基本信息
- 項目名稱：
- 基于zigbee網(wǎng)絡可遠程控制家庭節(jié)能系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 基于zigbee 網(wǎng)絡可遠程智能家庭節(jié)能系統(tǒng)是一個開放的智能化系統(tǒng)，在家庭內(nèi)部以pc為中心，將家電設備節(jié)點，感光節(jié)點，溫濕度節(jié)點，其他環(huán)境參數(shù)節(jié)點，還有用于擴展的單片機端節(jié)點通過zigbee網(wǎng)絡鏈接。手機可通過Internet手機家庭內(nèi)部信息，也可以進行遠程控制。 系統(tǒng)主要功能包括： 1）實現(xiàn)家庭設備間根據(jù)環(huán)境參數(shù)變化進行自我調(diào)節(jié)。 2）實現(xiàn)遠程控制。 3）安防系統(tǒng)。
- 詳細介紹：
- 基于zigbee 網(wǎng)絡可遠程智能家庭節(jié)能系統(tǒng)是一個開放的智能化系統(tǒng)，它把手機，廣域網(wǎng)，pc，zigbee網(wǎng)絡，傳感器，單片機等技術有機結(jié)合。在家庭內(nèi)部以pc為中心，將家電設備節(jié)點，感光節(jié)點，溫濕度節(jié)點，其他環(huán)境參數(shù)節(jié)點，還有用于擴展的單片機端節(jié)點，以星型網(wǎng)絡的方式連接，他們之間通過zigbee進行數(shù)據(jù)交換。在用于擴展的單片機上，我們加入了紅外防盜模塊、紅外定位模塊、窗簾開關、取暖器開關、燈的開關控制以及亮度調(diào)節(jié)，單片機和節(jié)點之間通過串口進行通訊。家庭內(nèi)部網(wǎng)絡用過pc連接internet，將家庭內(nèi)部的狀況反饋到用戶的手機端，同時手機端通過internet將用戶的命令發(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。 系統(tǒng)主要功能包括： 1）實現(xiàn)家庭設備間根據(jù)環(huán)境參數(shù)變化進行自我調(diào)節(jié)。有人在家的時候，開啟家庭網(wǎng)絡自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)，而無人在家的時候也可以關閉該系統(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)域來決定某塊燈的亮度來實現(xiàn)節(jié)能。也可以根據(jù)室外光照強度來決定是否自動打開燈，等等。 2）實現(xiàn)遠程控制。遠程控制是智能家庭網(wǎng)絡的重要組成部分，遠程用戶可以隨時隨地控制家庭網(wǎng)絡設備，介于現(xiàn)在智能手機的普及率，網(wǎng)絡速度的提升。在手機端開發(fā)一款專用的圖形界面來提高遠程控制的方便性和可操作性，給用戶良好的用戶體驗。手機端能詳細的顯示當前家中電器的情況和家中的環(huán)境參數(shù)。在手機端僅需要點擊相應的圖標就能實現(xiàn)各種家電的開關，即使出門忘關了也能通過遠程進行關閉，起到節(jié)能的作用。同時，還可以實現(xiàn)預約功能提前打開空調(diào)，熱水器等，不必等回家再開，也不用一天24小時開著，在做到舒適的同時，也能節(jié)約用電。 3） 安防系統(tǒng)。在無人在家的時候，可以只開啟安防系統(tǒng)的監(jiān)測功能。當監(jiān)測有火災或有人入室行竊等警情的時候，首先開啟現(xiàn)場報警，主要是發(fā)出聲光等警覺性信號，警示注意警情發(fā)生，同時也可以達到警告入室者將其嚇跑的目的；并同時進行遠程無線報警，網(wǎng)絡向主人、消防中心以及警察局進行電話或者短消息報警。布置系統(tǒng)可以讓有關人員及時發(fā)現(xiàn)警情，將損失降為最低。
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
- （一）作品設計、發(fā)明的目的 隨著無線傳感器網(wǎng)絡技術不斷成熟，在無線通信領域得到廣泛應用，及其低功耗、低成本、高速率等優(yōu)點，通過無線傳感器節(jié)點可以方便進行數(shù)據(jù)采集和傳輸。 基于上述原因，決定以zigbee為基礎，開發(fā)一套既能根據(jù)當前環(huán)境參數(shù)自動進行節(jié)能，又能進行遠程控制有獨立客戶端的家庭節(jié)能系統(tǒng)。 （二）基本思路 基于zigbee 網(wǎng)絡可遠程智能家庭節(jié)能系統(tǒng)是一個開放的智能化系統(tǒng)，在家庭內(nèi)部以pc為中心，將家電設備節(jié)點，感光節(jié)點，溫濕度節(jié)點，其他環(huán)境參數(shù)節(jié)點，還有用于擴展的單片機端節(jié)點通過zigbee網(wǎng)絡鏈接。手機可通過Internet收集家庭內(nèi)部信息，也可以進行遠程控制。 （三）創(chuàng)新點 1）將家電控制和環(huán)境數(shù)據(jù)收集以zigbee網(wǎng)絡的 2）在設計家庭控制系統(tǒng)時，將節(jié)能作為一個重要部分 3）客戶端界面簡潔，操作方便 （四）技術關鍵 1）采用zigbee星形網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。 2）無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計技術。 3）多傳感器信息融合技術。 （五）主要技術指標 （1）節(jié)點數(shù)據(jù)傳輸速率最高達250Kb/s； （2）節(jié)點室外最大通信距離約為200米，室內(nèi)為100米； （3）節(jié)點數(shù)據(jù)記錄/串行閃存：大于512 kB； （4）節(jié)點支持802.15.4標準與Zigbee協(xié)議； （5）工作環(huán)境溫度：-20℃～50℃；
科學性、先進性
- 當前家庭控制系統(tǒng)存在的不足： 1) 以有線為主。 2) 標準不統(tǒng)一。 3) 缺乏節(jié)能上的考慮。 4) 界面不友好。 作品針對目前有線家庭控制系統(tǒng)的不足，結(jié)合現(xiàn)有無線ZigBee 技術，基于節(jié)能控制和友好人機交互界面設計方面的考慮，有效解決了上述問題，并提出了新的更高應用要求，可帶來較好的經(jīng)濟和社會效益。作出改進如下： 1）將家電控制和環(huán)境數(shù)據(jù)收集以zigbee網(wǎng)絡的形式進行數(shù)據(jù)傳輸 2）在設計家庭控制系統(tǒng)時，將節(jié)能作為一個重要部分 3）客戶端界面簡潔，操作方便
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉(zhuǎn)讓方式
- 專利權轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- √模型 √現(xiàn)場演示 √圖片 √錄像 √樣品
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(jīng)濟效益預測
- 技術特點和優(yōu)勢 綠色的消費觀念引領大家進入綠色消費時代?，F(xiàn)在人們的消費趨勢將更加注重節(jié)能和智能控制兩方面。消費者除了選擇傳統(tǒng)的節(jié)能燈具來節(jié)能的同時，也沒有忽略對智能生活的追求。智能化的家裝設計可以更好的實現(xiàn)人們對人性化家庭控制的要求。通過可遠程控制家庭節(jié)能系統(tǒng)，不僅可以得到舒適的生活，同時還能起到節(jié)能的作用。 ? 長期經(jīng)濟效益 (1) 省去了浪費在布線上的人力和物力，節(jié)約了成本。 (2) 節(jié)能效果明顯，通過室內(nèi)網(wǎng)絡設備之間的自我調(diào)節(jié)功能，實現(xiàn)設備的“按需使用”，比如光線充足的情況下，可以自動把燈關了，可以實現(xiàn)控制節(jié)能15%以上。無線節(jié)點的低功耗保證在3 伏干電池供電的情況下使用6個月到1年。 (3) 實現(xiàn)對電器設備的數(shù)字化控制及管理，操作簡單，可以更合理使用家用電器，降低了設備維護費，延長了使用壽命。 (4) 采用統(tǒng)一的無線通信標準，更便于管理和維護，提高了系統(tǒng)的擴展性，降低了產(chǎn)品更新或升級的成本。
同類課題研究水平概述
- 家庭控制系統(tǒng)的概念起源甚早，但直到1984 年美國聯(lián)合科技公司將建筑設備信息化、整合化概念應用于美國康乃迪克州哈特佛市的City Place Building 時，才出現(xiàn)了首棟的“智能型建筑”，從此也揭開了全世界爭相建造家庭控制系統(tǒng)的序幕。 美國在這方面一直處于領先水平。根據(jù)市場公司In-Stat/MDR 預測，全球家庭網(wǎng)絡數(shù)量將從2004 年的3500 萬增長到2009 年的9800 萬，而美國Forrester Research 的調(diào)查結(jié)果顯示2008 年52%的上網(wǎng)美國家庭、47%的歐洲寬帶接入家庭將安裝家庭內(nèi)部網(wǎng)絡，國際專家預測，2010 年家庭控制系統(tǒng)市場可達到1000 億。家庭控制系統(tǒng)前景是如此的誘人，其他國家也不甘落后，家庭控制系統(tǒng)在德國、新加坡、日本、韓國等國都有廣泛的研究。1998 年5 月新加坡舉辦的“98 亞洲家庭電器與電子消費品國際展覽會”上，通過在場內(nèi)模擬“未來之家”，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”的概念應用到養(yǎng)老院，養(yǎng)老院的所有房間都裝有多種測量儀器、觸摸式顯示屏、數(shù)碼攝像機等，并組成網(wǎng)絡，這樣每個居住者的體溫、血壓等多項數(shù)據(jù)可以傳送到護理中心，實現(xiàn)遠程醫(yī)療護理；日本大型住宅公司MISAWA HOME 為了解決購房者對房屋防盜系統(tǒng)的不滿意，新近推出“保全住宅”；另外新加坡科技電子公司、韓國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。 國內(nèi)家庭控制系統(tǒng)起步較晚，但近年來發(fā)展勢頭迅猛。清華同方的e-Home 數(shù)字家園是基于家庭自動化和建筑自動化技術，為中國家庭及社區(qū)提供全方位的數(shù)字化服務產(chǎn)品；科龍集團研制的“智能網(wǎng)絡家庭控制系統(tǒng)”由家庭網(wǎng)關、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。通過遠程互聯(lián)網(wǎng)，可異地控制家庭設備?？梢酝ㄟ^電視機遙控器就地關燈；空調(diào)、冰箱在不同的季節(jié)，其控制方法也會隨時而變等自適應的特點?？傮w來說，國內(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，升級能力差，系統(tǒng)也不易維護，與國外先進水平尚有一定差距。而且大都采用了有線通信技術，系統(tǒng)設計、布線成本較高，基于無線通信技術的家庭控制系統(tǒng)系統(tǒng)目前還處于試驗階段。 網(wǎng)絡化的無線智能家庭控制控制系統(tǒng)是未來智能家庭控制的發(fā)展方向，領先的無線移動、網(wǎng)絡化發(fā)展。
