基本信息
- 项目名称：
- 物联网智慧居家示范系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 本作品为物联网智慧居家示范系统，以物联网智慧居家体系标准通信接口协议为研究对象，以家居服务器为研究核心，搭建出物联网智慧居家的示范型系统，系统采用物联网基本架构，感知层将底层家庭环境信息经家庭无线网络传输至服务器，服务器根据环境、用户需求智能处理将控制信息实时的无线反馈至家庭设备，同时服务器也实时将消息发布至网络和手机等终端设备上，具有智慧居家“全面物联、协同运作，高效服务”的典型特征。
- 详细介绍：
- 本作品为基于服务上迁代理体技术的物联网智慧居家示范系统，旨在以物联网智慧居家体系标准通信接口协议为研究对象，以家居服务器为研究核心，搭建出基于服务上迁代理体技术的物联网智慧居家的示范型系统。 物联网智慧居家示范系统可划分为感知层、网络层和应用层三个层次。感知层包含感知家庭室内外环境信息的传感与监测设备，如光照传感器、风速传感器以及网络摄像头等；网络层包括通信与互联网的融合网络、家居服务管理中心、信息中心和智能处理中心等；应用层是同物联网智慧居家行业的深度融合，实现家居设备的全面物连与协同运作。本作品采用物联网基本架构，其工作原理是分布于家庭室内外的传感与监控设备将环境参数实时的通过无线自组网络传输至家庭服务器，服务器根据环境、用户需求智能处理将控制信息实时的无线反馈至家庭设备，如空调、门窗以及灯光等等，同时服务器也实时将消息发布至网络和手机等终端设备上。与传统家居相比，采用了ZigBee无线传感网络实现家庭设备的整体协调运作，具有智慧居家“全面物联、充分整合，协同运作，高效服务”的典型特征。
作品图片
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
- 研究目的：本作品旨在以物联网智慧居家体系标准通信接口协议为研究对象，以家居服务器为研究核心，搭建出基于物联网智慧居家的示范型系统。基本思路 系统采用物联网基本架构，感知层将底层家庭环境信息经家庭无线网络传输至服务器，服务器根据环境、用户需求智能处理将控制信息实时的无线反馈至家庭设备，同时服务器也实时将消息发布至网络和手机等终端设备上，具有智慧居家“全面物联、协同运作，高效服务”的典型特征。 创新点： 1.“服务上迁”思想：将复杂的计算功能上移到家居服务器完成，而服务器与设备之间可通过简单的方式和协议传递参数和结果，降低设备的硬件要求，提高了系统的经济性。 2.代理体技术：以代理体为基础实现家庭设备内部对话协议，代理体通过私有协议与家庭设备通信，并代表该设备通过公共协议与其它设备的代理体交互、协作，从而实现家庭设备的智慧协作。 技术关键： 1.Zigbee无线传感网络拓扑结构及协议设计。 2.基于socket网络编程，实现不同编程语言之间的通信，发挥不同语言的优势，优化整体系统。 3.数据库采用MySQL，并使用MySQL Connector/C++，实现C++与MySQL数据库之间的通信,将数据结构得到最大优，提高数据处理速度。 技术指标： 1.基于UDP协议的socket程序设计的优化性 2.MySQL数据库公共资源访问时的传输高效性 3.TCP/IP、ISO1443、Zigbee、GSM协议融合的相容度
科学性、先进性
- (1)基于代理体技术的标准协议接口构建现有的家居系统设备间通信协议接口单一，可移植性差，可扩展性差。而本作品采用基于代理体技术的标准协议接口作为标准通信接口，方便可靠的实现了家庭设备之间的信息交互和资源共享。 (2)“功能上迁”的家居服务器开发设计将复杂的计算功能上移到家居服务器完成，通过web服务器，将硬件设备的管理和状态信息的发布提交到Internet网上，实现用户与设备之间的远距离交互，并且支持多用户多线程的访问。 (3)无线传感器网络技术用于物联网智慧居家系统整个系统采用的Zigbee无线网络，使用国际通用免费频段(2.4-2.48Ghz ISM)，传输方式是抗干扰能力强直序扩频方式（DSSS），而且在信号传输上采用ZigBee技术规定的安全方案，高级加密标准(AES)加密，以保证通信的安全。节点发生故障等等，网络都能够自我修复，并对网络拓扑结构进行相应调整，无需人工干预。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品在2011年5月第四届“挑战杯”合锻股份安徽省大学生课外学术科技作品竞赛中获得一等奖。
作品所处阶段
- 演示展厅已经建设完成，位于我校逸夫科教楼707室。
技术转让方式
- 有偿转让
作品可展示的形式
- 实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示图片 录像 样品
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
- 使用说明：1.室内外环境信息智能感知与处理 各个环境信息采集节点通过相应的传感器感知室内外环境参数，并将信息上传至家居服务器，根据情况作出相应的动作。2.家庭设备的丰富控制手段 用户可以登录家庭服务器实现家庭内设备的远程WEB方式控制、手机wifi网络控制、短信控制以及语音控制。 技术特点和优势： 传统的家居设备，其本身能力有限，无法在本地运行相关服务，本作品将复杂的计算功能上移到家居服务器完成，降低了设备的硬件要求，提高了系统的经济性。 传统家居不同的设备通信接口迥异，集成难度大，本作品将设备能够提供的服务封装成设备代理，设备代理同托管设备之间可以采取私有互联，提高了系统的开放性。 适用范围：1.为相关专业相关高校提供展示系统；2.应用于实际小区住宅，改善人们的居家环境； 市场分析与推广前景：系统可以在物业管理、公安、消防、远程医疗、房产、自来水、电力、煤气等多方面为管理部门和广大居民提供多方位的服务，具有良好的社会效益和经济效益。
同类课题研究水平概述
- 1.国内相关技术发展现状 在国内，2009年8月7日，温家宝考察中科院无锡高新微纳传感网工程技术研发中心。强调“在传感网发展中，要早一点谋划未来，早一点攻破核心技术，把传感系统和3G中的TD技术结合起来”。2009年9月21日，工信部在相关会议上，首次明确提出要进一步研究建设物联网、传感网，加快传感中心建设，推进信息技术在工业领域的广泛应用，提高资源利用率、经济运行效益和投入产出效率等。 物联网的建设在我国成为大家普遍关注的热点，得到国家科技部、质检总局、国家标准委员会等政府部门和自动识别技术等相关行业及企业的高度重视；物联网已被明确列入《国家中长期科学技术发展规划(2006-2020年)》和2050年国家产业路线图。 2.国外相关技术发展现状 信息技术的高速发展带来了全球普遍的信息化浪潮，未来越来越需要依赖信息技术而推动智慧城市发展，世界各国和政府组织都不约而同地提出了依赖互联网和信息技术来改变城市未来发展蓝图的计划。美国率先提出了国家信息基础设施(NII)和全球信息基础设施(GII)计划，接着，欧盟又着力推进“信息社会”计划，并确定了欧洲信息社会的十大应用领域，作为欧盟“信息社会”建设的主攻方向。在2007至2013年间，欧盟为信息和通信技术研发所投入的资金将达20亿欧元左右。最近欧盟委员会更将信息和通信技术列为欧洲2020年的战略发展重点，制定了《物联网战略研究路线图》。国际智慧城市组织ICF(Intelligent Community Forum)等相关机构相继成立，并开展“全球智慧城市奖”评选活动。 2009年9月，美国中西部爱荷华州的迪比克市与IBM共同宣布，将建设美国第一个“智慧城市”——一个由高科技充分武装的60000人社区。通过采用一系列IBM新技术“武装”的迪比克市将完全数字化，并将城市的所有资源都连接起来（水、电、油、气、交通、公共服务等等），因此可以侦测、分析和整合各种数据，并智能化地作出响应，服务于市民的需求。
