基本信息
- 項目名稱：
- 基于S3C6410與ZigBee無線網(wǎng)絡的智能家居系統(tǒng)設計
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本作品是以物聯(lián)網(wǎng)技術為依托的智能化家居生活設施平臺。具有家居環(huán)境信息實時采集，生活設施智能化控制，家居安全保障，用戶遠程監(jiān)控等功能。能為用戶帶來安全、舒適、輕松、環(huán)保的智能家居體驗。本作品采用移動智能終端Linux嵌入式系統(tǒng)設計，Qt/Embedded嵌入式圖形UI，ZigBee無線傳感網(wǎng)絡，GPRS與用戶手機的遠程互聯(lián)監(jiān)控等技術。使該系統(tǒng)具有廣闊的市場前景。
- 詳細介紹：
- 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展，并逐漸滲透到了生產(chǎn)、生活的方方面面。人們對更加高效、安全、環(huán)保、輕松舒適的家居生活的渴望與日俱增。為了跟上時代的腳步，我們設計并制作了基于ARM11(S3C6410)的智能家居控制平臺，并組建ZigBee無線傳感網(wǎng)絡，配合GPRS遠程通信，實現(xiàn)家居生活的智能化控制。 首先，我們使用Qt/Embedded嵌入式圖形用戶開發(fā)工具設計智能家居用戶界面，并將其移植到安裝了Linux嵌入式操作系統(tǒng)的移動智能終端。為了使系統(tǒng)支持更加友好和美觀的用戶界面，并使系統(tǒng)具有較高的信息處理效率，我們選擇了ARM11作為控制平臺的微處理器。同時，在當前低碳，環(huán)保的理念下，我們采用了ZigBee無線局域網(wǎng)協(xié)議，組建無線網(wǎng)絡，并通過串口與移動智能終端連接，實現(xiàn)智能家居系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息和控制信息的無線傳輸。無線網(wǎng)能收集各種重要的數(shù)據(jù)指標，上傳到移動智能終端進行分析和處理，智能終端依據(jù)這些數(shù)據(jù)向下方設備發(fā)出控制指令，實時的調控所有的家居生活設施。此外，將移動智能終端通過串口與GPRS模塊連接，實現(xiàn)智能家居遠程控制。 經(jīng)過不斷的修改和完善，系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性，所能實現(xiàn)的功能也越來越豐富。系統(tǒng)的優(yōu)勢也十分明顯，例如：可移植性強，人機界面友好，觸摸屏便捷時尚、可遠程控制等等，能夠給用戶帶來更加輕松，更加舒適的智能家居體驗。
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
- 作品設計目的：實現(xiàn)更加智能、方便、環(huán)保的新型智能家居。 基本思路：以ARM11作為主控制器，運用ZigBee無線網(wǎng)絡實現(xiàn)室內數(shù)據(jù)的傳輸，利用GPRS通信實現(xiàn)對智能家居的遠程監(jiān)控，采用各種傳感器對居室環(huán)境的各項指標進行數(shù)據(jù)采集，并配合控制電路實現(xiàn)家居的智能化控制。 創(chuàng)新點： 1)ZigBee無線網(wǎng)絡代替?zhèn)鹘y(tǒng)智能家居使用有線通信方式，同時，使用GPRS實現(xiàn)遠程監(jiān)控，實現(xiàn)本地與遠程監(jiān)控的功能； 2)采用嵌入式技術，利用ARM11設計的移動智能終端具有體積小、功耗低、方便攜帶、操作方便等特點，比傳統(tǒng)使用PC作為主控平臺的智能家居更具競爭力。 技術關鍵和主要技術指標： 1)ZigBee技術實現(xiàn)室內數(shù)據(jù)的無線傳輸，傳輸有效半徑35米-45米，數(shù)據(jù)傳輸正確率在95%以上； 2)嵌入式技術，使用ARM11微處理器，數(shù)據(jù)接收準確，處理速度快，能夠準確快速發(fā)出控制指令以及GPRS消息； 3)GPRS技術，運營商網(wǎng)絡覆蓋范圍內均可穩(wěn)定工作，能夠實現(xiàn)智能家具的遠程監(jiān)控。
科學性、先進性
- 1)以ZigBee短距離無線網(wǎng)絡配合GPRS遠程無線信息傳輸,使我們在網(wǎng)絡連接及信息傳輸方面更具有優(yōu)勢。而國內外同類產(chǎn)品大多數(shù)采用總線技術如HBS總線、CAN總線等如馬艷崢等[1]； 2)ARM11作為主控制器，避免了傳統(tǒng)智能家居對PC機的依賴，而同時ARM11的低功耗，可移動性也使系統(tǒng)更具有優(yōu)勢，而國內外同期產(chǎn)品大多數(shù)采用PC機作為主控制器如神州數(shù)碼[2]。 [1] 馬艷崢 王盟等.HBS協(xié)議的智能家庭控制網(wǎng)絡設計[J].現(xiàn)代電子的技術，2009 [2]神州數(shù)碼公司.神州數(shù)碼斯特奇家居方案[J].深度報道,2009
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、模型、現(xiàn)場演示、圖片、視頻
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
- 該作品應用ZigBee無線網(wǎng)絡技術、ARM11嵌入式技術和GPRS無線網(wǎng)絡技術實現(xiàn)了智能家居的無線遠程監(jiān)控和本地控制，擺脫了傳統(tǒng)智能家居對PC機和有線傳輸介質的依賴，因此在很大程度上降低了智能家居的成本，同時由于無線傳輸和移動智能終端的小巧方便和人性化設計，使該智能家居系統(tǒng)具有性價比較高，具有較為廣闊的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 近來年，國際上很多公司都提出自己對智能家居系統(tǒng)的解決方案，但截至目前，這一領域還未形成統(tǒng)一的國際標準。為了爭奪智能家居的市場份額，國外智能家居系統(tǒng)市場展開了激烈競爭，如日本、北美、歐洲等國家及地區(qū)各自提出了自己的家居網(wǎng)絡專用協(xié)議(如BatiBUS、EIB、EHS等)的同時，也將常見的現(xiàn)場總線，如CAN總線、 FF、 DROFIBUS等成功應用于家居網(wǎng)絡中。而我國智能家居系統(tǒng)的研究與開發(fā)市場競爭也相當激烈。在參考和借鑒國外現(xiàn)有成果的同時，我國也著手進行智能家居系統(tǒng)規(guī)范工作，如《建設行業(yè)智能建筑試點項目住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)工程驗收評估標準》、《智能建筑設計標準GB/T50314— 2000))等。 通過用戶對現(xiàn)有智能家居使用情況的反饋總結，得出現(xiàn)階段智能家居存在以下幾點不足之處： 1）有線介質的通信方式: 雖然有線傳輸在具有信息傳輸快、容量大和抗干擾性好等特點，但同時也存在著布線麻煩、設備移動性差、安裝維護成本高等缺點，尤其不適合智能家居系統(tǒng)舊房改造； 2)利用PC機作為智能家居系統(tǒng)的主控制器：雖然PC機在處理速度、系統(tǒng)功能以及穩(wěn)定性上面確實具有其明顯優(yōu)勢，但其存在著耗電量大，資源浪費比較嚴重，并且移動不方便等缺點，尤其功耗大的缺點使其違背了當前社會低功耗、低碳的目標。
