基本信息
- 項目名稱：
- 基于GSM/GPRS和射頻網(wǎng)絡遠程智能家居監(jiān)控系統(tǒng)
- 小類：
- 信息技術
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 系統(tǒng)利用GSM/GPRS模塊、射頻模塊、紅外模塊等組成了以單片機STC12C5A16S2為核心的控制系統(tǒng)。用戶撥打系統(tǒng)的預設號碼，將進入語音播報操作提示，根據(jù)提示音，實現(xiàn)系統(tǒng)設置與各項控制。監(jiān)控范圍包括防盜、火警、煤氣泄漏等可能出現(xiàn)情況并進行采集、利用GSM的電話呼叫和彩信功能，無論用戶在何時何地，均可實現(xiàn)全球家居安防報警。系統(tǒng)具備用電器電源開關控制、空調與紅外控制能，獨特的雙電源控制，穩(wěn)定性高。
- 詳細介紹：
- 1．研究一個主控端控制系統(tǒng)，具備的功能：避免死機與系統(tǒng)崩潰現(xiàn)象、當接收到相應的編碼后，能夠對各終端子系統(tǒng)進行相應的檢測，打開相應的指示燈，當主控端接收到子系統(tǒng)相應的報警，能夠及時通過GSM網(wǎng)絡通知用戶發(fā)生相應的情況，本系統(tǒng)由一個GSM模塊和一個主控芯片組成了主控系統(tǒng)，連接了五個子系統(tǒng)，分別為煤氣檢測系統(tǒng)、煙霧檢測系統(tǒng)、防盜系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)和空調控制系統(tǒng)。由上面共同組成了一個基于GSM網(wǎng)絡的智能家居報警控制系統(tǒng)。 系統(tǒng)采用了STC12C5A16S2作為CPU，該芯片指令代碼完全兼容傳統(tǒng)的8051單片機，但速度快12倍，并擁有16k的ROM和內(nèi)部擴展1024字節(jié)的RAM，為攝像頭數(shù)據(jù)的接收發(fā)送提供了可能；還擁有片內(nèi)部EEPROM，可用于存儲用戶預設報警電話等設置。該單片機具有2個串口并支持獨立波特率的高速傳輸與切換；如圖1給出本系統(tǒng)的設計框圖。CPU可監(jiān)控家居的眾多觸發(fā)源，如陌生人入侵、煙霧或煤氣泄露，CPU通過中斷接收信號，控制GSM模塊撥打用戶預設報警電話，并同時對電燈和空調開關操作，實現(xiàn)對家居安防的監(jiān)控。而用戶對系統(tǒng)進行設置時，CPU通過GSM模塊識別來電號碼，如為預設電話，接通后要求輸入密碼方可進入系統(tǒng)設置，CPU控制語音模塊輸出語音，該語音連接到GSM模塊輸送給用戶作為語音提示，用戶的設置以按鍵的方式傳送給系統(tǒng)識別，從而完成對系統(tǒng)的整體功能設置。 。 2．控制電燈的子系統(tǒng),功能要求：當接收到GSM網(wǎng)絡遠程控制燈光的編碼時，能實現(xiàn)對燈光進行快速的打開和關閉兩種操作。 3．煙霧和煤氣子系統(tǒng)，功能要求：對各自要檢測的有毒氣體進行準確的判斷并響應，快速的向GSM主控端發(fā)送相應的編碼，實現(xiàn)煤氣或煙霧等有毒氣體的報警功能。 4．陌生入侵檢測子系統(tǒng)，功能要求：主控端系統(tǒng)處于布防狀態(tài)，檢測到有陌生人入侵后，能及時發(fā)送相應的編碼至主控端，使主控端接收并告知用戶。 5．空調控制子系統(tǒng)，功能要求：該子系統(tǒng)應具有紅外學習和發(fā)射的功能。當我們要對空調的開和關進行操作時，系統(tǒng)能學習空調遙控器相應的編碼，然后當接收到主控端系統(tǒng)打開空調的命令后，通過紅外發(fā)射管打開空調，實現(xiàn)遠程控制空調開關的功能。 6．彩信拍照子系統(tǒng)，功能要求：該子系統(tǒng)應該具有通過攝像頭彩信拍照功能。當此系統(tǒng)接收到GSM網(wǎng)絡遠程控制攝像頭進行彩信拍照的編碼時，能快速的實現(xiàn)對家里環(huán)境拍照并發(fā)送至用戶手機等操作。
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、發(fā)明的目的：鑒于社會轉型期中家居安全隱患因素日益凸現(xiàn)，再加上目前市場上傳統(tǒng)的安全防范措施已無法適應現(xiàn)代化社會的需求。因此，本項目旨在研究設計一個適應現(xiàn)代化社會需求的智能家居監(jiān)控系統(tǒng)。研究的監(jiān)控系統(tǒng)操作簡單、符合廣大人民的使用，在避免災難發(fā)生帶來重大經(jīng)濟損失和人員傷亡的同時也可以實時控制用戶的各種家電。劍指只要用戶身有移動信號，就沒有通信距離限制，實現(xiàn)長距離實時語音操作與報警。 基本思路：設計一套可用家庭等的基于GSM的遠程家居監(jiān)控和安防系統(tǒng)。 創(chuàng)新點： 1、各個模塊全部用無線的方式進行通信、實現(xiàn)免布線； 2、具有遠程控制燈光的功能。 3、具有遠程控制空調的功能。 4、具有手動遙控布防、撤防的功能。 5、具有斷電應急的功能，當家庭斷電或者強盜強行斷開家庭電源的時候，各終端系統(tǒng)啟動自帶的可充電電源，給系統(tǒng)供電。獨特的雙電源控制，穩(wěn)定性高，方便可靠。 技術關鍵和主要技術指標： 1．突破傳統(tǒng)GSM模塊死機與系統(tǒng)崩潰現(xiàn)象，使系統(tǒng)性能更加穩(wěn)定； 2、突破語音播報與DTMF信號識別設計； 3、突破彩信拍照攝像頭的數(shù)據(jù)傳輸； 4、破解無線2262/2272模塊一對多信號傳輸； 5、AT命令控制。
科學性、先進性
- 作品的科學性先進性： 1、系統(tǒng)采用獨特的雙電源控制，穩(wěn)定性高，方便可靠。而其他的一些智能家居則沒有獨特的電源設計，性能難以保證，有關資料參考：（1）On Semiconductor. LM2576 datasheet. 2004； 2、語音播報與DTMF信號識別設計實現(xiàn)語音監(jiān)控，保證實時性，有關資料參考：仲玉芳《基于GSM短消息的家居智能報警和遙控系統(tǒng)的設計》； 3、彩信拍照攝像頭的數(shù)據(jù)傳輸，資料：唯創(chuàng)科技. WTV Series Voice OTP datasheet. 2006； 4、AT命令控制，參考： AT Command Set datasheet. 2004； 5、無線的方式進行通信、實現(xiàn)免布線，資料參考：（1）HPN輝鵬網(wǎng)絡《智能家居中的綜合布線》； 6、空調模塊中的紅外學習機設計，參考資料：中的、智能控制器軟件部分。
獲獎情況及鑒定結果
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”廣東大學生課外學術科技作品競賽中獲得三等獎
作品所處階段
- 實驗室階段
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物展示和論文展示
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
- 作品技術特點和優(yōu)勢：本作品最大優(yōu)勢就是實現(xiàn)了免布線的不便，隨時隨地的遠程安防監(jiān)控家居情況，軟件化。 適應范圍：普遍的中小型家庭，公寓或別墅。 推廣前景的技術性說明：產(chǎn)品制造成本相對低廉，實現(xiàn)智能化，用戶操作方便，易于上手。 市場分析和經(jīng)濟效益預測：智能家居產(chǎn)業(yè)處于引導期，沒有一個統(tǒng)帥品牌和領軍企業(yè)，市場處于無序競爭期。市場潛力大，我們知道現(xiàn)在的房地產(chǎn)業(yè)在全國的發(fā)展都很火爆，作為其電子產(chǎn)業(yè)，智能家居市場前景非常樂觀。
同類課題研究水平概述
- 1、國外智能家居發(fā)展現(xiàn)狀 自從1984年世界上第一幢智能建筑在美國出現(xiàn)后，美國、加拿大、歐洲、澳大利亞和東南亞等經(jīng)濟比較發(fā)達的國家先后提出了各種智能家居的方案。智能家居在美國、德國、新加坡、日本等國都有廣泛應用 目前已出現(xiàn)在市場上的智能家居類產(chǎn)品主要有： (1)美國的X-10系統(tǒng)，該系統(tǒng)是通過電力線作為網(wǎng)絡平臺，采取集中控制方式實現(xiàn)多種功能。該產(chǎn)品在美國占據(jù)市場主流，僅美國就有400萬家庭在使用。 (2)德國的EIB系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用的預埋總線及中央控制方式實現(xiàn)控制功能。目前在國內(nèi)應用極少，原因在于一是工程要求較為復雜、嚴格；二是需要預埋總線，開發(fā)成本較高。 (3)新加坡的8X系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用預埋總線及中央控制方式實現(xiàn)各種功能，同時利用產(chǎn)品可對系統(tǒng)進行擴展。該系統(tǒng)在國內(nèi)有少量應用，系統(tǒng)成熟，比較適合中國國情，缺點就是在系統(tǒng)架構、靈活性、價格等方面難以滿足要求。 由于智能家居的誘人前景和巨大市場，盡管國外市場真正啟動也尚需時日，但并未能阻止企業(yè)去爭食智能家居市場。 2、國內(nèi)智能家居發(fā)展狀況及特點 (1)市場潛力大，我們知道現(xiàn)在的房地產(chǎn)業(yè)在全國的發(fā)展都很火爆，作為其下游產(chǎn)業(yè)，智能家居市場前景非常樂觀。 (2)智能家居產(chǎn)業(yè)處于引導期，沒有一個統(tǒng)帥品牌和領軍企業(yè)，市場處于無序競爭期。這個產(chǎn)業(yè)各自為政，沒有一個統(tǒng)一標準，各種技術力量重復投入，致使在這個基礎上的家庭網(wǎng)絡產(chǎn)品五花)Ll'-J，但多數(shù)產(chǎn)品是大同小異，行業(yè)內(nèi)各企業(yè)的競爭處于無序狀態(tài)。 (3)面對著巨大智能家居市場的需求，市場區(qū)域也存在著不均衡的狀態(tài)。以華東、華南等經(jīng)濟較發(fā)達的地區(qū)為主要的市場需求區(qū)域，而西南、西北地區(qū)的市場份額相對較低，這主要與居民的總體消費水平有關。 3．智能家居系統(tǒng)有以下發(fā)展方向： (1)向節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。 (2)向智能化、網(wǎng)絡化、人性化方向發(fā)展。 (3)向規(guī)范化、標準化方向發(fā)展我國智能家居發(fā)展較晚，新技術、新產(chǎn)品層出不窮，標準和規(guī)范還在制定之中。 (4)向具有“中國特色”的家居智能化方向發(fā)展家居智能化系統(tǒng)需要大量的適合中國國情的產(chǎn)品和運行軟件，目前開發(fā)的軟硬件產(chǎn)品的種類較少，水平較低。
