向主機(jī)3G模塊發(fā)送短信息、撥打電話等，選擇喊話警告或主動(dòng)獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。主機(jī)接收到用戶手機(jī)信息后，控制揚(yáng)聲器實(shí)現(xiàn)喊話功能。本課題系統(tǒng)圖初步構(gòu)想如下：該原理圖表明可以很方便的構(gòu)建智能家居無線傳感器監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。特別是多攝像頭的無線安裝方式，使得用戶可靈活地在更多關(guān)鍵位置安裝和

14、增刪監(jiān)控點(diǎn)，不會(huì)破壞居室原有結(jié)構(gòu)，連接線路數(shù)量少、布線簡單。系統(tǒng)控制方式簡單、收發(fā)穩(wěn)定、實(shí)時(shí)性好。相信本系統(tǒng)在其它遠(yuǎn)程無線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域也有非常大的拓展價(jià)值。4、研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)；重點(diǎn)：1） 熟練掌握WiFi無線傳輸技術(shù)，并知道運(yùn)用如何將該技術(shù)，對(duì)組網(wǎng)技術(shù)有一定的了解。2） 知道在通信中，數(shù)據(jù)的傳輸原理和數(shù)模轉(zhuǎn)換原理。3） 無線網(wǎng)卡傳輸協(xié)議的掌握是WiFi技術(shù)的基礎(chǔ)。4） 3G技術(shù)的充分掌握和應(yīng)用。5） 數(shù)據(jù)的處理算法掌握是減輕網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷的必要手段。6） C語言和MATLAB的應(yīng)用難點(diǎn)：1） 無線寬帶接入技術(shù)在實(shí)際中應(yīng)用的難點(diǎn)，在技術(shù)選擇和運(yùn)營模式上，要具體問題具體分析，如何根據(jù)實(shí)際情況選擇正確的方式

15、。2） 2G/3G互操作：怎么實(shí)現(xiàn)之間的無縫接入，對(duì)怎么利用好已有的資源是一個(gè)急需解決的難點(diǎn)。5、研究思路與方法。7） （1）我們?cè)谏蠈脤W(xué)長們和老師已有的基礎(chǔ)上更加深入的通過這個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)最新的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)中心教師謝亮和南昌恒鑫電子共同申請(qǐng)并授權(quán)的兩項(xiàng)國家專利，是由幾名2004級(jí)電子信息工程專業(yè)本科生和2005級(jí)應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)高職生署名共同參與下完成的。表1 學(xué)生參與并署名的知識(shí)產(chǎn)權(quán)成果序號(hào)成果編號(hào)成果名稱成果形式出版日期出版、發(fā)行、使用單位作者教師學(xué)生專業(yè)班級(jí)姓名1200820137497.1智能家居彩信遠(yuǎn)程監(jiān)控器專利類2009-8-19中華人民共和國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局謝亮04電信陳亮02應(yīng)電李卓

16、盛05應(yīng)電喻魁蘭2200820112871.2智能彩信監(jiān)控汽車定位防盜器專利類2009-4-29中華人民共和國國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局謝亮04電信陳亮02應(yīng)電李卓盛05應(yīng)電王健華05應(yīng)電喻魁蘭三、完成項(xiàng)目的條件和保證1、 負(fù)責(zé)人和主要成員曾參與或組織完成過哪些課題，成果水平的社會(huì)評(píng)價(jià)；本課題研究人員動(dòng)手制作能力很強(qiáng)，有參加過國賽的，有做過公共場(chǎng)所人流統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，溫控報(bào)警系統(tǒng)等項(xiàng)目，對(duì)3G技術(shù)也正在研究，我們有信心做好這個(gè)課題。2、完成本課題的研究能力、時(shí)間保證和基礎(chǔ)條件；本課題要求學(xué)生具備相應(yīng)的硬件制作能力和軟件編程能力，而對(duì)于我們來說，已經(jīng)在前面的學(xué)習(xí)中掌握了C語言，matlab語言等編程語言，而模電數(shù)

17、電的學(xué)習(xí)也讓我們對(duì)硬件比較熟悉，同時(shí)我們對(duì)編程軟件的使用也比較成熟，相信我們有足夠的能力來迎接這個(gè)課題帶給我們的挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目研究的進(jìn)度安排如下：（1）2010.5-2010.6 調(diào)研與資料查閱，初步完成電路設(shè)計(jì)。（2）2010.6-2010.7 系統(tǒng)設(shè)計(jì)、項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)并確定，購置元器件及儀器儀表等（3）2010.8-2010.11 項(xiàng)目制作及調(diào)試（4）2010.11-2010.12 撰寫總結(jié)報(bào)告保證能在12月份完成本課題。本項(xiàng)目研究具有較好的基礎(chǔ)條件，因?yàn)槲覀円劳械氖抢蠋熀透吣昙?jí)的學(xué)長們的現(xiàn)有成果然后再深入，有那些專利的依托，二屆項(xiàng)目研究可依托學(xué)院的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室、傳感與測(cè)控實(shí)驗(yàn)室等實(shí)驗(yàn)室等。并且目前，學(xué)校圖書館已有部分3G和WiFi等方面的相關(guān)書籍，同時(shí)網(wǎng)絡(luò)資源的日益豐富也為我們提供了有利的條件。3、資料設(shè)備；科研手段。由于學(xué)院提供的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備較完全，其中創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室可為項(xiàng)目研究中的硬件電路板制作提供專用設(shè)備，為軟件設(shè)計(jì)提供專用平臺(tái)；傳感與測(cè)控實(shí)驗(yàn)室可提供傳感與檢測(cè)，以及控制實(shí)驗(yàn)設(shè)施，加之學(xué)校的經(jīng)費(fèi)的大力支持，相信在具備先進(jìn)的設(shè)備條件下，這也是我們完成本課題的保證。四、課題經(jīng)費(fèi)預(yù)算序號(hào)經(jīng) 費(fèi) 開 支 科 目經(jīng)費(fèi)預(yù)算金額（元）1資料費(fèi)4002材料費(fèi)11703實(shí)驗(yàn)費(fèi)2004調(diào)研費(fèi)2005教師指導(dǎo)培訓(xùn)費(fèi)06其他307合計(jì)2000五、預(yù)期研究成果