題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 基于zigbee網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)程控制家庭節(jié)能系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 信息技術(shù)
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 基于zigbee 網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)程智能家庭節(jié)能系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的智能化系統(tǒng)，在家庭內(nèi)部以pc為中心，將家電設(shè)備節(jié)點(diǎn)，感光節(jié)點(diǎn)，溫濕度節(jié)點(diǎn)，其他環(huán)境參數(shù)節(jié)點(diǎn)，還有用于擴(kuò)展的單片機(jī)端節(jié)點(diǎn)通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)鏈接。手機(jī)可通過(guò)Internet手機(jī)家庭內(nèi)部信息，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 系統(tǒng)主要功能包括： 1）實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備間根據(jù)環(huán)境參數(shù)變化進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。 2）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。 3）安防系統(tǒng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 基于zigbee 網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)程智能家庭節(jié)能系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的智能化系統(tǒng)，它把手機(jī)，廣域網(wǎng)，pc，zigbee網(wǎng)絡(luò)，傳感器，單片機(jī)等技術(shù)有機(jī)結(jié)合。在家庭內(nèi)部以pc為中心，將家電設(shè)備節(jié)點(diǎn)，感光節(jié)點(diǎn)，溫濕度節(jié)點(diǎn)，其他環(huán)境參數(shù)節(jié)點(diǎn)，還有用于擴(kuò)展的單片機(jī)端節(jié)點(diǎn)，以星型網(wǎng)絡(luò)的方式連接，他們之間通過(guò)zigbee進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。在用于擴(kuò)展的單片機(jī)上，我們加入了紅外防盜模塊、紅外定位模塊、窗簾開(kāi)關(guān)、取暖器開(kāi)關(guān)、燈的開(kāi)關(guān)控制以及亮度調(diào)節(jié)，單片機(jī)和節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)串口進(jìn)行通訊。家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)用過(guò)pc連接internet，將家庭內(nèi)部的狀況反饋到用戶(hù)的手機(jī)端，同時(shí)手機(jī)端通過(guò)internet將用戶(hù)的命令發(fā)送至pc，pc再根據(jù)具體的指令將控制命令發(fā)送至具體的節(jié)點(diǎn)。 系統(tǒng)主要功能包括： 1）實(shí)現(xiàn)家庭設(shè)備間根據(jù)環(huán)境參數(shù)變化進(jìn)行自我調(diào)節(jié)。有人在家的時(shí)候，開(kāi)啟家庭網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而無(wú)人在家的時(shí)候也可以關(guān)閉該系統(tǒng)，充分做到節(jié)約能源例如：根據(jù)室內(nèi)溫度決定空調(diào)是否開(kāi)啟，既能是室內(nèi)溫度適宜，又起到節(jié)能的作用。又如：將空間劃分區(qū)域，根據(jù)人所在區(qū)域來(lái)決定某塊燈的亮度來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能。也可以根據(jù)室外光照強(qiáng)度來(lái)決定是否自動(dòng)打開(kāi)燈，等等。 2）實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制。遠(yuǎn)程控制是智能家庭網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，遠(yuǎn)程用戶(hù)可以隨時(shí)隨地控制家庭網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，介于現(xiàn)在智能手機(jī)的普及率，網(wǎng)絡(luò)速度的提升。在手機(jī)端開(kāi)發(fā)一款專(zhuān)用的圖形界面來(lái)提高遠(yuǎn)程控制的方便性和可操作性，給用戶(hù)良好的用戶(hù)體驗(yàn)。手機(jī)端能詳細(xì)的顯示當(dāng)前家中電器的情況和家中的環(huán)境參數(shù)。在手機(jī)端僅需要點(diǎn)擊相應(yīng)的圖標(biāo)就能實(shí)現(xiàn)各種家電的開(kāi)關(guān)，即使出門(mén)忘關(guān)了也能通過(guò)遠(yuǎn)程進(jìn)行關(guān)閉，起到節(jié)能的作用。同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)預(yù)約功能提前打開(kāi)空調(diào)，熱水器等，不必等回家再開(kāi)，也不用一天24小時(shí)開(kāi)著，在做到舒適的同時(shí)，也能節(jié)約用電。 3） 安防系統(tǒng)。在無(wú)人在家的時(shí)候，可以只開(kāi)啟安防系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功能。當(dāng)監(jiān)測(cè)有火災(zāi)或有人入室行竊等警情的時(shí)候，首先開(kāi)啟現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警，主要是發(fā)出聲光等警覺(jué)性信號(hào)，警示注意警情發(fā)生，同時(shí)也可以達(dá)到警告入室者將其嚇跑的目的；并同時(shí)進(jìn)行遠(yuǎn)程無(wú)線報(bào)警，網(wǎng)絡(luò)向主人、消防中心以及警察局進(jìn)行電話(huà)或者短消息報(bào)警。布置系統(tǒng)可以讓有關(guān)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)警情，將損失降為最低。
作品圖片
作品專(zhuān)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）作品設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的 隨著無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷成熟，在無(wú)線通信領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，及其低功耗、低成本、高速率等優(yōu)點(diǎn)，通過(guò)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)可以方便進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和傳輸。 基于上述原因，決定以zigbee為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)一套既能根據(jù)當(dāng)前環(huán)境參數(shù)自動(dòng)進(jìn)行節(jié)能，又能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制有獨(dú)立客戶(hù)端的家庭節(jié)能系統(tǒng)。 （二）基本思路 基于zigbee 網(wǎng)絡(luò)可遠(yuǎn)程智能家庭節(jié)能系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放的智能化系統(tǒng)，在家庭內(nèi)部以pc為中心，將家電設(shè)備節(jié)點(diǎn)，感光節(jié)點(diǎn)，溫濕度節(jié)點(diǎn)，其他環(huán)境參數(shù)節(jié)點(diǎn)，還有用于擴(kuò)展的單片機(jī)端節(jié)點(diǎn)通過(guò)zigbee網(wǎng)絡(luò)鏈接。手機(jī)可通過(guò)Internet收集家庭內(nèi)部信息，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 （三）創(chuàng)新點(diǎn) 1）將家電控制和環(huán)境數(shù)據(jù)收集以zigbee網(wǎng)絡(luò)的 2）在設(shè)計(jì)家庭控制系統(tǒng)時(shí)，將節(jié)能作為一個(gè)重要部分 3）客戶(hù)端界面簡(jiǎn)潔，操作方便 （四）技術(shù)關(guān)鍵 1）采用zigbee星形網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。 2）無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)技術(shù)。 3）多傳感器信息融合技術(shù)。 （五）主要技術(shù)指標(biāo) （1）節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)傳輸速率最高達(dá)250Kb/s； （2）節(jié)點(diǎn)室外最大通信距離約為200米，室內(nèi)為100米； （3）節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)記錄/串行閃存：大于512 kB； （4）節(jié)點(diǎn)支持802.15.4標(biāo)準(zhǔn)與Zigbee協(xié)議； （5）工作環(huán)境溫度：-20℃～50℃；
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 當(dāng)前家庭控制系統(tǒng)存在的不足： 1) 以有線為主。 2) 標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。 3) 缺乏節(jié)能上的考慮。 4) 界面不友好。 作品針對(duì)目前有線家庭控制系統(tǒng)的不足，結(jié)合現(xiàn)有無(wú)線ZigBee 技術(shù)，基于節(jié)能控制和友好人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)方面的考慮，有效解決了上述問(wèn)題，并提出了新的更高應(yīng)用要求，可帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。作出改進(jìn)如下： 1）將家電控制和環(huán)境數(shù)據(jù)收集以zigbee網(wǎng)絡(luò)的形式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸 2）在設(shè)計(jì)家庭控制系統(tǒng)時(shí)，將節(jié)能作為一個(gè)重要部分 3）客戶(hù)端界面簡(jiǎn)潔，操作方便
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專(zhuān)利權(quán)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- √模型 √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)
- 技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì) 綠色的消費(fèi)觀念引領(lǐng)大家進(jìn)入綠色消費(fèi)時(shí)代?，F(xiàn)在人們的消費(fèi)趨勢(shì)將更加注重節(jié)能和智能控制兩方面。消費(fèi)者除了選擇傳統(tǒng)的節(jié)能燈具來(lái)節(jié)能的同時(shí)，也沒(méi)有忽略對(duì)智能生活的追求。智能化的家裝設(shè)計(jì)可以更好的實(shí)現(xiàn)人們對(duì)人性化家庭控制的要求。通過(guò)可遠(yuǎn)程控制家庭節(jié)能系統(tǒng)，不僅可以得到舒適的生活，同時(shí)還能起到節(jié)能的作用。 ? 長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益 (1) 省去了浪費(fèi)在布線上的人力和物力，節(jié)約了成本。 (2) 節(jié)能效果明顯，通過(guò)室內(nèi)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的自我調(diào)節(jié)功能，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的“按需使用”，比如光線充足的情況下，可以自動(dòng)把燈關(guān)了，可以實(shí)現(xiàn)控制節(jié)能15%以上。無(wú)線節(jié)點(diǎn)的低功耗保證在3 伏干電池供電的情況下使用6個(gè)月到1年。 (3) 實(shí)現(xiàn)對(duì)電器設(shè)備的數(shù)字化控制及管理，操作簡(jiǎn)單，可以更合理使用家用電器，降低了設(shè)備維護(hù)費(fèi)，延長(zhǎng)了使用壽命。 (4) 采用統(tǒng)一的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)，更便于管理和維護(hù)，提高了系統(tǒng)的擴(kuò)展性，降低了產(chǎn)品更新或升級(jí)的成本。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 家庭控制系統(tǒng)的概念起源甚早，但直到1984 年美國(guó)聯(lián)合科技公司將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國(guó)康乃迪克州哈特佛市的City Place Building 時(shí)，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”，從此也揭開(kāi)了全世界爭(zhēng)相建造家庭控制系統(tǒng)的序幕。 美國(guó)在這方面一直處于領(lǐng)先水平。根據(jù)市場(chǎng)公司In-Stat/MDR 預(yù)測(cè)，全球家庭網(wǎng)絡(luò)數(shù)量將從2004 年的3500 萬(wàn)增長(zhǎng)到2009 年的9800 萬(wàn)，而美國(guó)Forrester Research 的調(diào)查結(jié)果顯示2008 年52%的上網(wǎng)美國(guó)家庭、47%的歐洲寬帶接入家庭將安裝家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，國(guó)際專(zhuān)家預(yù)測(cè)，2010 年家庭控制系統(tǒng)市場(chǎng)可達(dá)到1000 億。家庭控制系統(tǒng)前景是如此的誘人，其他國(guó)家也不甘落后，家庭控制系統(tǒng)在德國(guó)、新加坡、日本、韓國(guó)等國(guó)都有廣泛的研究。1998 年5 月新加坡舉辦的“98 亞洲家庭電器與電子消費(fèi)品國(guó)際展覽會(huì)”上，通過(guò)在場(chǎng)內(nèi)模擬“未來(lái)之家”，推出了新加坡模式的家庭智能化系統(tǒng)；日本松下公司把“數(shù)碼家庭”的概念應(yīng)用到養(yǎng)老院，養(yǎng)老院的所有房間都裝有多種測(cè)量?jī)x器、觸摸式顯示屏、數(shù)碼攝像機(jī)等，并組成網(wǎng)絡(luò)，這樣每個(gè)居住者的體溫、血壓等多項(xiàng)數(shù)據(jù)可以傳送到護(hù)理中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療護(hù)理；日本大型住宅公司MISAWA HOME 為了解決購(gòu)房者對(duì)房屋防盜系統(tǒng)的不滿(mǎn)意，新近推出“保全住宅”；另外新加坡科技電子公司、韓國(guó)三星公司等知名企業(yè)也正致力于家庭控制系統(tǒng)系統(tǒng)的研發(fā)工作。 國(guó)內(nèi)家庭控制系統(tǒng)起步較晚，但近年來(lái)發(fā)展勢(shì)頭迅猛。清華同方的e-Home 數(shù)字家園是基于家庭自動(dòng)化和建筑自動(dòng)化技術(shù)，為中國(guó)家庭及社區(qū)提供全方位的數(shù)字化服務(wù)產(chǎn)品；科龍集團(tuán)研制的“智能網(wǎng)絡(luò)家庭控制系統(tǒng)”由家庭網(wǎng)關(guān)、抄表控制器、安防控制器、家電控制器、燈控制器及家庭總線組成。通過(guò)遠(yuǎn)程互聯(lián)網(wǎng)，可異地控制家庭設(shè)備。可以通過(guò)電視機(jī)遙控器就地關(guān)燈；空調(diào)、冰箱在不同的季節(jié)，其控制方法也會(huì)隨時(shí)而變等自適應(yīng)的特點(diǎn)?？傮w來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)投入家庭控制系統(tǒng)行業(yè)的公司巨多，出現(xiàn)了“百家爭(zhēng)鳴”的景象，但產(chǎn)品在整體水平上參差不齊，軟件功能較差，升級(jí)能力差，系統(tǒng)也不易維護(hù)，與國(guó)外先進(jìn)水平尚有一定差距。而且大都采用了有線通信技術(shù)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)、布線成本較高，基于無(wú)線通信技術(shù)的家庭控制系統(tǒng)系統(tǒng)目前還處于試驗(yàn)階段。 網(wǎng)絡(luò)化的無(wú)線智能家庭控制控制系統(tǒng)是未來(lái)智能家庭控制的發(fā)展方向，領(lǐng)先的無(wú)線移動(dòng)、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。
