基本信息
- 项目名称：
- 基于GSM/GPRS和射频网络远程智能家居监控系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 科技发明制作A类
- 简介：
- 系统利用GSM/GPRS模块、射频模块、红外模块等组成了以单片机STC12C5A16S2为核心的控制系统。用户拨打系统的预设号码，将进入语音播报操作提示，根据提示音，实现系统设置与各项控制。监控范围包括防盗、火警、煤气泄漏等可能出现情况并进行采集、利用GSM的电话呼叫和彩信功能，无论用户在何时何地，均可实现全球家居安防报警。系统具备用电器电源开关控制、空调与红外控制能，独特的双电源控制，稳定性高。
- 详细介绍：
- 1．研究一个主控端控制系统，具备的功能：避免死机与系统崩溃现象、当接收到相应的编码后，能够对各终端子系统进行相应的检测，打开相应的指示灯，当主控端接收到子系统相应的报警，能够及时通过GSM网络通知用户发生相应的情况，本系统由一个GSM模块和一个主控芯片组成了主控系统，连接了五个子系统，分别为煤气检测系统、烟雾检测系统、防盗系统、灯光控制系统和空调控制系统。由上面共同组成了一个基于GSM网络的智能家居报警控制系统。 系统采用了STC12C5A16S2作为CPU，该芯片指令代码完全兼容传统的8051单片机，但速度快12倍，并拥有16k的ROM和内部扩展1024字节的RAM，为摄像头数据的接收发送提供了可能；还拥有片内部EEPROM，可用于存储用户预设报警电话等设置。该单片机具有2个串口并支持独立波特率的高速传输与切换；如图1给出本系统的设计框图。CPU可监控家居的众多触发源，如陌生人入侵、烟雾或煤气泄露，CPU通过中断接收信号，控制GSM模块拨打用户预设报警电话，并同时对电灯和空调开关操作，实现对家居安防的监控。而用户对系统进行设置时，CPU通过GSM模块识别来电号码，如为预设电话，接通后要求输入密码方可进入系统设置，CPU控制语音模块输出语音，该语音连接到GSM模块输送给用户作为语音提示，用户的设置以按键的方式传送给系统识别，从而完成对系统的整体功能设置。 。 2．控制电灯的子系统,功能要求：当接收到GSM网络远程控制灯光的编码时，能实现对灯光进行快速的打开和关闭两种操作。 3．烟雾和煤气子系统，功能要求：对各自要检测的有毒气体进行准确的判断并响应，快速的向GSM主控端发送相应的编码，实现煤气或烟雾等有毒气体的报警功能。 4．陌生入侵检测子系统，功能要求：主控端系统处于布防状态，检测到有陌生人入侵后，能及时发送相应的编码至主控端，使主控端接收并告知用户。 5．空调控制子系统，功能要求：该子系统应具有红外学习和发射的功能。当我们要对空调的开和关进行操作时，系统能学习空调遥控器相应的编码，然后当接收到主控端系统打开空调的命令后，通过红外发射管打开空调，实现远程控制空调开关的功能。 6．彩信拍照子系统，功能要求：该子系统应该具有通过摄像头彩信拍照功能。当此系统接收到GSM网络远程控制摄像头进行彩信拍照的编码时，能快速的实现对家里环境拍照并发送至用户手机等操作。
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
- 作品设计、发明的目的：鉴于社会转型期中家居安全隐患因素日益凸现，再加上目前市场上传统的安全防范措施已无法适应现代化社会的需求。因此，本项目旨在研究设计一个适应现代化社会需求的智能家居监控系统。研究的监控系统操作简单、符合广大人民的使用，在避免灾难发生带来重大经济损失和人员伤亡的同时也可以实时控制用户的各种家电。剑指只要用户身有移动信号，就没有通信距离限制，实现长距离实时语音操作与报警。 基本思路：设计一套可用家庭等的基于GSM的远程家居监控和安防系统。 创新点： 1、各个模块全部用无线的方式进行通信、实现免布线； 2、具有远程控制灯光的功能。 3、具有远程控制空调的功能。 4、具有手动遥控布防、撤防的功能。 5、具有断电应急的功能，当家庭断电或者强盗强行断开家庭电源的时候，各终端系统启动自带的可充电电源，给系统供电。独特的双电源控制，稳定性高，方便可靠。 技术关键和主要技术指标： 1．突破传统GSM模块死机与系统崩溃现象，使系统性能更加稳定； 2、突破语音播报与DTMF信号识别设计； 3、突破彩信拍照摄像头的数据传输； 4、破解无线2262/2272模块一对多信号传输； 5、AT命令控制。
科学性、先进性
- 作品的科学性先进性： 1、系统采用独特的双电源控制，稳定性高，方便可靠。而其他的一些智能家居则没有独特的电源设计，性能难以保证，有关资料参考：（1）On Semiconductor. LM2576 datasheet. 2004； 2、语音播报与DTMF信号识别设计实现语音监控，保证实时性，有关资料参考：仲玉芳《基于GSM短消息的家居智能报警和遥控系统的设计》； 3、彩信拍照摄像头的数据传输，资料：唯创科技. WTV Series Voice OTP datasheet. 2006； 4、AT命令控制，参考： AT Command Set datasheet. 2004； 5、无线的方式进行通信、实现免布线，资料参考：（1）HPN辉鹏网络《智能家居中的综合布线》； 6、空调模块中的红外学习机设计，参考资料：中的、智能控制器软件部分。
获奖情况及鉴定结果
- 第十一届“挑战杯”广东大学生课外学术科技作品竞赛中获得三等奖
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物展示和论文展示
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
- 作品技术特点和优势：本作品最大优势就是实现了免布线的不便，随时随地的远程安防监控家居情况，软件化。 适应范围：普遍的中小型家庭，公寓或别墅。 推广前景的技术性说明：产品制造成本相对低廉，实现智能化，用户操作方便，易于上手。 市场分析和经济效益预测：智能家居产业处于引导期，没有一个统帅品牌和领军企业，市场处于无序竞争期。市场潜力大，我们知道现在的房地产业在全国的发展都很火爆，作为其电子产业，智能家居市场前景非常乐观。
同类课题研究水平概述
- 1、国外智能家居发展现状 自从1984年世界上第一幢智能建筑在美国出现后，美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、德国、新加坡、日本等国都有广泛应用 目前已出现在市场上的智能家居类产品主要有： (1)美国的X-10系统，该系统是通过电力线作为网络平台，采取集中控制方式实现多种功能。该产品在美国占据市场主流，仅美国就有400万家庭在使用。 (2)德国的EIB系统，该系统采用的预埋总线及中央控制方式实现控制功能。目前在国内应用极少，原因在于一是工程要求较为复杂、严格；二是需要预埋总线，开发成本较高。 (3)新加坡的8X系统，该系统采用预埋总线及中央控制方式实现各种功能，同时利用产品可对系统进行扩展。该系统在国内有少量应用，系统成熟，比较适合中国国情，缺点就是在系统架构、灵活性、价格等方面难以满足要求。 由于智能家居的诱人前景和巨大市场，尽管国外市场真正启动也尚需时日，但并未能阻止企业去争食智能家居市场。 2、国内智能家居发展状况及特点 (1)市场潜力大，我们知道现在的房地产业在全国的发展都很火爆，作为其下游产业，智能家居市场前景非常乐观。 (2)智能家居产业处于引导期，没有一个统帅品牌和领军企业，市场处于无序竞争期。这个产业各自为政，没有一个统一标准，各种技术力量重复投入，致使在这个基础上的家庭网络产品五花)Ll'-J，但多数产品是大同小异，行业内各企业的竞争处于无序状态。 (3)面对着巨大智能家居市场的需求，市场区域也存在着不均衡的状态。以华东、华南等经济较发达的地区为主要的市场需求区域，而西南、西北地区的市场份额相对较低，这主要与居民的总体消费水平有关。 3．智能家居系统有以下发展方向： (1)向节能环保方向发展。 (2)向智能化、网络化、人性化方向发展。 (3)向规范化、标准化方向发展我国智能家居发展较晚，新技术、新产品层出不穷，标准和规范还在制定之中。 (4)向具有“中国特色”的家居智能化方向发展家居智能化系统需要大量的适合中国国情的产品和运行软件，目前开发的软硬件产品的种类较少，水平较低。
