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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 基于GPRS技術(shù)的智能家居系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡(jiǎn)介：
- 通過(guò)GPRS技術(shù)將家庭，工廠以及其他場(chǎng)所的電器，監(jiān)視儀器，計(jì)費(fèi)儀器等電子產(chǎn)品與用戶的手機(jī)終端聯(lián)系起來(lái)，ARM控制器采集家庭信息、家居付費(fèi)信息、安防等信息并上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，用戶通過(guò)手機(jī)GPRS網(wǎng)絡(luò)或PC機(jī)上網(wǎng)功能實(shí)時(shí)交互服務(wù)器信息，以此通知用戶，能達(dá)到報(bào)警、自控制、可使用戶能夠異地操作。將電器產(chǎn)品與個(gè)人PC機(jī)相連，PC機(jī)可單獨(dú)訪問(wèn)該用戶界面，達(dá)到智能化的系統(tǒng)控制。是家居物聯(lián)網(wǎng)的體現(xiàn)。
- 詳細(xì)介紹：
- 基本思路：通過(guò)GPRS技術(shù)將家庭，工廠以及其他場(chǎng)所的電表以及其他的家用電器，監(jiān)視儀器，計(jì)費(fèi)儀器等電子產(chǎn)品與用戶的手機(jī)終端聯(lián)系起來(lái)，設(shè)置在家中的ARM控制器采集家庭信息、家居付費(fèi)信息、安防等信息并上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，用戶通過(guò)手機(jī)GPRS網(wǎng)絡(luò)或PC機(jī)上網(wǎng)功能實(shí)時(shí)交互服務(wù)器信息，以此通知用戶，不僅能達(dá)到報(bào)警、自控制等功能，而且可使用戶能夠異地操作，將電器產(chǎn)品與個(gè)人PC機(jī)相連，PC機(jī)可單獨(dú)訪問(wèn)該用戶界面，達(dá)到智能化的系統(tǒng)控制。將家庭中的電器產(chǎn)品與用戶的手機(jī)，用戶PC機(jī)三者相互聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)儀表等電器的智能信息化，是家居物聯(lián)網(wǎng)的體現(xiàn)。
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)
- 發(fā)明設(shè)計(jì)目的：該設(shè)計(jì)基于物聯(lián)網(wǎng)的概念，將其應(yīng)用在家庭當(dāng)中，方便使用者對(duì)家庭的遠(yuǎn)程智能控制，采用手機(jī)終端進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 創(chuàng)新點(diǎn)：該技術(shù)使用高于第二代通信技術(shù)（GSM）的GPRS手段進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制，并實(shí)現(xiàn)與家庭信息與安全的交互，實(shí)現(xiàn)家居物聯(lián)網(wǎng)。 與新穎性有關(guān)的關(guān)鍵技術(shù)：GPRS技術(shù)聯(lián)系家庭儀表電器設(shè)備，實(shí)現(xiàn)雙向聯(lián)系控制。 關(guān)鍵技術(shù)：（1）ARM控制器讀取到信息后上傳至服務(wù)器，（2）手機(jī)終端與服務(wù)器上的信息之間的交互。 作品的科學(xué)性先進(jìn)性：該項(xiàng)目特在原有傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以ARM9為控制核心，并互聯(lián)Freescale單片機(jī)與Xilinx XC3S400 FPGA對(duì)信息高速準(zhǔn)確采集與處理，創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了基于GPRS的家庭，工廠以及其他場(chǎng)所的儀器儀表，監(jiān)視儀器等電子產(chǎn)品與移動(dòng)終端的互聯(lián)，并加入RFID與指紋識(shí)別智能門禁系統(tǒng)。克服了原有基于GSM技術(shù)傳輸以及以ARM或者其他單一處理器作為主控模塊帶來(lái)的穩(wěn)定性差，速度慢的缺點(diǎn)，使智能家居系統(tǒng)的理念進(jìn)一步完善與延伸。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品的科學(xué)性先進(jìn)性：，該項(xiàng)目特在原有傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，以ARM9為控制核心，并互聯(lián)Freescale單片機(jī)與Xilinx XC3S400 FPGA對(duì)信息高速準(zhǔn)確采集與處理，創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了基于GPRS的家庭，工廠以及其他場(chǎng)所的儀器儀表，監(jiān)視儀器等電子產(chǎn)品與移動(dòng)終端的互聯(lián)，并加入RFID與指紋識(shí)別智能門禁系統(tǒng)?？朔嗽谢贕SM技術(shù)傳輸以及以ARM或者其他單一處理器作為主控模塊帶來(lái)的穩(wěn)定性差，速度慢的缺點(diǎn)，使智能家居系統(tǒng)的理念進(jìn)一步完善與延伸。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1 山東大學(xué)電力杯科技作品一等獎(jiǎng)； 2 山東大學(xué)學(xué)生科技創(chuàng)新大賽一等獎(jiǎng)； 3 國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性試驗(yàn)計(jì)劃，結(jié)題審查一等獎(jiǎng)； 4 2011年完成2010年度國(guó)家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目； 2010年完成教育部查新； 2011年1月提出實(shí)用新型專利；
作品所處階段
- 已經(jīng)完成手機(jī)終端的軟件編寫(xiě)和電器端的控制，達(dá)到用手機(jī)控制電器的效果。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 專利申請(qǐng)一項(xiàng)。
作品可展示的形式
- 手機(jī)軟件及其界面、5米*5米實(shí)驗(yàn)室實(shí)際家居系統(tǒng)一套、小演示模型一套。
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)
- 該技術(shù)使用高于第二代通信技術(shù)（GSM）的GPRS手段進(jìn)行遠(yuǎn)程智能控制，并實(shí)現(xiàn)與家庭信息與安全的交互，實(shí)現(xiàn)家居物聯(lián)網(wǎng)。GPRS網(wǎng)絡(luò)可以利用現(xiàn)有的無(wú)線手機(jī)信號(hào)網(wǎng)絡(luò)，從而技術(shù)可靠、成本較低、易于推廣，加之項(xiàng)目用到的客戶端，即普通移動(dòng)手機(jī)的普遍性，因此項(xiàng)目可以推廣到普通家庭場(chǎng)合，推廣成本一套大約一千元。 考慮到當(dāng)今社會(huì)年輕人對(duì)于科技和時(shí)尚的追求和偏好（這一點(diǎn)在蘋(píng)果智能手機(jī)在中國(guó)市場(chǎng)的熱銷充分體現(xiàn)），加之人們對(duì)于居住體驗(yàn)的要求越來(lái)越高，因此將個(gè)人家庭改造成遠(yuǎn)程可視化、可控化、交互式管理、智能化調(diào)控的本項(xiàng)目預(yù)計(jì)市場(chǎng)前景相當(dāng)廣闊。如果結(jié)合品牌化經(jīng)營(yíng)，能夠掀起一陣智能化家庭的時(shí)尚潮流和消費(fèi)新領(lǐng)域，經(jīng)濟(jì)效益必將不可小覷。
同類課題研究水平概述
- 智能家居系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀 （1）國(guó)外現(xiàn)狀 1984年，世界上第一幢智能建筑出現(xiàn)在美國(guó)，而后加拿大、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。 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)。其系統(tǒng)功能包括三表抄送功能、安防報(bào)警功能、可視對(duì)講功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能、有線電視接入、電話接入、住戶信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布線箱、寬帶網(wǎng)接入和統(tǒng)軟件配置等。目前，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。美國(guó)ABB、GE、德國(guó)莫頓、美國(guó)Honeywell、澳洲奇勝等品牌代表了智能家居的先進(jìn)技術(shù)。2009年全球智能家居產(chǎn)品銷售額達(dá)到了140億美元，僅一種基于X-10的產(chǎn)品，在美國(guó)的銷售已超過(guò)1億個(gè)。 （2）國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 智能家居最早引起中國(guó)的注意是2000年左右比爾?蓋茨耗資5.3億美元建立的智能化豪宅。經(jīng)過(guò)十年不斷引進(jìn)和開(kāi)發(fā)，我國(guó)自行研制的系統(tǒng)逐漸成熟，并有能力與國(guó)外的系統(tǒng)和產(chǎn)品相抗衡。我國(guó)在智能家居技術(shù)領(lǐng)域與歐美國(guó)家的差距并不大，估計(jì)僅滯后2～3年。在未來(lái)幾年中，我國(guó)將全面普及智能家庭網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和產(chǎn)品，并開(kāi)始走進(jìn)普通居民的家居中。 目前許多開(kāi)發(fā)商在住宅的設(shè)計(jì)階段或多或少考慮了智能化功能的設(shè)施，一些高檔的住宅已經(jīng)配套了比較完善的智能家庭網(wǎng)絡(luò)，在房地產(chǎn)的銷售廣告中，已經(jīng)開(kāi)始將“智能化”作為一個(gè)“亮點(diǎn)”來(lái)宣傳。 （3）技術(shù)現(xiàn)狀 隨著智能家居市場(chǎng)的迅速膨脹，國(guó)內(nèi)外許多企業(yè)將大量的資金和人才投入到智能家居產(chǎn)品的研發(fā)和生產(chǎn)領(lǐng)域。目前市場(chǎng)上的智能家居產(chǎn)品已經(jīng)非常豐富，有關(guān)智能家居方面的技術(shù)也日新月異。但是智能家居畢竟是一個(gè)新的領(lǐng)域，缺乏統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，市場(chǎng)上的產(chǎn)品普遍存在兼容性差、運(yùn)行穩(wěn)定性難以保證等弱點(diǎn)。從技術(shù)角度來(lái)看，目前流行的智能家居技術(shù)協(xié)議有RS-232/485串行通信技術(shù)、電力波載技術(shù)、無(wú)線射頻技術(shù)等。 根據(jù)布線方式劃分，市場(chǎng)上的智能家居技術(shù)主要有現(xiàn)場(chǎng)總線、電力載波技術(shù)、無(wú)線技術(shù)、集中控制4種技術(shù)。 技術(shù)比較見(jiàn)表１ 采用技術(shù) 功能 穩(wěn)定性 可擴(kuò)展性 布線 現(xiàn)場(chǎng)總線 綜合 好 好 方便 電力載波 綜合 中 好 無(wú) 無(wú)線 有局限 中 好 無(wú) 集中控制 綜合 好 差 復(fù)雜
