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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 集成地源熱泵的物聯(lián)數(shù)字化家庭綜合控制系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本系統(tǒng)分為：地源熱泵自動(dòng)控制系統(tǒng)與數(shù)字化家庭綜合控制系統(tǒng)，其中地源熱泵自動(dòng)控制系統(tǒng)通過對地?zé)豳Y源的富集回收與利用，實(shí)現(xiàn)家庭溫濕環(huán)境的穩(wěn)定維持；而數(shù)字化家庭智能控制子系統(tǒng)通過對任意家庭電器（含電燈等開關(guān)量電器）控制功能的自學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)所有家電的硬件軟件化，再結(jié)合目前常用的多種無線通信手段對軟件化的家電進(jìn)行任意距離的控制。通過本系統(tǒng)，可將家庭環(huán)境與家庭電器等實(shí)現(xiàn)物聯(lián)，真正實(shí)現(xiàn)物聯(lián)數(shù)字化家庭的目標(biāo)。
- 詳細(xì)介紹：
- 一種新型的物聯(lián)數(shù)字化家庭綜合控制系統(tǒng)，本系統(tǒng)分若干子系統(tǒng)，充分考慮了家居控制的各個(gè)相關(guān)方面，如家庭環(huán)境控制，家庭家電控制等，利用地源地?zé)岬饶軐?shí)現(xiàn)無人值守的環(huán)境控制，自學(xué)習(xí)任意家電的任意遙控的任意按鍵，實(shí)現(xiàn)整個(gè)家居系統(tǒng)的硬件軟件化，控制全方位全天候，室內(nèi)用藍(lán)牙方案，室外使用短信或者因特網(wǎng)遠(yuǎn)程同步桌面方案，適用性廣泛，兼容目前所有家電，覆蓋人群廣，是對國內(nèi)現(xiàn)有智能家居方案的一種有效合理補(bǔ)充，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，應(yīng)用前景廣泛。 隨著社會(huì)信息化的加快，人們的工作、生活和通訊、信息的關(guān)系日益緊密。信息化社會(huì)在改變?nèi)藗兩罘绞脚c工作習(xí)慣的同時(shí)，也對傳統(tǒng)的住宅提出了挑戰(zhàn)，社會(huì)、技術(shù)以及經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步更使人們的觀念隨之巨變。人們對家居的要求早已不只是物理空間，更為關(guān)注的是一個(gè)安全、方便、舒適的居家環(huán)境。家居智能化技術(shù)起源于美國，它是以家為平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)的。 數(shù)字化家庭控制系統(tǒng)是以HFC、以太網(wǎng)、現(xiàn)場總線、公共電話網(wǎng)、無線網(wǎng)的傳輸網(wǎng)絡(luò)為物理平臺(tái)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為技術(shù)平臺(tái)，現(xiàn)場總線為應(yīng)用操作平臺(tái)，構(gòu)成一個(gè)完整的集家庭通信、家庭設(shè)備自動(dòng)控制、家庭安全防范等功能的控制系統(tǒng)。 數(shù)字化家庭控制系統(tǒng)的總體目標(biāo)是通過采用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、控制技術(shù)和集成技術(shù)建立一個(gè)由家庭到小區(qū)乃至整個(gè)城市的綜合信息服務(wù)和管理系統(tǒng)，以此來提高住宅高新技術(shù)的含量和居民居住環(huán)境水平。 大型的數(shù)字化家庭控制系統(tǒng)通常由系統(tǒng)服務(wù)器、家庭控制器(各種模塊)、各種路由器、電纜調(diào)制解調(diào)器頭端設(shè)備CMTS、交換機(jī)、通訊器、控制器、無線收發(fā)器、各種探測器、各種傳感器、各種執(zhí)行機(jī)構(gòu)、打印機(jī)等主要部分組成。 首先本系統(tǒng)分為：家庭環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)（地源熱泵控制系統(tǒng)）與家庭電器控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了六種主要技術(shù)：1.PLC光耦隔離保護(hù)技術(shù)；2.PLC繼電保護(hù)技術(shù)；3.短信身份識(shí)別技術(shù)；4.藍(lán)牙無線通信信道串口化；5紅外信號(hào)自學(xué)習(xí)；6.wifi網(wǎng)絡(luò)無線監(jiān)控。另外本系統(tǒng)適用三種網(wǎng)絡(luò)：1.2G/3G全球移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)；2.藍(lán)牙個(gè)域網(wǎng)；3.Internet國際互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。最后本系統(tǒng)利用普及的通訊設(shè)備（手機(jī)、PDA、PC等）對家庭電器及環(huán)境實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，可提供的服務(wù)包括：1.家庭溫濕環(huán)境自動(dòng)控制；2.家庭電器設(shè)備故障自動(dòng)檢測；3.家庭電器短信控制；4.家庭電器互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)控制；5.家庭電器藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)控制。適用平臺(tái)含Android、Windows。
作品圖片
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)
- （1）.設(shè)計(jì)發(fā)明目的：隨著家庭環(huán)境的改善，電器的增多，遙控的數(shù)量越來越多、能源的消耗越來越大，對于處于快節(jié)奏生活環(huán)境的我們來說是潛在的困擾，當(dāng)我們拖著疲憊的身軀回家的時(shí)候都希望家里已經(jīng)為自己準(zhǔn)備好了一切。為了實(shí)現(xiàn)家庭環(huán)境、家庭電器的超前智能或者自動(dòng)控制，降低日常生活能源消耗，獲得更高品質(zhì)的生活，我們發(fā)起本項(xiàng)目。（2）.基本思路：家庭需要控制的部分主要有家庭環(huán)境與家庭電器，家庭環(huán)境的話主要就是溫濕環(huán)境，而目前主要通過空調(diào)等電氣設(shè)備實(shí)現(xiàn)，耗能大，不符合節(jié)能減排的基本需求，而地源熱泵這種未能廣泛應(yīng)用的技術(shù)既能節(jié)能，又能長期安全的適用。而家庭電器的話，通過分析，主要分為開關(guān)量電器與非開關(guān)量電器（紅外電器），要實(shí)現(xiàn)所有電器的控制的話，則主要實(shí)現(xiàn)技術(shù)手段為：光電隔離，繼電保護(hù)，紅外自學(xué)習(xí)，藍(lán)牙虛擬串口化，短信格式解析控制等。（3）.創(chuàng)新點(diǎn)：只需啟停等簡單操作即可實(shí)現(xiàn)利用地?zé)豳Y源對家庭溫濕環(huán)境的自動(dòng)控制，符合節(jié)能減排的需求，符合資源節(jié)約環(huán)境友好的目標(biāo)?？梢詫彝ト我怆娖鬟b控任意按鍵的自學(xué)習(xí)，并獲取對應(yīng)無線編碼，實(shí)現(xiàn)了家庭硬件環(huán)境的整體軟件化。多種無線控制方式（短信、藍(lán)牙、wifi），實(shí)現(xiàn)數(shù)字化家庭的全物聯(lián)。（4）.主要技術(shù)指標(biāo)：通信協(xié)議：Bluetooth 2.0、GSM 900/1800，802.11b/g/n；功率電源要求：220-250V、10W均值、13W峰值（5）.技術(shù)關(guān)鍵：紅外信號(hào)的自學(xué)習(xí)編碼、無線通信PDU的提取與處理、AT指令的編碼、ARM11多任務(wù)的中斷處理等。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品充分利用尚未有效使用的地?zé)豳Y源對家庭溫濕環(huán)境進(jìn)行控制，能有效的減少大量家庭日常能源消耗，符合當(dāng)前建設(shè)資源節(jié)約型環(huán)境友好型社會(huì)的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的低碳生活；另外，本系統(tǒng)將家庭電器分為開關(guān)量電器與非開關(guān)量電器（開關(guān)量電器通過光耦隔離繼電保護(hù)等措施實(shí)現(xiàn)弱電控強(qiáng)電；非開關(guān)量電器通過紅外自學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)無線控制編碼拷貝），再結(jié)合ARM11系列處理器與Linux開源系統(tǒng)，利用現(xiàn)有廣泛利用的各種無線通信手段（藍(lán)牙、2G/3G、wifi等），實(shí)現(xiàn)數(shù)字化家庭能源、電器、安防等智能控制功能。系統(tǒng)充分利用了電子技術(shù)與信息技術(shù)等手段，充分考慮了數(shù)字化家庭所需要滿足的功能，同時(shí)又結(jié)合了節(jié)能環(huán)保與無線控制的設(shè)計(jì)，既滿足科學(xué)性，又有很強(qiáng)的先進(jìn)性。 [1] 彭少熙 ,孫政順 ,杜繼宏. 家庭網(wǎng)絡(luò)中的嵌入式Internet方案[J]電子技術(shù)應(yīng)用, 2001,(10) [2] 劉桂雄,馮云慶,周德光,鄭時(shí)雄. 基于因特網(wǎng)的遠(yuǎn)程測試技術(shù)(Ⅰ)—總體分析與規(guī)劃[J]華南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2001,(09)
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- （1）前期作品通過國家級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃評審委員會(huì)的審批，于2010年結(jié)題。（2）前期作品于2011年5月獲得第九屆“挑戰(zhàn)杯”湖南省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽二等獎(jiǎng)。（3）前期作品于2011年5月獲得長沙市第八屆大學(xué)生科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽一等獎(jiǎng)。備注：此為本屆長沙市賽區(qū)最高獎(jiǎng)項(xiàng)，獎(jiǎng)金1萬。（4）作品獲選參展湖南省第四屆科技博覽會(huì)，并受到湖南省委副書記梅克保當(dāng)面點(diǎn)評指導(dǎo)。（5）已申報(bào)四項(xiàng)專利，一項(xiàng)獲得授權(quán)，授權(quán)專利：201020568957.3多路控制的智能家居控制系統(tǒng)；申請專利：201120134050.0一種短信遙控家居控制系統(tǒng)；201120134268.6一種新型基于android手機(jī)的藍(lán)牙無線控制系統(tǒng)；20112013255.9一種基于藍(lán)牙的紅外自學(xué)習(xí)控制系統(tǒng)。
作品所處階段
- 作品處于二次開發(fā)階段，前期作品已完成工程樣機(jī)，部分系統(tǒng)已應(yīng)用于北京昌平科技園142套別墅。詳見附件。
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 已與湖南華盛科技發(fā)展有限公司簽訂技術(shù)轉(zhuǎn)讓及產(chǎn)品生產(chǎn)合同，專利轉(zhuǎn)讓50萬，部分系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。詳見附件
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場作品整體展示
使用說明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測
- 本系統(tǒng)分為：家庭環(huán)境自動(dòng)控制系統(tǒng)（地源熱泵控制系統(tǒng)）與家庭電器控制系統(tǒng)。系統(tǒng)采用了六種主要技術(shù)：1.PLC光耦隔離保護(hù)技術(shù)；2.PLC繼電保護(hù)技術(shù)；3.短信身份識(shí)別技術(shù)；4.藍(lán)牙無線信道串口化；5紅外信號(hào)自學(xué)習(xí)；6.wifi網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控。 本系統(tǒng)控制范圍覆蓋包括家庭環(huán)境與家庭電器設(shè)備。家庭環(huán)境控制可利用地?zé)豳Y源實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境的穩(wěn)定維持在一個(gè)適合人居的水平，真正實(shí)現(xiàn)家居資源節(jié)約環(huán)境友好的目標(biāo)，減少大量能源費(fèi)用支出；家庭電器設(shè)備控制則利用IR信號(hào)的截獲與自學(xué)習(xí)，編碼家庭任意電器，結(jié)合PLC技術(shù)，則既能控制家庭的開關(guān)量電器，也能控制非開關(guān)量電器，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)家庭系統(tǒng)的軟件化。再植入智能或自動(dòng)控制功能，利用現(xiàn)有廣泛使用的通信手段，將整個(gè)家庭系統(tǒng)物聯(lián)化，從而進(jìn)行任意距離的控制。 本系統(tǒng)充分考慮了家居控制的各個(gè)相關(guān)方面，適用性廣泛，兼容目前所有家電，覆蓋人群廣，是對國內(nèi)現(xiàn)有智能家居方案的一種有效合理補(bǔ)充，經(jīng)濟(jì)價(jià)值高，應(yīng)用前景廣泛，前期成果已部分應(yīng)用于北京昌平科技園142套別墅。詳情見附件。
同類課題研究水平概述
- 數(shù)字化家庭，又稱智能家居或智能住宅，在英文中常用Digital Technology House、Smart Home、Inte1ligent home，與此含義相近的還有家庭自動(dòng)化（Home Automation）、電子家庭（Electronic Home、E-home）、 數(shù)字家園（Digital family）、網(wǎng)絡(luò)家居（Network Home），智能建筑（Inte1ligent Building）。 數(shù)字化家庭是以住宅為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ?、網(wǎng)絡(luò)通訊、訊息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體的高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。 2006年8月25日在京召開的“國際智能家居高峰論壇”專家學(xué)者云集，共同探討未來中國家庭智能化發(fā)展的方向。論壇上，有關(guān)專家介紹說，數(shù)字化家庭、智能建筑以現(xiàn)代建筑為平臺(tái)，兼?zhèn)浣ㄖ⒕W(wǎng)絡(luò)通訊、信息家電、設(shè)備自動(dòng)化，集系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、服務(wù)、管理為一體，以計(jì)算機(jī)為核心，通過通信網(wǎng)絡(luò)為支撐，綜合運(yùn)用了現(xiàn)代控制技術(shù)等多種技術(shù)，將消防報(bào)警、安全防范、寬帶、中央空調(diào)、綜合布線等系統(tǒng)融為一體，為住戶提供高效、舒適、安全、便利、環(huán)保的居住環(huán)境。 在中國，智能建筑也有了初步發(fā)展，但遠(yuǎn)不如想象中的樂觀。盡管在建設(shè)投資和數(shù)量有著驚人的增長，但是建筑本身的實(shí)際內(nèi)容有諸多問題：工程建設(shè)水平不高、工程質(zhì)量不能令人滿意，智能系統(tǒng)不能正常工作，甚至有的建筑完全是跟風(fēng)而上，名不副實(shí)。 長期從事智能家居行業(yè)研究的清華大學(xué)楊士元教授在論壇上對比分析美國、韓國等國家智能家居發(fā)展歷程，對中國智能家居行業(yè)的發(fā)展提出了獨(dú)到見解，他認(rèn)為智能化要從家庭的智能化開始，逐步演變到住宅小區(qū)的智能化。 數(shù)字化家庭是住宅智能化的核心部分。目前，我國的數(shù)字化家庭市場有三個(gè)特點(diǎn)：一是市場潛力大，現(xiàn)在的地產(chǎn)業(yè)在全國的發(fā)展都很火爆，作為其下游產(chǎn)業(yè)，智能家居市場前景還是非常樂觀的。第二點(diǎn)就是產(chǎn)品多，廠家多，大部分集中在上海、北京、深圳、廣州等地。但到目前為止還沒有一家形成規(guī)?；?。第三，就是目前國家對智能家居行業(yè)還沒有實(shí)施統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使得很多中小企業(yè)各自為政，按自己對市場的理解來開發(fā)產(chǎn)品，相互間的產(chǎn)品不具備兼容性。
