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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 基于S3C6410與ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)設(shè)計(jì)
- 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B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 本作品是以物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為依托的智能化家居生活設(shè)施平臺(tái)。具有家居環(huán)境信息實(shí)時(shí)采集，生活設(shè)施智能化控制，家居安全保障，用戶(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。能為用戶(hù)帶來(lái)安全、舒適、輕松、環(huán)保的智能家居體驗(yàn)。本作品采用移動(dòng)智能終端Linux嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)，Qt/Embedded嵌入式圖形UI，ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，GPRS與用戶(hù)手機(jī)的遠(yuǎn)程互聯(lián)監(jiān)控等技術(shù)。使該系統(tǒng)具有廣闊的市場(chǎng)前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)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(duì)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(shí)代的腳步，我們?cè)O(shè)計(jì)并制作了基于ARM11(S3C6410)的智能家居控制平臺(tái)，并組建ZigBee無(wú)線(xiàn)傳感網(wǎng)絡(luò)，配合GPRS遠(yuǎn)程通信，實(shí)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(hù)開(kāi)發(fā)工具設(shè)計(jì)智能家居用戶(hù)界面，并將其移植到安裝了Linux嵌入式操作系統(tǒng)的移動(dòng)智能終端。為了使系統(tǒng)支持更加友好和美觀的用戶(hù)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(tái)的微處理器。同時(shí)，在當(dāng)前低碳，環(huán)保的理念下，我們采用了ZigBee無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)協(xié)議，組建無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，并通過(guò)串口與移動(dòng)智能終端連接，實(shí)現(xiàn)智能家居系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息和控制信息的無(wú)線(xiàn)傳輸。無(wú)線(xiàn)網(wǎng)能收集各種重要的數(shù)據(jù)指標(biāo)，上傳到移動(dòng)智能終端進(jìn)行分析和處理，智能終端依據(jù)這些數(shù)據(jù)向下方設(shè)備發(fā)出控制指令，實(shí)時(shí)的調(diào)控所有的家居生活設(shè)施。此外，將移動(dòng)智能終端通過(guò)串口與GPRS模塊連接，實(shí)現(xiàn)智能家居遠(yuǎn)程控制。 經(jīng)過(guò)不斷的修改和完善，系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性，所能實(shí)現(xiàn)的功能也越來(lái)越豐富。系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)也十分明顯，例如：可移植性強(qiáng)，人機(jī)界面友好，觸摸屏便捷時(shí)尚、可遠(yuǎn)程控制等等，能夠給用戶(hù)帶來(lái)更加輕松，更加舒適的智能家居體驗(yàn)。
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)
- 作品設(shè)計(jì)目的：實(shí)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(yùn)用ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)數(shù)據(jù)的傳輸，利用GPRS通信實(shí)現(xiàn)對(duì)智能家居的遠(yuǎn)程監(jiān)控，采用各種傳感器對(duì)居室環(huán)境的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并配合控制電路實(shí)現(xiàn)家居的智能化控制。 創(chuàng)新點(diǎn)： 1)ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)代替?zhèn)鹘y(tǒng)智能家居使用有線(xiàn)通信方式，同時(shí)，使用GPRS實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)本地與遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能； 2)采用嵌入式技術(shù)，利用ARM11設(shè)計(jì)的移動(dòng)智能終端具有體積小、功耗低、方便攜帶、操作方便等特點(diǎn)，比傳統(tǒng)使用PC作為主控平臺(tái)的智能家居更具競(jìng)爭(zhēng)力。 技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)： 1)ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)室內(nèi)數(shù)據(jù)的無(wú)線(xiàn)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(shù)，使用ARM11微處理器，數(shù)據(jù)接收準(zhǔn)確，處理速度快，能夠準(zhǔn)確快速發(fā)出控制指令以及GPRS消息； 3)GPRS技術(shù)，運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)均可穩(wěn)定工作，能夠?qū)崿F(xiàn)智能家具的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1)以ZigBee短距離無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)配合GPRS遠(yuǎn)程無(wú)線(xiàn)信息傳輸,使我們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)連接及信息傳輸方面更具有優(yōu)勢(shì)。而國(guó)內(nèi)外同類(lèi)產(chǎn)品大多數(shù)采用總線(xiàn)技術(shù)如HBS總線(xiàn)、CAN總線(xiàn)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(duì)PC機(jī)的依賴(lài)，而同時(shí)ARM11的低功耗，可移動(dòng)性也使系統(tǒng)更具有優(yōu)勢(shì)，而國(guó)內(nèi)外同期產(chǎn)品大多數(shù)采用PC機(jī)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(luò)設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代電子的技術(shù)，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(bào)道,2009
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
- 無(wú)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、模型、現(xiàn)場(chǎng)演示、圖片、視頻
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)
- 該作品應(yīng)用ZigBee無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、ARM11嵌入式技術(shù)和GPRS無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了智能家居的無(wú)線(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控和本地控制，擺脫了傳統(tǒng)智能家居對(duì)PC機(jī)和有線(xiàn)傳輸介質(zhì)的依賴(lài)，因此在很大程度上降低了智能家居的成本，同時(shí)由于無(wú)線(xiàn)傳輸和移動(dòng)智能終端的小巧方便和人性化設(shè)計(jì)，使該智能家居系統(tǒng)具有性?xún)r(jià)比較高，具有較為廣闊的市場(chǎng)前景。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 近來(lái)年，國(guó)際上很多公司都提出自己對(duì)智能家居系統(tǒng)的解決方案，但截至目前，這一領(lǐng)域還未形成統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。為了爭(zhēng)奪智能家居的市場(chǎng)份額，國(guó)外智能家居系統(tǒng)市場(chǎng)展開(kāi)了激烈競(jìng)爭(zhēng)，如日本、北美、歐洲等國(guó)家及地區(qū)各自提出了自己的家居網(wǎng)絡(luò)專(zhuān)用協(xié)議(如BatiBUS、EIB、EHS等)的同時(shí)，也將常見(jiàn)的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)，如CAN總線(xiàn)、 FF、 DROFIBUS等成功應(yīng)用于家居網(wǎng)絡(luò)中。而我國(guó)智能家居系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也相當(dāng)激烈。在參考和借鑒國(guó)外現(xiàn)有成果的同時(shí)，我國(guó)也著手進(jìn)行智能家居系統(tǒng)規(guī)范工作，如《建設(shè)行業(yè)智能建筑試點(diǎn)項(xiàng)目住宅小區(qū)智能化系統(tǒng)工程驗(yàn)收評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》、《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB/T50314— 2000))等。 通過(guò)用戶(hù)對(duì)現(xiàn)有智能家居使用情況的反饋總結(jié)，得出現(xiàn)階段智能家居存在以下幾點(diǎn)不足之處： 1）有線(xiàn)介質(zhì)的通信方式: 雖然有線(xiàn)傳輸在具有信息傳輸快、容量大和抗干擾性好等特點(diǎn)，但同時(shí)也存在著布線(xiàn)麻煩、設(shè)備移動(dòng)性差、安裝維護(hù)成本高等缺點(diǎn)，尤其不適合智能家居系統(tǒng)舊房改造； 2)利用PC機(jī)作為智能家居系統(tǒng)的主控制器：雖然PC機(jī)在處理速度、系統(tǒng)功能以及穩(wěn)定性上面確實(shí)具有其明顯優(yōu)勢(shì)，但其存在著耗電量大，資源浪費(fèi)比較嚴(yán)重，并且移動(dòng)不方便等缺點(diǎn)，尤其功耗大的缺點(diǎn)使其違背了當(dāng)前社會(huì)低功耗、低碳的目標(biāo)。
