主办单位: 共青团中央   中国科协   教育部   中国社会科学院   全国学联  

承办单位: 四川大学     

基本信息

项目名称:
物联网下的家庭智能监控系统
小类:
信息技术
简介:
《物联网下的家庭智能监控系统》结合了嵌入式、无线传感器网络、传感器等技术。主要实现以下功能: 1. 煤气泄漏和漏水的检测与控制 2. 防盗和火灾报警 3. 紧急医疗求助 4. 照明、自动窗帘及部分家用电器控制 5. 远程报警以及用户远程接入系统 系统会自动处理一些紧急事件,在检测到异常后通过短信向用户报警。用户通过WEB方式接入到系统,进行查看系统信息和家庭状况以及系统配置和相关控制。
详细介绍:
《物联网下的家庭智能监控系统》结合了嵌入式、无线传感器网络、传感器等技术。系统的控制中心使用ARM9微处理器和嵌入式Linux系统完成计算、通信、控制功能。各传感器节点、终端控制节点和控制中心组成无线传感器网络,实现各节点之间的数据通信。数据采集由传感器完成,在传感器节点进行部分处理后提交到控制中心处理。 系统可以自动处理一些紧急事件,如关闭安装在煤气管道和水管上的电磁阀。在检测到异常后通过短信和邮件向用户报警。用户可以通过WEB方式接入到系统,进行查看系统信息和家庭状况以及进行系统配置和相关控制。

作品图片

  • 物联网下的家庭智能监控系统
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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

1. 设计目的:智能家居作为家庭信息化的实现方式,已成为社会信息化发展的重要组成部分,同时也是物联网的一种重要应用。本课题的研究就是为了实现普通家庭的家庭安全监控与报警等功能,使家居生活更智能化和安全化,为人们生活提供更人性化、更舒适化的生活环境。 2. 基本思路:系统具有可扩展性、可配置性,用户可以根据家庭的实际需求进行系统功能模块扩展和系统参数设定。系统由控制中心、传感器节点、管道控制节点、照明控制节点、窗帘控制节点和摄像头节点组成。控制中心负责整个系统的数据处理、节点管理、报警服务和外部接入服务;传感器节点负责数据采集;管道控制节点用于控制水管和煤气管道;照明控制节点用于照明设备;窗帘控制节点用于控制窗帘,实现自动窗帘功能;摄像头节点负责视频采集和数字图像处理。系统可以通过短信和邮件提供报警信息,用户可以通过WEB服务接入到系统并进行控制和系统设置。 3. 创新点: (1). 将无线传感器网络应用到家庭网络中 (2). 嵌入式WEB服务为用户提供可视化交互平台 (3). 利用数字图像处理技术完成防盗功能 (4). 传感器集中管理方式 4. 关键技术: (1). 无线传感器网络路由协议 (2). 数字图像处理技术 (3). 传感器节点集中管理方式 5. 主要技术指标: 传感器节点数:最多256个;每个节点的传感器元件个数:最多16个;节点间的距离:最远20米;节点供电电压:9V;主控中心供电电压:5V

科学性、先进性

1. 科学性 本系统面向普通家庭设计,将无线传感器网络技术应用于家庭网络中,实现自动组网,节点自由添加与删除,网络节点既可以作为末端节点也可以作为路由节点。无线通信中不仅可以传输报警信号,也可以传输传感器控制信息及数据信息。 2. 先进性 在智能监控系统中,无线通信被广泛应用,减少了布线的繁琐,同时智能监控系统需要具有感知环境的能力,对目标经行监测和控制,实现自动化。对于不同的家庭化境,智能监控系统的监控节点与控制中心的距离和监控节点的数量并不确定,并且要求控制中心可以与所有的监控节点通信,这就要求智能家居网络具有自组网和多跳通信的能力。无线传感器网络同时具有无线通信、自组网、多跳、集成监控和节约能源的特点。在本系统中自动组网是在监控节点绑定到该网络中的前提下完成的,这样防止不同家庭之间的网络进行干扰。相比静态路由协议,自组网提高了系统网络的灵活性,节点可以在所属网络中自由移动,自动与网路中的节点建立通信连接。

获奖情况及鉴定结果

获得南通大学第三届大学生课外学术科技作品竞赛特等奖

作品所处阶段

中试阶段

技术转让方式

暂未转让

作品可展示的形式

√实物、产品 √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

1. 技术特点: (1). 应用无线传感器网络,减少布线的繁琐; (2). 利用数字图像处理技术实现防盗功能,降低系统误报率; (3). 传感器控制节点最多可接16个传感器,成本降低,方便集中控制; (4). 该产品建立了具有良好扩展性的系统架构,方便产品功能扩展和产品定制。 2. 使用范围:本系统适合普通家庭使用,也可通过模块定制应用于超市、仓库等。 3. 市场分析和经济效益预测:我国有众多普通家庭,为本系统的推广应用提供了广阔的市场空间。通过调查,目前市场上有很多同类产品,但此类产品存在误报率高、智能性低、系统交互体验差等不足。该系统在误报率、智能性、系统交互方面有明显的优势。系统可以根据不同家庭的具体要求通过对系统功能模块的扩展和系统参数的设定实现对家庭的环境监测、实时监控、远程报警服务,这满足了人们在日常生活中对家居安全的要求。除此之外,该系统良好的可扩展性使得它还可以应用于超市、仓库等场所,增加了系统的适用范围。在市场的需求下有着良好的经济效益与发展前景。

同类课题研究水平概述

目前,国内智能住宅小区已经开始走向数字化、网络化、集成化、智能化的发展道路。住宅小区在解决了远程网络抄表、小区高速宽带、门禁视频语音对讲之后,安防监控已经开始成为小区智能化的重要标志。对于一个大型的智能住宅小区,监控系统已经不再仅仅是一个小范围内的完成音视频监控功能的系统了,它越来越多的需要集成报警、大型联网、辅助功能开发、与其他系统联动等项目的综合性系统。用户会要求实现远程小区监控、城市多级联网、小区设施管理、远程在线展示、110报警联动等多种功能。 智能家居是住宅智能化的核心部分,目前我国的智能家居市场有三个特点:一是市场潜力大,现在的房地产业在全国的发展都很火爆,作为其下游产业,智能家居市场前景还是非常乐观的。第二点就是产品多,厂家多,大部分集中在上海、北京、深圳、广州等地。但到目前为止还没有一家形成规模化。第三,就是目前国家对智能家居行业还没有实施统一的行业标准,使得很多中小企业各自为政,按自己对市场的理解来开发产品,相互间的产品不具备兼容性。 从产品角度来讲,以后的智能家居产品会朝着实用化、傻瓜化(操作简单)、模块化的方向发展,所谓模块化就是产品开发商把智能家居产品做成模块化的,可以根据用户的实际需求任意搭配。这样不仅可满足不同层次用户的需要,而且可以节约成本,也可以节约不必要的端口模块的浪费。随着高科技和信息技术的广泛应用,安全、舒适、便利的生活环境已经不再是一个遥远的梦想。由于智能家居系统能够为人们提供更加轻松、有序、高效的现代生活环境,因此已经成为房地产商追逐的热点。 在国外同类产品中,已有数字家庭监控及联动报警系统,立足于控制与防止,实现了人与机器、机器与机器之间的远程控制,为家庭用户带来了一个智能化、信息化的监控体验。 综上所述,基于物联网的家庭智能监控系统就目前来讲在我国还是很需要的,家庭环境的检测与评估、家庭安防监控、家庭安全状况的远程实时监控与查询、家庭突发情况的应急处理对于家庭来说也是很必要的,因此进一步对智能监控系统的研究和发展是十分必要的。
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