基本信息
- 項目名稱：
- 基于GSM/GPRS和射頻網絡遠程智能家居監(jiān)控系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 系統(tǒng)利用GSM/GPRS模塊、射頻模塊、紅外模塊等組成了以單片機STC12C5A16S2為核心的控制系統(tǒng)。用戶撥打系統(tǒng)的預設號碼，將進入語音播報操作提示，根據(jù)提示音，實現(xiàn)系統(tǒng)設置與各項控制。監(jiān)控范圍包括防盜、火警、煤氣泄漏等可能出現(xiàn)情況并進行采集、利用GSM的電話呼叫和彩信功能，無論用戶在何時何地，均可實現(xiàn)全球家居安防報警。系統(tǒng)具備用電器電源開關控制、空調與紅外控制能，獨特的雙電源控制，穩(wěn)定性高。
- 詳細介紹：
- 1．研究一個主控端控制系統(tǒng)，具備的功能：避免死機與系統(tǒng)崩潰現(xiàn)象、當接收到相應的編碼后，能夠對各終端子系統(tǒng)進行相應的檢測，打開相應的指示燈，當主控端接收到子系統(tǒng)相應的報警，能夠及時通過GSM網絡通知用戶發(fā)生相應的情況，本系統(tǒng)由一個GSM模塊和一個主控芯片組成了主控系統(tǒng)，連接了五個子系統(tǒng)，分別為煤氣檢測系統(tǒng)、煙霧檢測系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)和空調控制系統(tǒng)。由上面共同組成了一個基于GSM網絡的智能家居報警控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)采用了STC12C5A16S2作為CPU，該芯片指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機，但速度快12倍，并擁有16k的ROM和內部擴展1024字節(jié)的RAM，為攝像頭數(shù)據(jù)的接收發(fā)送提供了可能；還擁有片內部EEPROM，可用于存儲用戶預設報警電話等設置。該單片機具有2個串口并支持獨立波特率的高速傳輸與切換；如圖1給出本系統(tǒng)的設計框圖。CPU可監(jiān)控家居的眾多觸發(fā)源，如陌生人入侵、煙霧或煤氣泄露，CPU通過中斷接收信號，控制GSM模塊撥打用戶預設報警電話，并同時對電燈和空調開關操作，實現(xiàn)對家居安防的監(jiān)控。而用戶對系統(tǒng)進行設置時，CPU通過GSM模塊識別來電號碼，如為預設電話，接通后要求輸入密碼方可進入系統(tǒng)設置，CPU控制語音模塊輸出語音，該語音連接到GSM模塊輸送給用戶作為語音提示，用戶的設置以按鍵的方式傳送給系統(tǒng)識別，從而完成對系統(tǒng)的整體功能設置。 。 2．控制電燈的子系統(tǒng),功能要求：當接收到GSM網絡遠程控制燈光的編碼時，能實現(xiàn)對燈光進行快速的打開和關閉兩種操作。 3．煙霧和煤氣子系統(tǒng)，功能要求：對各自要檢測的有毒氣體進行準確的判斷并響應，快速的向GSM主控端發(fā)送相應的編碼，實現(xiàn)煤氣或煙霧等有毒氣體的報警功能。 4．陌生入侵檢測子系統(tǒng)，功能要求：主控端系統(tǒng)處于布防狀態(tài)，檢測到有陌生人入侵后，能及時發(fā)送相應的編碼至主控端，使主控端接收并告知用戶。 5．空調控制子系統(tǒng)，功能要求：該子系統(tǒng)應具有紅外學習和發(fā)射的功能。當我們要對空調的開和關進行操作時，系統(tǒng)能學習空調遙控器相應的編碼，然后當接收到主控端系統(tǒng)打開空調的命令后，通過紅外發(fā)射管打開空調，實現(xiàn)遠程控制空調開關的功能。 6．彩信拍照子系統(tǒng)，功能要求：該子系統(tǒng)應該具有通過攝像頭彩信拍照功能。當此系統(tǒng)接收到GSM網絡遠程控制攝像頭進行彩信拍照的編碼時，能快速的實現(xiàn)對家里環(huán)境拍照并發(fā)送至用戶手機等操作。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 作品設計、發(fā)明的目的：鑒于社會轉型期中家居安全隱患因素日益凸現(xiàn)，再加上目前市場上傳統(tǒng)的安全防范措施已無法適應現(xiàn)代化社會的需求。因此，本項目旨在研究設計一個適應現(xiàn)代化社會需求的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。研究的監(jiān)控系統(tǒng)操作簡單、符合廣大人民的使用，在避免災難發(fā)生帶來重大經濟損失和人員傷亡的同時也可以實時控制用戶的各種家電。劍指只要用戶身有移動信號，就沒有通信距離限制，實現(xiàn)長距離實時語音操作與報警。 基本思路：設計一套可用家庭等的基于GSM的遠程家居監(jiān)控和安防系統(tǒng)。 創(chuàng)新點： 1、各個模塊全部用無線的方式進行通信、實現(xiàn)免布線； 2、具有遠程控制燈光的功能。 3、具有遠程控制空調的功能。 4、具有手動遙控布防、撤防的功能。 5、具有斷電應急的功能，當家庭斷電或者強盜強行斷開家庭電源的時候，各終端系統(tǒng)啟動自帶的可充電電源，給系統(tǒng)供電。獨特的雙電源控制，穩(wěn)定性高，方便可靠。 技術關鍵和主要技術指標： 1．突破傳統(tǒng)GSM模塊死機與系統(tǒng)崩潰現(xiàn)象，使系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定； 2、突破語音播報與DTMF信號識別設計； 3、突破彩信拍照攝像頭的數(shù)據(jù)傳輸； 4、破解無線2262/2272模塊一對多信號傳輸； 5、AT命令控制。
科學性、先進性
- 作品的科學性先進性： 1、系統(tǒng)采用獨特的雙電源控制，穩(wěn)定性高，方便可靠。而其他的一些智能家居則沒有獨特的電源設計，性能難以保證，有關資料參考：（1）On Semiconductor. LM2576 datasheet. 2004； 2、語音播報與DTMF信號識別設計實現(xiàn)語音監(jiān)控，保證實時性，有關資料參考：仲玉芳《基于GSM短消息的家居智能報警和遙控系統(tǒng)的設計》； 3、彩信拍照攝像頭的數(shù)據(jù)傳輸，資料：唯創(chuàng)科技. WTV Series Voice OTP datasheet. 2006； 4、AT命令控制，參考： AT Command Set datasheet. 2004； 5、無線的方式進行通信、實現(xiàn)免布線，資料參考：（1）HPN輝鵬網絡《智能家居中的綜合布線》； 6、空調模塊中的紅外學習機設計，參考資料：中的、智能控制器軟件部分。
獲獎情況及鑒定結果
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽中獲得三等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物展示和論文展示
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 作品技術特點和優(yōu)勢：本作品最大優(yōu)勢就是實現(xiàn)了免布線的不便，隨時隨地的遠程安防監(jiān)控家居情況，軟件化。 適應范圍：普遍的中小型家庭，公寓或別墅。 推廣前景的技術性說明：產品制造成本相對低廉，實現(xiàn)智能化，用戶操作方便，易于上手。 市場分析和經濟效益預測：智能家居產業(yè)處于引導期，沒有一個統(tǒng)帥品牌和領軍企業(yè)，市場處于無序競爭期。市場潛力大，我們知道現(xiàn)在的房地產業(yè)在全國的發(fā)展都很火爆，作為其電子產業(yè)，智能家居市場前景非常樂觀。
同類課題研究水平概述
- 1、國外智能家居發(fā)展現(xiàn)狀 自從1984年世界上第一幢智能建筑在美國出現(xiàn)后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經濟比較發(fā)達的國家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛應用 目前已出現(xiàn)在市場上的智能家居類產品主要有： (1)美國的X-10系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過電力線作為網絡平臺，采取集中控制方式實現(xiàn)多種功能。該產品在美國占據(jù)市場主流，僅美國就有400萬家庭在使用。 (2)德國的EIB系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的預埋總線及中央控制方式實現(xiàn)控制功能。目前在國內應用極少，原因在于一是工程要求較為復雜、嚴格；二是需要預埋總線，開發(fā)成本較高。 (3)新加坡的8X系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用預埋總線及中央控制方式實現(xiàn)各種功能，同時利用產品可對系統(tǒng)進行擴展。該系統(tǒng)在國內有少量應用，系統(tǒng)成熟，比較適合中國國情，缺點就是在系統(tǒng)架構、靈活性、價格等方面難以滿足要求。 由于智能家居的誘人前景和巨大市場，盡管國外市場真正啟動也尚需時日，但并未能阻止企業(yè)去爭食智能家居市場。 2、國內智能家居發(fā)展狀況及特點 (1)市場潛力大，我們知道現(xiàn)在的房地產業(yè)在全國的發(fā)展都很火爆，作為其下游產業(yè)，智能家居市場前景非常樂觀。 (2)智能家居產業(yè)處于引導期，沒有一個統(tǒng)帥品牌和領軍企業(yè)，市場處于無序競爭期。這個產業(yè)各自為政，沒有一個統(tǒng)一標準，各種技術力量重復投入，致使在這個基礎上的家庭網絡產品五花)Ll'-J，但多數(shù)產品是大同小異，行業(yè)內各企業(yè)的競爭處于無序狀態(tài)。 (3)面對著巨大智能家居市場的需求，市場區(qū)域也存在著不均衡的狀態(tài)。以華東、華南等經濟較發(fā)達的地區(qū)為主要的市場需求區(qū)域，而西南、西北地區(qū)的市場份額相對較低，這主要與居民的總體消費水平有關。 3．智能家居系統(tǒng)有以下發(fā)展方向： (1)向節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。 (2)向智能化、網絡化、人性化方向發(fā)展。 (3)向規(guī)范化、標準化方向發(fā)展我國智能家居發(fā)展較晚，新技術、新產品層出不窮，標準和規(guī)范還在制定之中。 (4)向具有“中國特色”的家居智能化方向發(fā)展家居智能化系統(tǒng)需要大量的適合中國國情的產品和運行軟件，目前開發(fā)的軟硬件產品的種類較少，水平較低。
