基本信息
- 项目名称：
- 基于移动网络通信和单片机的远程居家系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- “远程居家卫士系统”是一个基于移动网络和单片机的新一代远程居家卫士系统。它综合应用了综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音频视频技术等各项现代化科技。利用以上技术开发出的一套低成本的经济型居家系统，可面向大多数用户提供更为广泛的社会服务。系统可以为用户提供各项方便快捷的服务，而这些服务在系统的定义中主要分为三大模式单元:远程控制单元、住宅环境检测单元、住宅安全报警单元。
- 详细介绍：
- 本项目基于当代移动网络通信技术和单片机控制技术，将开发一套能够实现“远程居家监控功能”的软件系统，系统将包含“外部硬件执行模块”、“计算机客户端软件”与“手机客户端软件”三个方面。该系统应用移动网络通信技术，通过移动互联网将家用电脑和智能手机进行实时联接，实现二者之间的指令和信息交互，并应用单片机作为外围监控系统传感器信号向计算机上传数据的接收装置和计算机向外围执行机构发送指令的发送装置。 该系统主要由远程控制单元、住宅环境检测单元、住宅安全报警单元三个相对独立的功能单元组成：远程控制单元的主要功能是用手机通过互联网向家用电脑发送指令，电脑经过分析运算，通过串口向连接在计算机上的单片机发出相应的电平信号指令，单片机响应计算机的指令，实现对外围电路系统的控制，从而使外围电路系统能够按照用户的意愿，控制执行机构完成相应的动作。例如主人下班准备回家之前，在公司通过手机发送一定的指令，远程居家卫士系统就可以轻松实现将热水烧好，将空调打开等动作，为主人提供方便舒适的居住环境。 住宅环境检测单元的功能是，通过传感器获取住宅内的各种环境指标，并通过转换元件将模拟信号转换成数字信号，通过单片机将环境指标传入计算机内，当用户向计算机发出特定指令时，计算机将住宅的环境指标发送给智能手机。当主人离家在外时，通过这种互动，便可以轻松了解家里的环境情况，例如主人可通过远程居家卫士系统实时了解住宅内的温度、湿度、空气新鲜度等信息。 住宅安全报警单元的主要任务是，当住宅出现紧急情况，如非法入侵、火警、天然气泄漏等，传感器将迅速捕捉到异常信号，将相应信号经过处理后上传给计算机；计算机经过分析后将警告发给智能手机并同时采取报警处理，让主人第一时间知道家里发生的紧急情况并采取及时的措施，以最大限度的保障住宅的安全，减少损失。 另外，当遇到住宅停电、网络连接意外断开或家用电脑出现故障等情况，即住宅安全卫士的工作被非正常停止时，手机将自动提醒主人远程居家卫士系统出现故障。
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
- 现代社会，通信技术和自动化技术日益发达和成熟，人类生活中的各种实践活动因此而加快了脚步，人类文明飞跃发展，追求舒适成为当今社会的潮流。2010年上海世博会更是以“城市，让生活更美好”作为主题，第一次地将全世界的目光引向关注人们生活条件的问题上。 当今世界，在欧美、港台等一些地区，可远程控制的智能居家系统越来越多地受到人们的青睐，这种系统一定程度上实现了家庭用机器人的居家管理和安保功能，但又由于其生产造价与使用代价堪比机器人，所以并没能够在社会上普及。于是开发一套既可以为人们提供舒适的家居环境，让劳累一天的人回到家即可享受温馨的住宅条件；同时造价又可以被大多数人接受，且操作简单的远程居家卫士系统就显得尤为重要。 所以，本项目针对这种社会现状，利用当今社会可利用廉价资源，开发出一套可服务于改善家居环境、适合中层收入群体、操作简便的“基于移动通信网络和单片机控制的远程居家卫士系统”。 作品中的“远程居家卫士系统”是一个基于移动网络和单片机的新一代远程居家卫士系统。它综合应用了综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音频视频技术等各项现代化科技。本项目旨在利用以上技术开发出一套低成本的经济型居家系统，从而面向大多数用户提供更为广泛的社会服务。所开发的这套系统可以为用户提供各项方便快捷的服务，而这些服务在系统的定义中主要分为三大模式单元:远程控制单元、住宅环境检测单元、住宅安全报警单元。
科学性、先进性
- 该系统的软件系统依托于移动网络通信技术，对应所需硬件系统适用性广。主要有以下五大明显的优势： a） 成本低。移动通信网络与计算机网络互联主要实现远程控制，普通智能手机与计算机即可实现。本作品只需具体开发出对口的功能软件，该软件的可移植性将会几乎适用于所有用户，用户只需一张开通移动通信功能的SIM卡，并开通GPRS功能即可。 b） 开发潜力大。本作品开发的系统用于家居控制只是我们设计创意中的一个特例，系统在植入不同程序指令后加以调试即可完成各个领域的不同任务，项目人只需根据用户需要开发出相应软件即可。 c） 拓展功能宽。可面向用户需要具体实施。家居环境的各项需求因人而异，而单片机技术的成熟和广泛应用可用来完成各种程序指令。 d） 可执行性好，快捷方便。当今移动通信技术普及率高，各种成熟的程序编译器供开发者使用，使该系统的软件系统可移植性好，无需特别开发，安装即用。 e） 环保节能。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品于2011年5月于黑龙江省哈尔滨市参加哈尔滨工程大学“五四杯”竞赛，并荣获三等奖。
作品所处阶段
- 作品现已完成基础理论研究，大部分技术已完成可行性测试，作品涉及的整套系统待完工。
技术转让方式
- 作品技术专利属本小组成员。
作品可展示的形式
- 作品将演示手机指令烧开水，温度监控并向手机传输数据，非法入侵时自动报警等功能。
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
- 随着社会的发展，人们生活水平的提高，人们对生活质量的要求也在不断提升，方便的智能化的居家系统迎合了人们的需求。我们设计的，是一种成本较低、价格合理的多档次的远程居家卫士系统。它能给刚下班的用户提供安逸、舒适的环境，让他们远离工作的压力，享受智能化的生活。他还能保护用户的生命财产安全，还能在主人离家时关闭相应电器，节能环保。该系统一定会受到消费者的青睐，市场前景远大，可以带来巨大经济，为社会提供很好的服务。
同类课题研究水平概述
- 在欧美、港台等一些地区，出现了可远程控制的智能居家系统，这种系统一定程度上实现了家庭用机器人的居家管理和安保功能，但又由于其生产造价与使用代价堪比机器人。这些产品多使用无线模块等作为通信渠道，造成了无论是开发成本、生产造价，或是用户使用成本的昂贵，直接导致了远程居家产品难以推广。所以并没能够在社会上普及。
