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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于GSM/GPRS和射頻網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程智能家居監(jiān)控系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)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(jī)STC12C5A16S2為核心的控制系統(tǒng)。用戶撥打系統(tǒng)的預(yù)設(shè)號(hào)碼，將進(jìn)入語(yǔ)音播報(bào)操作提示，根據(jù)提示音，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)置與各項(xiàng)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(jìn)行采集、利用GSM的電話呼叫和彩信功能，無(wú)論用戶在何時(shí)何地，均可實(shí)現(xiàn)全球家居安防報(bào)警。系統(tǒng)具備用電器電源開(kāi)關(guān)控制、空調(diào)與紅外控制能，獨(dú)特的雙電源控制，穩(wěn)定性高。
- 詳細(xì)介紹：
- 1．研究一個(gè)主控端控制系統(tǒng)，具備的功能：避免死機(jī)與系統(tǒng)崩潰現(xiàn)象、當(dāng)接收到相應(yīng)的編碼后，能夠?qū)Ω鹘K端子系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)，打開(kāi)相應(yīng)的指示燈，當(dāng)主控端接收到子系統(tǒng)相應(yīng)的報(bào)警，能夠及時(shí)通過(guò)GSM網(wǎng)絡(luò)通知用戶發(fā)生相應(yīng)的情況，本系統(tǒng)由一個(gè)GSM模塊和一個(gè)主控芯片組成了主控系統(tǒng)，連接了五個(gè)子系統(tǒng)，分別為煤氣檢測(cè)系統(tǒng)、煙霧檢測(cè)系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)和空調(diào)控制系統(tǒng)。由上面共同組成了一個(gè)基于GSM網(wǎng)絡(luò)的智能家居報(bào)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(jī)，但速度快12倍，并擁有16k的ROM和內(nèi)部擴(kuò)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(nèi)部EEPROM，可用于存儲(chǔ)用戶預(yù)設(shè)報(bào)警電話等設(shè)置。該單片機(jī)具有2個(gè)串口并支持獨(dú)立波特率的高速傳輸與切換；如圖1給出本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(guò)中斷接收信號(hào)，控制GSM模塊撥打用戶預(yù)設(shè)報(bào)警電話，并同時(shí)對(duì)電燈和空調(diào)開(kāi)關(guān)操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)家居安防的監(jiān)控。而用戶對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置時(shí)，CPU通過(guò)GSM模塊識(shí)別來(lái)電號(hào)碼，如為預(yù)設(shè)電話，接通后要求輸入密碼方可進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置，CPU控制語(yǔ)音模塊輸出語(yǔ)音，該語(yǔ)音連接到GSM模塊輸送給用戶作為語(yǔ)音提示，用戶的設(shè)置以按鍵的方式傳送給系統(tǒng)識(shí)別，從而完成對(duì)系統(tǒng)的整體功能設(shè)置。 。 2．控制電燈的子系統(tǒng),功能要求：當(dāng)接收到GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制燈光的編碼時(shí)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)燈光進(jìn)行快速的打開(kāi)和關(guān)閉兩種操作。 3．煙霧和煤氣子系統(tǒng)，功能要求：對(duì)各自要檢測(cè)的有毒氣體進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷并響應(yīng)，快速的向GSM主控端發(fā)送相應(yīng)的編碼，實(shí)現(xiàn)煤氣或煙霧等有毒氣體的報(bào)警功能。 4．陌生入侵檢測(cè)子系統(tǒng)，功能要求：主控端系統(tǒng)處于布防狀態(tài)，檢測(cè)到有陌生人入侵后，能及時(shí)發(fā)送相應(yīng)的編碼至主控端，使主控端接收并告知用戶。 5．空調(diào)控制子系統(tǒng)，功能要求：該子系統(tǒng)應(yīng)具有紅外學(xué)習(xí)和發(fā)射的功能。當(dāng)我們要對(duì)空調(diào)的開(kāi)和關(guān)進(jìn)行操作時(shí)，系統(tǒng)能學(xué)習(xí)空調(diào)遙控器相應(yīng)的編碼，然后當(dāng)接收到主控端系統(tǒng)打開(kāi)空調(diào)的命令后，通過(guò)紅外發(fā)射管打開(kāi)空調(diào)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制空調(diào)開(kāi)關(guān)的功能。 6．彩信拍照子系統(tǒng)，功能要求：該子系統(tǒng)應(yīng)該具有通過(guò)攝像頭彩信拍照功能。當(dāng)此系統(tǒng)接收到GSM網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制攝像頭進(jìn)行彩信拍照的編碼時(shí)，能快速的實(shí)現(xiàn)對(duì)家里環(huán)境拍照并發(fā)送至用戶手機(jī)等操作。
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)
- 作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的：鑒于社會(huì)轉(zhuǎn)型期中家居安全隱患因素日益凸現(xiàn)，再加上目前市場(chǎng)上傳統(tǒng)的安全防范措施已無(wú)法適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)的需求。因此，本項(xiàng)目旨在研究設(shè)計(jì)一個(gè)適應(yīng)現(xiàn)代化社會(huì)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(jiǎn)單、符合廣大人民的使用，在避免災(zāi)難發(fā)生帶來(lái)重大經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡的同時(shí)也可以實(shí)時(shí)控制用戶的各種家電。劍指只要用戶身有移動(dòng)信號(hào)，就沒(méi)有通信距離限制，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離實(shí)時(shí)語(yǔ)音操作與報(bào)警。 基本思路：設(shè)計(jì)一套可用家庭等的基于GSM的遠(yuǎn)程家居監(jiān)控和安防系統(tǒng)。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1、各個(gè)模塊全部用無(wú)線的方式進(jìn)行通信、實(shí)現(xiàn)免布線； 2、具有遠(yuǎn)程控制燈光的功能。 3、具有遠(yuǎn)程控制空調(diào)的功能。 4、具有手動(dòng)遙控布防、撤防的功能。 5、具有斷電應(yīng)急的功能，當(dāng)家庭斷電或者強(qiáng)盜強(qiáng)行斷開(kāi)家庭電源的時(shí)候，各終端系統(tǒng)啟動(dòng)自帶的可充電電源，給系統(tǒng)供電。獨(dú)特的雙電源控制，穩(wěn)定性高，方便可靠。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 1．突破傳統(tǒng)GSM模塊死機(jī)與系統(tǒng)崩潰現(xiàn)象，使系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定； 2、突破語(yǔ)音播報(bào)與DTMF信號(hào)識(shí)別設(shè)計(jì)； 3、突破彩信拍照攝像頭的數(shù)據(jù)傳輸； 4、破解無(wú)線2262/2272模塊一對(duì)多信號(hào)傳輸； 5、AT命令控制。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品的科學(xué)性先進(jìn)性： 1、系統(tǒng)采用獨(dú)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(méi)有獨(dú)特的電源設(shè)計(jì)，性能難以保證，有關(guān)資料參考：（1）On Semiconductor. LM2576 datasheet. 2004； 2、語(yǔ)音播報(bào)與DTMF信號(hào)識(shí)別設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音監(jiān)控，保證實(shí)時(shí)性，有關(guān)資料參考：仲玉芳《基于GSM短消息的家居智能報(bào)警和遙控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)》； 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(wú)線的方式進(jìn)行通信、實(shí)現(xiàn)免布線，資料參考：（1）HPN輝鵬網(wǎng)絡(luò)《智能家居中的綜合布線》； 6、空調(diào)模塊中的紅外學(xué)習(xí)機(jī)設(shè)計(jì)，參考資料：中的、智能控制器軟件部分。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競(jìng)賽中獲得三等獎(jiǎng)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物展示和論文展示
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)
- 作品技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：本作品最大優(yōu)勢(shì)就是實(shí)現(xiàn)了免布線的不便，隨時(shí)隨地的遠(yuǎn)程安防監(jiān)控家居情況，軟件化。 適應(yīng)范圍：普遍的中小型家庭，公寓或別墅。 推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明：產(chǎn)品制造成本相對(duì)低廉，實(shí)現(xiàn)智能化，用戶操作方便，易于上手。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：智能家居產(chǎn)業(yè)處于引導(dǎo)期，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)帥品牌和領(lǐng)軍企業(yè)，市場(chǎng)處于無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)期。市場(chǎng)潛力大，我們知道現(xiàn)在的房地產(chǎn)業(yè)在全國(guó)的發(fā)展都很火爆，作為其電子產(chǎn)業(yè)，智能家居市場(chǎng)前景非常樂(lè)觀。
同類課題研究水平概述
- 1、國(guó)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(guó)出現(xiàn)后，美國(guó)、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國(guó)、德國(guó)、新加坡、日本等國(guó)都有廣泛應(yīng)用 目前已出現(xiàn)在市場(chǎng)上的智能家居類產(chǎn)品主要有： (1)美國(guó)的X-10系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過(guò)電力線作為網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，采取集中控制方式實(shí)現(xiàn)多種功能。該產(chǎn)品在美國(guó)占據(jù)市場(chǎng)主流，僅美國(guó)就有400萬(wàn)家庭在使用。 (2)德國(guó)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(guó)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(kāi)發(fā)成本較高。 (3)新加坡的8X系統(tǒng)，該系統(tǒng)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)利用產(chǎn)品可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展。該系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)有少量應(yīng)用，系統(tǒng)成熟，比較適合中國(guó)國(guó)情，缺點(diǎn)就是在系統(tǒng)架構(gòu)、靈活性、價(jià)格等方面難以滿足要求。 由于智能家居的誘人前景和巨大市場(chǎng)，盡管國(guó)外市場(chǎng)真正啟動(dòng)也尚需時(shí)日，但并未能阻止企業(yè)去爭(zhēng)食智能家居市場(chǎng)。 2、國(guó)內(nèi)智能家居發(fā)展?fàn)顩r及特點(diǎn) (1)市場(chǎng)潛力大，我們知道現(xiàn)在的房地產(chǎn)業(yè)在全國(guó)的發(fā)展都很火爆，作為其下游產(chǎn)業(yè)，智能家居市場(chǎng)前景非常樂(lè)觀。 (2)智能家居產(chǎn)業(yè)處于引導(dǎo)期，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)帥品牌和領(lǐng)軍企業(yè)，市場(chǎng)處于無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)期。這個(gè)產(chǎn)業(yè)各自為政，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各種技術(shù)力量重復(fù)投入，致使在這個(gè)基礎(chǔ)上的家庭網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品五花)Ll'-J，但多數(shù)產(chǎn)品是大同小異，行業(yè)內(nèi)各企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)處于無(wú)序狀態(tài)。 (3)面對(duì)著巨大智能家居市場(chǎng)的需求，市場(chǎng)區(qū)域也存在著不均衡的狀態(tài)。以華東、華南等經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)的地區(qū)為主要的市場(chǎng)需求區(qū)域，而西南、西北地區(qū)的市場(chǎng)份額相對(duì)較低，這主要與居民的總體消費(fèi)水平有關(guān)。 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(wǎng)絡(luò)化、人性化方向發(fā)展。 (3)向規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展我國(guó)智能家居發(fā)展較晚，新技術(shù)、新產(chǎn)品層出不窮，標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范還在制定之中。 (4)向具有“中國(guó)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(guó)國(guó)情的產(chǎn)品和運(yùn)行軟件，目前開(kāi)發(fā)的軟硬件產(chǎn)品的種類較少，水平較低。
