基本信息
- 项目名称：
- 一种基于P2P网络的用户可编程的家庭智能平台
- 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：
- 随着嵌入式Internet与Soc技术的高速发展，数字化家庭逐渐进入了人们的生活。目前智能家居行业仍处于初始发展的阶段，国际社会尚未形成一个公认的标准。本系统则给出了一种基于对等网络，功能由用户自己定制的开放式家庭智能解决方案：采用嵌入式Internet技术，首次在智能家庭核心控制上实现了嵌入式P2P网络技术，使家庭智能网络控制更加快捷和安全；在嵌入式系统移植了中国移动Fetion协议，使系统以Internet的方式接入了GSM网络，减少了传统GSM专用控制模块的硬件成本费用以及远程控制引起的通信费用；设计时采用信息家电接口定义语言IAIDL，将不同厂家的家电信息抽象到同一个面向对象的语言平台进行统一管理，使用户可以在系统核心基础上，通过可视化与人性化的界面对智能家庭的家庭对外通信，家庭内部通信，家庭安全防范和家庭自动控制的四大基本模块进行个性化定制；系统还可实时检测电器损耗，对存在待机损耗的电器在检测到其正处于待机状态时将其自动关闭；为了增强智能家庭的主动性与智能性，本系统还提出了一种基于专家系统的用户体验机制，在为其作可行性论证的基础上给出了初步的实现方案。
- 详细介绍：
- 智能化家居的发展己为智能建筑市场的主流，但由于价位过高，家庭内部网络布线较为困难等多方面原因，使得智能家居在普通用户家庭无法普及。 在目前主流市场中，家庭智能一般采用的网络控制是基于B/S结构的Web service机制，即嵌入式的Internet所充当的是网页服务器，用户则可以通过浏览器访问网页来完成对家庭电器的控制。由于嵌入式Internet自身的局限性，并不具有一般web服务器所应有的多连接数限制，压力承受和密码保护等安全功能，而且此类的web服务一般是搭建于家庭局域网内部，服务器对外网的可见性很大程度上制约了其发展。本系统首次提出了使用P2P的网络结构完成用户与嵌入式Internet控制器的交互，即嵌入式Internet与用户是网络中的两个对等节点，使用类似于即时通信工具（如MSN，QQ等）的方式进行控制。这种嵌入式的P2P方式将嵌入式Internet的地位降至了客户端，随之对其的要求也降低，并且具有了P2P网络健壮性、即时性与隐私性等诸多优点，使得嵌入式Internet在智能家居中有了更广阔的发展。 在无线控制领域，通过GSM网络的控制以其覆盖面广和通用性强等优势在远程控制中占有了很大的比重。此类通过GSM网络控制的前提是需要被控制方加入GSM网络，即需要专用的GSM短信装置与SIM卡来接收命令，而硬件费用与每次控制产生的通信费用却使得这种方式无法在家庭智能控制中普及。本系统中首次提出了使用中国移动飞信协议通过Internet方式接入GSM网络，即用户只需将自己或者自己好友的Fetion在核心硬件提供的可视化操作界面中登陆后，便可通过手机端对家庭中电器进行控制，Fetion通过Internet发送不收取通信费用，这样便有效减少了家庭远程控制中的附加费用。 以往家庭智能控制中，家庭智能系统通常与家庭装潢捆绑在一起，用户在家庭智能模块定制中所占有的主动权是十分有限的，各个厂家生产的同类模块也不具有兼容性，这便制约了家庭智能系统通用性与可扩展性。本系统采用了信息家电接口定义语言IAIDL在对家电进行抽象的基础上，制作了用户可定制的智能家庭的家庭对外通信，家庭内部通信，家庭安全防范和家庭自动控制四大基本模块的可视化界面，用户只需要通过可视化的界面对每个模块接口进行个性化定制后再接入相应的硬件模块即可。这样，一个普通用户便可个性化定制适合自己的家庭智能产品。
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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
- 设计目的： 目前智能家庭行业仍处于初始发展的阶段，国际社会尚未形成一个公认标准。本发明给出了一种基于对等网络，功能由用户定制的开放式家庭智能解决方案。 基本思路与技术关键： 1)采用嵌入式Internet，首次在智能家庭核心控制上实现了嵌入式P2P技术，解决了传统家庭智能B/S结构网络控制的弊端（如服务器的外网不可见性，多连接数限制等）; 2)首次在嵌入式Internet上移植了中国移动Fetion协议，使系统以Internet的方式接入了GSM网络，减少了传统家庭智能使用GSM专用控制模块的硬件成本费用以及远程控制引起的通信费; 3)采用信息家电接口定义语言IAIDL，将不同厂家的家电信息抽象到同一个面向对象的语言平台进行统一管理，并编写了可视化的用户操作界面，使用户可方便定制适合自己的产品。解决了传统家庭智能无法具体控制电器的问题; 4)提出了一种智能化用户体验系统，智能家居服务商通过P2P的方式提取与用户无关的电器操作的历史信息，分别通过人工智能中模糊聚类与专家系统对信息进行处理，最后再通过网络对电器进行反馈型的智能操作。提高了家庭智能系统的主动性与智能型; 5)为用户保留了传统家庭智能中的家庭对外通信，家庭内部通信，家庭安全防范和家庭自动控制四大模块，并为其留出相应的接口。在功能上实现了与传统家庭智能兼容，并在家电具体控制时，实时检测电器损耗，对存在待机损耗的电器在检测到其正处于待机状态时将其电源自动切断。
科学性、先进性
- 1)首次将P2P网络技术应用于嵌入式Internet中，使家庭智能中基于Internet的控制更加快捷，安全; 2)首次将中国移动Fetion协议移植到嵌入式硬件中，并将其应用于远程控制领域； 3)首次在家庭智能中提出用户可编程概念，在给定的家庭智能平台上可由用户自主定制自己的家庭智能模块; 4)设计中运用IAIDL对家庭电器进行抽象，实现了与厂商无关的家庭电器描述，并将所有电器置于统一的语言平台进行控制; 5)在IAIDL基础上给出了由开关控制的电器，带红外接口的电器与网络化电器三类主流电器的控制方式，并在核心平台给出控制接口; 6)提供实时电能检测的接口，并为有待机状态的电器设计待机状态的自动检测，并在检测到电器待机时自动将电器关闭; 7)给出了一种运用数据挖掘与人工智能方法解决家庭智能中主动性与智能性的问题，使家庭智能真正“智能化”，在为其作可行性论证基础上给出了初步的实现方案。
获奖情况及鉴定结果
- 本作品曾获得： 1)申请国家2项专利（受理号：200920021408.1、200920024930.5） 2)第十一届挑战杯山东赛区评选特等奖 3)湖北省咸宁市第一人民医院科室推荐 4)湖北省咸宁市丰源电业有限责任公司推荐 5)第十一届挑战杯校级评选一等奖
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物，磁盘，现场演示，图片，录像
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
- 作品适用范围：别墅等分散性家庭用户，小区、企事业单位。 作品推广前景：1)采用低端高性CPU，另用Fetion技术降低附加费用，价格优势巨大，组合式设计价格灵活；2)该作品理念舒适，绿色节能，易于推广。 市场分析： 1)消费行为分析 据调查：98%的青年家庭，67%的中老年家庭愿意使用此系统。影响购买因素为：价格、安全、方便性; 2)消费特点 a)销量与年龄成反比；b)销量与性别关系不大；c)销量受家庭收入成正比；d)消费者的学历高低、职业与产品消费有显著的关系，科研人员、高级白领、在职人员比离退休人员购买比例高；e)购买比例与对家庭舒适度的关注程度成正比。 经济效益预测： 1)高额的利润：主要支撑点有大学生创业团队、免费的网络销售模式、虚拟企业的经营模式; 2)巨大的市场容量：组合式设计满足了不同的消费群体。
同类课题研究水平概述
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