基本信息
- 项目名称：
- 基于S3C6410与ZigBee无线网络的智能家居系统设计
- 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B类
- 简介：
- 本作品是以物联网技术为依托的智能化家居生活设施平台。具有家居环境信息实时采集，生活设施智能化控制，家居安全保障，用户远程监控等功能。能为用户带来安全、舒适、轻松、环保的智能家居体验。本作品采用移动智能终端Linux嵌入式系统设计，Qt/Embedded嵌入式图形UI，ZigBee无线传感网络，GPRS与用户手机的远程互联监控等技术。使该系统具有广阔的市场前景。
- 详细介绍：
- 随着物联网技术的飞速发展，并逐渐渗透到了生产、生活的方方面面。人们对更加高效、安全、环保、轻松舒适的家居生活的渴望与日俱增。为了跟上时代的脚步，我们设计并制作了基于ARM11(S3C6410)的智能家居控制平台，并组建ZigBee无线传感网络，配合GPRS远程通信，实现家居生活的智能化控制。 首先，我们使用Qt/Embedded嵌入式图形用户开发工具设计智能家居用户界面，并将其移植到安装了Linux嵌入式操作系统的移动智能终端。为了使系统支持更加友好和美观的用户界面，并使系统具有较高的信息处理效率，我们选择了ARM11作为控制平台的微处理器。同时，在当前低碳，环保的理念下，我们采用了ZigBee无线局域网协议，组建无线网络，并通过串口与移动智能终端连接，实现智能家居系统数据信息和控制信息的无线传输。无线网能收集各种重要的数据指标，上传到移动智能终端进行分析和处理，智能终端依据这些数据向下方设备发出控制指令，实时的调控所有的家居生活设施。此外，将移动智能终端通过串口与GPRS模块连接，实现智能家居远程控制。 经过不断的修改和完善，系统具有较高的稳定性，所能实现的功能也越来越丰富。系统的优势也十分明显，例如：可移植性强，人机界面友好，触摸屏便捷时尚、可远程控制等等，能够给用户带来更加轻松，更加舒适的智能家居体验。
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
- 作品设计目的：实现更加智能、方便、环保的新型智能家居。 基本思路：以ARM11作为主控制器，运用ZigBee无线网络实现室内数据的传输，利用GPRS通信实现对智能家居的远程监控，采用各种传感器对居室环境的各项指标进行数据采集，并配合控制电路实现家居的智能化控制。 创新点： 1)ZigBee无线网络代替传统智能家居使用有线通信方式，同时，使用GPRS实现远程监控，实现本地与远程监控的功能； 2)采用嵌入式技术，利用ARM11设计的移动智能终端具有体积小、功耗低、方便携带、操作方便等特点，比传统使用PC作为主控平台的智能家居更具竞争力。 技术关键和主要技术指标： 1)ZigBee技术实现室内数据的无线传输，传输有效半径35米-45米，数据传输正确率在95%以上； 2)嵌入式技术，使用ARM11微处理器，数据接收准确，处理速度快，能够准确快速发出控制指令以及GPRS消息； 3)GPRS技术，运营商网络覆盖范围内均可稳定工作，能够实现智能家具的远程监控。
科学性、先进性
- 1)以ZigBee短距离无线网络配合GPRS远程无线信息传输,使我们在网络连接及信息传输方面更具有优势。而国内外同类产品大多数采用总线技术如HBS总线、CAN总线等如马艳峥等[1]； 2)ARM11作为主控制器，避免了传统智能家居对PC机的依赖，而同时ARM11的低功耗，可移动性也使系统更具有优势，而国内外同期产品大多数采用PC机作为主控制器如神州数码[2]。 [1] 马艳峥 王盟等.HBS协议的智能家庭控制网络设计[J].现代电子的技术，2009 [2]神州数码公司.神州数码斯特奇家居方案[J].深度报道,2009
获奖情况及鉴定结果
- 无
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、模型、现场演示、图片、视频
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
- 该作品应用ZigBee无线网络技术、ARM11嵌入式技术和GPRS无线网络技术实现了智能家居的无线远程监控和本地控制，摆脱了传统智能家居对PC机和有线传输介质的依赖，因此在很大程度上降低了智能家居的成本，同时由于无线传输和移动智能终端的小巧方便和人性化设计，使该智能家居系统具有性价比较高，具有较为广阔的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 近来年，国际上很多公司都提出自己对智能家居系统的解决方案，但截至目前，这一领域还未形成统一的国际标准。为了争夺智能家居的市场份额，国外智能家居系统市场展开了激烈竞争，如日本、北美、欧洲等国家及地区各自提出了自己的家居网络专用协议(如BatiBUS、EIB、EHS等)的同时，也将常见的现场总线，如CAN总线、 FF、 DROFIBUS等成功应用于家居网络中。而我国智能家居系统的研究与开发市场竞争也相当激烈。在参考和借鉴国外现有成果的同时，我国也着手进行智能家居系统规范工作，如《建设行业智能建筑试点项目住宅小区智能化系统工程验收评估标准》、《智能建筑设计标准GB/T50314— 2000))等。 通过用户对现有智能家居使用情况的反馈总结，得出现阶段智能家居存在以下几点不足之处： 1）有线介质的通信方式: 虽然有线传输在具有信息传输快、容量大和抗干扰性好等特点，但同时也存在着布线麻烦、设备移动性差、安装维护成本高等缺点，尤其不适合智能家居系统旧房改造； 2)利用PC机作为智能家居系统的主控制器：虽然PC机在处理速度、系统功能以及稳定性上面确实具有其明显优势，但其存在着耗电量大，资源浪费比较严重，并且移动不方便等缺点，尤其功耗大的缺点使其违背了当前社会低功耗、低碳的目标。
