基本信息
- 項目名稱：
- 基于多網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)的安全智能控制平臺
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 作品依托高性能、低功耗的STM32嵌入式硬件平臺，創(chuàng)新地制定面向多網(wǎng)融合的子網(wǎng)通信協(xié)議和面向抽象設(shè)備的接入點控制規(guī)范，提升子網(wǎng)融合的靈活性和智能設(shè)備接入的兼容性。同時，作品應(yīng)用指紋權(quán)限機制，防止跨網(wǎng)越權(quán)限操作及外來惡意入侵操作，保障網(wǎng)絡(luò)信息安全。本作品已成功應(yīng)用于智能家居領(lǐng)域，研究成果能擴展應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)自動化控制和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)信息化技術(shù)改造與升級等領(lǐng)域，具有廣闊的適應(yīng)范圍和推廣前景。
- 詳細介紹：
- 本作品設(shè)計并實現(xiàn)了基于多網(wǎng)絡(luò)融合的安全智能控制平臺解決方案，包括子網(wǎng)設(shè)備接入模塊、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)傳輸模塊、指紋權(quán)限認證模塊和PDA移動控制模塊四個部分。作品依托低成本、高性能的硬件平臺，自主創(chuàng)新地制定面向多網(wǎng)融合的子網(wǎng)通信協(xié)議和面向抽象設(shè)備的接入點控制規(guī)范，提升子網(wǎng)融合的靈活性和智能設(shè)備接入的兼容性。同時，作品應(yīng)用指紋權(quán)限機制，防止跨網(wǎng)越權(quán)限操作及外來惡意入侵操作，保障網(wǎng)絡(luò)信息安全。本作品已成功應(yīng)用于智能家居領(lǐng)域，實現(xiàn)PDA對傳統(tǒng)家電和智能家電的無線控制和統(tǒng)一管理、指紋權(quán)限管理及短信遠程家電狀態(tài)查詢等功能，研究成果能應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)自動化控制和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)信息化技術(shù)改造與升級等領(lǐng)域。 本作品將主要精力放在系統(tǒng)整體架構(gòu)的實現(xiàn)、系統(tǒng)的完整性及可靠性，并考慮了系統(tǒng)進一步擴展和開發(fā)的可能。完成對控制平臺的測試后，成功地將該平臺嵌入到智能家居系統(tǒng)中，完成了家居系統(tǒng)中RS-485、以太網(wǎng)和GSM網(wǎng)絡(luò)的融合，實現(xiàn)了跨網(wǎng)絡(luò)資源共享，并保障了信息安全。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 設(shè)計目的： 提出一種“基于多網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)的安全智能控制平臺”的解決方案，實現(xiàn)不同類型網(wǎng)絡(luò)之間的互聯(lián)互通、資源共享、信息安全和統(tǒng)一管理。 基本思路： 本作品包含的網(wǎng)絡(luò)：以太網(wǎng)、GSM網(wǎng)絡(luò)、RS485總線、子網(wǎng)設(shè)備接入點、數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)傳輸點和指紋權(quán)限認證點。其中： “子網(wǎng)設(shè)備接入點”：將物理設(shè)備連接到某一子網(wǎng)中； “數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)傳輸點”：連接不同的子網(wǎng)，實現(xiàn)多網(wǎng)絡(luò)融合； “指紋權(quán)限認證點”：實現(xiàn)了不同子網(wǎng)之間的權(quán)限認證機制，保障融合后網(wǎng)絡(luò)的信息安全。 創(chuàng)新點： 1.設(shè)計基于傳輸層的多網(wǎng)絡(luò)融合平臺結(jié)構(gòu)； 2.設(shè)計面向多網(wǎng)融合的子網(wǎng)通信協(xié)議和面向抽象設(shè)備的接入點控制規(guī)范； 3.通過指紋模塊，建立網(wǎng)絡(luò)信息安全認證體系； 技術(shù)關(guān)鍵： 1.STM32高性能嵌入式處理器的各種總線通信接口的使用方法； 2.融合后的網(wǎng)絡(luò)中，各種抽象物理設(shè)備的通信和控制; 3.子網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定性。以485總線為例，要實現(xiàn)嚴格控制總線時序，保障總線通信穩(wěn)定，規(guī)避總線碰撞或總線競爭； 4.WINCE下人機交互界面的設(shè)計。 主要技術(shù)指標 1.平臺供電電壓12V，數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)傳輸點最大功耗4.5W; 2.485總線接入點范圍：1～127個; 3.485總線利用率：綜合考慮穩(wěn)定性和實際應(yīng)用要求，總線利用率約為50%； 4.指紋分辨率 500DPI 最大容量100枚 采集對比時間小于0.5s； 5.短信模塊頻段：GSM900MHZ，發(fā)射功率2W.
科學(xué)性、先進性
- 科學(xué)性：本作品以市場需求為導(dǎo)向，在研究現(xiàn)有多網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合自身技術(shù)實力，提出多網(wǎng)絡(luò)融合的解決方案。根據(jù)該方案，設(shè)計并實現(xiàn)了目標系統(tǒng)平臺，并將該平臺成功地應(yīng)用于智能家居領(lǐng)域。此過程科學(xué)合理，充分體現(xiàn)了以市場需求為動力、以成熟技術(shù)為保障、以自主創(chuàng)新為核心的產(chǎn)品研發(fā)思想。 先進性： 1、提出并建立基于“子網(wǎng)設(shè)備接入點”和“數(shù)據(jù)中轉(zhuǎn)傳輸點”架構(gòu)的多網(wǎng)絡(luò)融合模型； 2、自主創(chuàng)新設(shè)計網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和接入規(guī)范，嚴格控制總線時序，規(guī)避總線碰撞或總線競爭，保障總線通信穩(wěn)定； 3、采用高性能嵌入式ARM處理芯片，實現(xiàn)了多網(wǎng)絡(luò)融合的單芯片解決方案。在多網(wǎng)絡(luò)融合實施過程中，降低了信號間的串?dāng)_，外圍電路的復(fù)雜度和總體成本，保障了平臺的可靠性； 4、采用指紋認證技術(shù)，實現(xiàn)權(quán)限管理機制，保障信息安全； 5、作品具有友好的人機接口，圖形化的操作界面和觸摸屏操作，提升用戶感知，方便用戶使用。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 采用該方案設(shè)計的“基于太陽能和指紋識別技術(shù)的智能門禁系統(tǒng)”于2010年12月，獲得由湖北省教育廳舉辦的湖北省首屆大學(xué)生物理實驗創(chuàng)新設(shè)計競賽省二等獎。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 聯(lián)合開發(fā)生產(chǎn)
作品可展示的形式
- 圖片、實物和現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 技術(shù)特點和優(yōu)勢： 1.單芯片硬件解決方案，有效降低了網(wǎng)絡(luò)融合成本； 2.以linux操作系統(tǒng)的設(shè)備驅(qū)動機制為指導(dǎo)思想，設(shè)計面向抽象設(shè)備的接入點控制規(guī)范，自主研發(fā)面向多網(wǎng)融合的子網(wǎng)通信協(xié)議，提升了網(wǎng)絡(luò)融合的靈活性； 3.指紋權(quán)限機制防止跨網(wǎng)越權(quán)操作及外來惡意入侵操作； 4.圖形化的界面操作和觸摸屏提升用戶感知，使用方便。 適應(yīng)范圍及推廣前景： 該解決方案已成功應(yīng)用于智能家居領(lǐng)域，研究成果還能用于環(huán)境監(jiān)測、工業(yè)自動化控制和傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)信息化技術(shù)改造與升級等領(lǐng)域，具有廣闊的適應(yīng)范圍和推廣前景。 市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測： 以智能家居領(lǐng)域的運用為例，在家電系統(tǒng)中，每個家電都有一個的獨立的控制系統(tǒng)，比如電視、空調(diào)、DVD影碟機、熱水器等均使用紅外遙控器。諸多的紅外遙控器使得操作繁雜，造成資源浪費。使用本控制平臺后，一個PDA能實現(xiàn)對所有家電的統(tǒng)一管理。指紋安全權(quán)限機制保證智能家居系統(tǒng)安全可靠，能實現(xiàn)家長控制，限制小孩違規(guī)操作家用電器。因此，該作品具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)外多網(wǎng)融合技術(shù)在眾多行業(yè)領(lǐng)域都得到初步應(yīng)用，包括電力、智能交通、醫(yī)療衛(wèi)生、家庭安防、重點區(qū)域防入侵、工業(yè)控制、農(nóng)業(yè)、環(huán)境監(jiān)測等諸多領(lǐng)域。其中以多網(wǎng)融合技術(shù)為核心的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)更是在國內(nèi)外得到了大力發(fā)展。國外方面：2009年6月，歐盟委員會發(fā)布了世界第一個物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展戰(zhàn)略——《歐盟物聯(lián)網(wǎng)行動計劃》，美國、日本、韓國等都提出了自己的發(fā)展目標。國內(nèi)方面：上海市公共安全傳感網(wǎng)平臺成功應(yīng)用于上海、寧波、嘉興段的北京奧運火炬接力，并在上合組織、六國峰會、特奧會國家元首的保衛(wèi)中得到應(yīng)用；基于低、高速傳感網(wǎng)的太湖水質(zhì)監(jiān)測系統(tǒng)已投入使用；基于傳感網(wǎng)的智能交通系統(tǒng)在流量監(jiān)測、紅綠燈控制、停車信息服務(wù)等方面已投入應(yīng)用，部分產(chǎn)品還打入北美市場。 目前網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)越來越貼近日常生活及工業(yè)生產(chǎn)，如何對各種網(wǎng)絡(luò)進行統(tǒng)一的管理，并解決網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)后的信息安全問題，已成為熱點問題。目前國內(nèi)外同類課題中對多網(wǎng)絡(luò)融合技術(shù)的探究，主要存在著以下關(guān)鍵制約因素： (1) 成本：多網(wǎng)絡(luò)融合的成本較高，在物理層的融合，需要對原有架構(gòu)進行重新布局設(shè)計，如“三網(wǎng)融合”是基于物理層的網(wǎng)絡(luò)融合，其實施難度高，硬件成本高，不適用于一般家用小型控制網(wǎng)絡(luò)或工業(yè)控制平臺； (2) 兼容性：網(wǎng)絡(luò)形式多種多樣，優(yōu)越的結(jié)構(gòu)及開放的協(xié)議將大大提升網(wǎng)絡(luò)融合的兼容性。目前國內(nèi)市場，各家電制造商、網(wǎng)絡(luò)運營商都有各自的方案，沒有一套完整的協(xié)議，限制了網(wǎng)絡(luò)融合的兼容性； (3) 安全性：實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)融合達到信息共享后，解決信息安全問題尤為重要。目前國內(nèi)外產(chǎn)品中針對信息安全的研究較少； (4) 可控性：面向人類的智能化的友好的操作界面更容易被用戶接受。目前同類產(chǎn)品雖然也有研究，但在人機交互界面的操作性和方便性上下的功夫不足。 本作品提出了基于多網(wǎng)絡(luò)融合的控制平臺的解決方案。面向多網(wǎng)融合的子網(wǎng)通信協(xié)議保障了各子網(wǎng)間的信息互聯(lián)互通。面向抽象設(shè)備的接入點控制規(guī)范提升了接入設(shè)備的兼容性。采用單芯片硬件電路方案，簡化了外圍電路結(jié)構(gòu)，同時降低了成本。指紋安全認證系統(tǒng)實現(xiàn)了安全權(quán)限管理機制，保障了信息安全。圖形化的操作界面和觸摸屏操作大大提高了用戶感知，方便用戶使用。
