基本信息
- 项目名称：
- 家庭智能系统
- 来源：
- 第十一届“挑战杯”国赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 本课题研究的主要目标是利用目前比较成熟的ARM芯片构建一个实用的家庭智能平台。在此平台上实现远程控制、家庭内外信息交换、智能报警以及合理的管理家庭电子设备的功能.研究包括的主要内容是: （1）综合分析现有的家庭智能系统的功能和控制器接口效率，提出一个既 适合现在家庭需要又符合今后发展方向的家庭智能终端体系结构，合理的分配 控制器接口资源。 （2）在构建的家庭智能系统上实现远程控制，远程实时监控，安全防范以及家用电子设备的智能化管理等功能。 （3）基于ARM的嵌入式操作系统WINCE开发方法和流程，完成系统硬件与软件设计。 （4）完成家庭智能终端的整机调试，完成预定的各种功能，形成实物成果。
- 详细介绍：
- 家庭智能系统具体功能如下 （1）家用设备的数据采集：采集家用设备包括室内温度，灯具家电，防盗门等设备的状态数据，通过无线方式发送给主控台。 （2）本地控制：用户通过万能遥控器上的键盘和显示屏，对家用设备进行监控。 （3）远程控制：远程用户可以通过发送手机短信对家庭系统进行控制和查询。 （4）自动报警：当控制器检测到非法闯入或温度超高等报警信号时，及时触发室内报警装置，并通过发送报警短信等方式及时通知用户。 （5）温度查询：用户可以通过控制器查询室内温度。 （6）主控制器密码设置：用户输入正确的密码才可以对系统进行设置。 （7）万能遥控器：通过万能遥控器可无线控制家里所有的家电，真正意义上实现了万能遥控。 （8）背景音乐播放：用户可根据需要对不同的房间进行背景音乐设置，为用户的起居和就餐等提供良好的氛围。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 随着生活水平的提高，人们对居住环境的舒适性、安全性要求不断提高。家庭自动化、智能化已经成为自动化领域的一个发展热点。家庭智能化系统通常具有的功能包括家庭安防、家电控制、远程监视与控制、信息服务、楼宇对讲、数据采集等。在国内外，家庭智能经过十余年的发展，得到越来越多人的青睐。但是，目前市场上的家庭智能系统还存在很多不足，因此，开发一个全新的家庭智能系统迫在眉睫。 本课题利用目前比较先进的ARM技术设计实现了一种家庭智能终端。该家庭智能系统采用低供耗、高性能ARM芯片S3C2410作为主控台CPU，集成了10M/100M以太网接口、RS232接口、USB接口、SD卡接口，以WINCE作为操作系统；分控台采用ARM芯片LPC2103作为CPU，实现与主控台之间的通信。 该系统的功能体现在安全防御和智能控制两个方面。在安全防御方面，通过红外传感器、声音传感器、温度传感器实现各种阈值的超限检测，之后通过声音和短信的形式通知用户。在智能控制方面，主要通过万能遥控器、智能灯光控制、手机远程控制和背景音乐控制等模块完成。通过系统测试，该系统工作稳定，达到了预先规定的要求。
科学性、先进性
- 对家庭总线技术(HBS)的研究，美国、欧洲、与日本己经制定了家庭总线的国家标准，如X一10、CEBUS等总线已经成为美国的家庭总线的国家标准，但是这些标准都是根据本国的情况制定的，不太适合中国的情况。国内一些电子企业也在积极推动家庭内部总线标准的制定，比如联想、海信、长虹等提出的闪联标准，但是到目前为止，中国还没有家庭总线的国家标准，这阻碍了家庭智能系统的开发与研究。 本系统的总体特色为功能齐全、安全、灵智、简便、时尚。具体体现在以下方面： （1）万能遥控器实现了真正意义上的万能遥控，界面美观、操作方便。 （2）报警系统电路设计合理，功能全面。 （3）所有器件通信均采用无线方式，节省空间、通信方式方便灵活。 （4）真正意义上实现了手机远程控制，界面美观、操作方便。 （5）所有器件通信均采用无线方式，节省空间、通信方式方便灵活。 （6）家庭背景音乐系统可将传统的音响延伸到家中的每个房间、厨房、客厅、走道及每一个角落。
获奖情况及鉴定结果
- （1）2008年10月在北京航空航天大学参加由中国电子协会和博创联合举办的“全国大学生嵌入式大赛”上获得全国二等奖和三等奖。 （2）2009年6月在东北大学参加辽宁省挑战杯“科技成果展示大赛”获得一等奖。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 关键技术转让
作品可展示的形式
- 现场演示
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 随着宽带技术的成熟，宽带接入在普通家庭中的逐渐普及，宽带业务的需求持续激增，而在宽带业务中增长最快的莫过于多媒体业务，包括娱乐类业务、监控类业务、远程教育、远程医疗等。而家庭用户是使用这些宽带业务的主要需求者之一，因此，“数字家庭”、“智能家庭”成为新一轮的业务应用发展趋势。对于处在从传统的电信运营商向综合业务提供商转型过程中的电信运营商来说，抓住智能家庭这个契机，能够通过丰富多彩的新型业务有效带动收益增长。 随着高科技和信息技术的广泛应用，安全、舒适、便利的生活环境已经不再是一个遥远的梦想。由于智能家居系统能够为人们提供更加轻松、有序、高效的现代生活环境，因此已经成为房地产商追逐的热点。在未来，没有智能家居系统的住宅将像今天不能上网的住宅那样不合潮流。相信不远的将来，智能家居一定会更好地造福人类。
同类课题研究水平概述
- 目前国内对智能家居的研究成果主要以杨士元为代表，提出了E-Home的基本结构，该结构有两层网络组成，底层为控制网络，上层为信息网络。通过这两层网络可方便的实现家庭内部电器设备或设施的监测、控制、管理和信息交换;可以构成与公共网络通讯的通道。基于这种结构的典型产品如本文提到到的Nico智能家居系统。模型的架也是类似的一个系统结构，其主要目的探讨如何构造家居网络信息平台。国内其他的大部分对智能家居的研究都是对智能家居网关和智能家居控制方式方法的研究。 美国德克萨斯州大学的MavHome(Managing An Intelligent Versatile Home) 项目是国外对智能家居进行深入的研究的一个项目，项目的焦点是创造一个环境作为智能代理(Intelligent Agent)，该智能代理的功能是:利用传感器和控制器，为居民提供最舒适的环境、最高的生产效率和最小的运行成本。为了达到该目的，房子必须能够预测、思考和适应房子里的居民。Csa一个多代理系统，Berardina De Carolis和Giovanni Cozzolongo设计它的目标是建模、控制和仿真智能房屋的行为，为建筑师、设计师和心理学者提供仿真和控制工具去深入理解技术，包括嵌入式技术对人们日常生活的影响。类似关于代理的研究还有UMASS项目。2005年I月31日，比尔盖茨在德国慕尼黑开创微软的E-Home技术系统，与他的合作伙伴实现了完全联网的房屋，系统采用的是以太网连接和微软的操作系统;Guy Dewsbury等人为残疾人和老年人设计了“智慧屋”；在韩国，2004年已经实现了通过移动Internet服务对家庭的控制;Alladi Venkatesh博士对当前智能家居的趋势和关键问题等进行了分析阎;在位于瑞典首都斯德哥尔摩的皇家科技学院，Henrik I. Christensen以机器人作为智能家用器具为对象进行了研究; Michael C. Mozer研究了能主动适应居住者的神经网络住宅；德国弗劳恩霍夫集成电路研究院(Fraunhofer IMS)组织了Miele. Sony, Honeywell,Deutsche Telekom等研究应用OSGi技术集成住宅的各个系统。
