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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 物聯(lián)網(wǎng)智慧居家示范系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品為物聯(lián)網(wǎng)智慧居家示范系統(tǒng)，以物聯(lián)網(wǎng)智慧居家體系標(biāo)準(zhǔn)通信接口協(xié)議為研究對(duì)象，以家居服務(wù)器為研究核心，搭建出物聯(lián)網(wǎng)智慧居家的示范型系統(tǒng)，系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)，感知層將底層家庭環(huán)境信息經(jīng)家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)環(huán)境、用戶需求智能處理將控制信息實(shí)時(shí)的無(wú)線反饋至家庭設(shè)備，同時(shí)服務(wù)器也實(shí)時(shí)將消息發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)等終端設(shè)備上，具有智慧居家“全面物聯(lián)、協(xié)同運(yùn)作，高效服務(wù)”的典型特征。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品為基于服務(wù)上遷代理體技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智慧居家示范系統(tǒng)，旨在以物聯(lián)網(wǎng)智慧居家體系標(biāo)準(zhǔn)通信接口協(xié)議為研究對(duì)象，以家居服務(wù)器為研究核心，搭建出基于服務(wù)上遷代理體技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)智慧居家的示范型系統(tǒng)。 物聯(lián)網(wǎng)智慧居家示范系統(tǒng)可劃分為感知層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層三個(gè)層次。感知層包含感知家庭室內(nèi)外環(huán)境信息的傳感與監(jiān)測(cè)設(shè)備，如光照傳感器、風(fēng)速傳感器以及網(wǎng)絡(luò)攝像頭等；網(wǎng)絡(luò)層包括通信與互聯(lián)網(wǎng)的融合網(wǎng)絡(luò)、家居服務(wù)管理中心、信息中心和智能處理中心等；應(yīng)用層是同物聯(lián)網(wǎng)智慧居家行業(yè)的深度融合，實(shí)現(xiàn)家居設(shè)備的全面物連與協(xié)同運(yùn)作。本作品采用物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)，其工作原理是分布于家庭室內(nèi)外的傳感與監(jiān)控設(shè)備將環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)的通過(guò)無(wú)線自組網(wǎng)絡(luò)傳輸至家庭服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)環(huán)境、用戶需求智能處理將控制信息實(shí)時(shí)的無(wú)線反饋至家庭設(shè)備，如空調(diào)、門窗以及燈光等等，同時(shí)服務(wù)器也實(shí)時(shí)將消息發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)等終端設(shè)備上。與傳統(tǒng)家居相比，采用了ZigBee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備的整體協(xié)調(diào)運(yùn)作，具有智慧居家“全面物聯(lián)、充分整合，協(xié)同運(yùn)作，高效服務(wù)”的典型特征。
作品圖片
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)
- 研究目的：本作品旨在以物聯(lián)網(wǎng)智慧居家體系標(biāo)準(zhǔn)通信接口協(xié)議為研究對(duì)象，以家居服務(wù)器為研究核心，搭建出基于物聯(lián)網(wǎng)智慧居家的示范型系統(tǒng)?；舅悸?系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)基本架構(gòu)，感知層將底層家庭環(huán)境信息經(jīng)家庭無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器，服務(wù)器根據(jù)環(huán)境、用戶需求智能處理將控制信息實(shí)時(shí)的無(wú)線反饋至家庭設(shè)備，同時(shí)服務(wù)器也實(shí)時(shí)將消息發(fā)布至網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)等終端設(shè)備上，具有智慧居家“全面物聯(lián)、協(xié)同運(yùn)作，高效服務(wù)”的典型特征。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1.“服務(wù)上遷”思想：將復(fù)雜的計(jì)算功能上移到家居服務(wù)器完成，而服務(wù)器與設(shè)備之間可通過(guò)簡(jiǎn)單的方式和協(xié)議傳遞參數(shù)和結(jié)果，降低設(shè)備的硬件要求，提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。 2.代理體技術(shù)：以代理體為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備內(nèi)部對(duì)話協(xié)議，代理體通過(guò)私有協(xié)議與家庭設(shè)備通信，并代表該設(shè)備通過(guò)公共協(xié)議與其它設(shè)備的代理體交互、協(xié)作，從而實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備的智慧協(xié)作。 技術(shù)關(guān)鍵： 1.Zigbee無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及協(xié)議設(shè)計(jì)。 2.基于socket網(wǎng)絡(luò)編程，實(shí)現(xiàn)不同編程語(yǔ)言之間的通信，發(fā)揮不同語(yǔ)言的優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化整體系統(tǒng)。 3.數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL，并使用MySQL Connector/C++，實(shí)現(xiàn)C++與MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)之間的通信,將數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)得到最大優(yōu)，提高數(shù)據(jù)處理速度。 技術(shù)指標(biāo)： 1.基于UDP協(xié)議的socket程序設(shè)計(jì)的優(yōu)化性 2.MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)公共資源訪問(wèn)時(shí)的傳輸高效性 3.TCP/IP、ISO1443、Zigbee、GSM協(xié)議融合的相容度
科學(xué)性、先進(jìn)性
- (1)基于代理體技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口構(gòu)建現(xiàn)有的家居系統(tǒng)設(shè)備間通信協(xié)議接口單一，可移植性差，可擴(kuò)展性差。而本作品采用基于代理體技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議接口作為標(biāo)準(zhǔn)通信接口，方便可靠的實(shí)現(xiàn)了家庭設(shè)備之間的信息交互和資源共享。 (2)“功能上遷”的家居服務(wù)器開發(fā)設(shè)計(jì)將復(fù)雜的計(jì)算功能上移到家居服務(wù)器完成，通過(guò)web服務(wù)器，將硬件設(shè)備的管理和狀態(tài)信息的發(fā)布提交到Internet網(wǎng)上，實(shí)現(xiàn)用戶與設(shè)備之間的遠(yuǎn)距離交互，并且支持多用戶多線程的訪問(wèn)。 (3)無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)用于物聯(lián)網(wǎng)智慧居家系統(tǒng)整個(gè)系統(tǒng)采用的Zigbee無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，使用國(guó)際通用免費(fèi)頻段(2.4-2.48Ghz ISM)，傳輸方式是抗干擾能力強(qiáng)直序擴(kuò)頻方式（DSSS），而且在信號(hào)傳輸上采用ZigBee技術(shù)規(guī)定的安全方案，高級(jí)加密標(biāo)準(zhǔn)(AES)加密，以保證通信的安全。節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障等等，網(wǎng)絡(luò)都能夠自我修復(fù)，并對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，無(wú)需人工干預(yù)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 本作品在2011年5月第四屆“挑戰(zhàn)杯”合鍛股份安徽省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中獲得一等獎(jiǎng)。
作品所處階段
- 演示展廳已經(jīng)建設(shè)完成，位于我校逸夫科教樓707室。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 有償轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品 模型 圖紙 磁盤 現(xiàn)場(chǎng)演示圖片 錄像 樣品
使用說(shuō)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(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 使用說(shuō)明：1.室內(nèi)外環(huán)境信息智能感知與處理 各個(gè)環(huán)境信息采集節(jié)點(diǎn)通過(guò)相應(yīng)的傳感器感知室內(nèi)外環(huán)境參數(shù)，并將信息上傳至家居服務(wù)器，根據(jù)情況作出相應(yīng)的動(dòng)作。2.家庭設(shè)備的豐富控制手段 用戶可以登錄家庭服務(wù)器實(shí)現(xiàn)家庭內(nèi)設(shè)備的遠(yuǎn)程WEB方式控制、手機(jī)wifi網(wǎng)絡(luò)控制、短信控制以及語(yǔ)音控制。 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)： 傳統(tǒng)的家居設(shè)備，其本身能力有限，無(wú)法在本地運(yùn)行相關(guān)服務(wù)，本作品將復(fù)雜的計(jì)算功能上移到家居服務(wù)器完成，降低了設(shè)備的硬件要求，提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。 傳統(tǒng)家居不同的設(shè)備通信接口迥異，集成難度大，本作品將設(shè)備能夠提供的服務(wù)封裝成設(shè)備代理，設(shè)備代理同托管設(shè)備之間可以采取私有互聯(lián)，提高了系統(tǒng)的開放性。 適用范圍：1.為相關(guān)專業(yè)相關(guān)高校提供展示系統(tǒng)；2.應(yīng)用于實(shí)際小區(qū)住宅，改善人們的居家環(huán)境； 市場(chǎng)分析與推廣前景：系統(tǒng)可以在物業(yè)管理、公安、消防、遠(yuǎn)程醫(yī)療、房產(chǎn)、自來(lái)水、電力、煤氣等多方面為管理部門和廣大居民提供多方位的服務(wù)，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
同類課題研究水平概述
- 1.國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 在國(guó)內(nèi)，2009年8月7日，溫家寶考察中科院無(wú)錫高新微納傳感網(wǎng)工程技術(shù)研發(fā)中心。強(qiáng)調(diào)“在傳感網(wǎng)發(fā)展中，要早一點(diǎn)謀劃未來(lái)，早一點(diǎn)攻破核心技術(shù)，把傳感系統(tǒng)和3G中的TD技術(shù)結(jié)合起來(lái)”。2009年9月21日，工信部在相關(guān)會(huì)議上，首次明確提出要進(jìn)一步研究建設(shè)物聯(lián)網(wǎng)、傳感網(wǎng)，加快傳感中心建設(shè)，推進(jìn)信息技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，提高資源利用率、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效益和投入產(chǎn)出效率等。 物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)在我國(guó)成為大家普遍關(guān)注的熱點(diǎn)，得到國(guó)家科技部、質(zhì)檢總局、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)等政府部門和自動(dòng)識(shí)別技術(shù)等相關(guān)行業(yè)及企業(yè)的高度重視；物聯(lián)網(wǎng)已被明確列入《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)技術(shù)發(fā)展規(guī)劃(2006-2020年)》和2050年國(guó)家產(chǎn)業(yè)路線圖。 2.國(guó)外相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 信息技術(shù)的高速發(fā)展帶來(lái)了全球普遍的信息化浪潮，未來(lái)越來(lái)越需要依賴信息技術(shù)而推動(dòng)智慧城市發(fā)展，世界各國(guó)和政府組織都不約而同地提出了依賴互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù)來(lái)改變城市未來(lái)發(fā)展藍(lán)圖的計(jì)劃。美國(guó)率先提出了國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施(NII)和全球信息基礎(chǔ)設(shè)施(GII)計(jì)劃，接著，歐盟又著力推進(jìn)“信息社會(huì)”計(jì)劃，并確定了歐洲信息社會(huì)的十大應(yīng)用領(lǐng)域，作為歐盟“信息社會(huì)”建設(shè)的主攻方向。在2007至2013年間，歐盟為信息和通信技術(shù)研發(fā)所投入的資金將達(dá)20億歐元左右。最近歐盟委員會(huì)更將信息和通信技術(shù)列為歐洲2020年的戰(zhàn)略發(fā)展重點(diǎn)，制定了《物聯(lián)網(wǎng)戰(zhàn)略研究路線圖》。國(guó)際智慧城市組織ICF(Intelligent Community Forum)等相關(guān)機(jī)構(gòu)相繼成立，并開展“全球智慧城市獎(jiǎng)”評(píng)選活動(dòng)。 2009年9月，美國(guó)中西部愛(ài)荷華州的迪比克市與IBM共同宣布，將建設(shè)美國(guó)第一個(gè)“智慧城市”——一個(gè)由高科技充分武裝的60000人社區(qū)。通過(guò)采用一系列IBM新技術(shù)“武裝”的迪比克市將完全數(shù)字化，并將城市的所有資源都連接起來(lái)（水、電、油、氣、交通、公共服務(wù)等等），因此可以偵測(cè)、分析和整合各種數(shù)據(jù)，并智能化地作出響應(yīng)，服務(wù)于市民的需求。
