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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- E-home數(shù)字家園
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- E-home數(shù)字家園分別包括主機(jī)、從機(jī)、遙控器和用戶手機(jī)。 傳統(tǒng)家電通過繼電器、接觸器、電磁閥等方式接入E-home數(shù)字家園從機(jī)，用戶通過手機(jī)短信控制主機(jī)，主機(jī)對(duì)從機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，由主機(jī)通過nrf905組成的局域網(wǎng)絡(luò)，對(duì)從機(jī)下命令即可實(shí)現(xiàn)家用電器的數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，傳統(tǒng)家電已不能滿足人們對(duì)家電智能化的需求，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了E-home數(shù)字家園，對(duì)傳統(tǒng)家電進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，使其可以接受手機(jī)短信的控制，從而實(shí)現(xiàn)家用電器的全自動(dòng)化和高智能化。 傳統(tǒng)家電通過繼電器、接觸器、電磁閥等方式接入E-home數(shù)字家園從機(jī)，由主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，由主機(jī)對(duì)從機(jī)下命令即可實(shí)現(xiàn)家用電器的數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化。 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn) 1.操作簡(jiǎn)單 用戶通過手機(jī)短信發(fā)送簡(jiǎn)單指令，遠(yuǎn)程控制家庭環(huán)境、家用電器等（例：用戶發(fā)送短信：open air conditioner1,即打開家中空調(diào)1）。 2.異常狀態(tài)，自動(dòng)通知用戶 家中出現(xiàn)異常狀態(tài)（液化氣泄露、失竊等），主機(jī)自動(dòng)發(fā)送短信通知用戶，用戶回復(fù)命令，啟動(dòng)從機(jī)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。 3.用戶身份識(shí)別與驗(yàn)證 主機(jī)中預(yù)設(shè)置用戶號(hào)碼，若tc35i模塊中的sim卡收到陌生號(hào)碼來電或短信，則將來電和信息自動(dòng)保存，并等待用戶處理。 4.智能調(diào)節(jié)家居環(huán)境 主機(jī)上集成多路傳感器：光敏電阻、溫濕度傳感器、煤氣傳感器、人體紅外傳感器等，實(shí)現(xiàn)居住環(huán)境的智能調(diào)節(jié)，并可實(shí)現(xiàn)防火、防盜等功能。 5.可實(shí)現(xiàn)局域自組網(wǎng)功能 利用nrf905強(qiáng)大的通信功能，對(duì)鄰居之間的E-home數(shù)字家園進(jìn)行編址編碼，組成局域網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)近距離無線通信，鄰里之間可迅速解除危急情況。 使用說明 1.主要組成：主機(jī)、從機(jī)、遙控器、用戶手機(jī)。 2.詳細(xì)介紹 （1）主機(jī) ①安裝說明：安裝在家庭主房間，如：客廳。 ②主要功能：實(shí)時(shí)監(jiān)控并調(diào)節(jié)家庭居室內(nèi)環(huán)境的變化（溫度、適度、光照等），并且肩負(fù)處理并執(zhí)行來自用戶手機(jī)的相關(guān)命令。 ③內(nèi)部模塊：TC35i模塊、sim卡、nrf905無線通信模塊、傳感器模塊、單片機(jī)中央處理器。 （2）從機(jī) ①安裝說明：從機(jī)安放在客廳、臥室、廚房、倉庫、私家車等，上面的繼電器接線柱與各居室中的電氣設(shè)備（如空調(diào)、燈具、冰箱、電視機(jī)等）的開關(guān)相連接。 ②主要功能：控制家庭中電氣設(shè)備，由主機(jī)統(tǒng)一管理。 ③內(nèi)部模塊：nrf905無線通信模塊、繼電器組、單片機(jī)控制單元、攝像頭模塊。 （3）遙控器 ①安裝說明：放于家中臥室和客廳。 ②主要功能：遙控器專門為小孩和客人（無專用手機(jī)的用戶）設(shè)計(jì)，無線遙控主機(jī)。 ③內(nèi)部模塊：nrf905無線通信模塊、單片機(jī)控制單元、矩陣鍵盤。 （4）用戶手機(jī) ①安裝說明：用戶專用手機(jī)，該手機(jī)號(hào)碼即為主機(jī)中預(yù)先設(shè)定的“用戶號(hào)碼”。 ②主要功能：E-home數(shù)字家園的移動(dòng)指揮中心（例如：發(fā)送短信：open air conditioner1,即打開家中空調(diào)1）。 ③內(nèi)部模塊：任何可正常工作的手機(jī)都可以，只要其sim卡號(hào)碼為主機(jī)中預(yù)先設(shè)定的“用戶號(hào)碼”。 3.操作說明 ①自定義模式：遙控器按鍵和手機(jī)短信內(nèi)容的功能定義，可在進(jìn)入主菜單后，根據(jù)LCD屏幕的提示選擇“用戶自定義”，進(jìn)行用戶對(duì)遙控器按鍵和手機(jī)短信內(nèi)容的功能定義。 ②通用模式：根據(jù)中國目前家庭中用電器的數(shù)量和類別，以及用戶習(xí)慣，出廠前已設(shè)置，可進(jìn)入主菜單進(jìn)行選擇。 ③傻瓜模式：專門為小孩和老人服務(wù)，進(jìn)入主菜單后選擇“傻瓜模式”即可。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 1.移植性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單安裝 不必破壞墻壁，不必購買新的電氣設(shè)備，系統(tǒng)完全可與家中現(xiàn)有的電氣設(shè)備（如燈具、家電、防盜門窗和私家車等）直接相連。 2.操作人性化 為用戶設(shè)計(jì)三種操作模式，適應(yīng)各種人群需求，并且可預(yù)設(shè)多個(gè)“用戶號(hào)碼”，操作成功時(shí)，各號(hào)碼間相互短信提醒，不發(fā)生操作沖突，同時(shí)滿足各個(gè)家庭成員的需求。 3.設(shè)計(jì)合理，擴(kuò)展性非常強(qiáng)大 與現(xiàn)有汽車防盜器相比，E-home數(shù)字家園可以實(shí)現(xiàn)主人身份識(shí)別、汽車異常狀態(tài)報(bào)告、手機(jī)短信鎖定汽車等功能，另外若內(nèi)置酒精傳感器則可達(dá)到防止酒后駕車等功能。 4.特殊場(chǎng)地，攝像頭監(jiān)控 倉庫、車庫等場(chǎng)地，利用ov7670+al422b+單片機(jī)實(shí)現(xiàn)拍照保存，并通過nrf905無線通信,將照片發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)通過GSM網(wǎng)絡(luò)將照片傳送給用戶手機(jī)。 三、適應(yīng)范圍 1.只要GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)，都可以使用。 2.操作十分簡(jiǎn)單，老人、小孩皆可使用。 四、推廣前景 1.隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量農(nóng)村青年進(jìn)入城市打拼，農(nóng)村家庭安全問題日益凸顯，故此功能強(qiáng)大的家居系統(tǒng)在農(nóng)村推廣，意義重大。 2.世界大范圍的能源危機(jī)即將到來，家庭用電已經(jīng)成為各種用電的重要組成部分，故而采用一套節(jié)能減排的家居系統(tǒng)顯得尤為重要。 3.隨著人們生活水平的提高和家用電器的大范圍智能化，人們對(duì)家電更高智能化的要求也在進(jìn)一步提升，故而此低廉、方便、智能的家居系統(tǒng)在未來將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。 五、市場(chǎng)分析 1.市場(chǎng)潛力大。房地產(chǎn)業(yè)在全國的發(fā)展異?；鸨鳛槠湎掠萎a(chǎn)業(yè)，E-home數(shù)字家園的市場(chǎng)前景將會(huì)非常樂觀。 2.目前，智能家居產(chǎn)業(yè)處于引導(dǎo)期，其行業(yè)市場(chǎng)的認(rèn)知和接受程度低，市場(chǎng)正處于無序競(jìng)爭(zhēng)期，正需要一個(gè)統(tǒng)帥品牌和領(lǐng)軍企業(yè)，而E-home數(shù)字家園正好為我們打開了新的局面。 3.我國正處于社會(huì)主義新農(nóng)村的建設(shè)時(shí)期，農(nóng)村的大范圍改造與建設(shè)正好為E-home數(shù)字家園的推廣開辟了一個(gè)巨大的市場(chǎng)。 綜上可知，基于我國現(xiàn)階段的發(fā)展和特殊國情，該作品的市場(chǎng)前景和推廣空間相當(dāng)廣闊。如果此產(chǎn)品推上市場(chǎng)，憑借它的各項(xiàng)技術(shù)優(yōu)勢(shì)必將受到消費(fèi)者的青睞和選擇，占有一定的市場(chǎng)份額，帶來相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益。伴隨著用戶多元化的需求和需求量的不斷增加，產(chǎn)品的智能化和人性化將會(huì)在未來的發(fā)展中得到進(jìn)一步完善，并將有可能從此顛覆中國傳統(tǒng)的家居風(fēng)貌，引領(lǐng)中國家居行業(yè)的發(fā)展。 六、經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 據(jù)2008年統(tǒng)計(jì)數(shù)字，中國有三億多家庭戶口，按照0.1%的推廣效果，預(yù)計(jì)可安裝E-home數(shù)字家園約30萬戶，估算該產(chǎn)品的市場(chǎng)占有份額為20%，則可投放市場(chǎng)6萬件左右，按照電子產(chǎn)品更新?lián)Q代周期為2年，則每年該產(chǎn)品可投入市場(chǎng)為3萬件。 目前，該產(chǎn)品成本費(fèi)為人民幣200元左右，若以價(jià)格400元投放市場(chǎng)，則每年可凈盈利600萬元人民幣。再者，我國現(xiàn)階段正處于社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)期間，隨著新農(nóng)村的規(guī)劃和建設(shè)，對(duì)該產(chǎn)品需求的用戶會(huì)越來越多，其所帶來的經(jīng)濟(jì)效益將不可估量。
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作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 一、設(shè)計(jì)目的 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和社會(huì)的進(jìn)步，傳統(tǒng)家電已不能滿足人們對(duì)家電智能化的需求，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了E-home數(shù)字家園，對(duì)傳統(tǒng)家電進(jìn)行簡(jiǎn)單改造，使其可以接受手機(jī)短信的控制，從而實(shí)現(xiàn)家用電器的全自動(dòng)化和高智能化。 二、基本思路 傳統(tǒng)家電通過繼電器、接觸器、電磁閥等方式接入E-home數(shù)字家園從機(jī)，由主機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一管理，由主機(jī)對(duì)從機(jī)下命令即可實(shí)現(xiàn)家用電器的數(shù)字化、自動(dòng)化和智能化。 三、創(chuàng)新點(diǎn) 1.操作簡(jiǎn)單 2.異常狀態(tài)，自動(dòng)通知用戶 3.用戶身份識(shí)別與驗(yàn)證 4.智能調(diào)節(jié)家居環(huán)境 5.可實(shí)現(xiàn)局域自組網(wǎng)功能 四、技術(shù)關(guān)鍵 1.tc35i技術(shù)關(guān)鍵 PDU發(fā)送方式下，中心號(hào)碼設(shè)置、地址及內(nèi)容設(shè)置時(shí)，確保無“enter符”發(fā)送。 2.nrf905技術(shù)關(guān)鍵 ShockBurst TX發(fā)送時(shí)，射頻寄存器自動(dòng)開啟，數(shù)據(jù)打包并發(fā)送完成，數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好后，引腳被置高。 五、主要技術(shù)指標(biāo) 1.工作電壓有：3.3V、5V和12V。 2.使用范圍：GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍。 3.工作狀態(tài)：空閑模式、休眠模式和關(guān)機(jī)模式。 4.音頻接口輸入模擬信號(hào)（麥克風(fēng)、耳麥等）。 5.工作頻段：433MHz。 6.局域自組網(wǎng)最高工作速率50kbps，通信距離300米。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 一、科學(xué)性先進(jìn)性 本設(shè)計(jì)通過傳感器檢測(cè)信息，并把檢測(cè)到的信息送與單片機(jī)，單片機(jī)判斷信息是否異常。如異常，則單片機(jī)寫相應(yīng)的指令給tc35i模塊，tc35i通過GSM網(wǎng)絡(luò)發(fā)送異常信息給用戶，用戶讀取異常信息。 用戶發(fā)送短信給主機(jī)中tc35i，tc35i接受信息并寫指令給單片機(jī)，單片機(jī)讀取指令做出判斷，發(fā)命令給從機(jī)，從機(jī)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。 二、技術(shù)突破與分析 1.nrf905實(shí)現(xiàn)局域自組網(wǎng) nrf905使用433Mhz開放ISM頻段，最高工作速率50kbps，高效GPSK調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)。 2.tc35i模塊實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng) TC35i通過AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，強(qiáng)大的AT指令集可進(jìn)行呼叫控制、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等多項(xiàng)功能。 3.拍照顯示，采用MCU+FIFO+CMOS電路設(shè)計(jì) 利用ov7670+al422b+單片機(jī)實(shí)現(xiàn)拍照保存，并通過nrf905,將照片發(fā)送給主機(jī)，主機(jī)通過GSM網(wǎng)絡(luò)將照片傳送給用戶手機(jī)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 2010年12月在許昌學(xué)院團(tuán)委、社團(tuán)聯(lián)合會(huì)舉辦的首屆科技創(chuàng)新設(shè)計(jì)與制作大賽中榮獲特等獎(jiǎng)。 2011年3月在許昌學(xué)院團(tuán)委、學(xué)生工作部、教務(wù)處、科研處舉辦的第六屆“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中榮獲一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 該作品所處階段為中試階段。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 作品可進(jìn)行實(shí)物現(xiàn)場(chǎng)演示。
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 一、技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 1.移植性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單安裝 不必破壞墻壁，不必購買新設(shè)備，系統(tǒng)完全可與家中現(xiàn)有的電氣設(shè)備直接相連。 2.操作人性化 為用戶設(shè)計(jì)三種模式，適應(yīng)各種人群，并可預(yù)設(shè)多個(gè)“用戶號(hào)碼”，操作成功時(shí)，各號(hào)碼間相互短信提醒，不發(fā)生操作沖突，滿足各個(gè)家庭成員的需求。 3.設(shè)計(jì)合理，擴(kuò)展非常強(qiáng)大 二、適應(yīng)范圍 1.只要GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地區(qū)，都可以使用。 2.操作十分簡(jiǎn)單，老人、小孩皆可使用。 三、市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè) 1.市場(chǎng)潛力大。房地產(chǎn)的發(fā)展異常火爆，作為其下游產(chǎn)業(yè)，E-home數(shù)字家園的前景將會(huì)非常樂觀。 2.智能家居處于引導(dǎo)期，正需要一個(gè)統(tǒng)帥品牌和領(lǐng)軍企業(yè)，而E-home數(shù)字家園正好為我們打開新局面。 3.我國正處新農(nóng)村的建設(shè)時(shí)期，農(nóng)村的大范圍改造與建設(shè)正好為E-home數(shù)字家園開辟一個(gè)巨大的市場(chǎng)。
同類課題研究水平概述
- 智能家居的國內(nèi)外研究狀況（智能家居是E-home數(shù)字家園的泛稱） 1.國外智能家居發(fā)展現(xiàn)狀 (1)德國的EIB系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的預(yù)埋總線及中央控制方式實(shí)現(xiàn)控制功能。目前在國內(nèi)應(yīng)用極少，原因在于一是工程要求較為復(fù)雜、嚴(yán)格；二是需要預(yù)埋總線開發(fā)成本較高。 (2)新加坡的8X系統(tǒng)，該系統(tǒng)也采用預(yù)埋總線及中央控制方式實(shí)現(xiàn)各種功能，同時(shí)可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。該系統(tǒng)在國內(nèi)有少量應(yīng)用，比較適合中國國情，缺點(diǎn)就是在系統(tǒng)架構(gòu)、靈活性、價(jià)格等方面難以滿足用戶要求。 盡管國外市場(chǎng)真正啟動(dòng)還尚需時(shí)日，但由于智能家居的誘人前景和巨大市場(chǎng)，所以并不能阻止各大企業(yè)去爭(zhēng)食智能家居市場(chǎng)。 2.國內(nèi)智能家居發(fā)展?fàn)顩r： 智能家居前景明朗，但目前國內(nèi)仍處于向國外企業(yè)學(xué)習(xí)階段?，F(xiàn)在一些國外智能家居廠商，也非?？春弥袊氖袌?chǎng)，他們的進(jìn)入也會(huì)影響國內(nèi)該行業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展。 3.相比國內(nèi)外智能家居的研究現(xiàn)狀，E-home數(shù)字家園具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)價(jià)格低廉，成本價(jià)200元人民幣左右。 (2)移植性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有家電無拆解安裝。 (3)可與鄰居間實(shí)現(xiàn)局域自組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)鄰里通信，緊急救助。 (4)設(shè)計(jì)合理，擴(kuò)展性非常強(qiáng)大。
