基于ARM系统的智能家居的研究开题报告.doc

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基于ARM的

智能家居远程监控系统的研究

开题报告

信息工程学院自动化系

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2013年3月25日

一、选题背景、研究意义

1、选题背景

随着技术的继续发展和生物识别技术的实用性普及，智能化家居的概念才真正体现了其本意，在好莱坞科幻大片中看到的那种高度智能化的家居系统正在走进我们的生活。

1998年5月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，通过在校内模拟“未来之家”，推出了新加坡模式的家居智能化消化系统。

它的系统功能包括三表抄送功能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电控制功能、有线电视接入、电话接入、住户信息留言功能、家居智能控制面板、智能布线箱、宽带网接入和软件配置等。

日本松下公司正在把“数码家庭”的概念应用到养老院。

养老院的所有房间都与局域网相连，装备多种测量仪器、触摸式显示屏、数码摄像机等，这样每个居住者的体温、血压等多项数据传送到护理中心，实现远程医疗护理。

美国麻省理工学院的实验室正在研究“智能房间”，通过生物传感器探测人的行为来自动控制和调节居住系统。

日本大型住宅公司MisawaHome为解救购房者对房屋防盗室，当遇到小偷闯入门时屋主可躲进去紧急避难，防盗室设有两道厚重的门，其中内门只要从里面上锁后，外部无法靠人力打开。

防盗室内装设电话专线，电话线埋在地下；另外还可在屋内放置一个机器人，可以依歹徒恐吓的声音来反应，并出声求救，发挥报警求救功能.

智能家居在我国经历了近7年的起步阶段，发展速度缓慢，这主要是因为没有投入大量的资金，开发技术短期内也不成熟。

但是随着建筑智能化行业协会的成立及技术水平的不断提高，产品在市场上已逐步推广。

前期主要集中在一些分散的智能家居控制子系统的研究上，如三表抄送系统、门禁系统、可视对讲系统等。

随着集成技术、通信技术、互操作能力和布线标准的发展而不断改进，实现它们之间信息共享，使得系统安装方便、使用灵活。

目前，国内一些传统家电业的巨头如海尔、创维、TCL、科龙、海信等也开始进入智能化家居市场。

而先进入该区域的一些企业基本都推出了各自的产品，如清华同方推出的经济型的智能化家居设备“e-home数字家园”系统已经得到了一定程度的应用。

2、研究意义

智能家居在未来家庭信息化中具有举足轻重的地位，但其造价昂贵，影响了其推广，所以如能通过技术攻关降低其成本，则能使智能家居这“旧时王谢堂前燕”，早日“飞入寻常百姓家＂。

海尔、ＴＣＬ等家电巨头的高调介入，充分显示了研发智能家居的重要性和意义，相信在不久的将来智能家居必会普及到普通用户家里。

故在选题时，系统采用了嵌入式设备来降低功耗和成本，结合网络和视频技术提高操作性和应用范围。

该系统主要针对家庭用户设计，主要实现视的功能有：

当有陌生人进入家庭时，红外传感器就会感知并向家居服务器发送信息，家居服务器通知主人家里有人进入，询问是否进行视频监控，如果主人确认就打开电灯（如果是晚上）和摄像头进行视频监控；通过数字温度表采集各个房间的温度，实现通过网络对外通信模块，使主人可以通过Ｉｎｔｅｍｅｔ访问家庭内部的家居监控服务器，远程控制家用电器设备，查看并控制家用电器的运行情况

二、文献综述

随着计算机、通信及微电子技术的飞速发展和人民生活水平的提高，人们对居住环境的要求，也向着追求精神内涵、安全舒适、便捷智能化和自动化为理想目标，智能化的家居环境也逐渐备受人们的关注。

目前，在智能家居系统设计中，智能家居控制中心与终端（家电设备、安防设备、三表等）之间多采用基于总线的有线连接方式（RS485，CAN，LonWorks等），这种连接方式具有布线复杂、线路易腐蚀、维护不方便、影响室内美观等缺点；远程用户与智能家居控制中心之间的通信多采用电话线和网线的通信方式，未能将目前日益成熟的移动通信技术应用其中，给用户带来极大的不便；智能家居控制中心多采用单片机作为控制核心，随着用户功能需求的增加，由于单片机软硬件资源有限，给系统的升级、维护及调试带来极大困难。

蓝牙技术[1]是一项新兴的技术,它的主要目的是在全世界建立一个短距离的无线通信标准。

它使用214～215GHz的ISM（IndustryScientificMedical）频段传送语音和数据。

运用成熟、实用、先进的无线技术来代替电缆,它提供了低成本、低功耗的无线接口,使所有固定和移动设备通过微微网PAN（Per2sonalAreaNetwork）连接起来。

这样,人们可以通过手机或者互联网在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制。

通用分组无线业务（GenevalPacketRadioServ2ice,GPRS）以分组交换技术为基础,采用IP数据网络协议,使现有GSM网的数据业务突破了最高速率为916Kb/s的限制,最高数据速率可达17112Kb/s。

GPRS具有永远在线、高速传输、按流量计费、减少无线资源浪费及通信成本低等优点。

三、研究的基本内容，拟解决的主要问题

1、基本内容

家居保安系统和家用电器远程控制系统是家居系统的两个重要组成部分，特别是对于普通家庭，提高人们生活质量有着重要的意义。

其中，家居保安系统能对住宅的火灾、有害气体泄露等实现自动报警;能对盗窃以及入室抢劫实现自动报警。

该部分系统重要内容之一就是能够准确无误的检测出偷盗和火灾信号，另一个重要内容是当有偷盗和火灾信号发生，能够及时地将信号发送出去报警。

课题的另一组成部分家用电器远程控制系统，首先要能够完成振铃检测的功能，因为这套系统和电话机用的是相同的电话线，为了避免干扰正常电话的接听，只有振铃响到一定次数时，才启动该系统。

当用户通过电话线远程控制家用电器时，该系统要能够实现自动模拟摘机，以便接通该系统的后续电路完成相应的控制。

等到系统接通后，通过语音电路和解码电路来实现用户和系统的交互，实现对家用电器的远程控制功能。

2、拟解决的主要问题

[1]供热阀远程启停控制：

在冬季，用户回家前可以用手机发出打开空调命令，使家居供热系统工作。

家中无人时关闭供热系统，这样可合理地节约能源。

[2]防盗报警功能：

系统在布防后，若房间的门或窗被强行打开，系统会立即发出防盗报警短消息至用户手机，远方的用户在接收到报警短信后，确认家居有被盗迹象可远程启动家居内声光报警器，对入室窃贼起威慑作用。

[3]防火报警功能：

系统在厨房内设置烟雾传感器，当烟雾浓度达到报警限时系统发出报警短消息给远方用户手机。

[4]家电工作状态远程采集功能：

如果用户想要了解远方家居内家电设备的工作状态，可通过手机发出家电工作状态查询命令，系统会根据查询命令发出指定家电或所有家电设备的工作状态短消息到用户手机。

[5]家居室温远程采集功能：

系统的温度传感器实时监测家居内的室温，如果用户想了解家居内的室温，可通过手机发出温度采集命令，系统会将当前的室温以短消息的形式发给用户。

四、研究思路

本项目与传统智能家居系统相比，该系统控制中心硬件采用ARM微处理器作为控制核心，软件采用Linux2.6内核作为系统的嵌入式操作系统，采用Boa为嵌入式Web服务器，采用SQL为系统嵌入式数据库

图2智能家居控制中心应用软件工作流程

五、研究工作进度

整体时间安排：

2013年3月至2014年4月

具体安排及进度：

2013年3月10日—2013年3月15日文献查阅

2013年3月16日—2013年3月27日相关资料准备、总结

2013年3月28日—2013年4月10日撰写开题报告

2013年4月11日—2013年6月10日方案设计与实现

2013年9月11日—2013年11月11日论文书写

2013年11月12日—2013年11月30日论文修改与定稿

2013年12月1日—2014年4月1日准备论文答辩相关材料

六、主要参考文献

[1]徐科军.信号分析与处理[M].北京:

清华大学出版社,2006

[2]李红刚，张素萍，方佳，董玲娇。

基于ARM的智能家居远程监控系统设计[J]现代电子技术2009-03-01

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[4]ShanshanLi,JianZhouandWeijieTanEngineeringCenterofDigitalAudioandVideoCommunicationUniversityofChinaBeijing,China100024.TheStudyingandRealizingofTransmitterStationRemoteMonitorSystemBasedonB/SStructure.Proceedingsof20103rdInternationalConferenceonFutureBioMedicalInformationEngineering（Volume3）

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