智能家居監(jiān)控報警系統(tǒng)設計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上設計作品名稱基于物聯(lián)網(wǎng)和Android的智能家居監(jiān)控報警系統(tǒng)學校名稱：工業(yè)學院團隊名稱：工院夢之隊第一導師：冶（副教授）第二導師：（職稱）隊長：翮譽隊員1：馬鑫隊員2：路志福隊員3：薛梅全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計競賽組委會2015年5月誠信承諾申明本參賽隊全體隊員及指導教師已認真閱讀全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計競賽章程關于競賽作品的知識產(chǎn)權(quán)之全部條款，重申明，在參加全國大學生物聯(lián)網(wǎng)設計競賽時所呈交的競賽作品及作品設計文檔均為參賽隊員在指導教師指導下獨立完成。盡本參賽隊所知，競賽作品及作品設計文檔中，除特別加以標注的部分外，不存在侵犯第三方知識產(chǎn)權(quán)的容。競賽作品及作品設計文檔并非由參

2、加其他競賽之作品及作品設計文檔未經(jīng)改動直接參賽；如作品確參加過其他競賽的，本參賽隊承諾參加本次比賽之作品已經(jīng)過較大改動。 指導教師簽名：冶 日期：2015 年 5 月29 日摘 要隨著人們生活水平的不斷提高，家居環(huán)境和小區(qū)的安全防需求日趨緊迫，傳統(tǒng)的安防產(chǎn)品往往只具有現(xiàn)場報警、監(jiān)控位置固定、監(jiān)測參量單一、需綜合布線等特點，無法實現(xiàn)多參量集中監(jiān)測、自由布防、遠距離報警、現(xiàn)場畫面實時采集以及家用電器遠程控制的功能。而隨著無線傳感網(wǎng)絡技術應用的不斷推廣，可以將安防區(qū)域各種狀態(tài)信息進行多點采集、無線連接、集中處理，在此基礎上，進一步將無線傳感網(wǎng)絡、移動通信網(wǎng)絡和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，就可以實現(xiàn)安防區(qū)域狀態(tài)信息

3、的遠程、多點、實時智能監(jiān)控。本系統(tǒng)在設計上采用了無線傳感網(wǎng)+GPRS網(wǎng)絡+智能手機監(jiān)控終端+網(wǎng)絡服務器的架構(gòu)模式。在家居環(huán)境部，通過布置多個無線監(jiān)測節(jié)點，實時采集各類監(jiān)測數(shù)據(jù)及入侵狀態(tài)并以無線方式匯總到主節(jié)點，然后主節(jié)點的數(shù)據(jù)通過GPRS模塊分別以短信、彩信方式發(fā)送給多用戶手機，以及以TCP/IP協(xié)議的方式上傳至網(wǎng)絡服務器；在用戶智能手機端，通過android開發(fā)的程序界面實現(xiàn)家居環(huán)境數(shù)據(jù)及家電狀態(tài)的實時監(jiān)測和遠程控制，同時通過GPS定位方式自動實現(xiàn)入侵監(jiān)測的布防和撤防；在網(wǎng)絡服務器端，實現(xiàn)了家居環(huán)境各參量的服務器監(jiān)控界面顯示、入侵狀態(tài)和場景的圖像顯示以及歷史數(shù)據(jù)的查詢?；诙叹嚯x無線通信技術

4、、移動通信技術以及網(wǎng)絡服務器技術，本系統(tǒng)實現(xiàn)了家居環(huán)境溫度、濕度、光照、非法入侵、家用電器門窗等狀態(tài)的遠程監(jiān)控、異常報警以及數(shù)據(jù)管理，注冊用戶通過多種平臺對家居環(huán)境狀況、以及家電開關狀態(tài)進行遠程監(jiān)控，同時，當環(huán)境狀況出現(xiàn)異?；蛴蟹欠ㄈ肭謺r，系統(tǒng)可主動將環(huán)境參數(shù)以短信方式、現(xiàn)場場景以彩信方式發(fā)送給注冊用戶手機并上傳網(wǎng)絡服務平臺，因此本系統(tǒng)構(gòu)建了一個集家居監(jiān)測控制和安防為一體的智能家居環(huán)境。關鍵詞：智能家居、無線傳感網(wǎng)、電子標簽、Android、網(wǎng)絡服務器目 錄0000012專心-專注-專業(yè)第一章 緒論1.1 設計背景隨著科學技術的進步，高科技智能化的家居設備己經(jīng)漸漸步入我們的生活，現(xiàn)代社會中的人

5、們對于生活的質(zhì)量要求也越來越高。科學技術的進步讓人們的生活日新月異，但是伴隨著高科技產(chǎn)品的使用，相應地給人們的生活帶來了很多不安全的因素，如家電的廣泛使用增加了火災發(fā)生的可能性、家用煤氣的使用增加了煤氣中毒和產(chǎn)生爆炸的可能性以及家居廣布電線增加了觸電的可能性，且現(xiàn)代社會中搶劫偷盜事件時有發(fā)生，嚴重威脅著家居人們的安全。家居中的人們最需要的是一個安全、便利的生活空間，所以作為智能家居系統(tǒng)中最重要的智能家居安防系統(tǒng)的研究具有更迫切的意義。1.2 所涉技術發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國外技術發(fā)展我國的家居環(huán)境與國外并不相同，國外家居多以別墅式和獨體式的房屋建筑為主，所以國外在家居領域的發(fā)展更傾向于信息網(wǎng)絡的

6、通信和家居多媒體的應用，而我國的居住環(huán)境多以社區(qū)式的樓房建筑為主，所以我國發(fā)展的中心主要是家庭安防系統(tǒng)，這就切實體現(xiàn)出本課題研究的意義所在。目前已經(jīng)有一些文獻對智能家居系統(tǒng)進行了研究，提出了很多實現(xiàn)的方案，如：有關基于Android手機、Zigbee無線傳感網(wǎng)絡、Linux嵌入式系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)和3G、GPRS、WiFi等網(wǎng)絡通信手段，可實現(xiàn)信息采集和對家庭電器設備的無線控制的智能家居系統(tǒng)開發(fā)；基于Android平臺，使用傳感器檢測報警信號，使用3G語音模塊撥打報警和發(fā)送報警消息，使用Wifi網(wǎng)卡對外傳輸報警信息的智能家居安防系統(tǒng)的設計；基于Zigbee和GPRS，實現(xiàn)對室溫度和入侵的監(jiān)控，并通過

7、GPRS系統(tǒng)向手機發(fā)出短信的智能家居報警系統(tǒng)設計；基于GPRS通信技術，實現(xiàn)異常情況短信息和圖像采集發(fā)送功能和短信息遠程控制家電設備的智能家居系統(tǒng)的設計；采用ARM平臺及GPRS、GPS、攝像頭、傳感器、藍牙、語音識別等硬件模塊組成的智能家居系統(tǒng)。世界上第一個適用于智能家居環(huán)境的電氣化標準協(xié)議，由美國電子工業(yè)協(xié)會制定，美國居民安裝使用智能家居系統(tǒng)的比例呈遞增態(tài)勢，在新加坡的生活小區(qū)中部分居民安裝了一種被稱為“未來之家”的智能家居系統(tǒng)，這種系統(tǒng)主要用于水、電、氣表的自動記錄送達、安防報警功能、可視對講功能、監(jiān)控中心功能、家電控制功能、有線電視接入、接入、住戶信息留言功能、家居智能控制面板、智能布

8、線箱、寬帶網(wǎng)接入和統(tǒng)軟件配置，并提供家居電器設備的管理和其他設備的管理。日本松下公司把“數(shù)碼家居”概念應用到養(yǎng)老院，養(yǎng)老院的所有房間都與局域網(wǎng)相連，裝備多種測量儀器、觸摸式顯示屏、數(shù)碼攝像機等，這樣每個居住者的體溫、血壓等多項數(shù)據(jù)傳送到護理中心，實現(xiàn)遠程醫(yī)療護理。美國麻省理工學院的實驗室正在研究“智能房間”，通過生物傳感器探測人的行為來自動控制和調(diào)節(jié)居住系統(tǒng)。處于家居自動化技術領先地位的是Honeywell公司采用先進的綜合布線技術把家居的數(shù)據(jù)、語音、控制等模塊結(jié)合到一起，實現(xiàn)了數(shù)字網(wǎng)絡家電、緊急呼叫、智能門禁系統(tǒng)、燈光控制模塊、火災探測器、紅外探測器、電子門鎖等終端的連接，把安防系統(tǒng)、信息家

9、電控制、可視化對講以及遠程通信系統(tǒng)整合到一起，實現(xiàn)了真正的智能家居，但是該智能家居的安裝費用較高，并不適合于我國社區(qū)式的普通家居。1.2.2 存在的技術問題這些國外文獻中的設計方案大多數(shù)都是針對于傳統(tǒng)模式、單一方式、單一參量的監(jiān)控系統(tǒng)設計，集環(huán)境參量檢測、入侵報警、多平臺互聯(lián)以及歷史數(shù)據(jù)分析的設計方案還未見報道，特別是對于實際產(chǎn)品市場上還沒有更多的與本項目研究容相同的實際產(chǎn)品出現(xiàn)。1.3 創(chuàng)新點1.3.1 主要解決的問題(1)將短距離通信技術和遠距離通信技術的進行了有機的結(jié)合。短距離無線通信技術的應用，避免了家居部多點環(huán)境監(jiān)測時繁瑣的綜合布線施工過程；幾乎無縫隙覆蓋的移動通信網(wǎng)絡技術的應用，實

10、現(xiàn)了不受空間距離限制的遠程數(shù)據(jù)監(jiān)測和監(jiān)控；(2)利用紅外技術只對紅外線感應而不對其他物體感應的特性，實現(xiàn)了非法入侵的實時監(jiān)測及“多機主”短信報警，同時，使用串口攝像頭可以實現(xiàn)非法入侵畫面的實時拍照及“多機主”彩信報警；(3)利用智能手機的GPS資源，通過定位主機位置來實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控功能的自動布放和撤防，提高了系統(tǒng)防盜報警功能操作的便捷性和實時性；(4)開發(fā)了網(wǎng)絡服務平臺，通過GPRS模塊的TCP/IP協(xié)議將系統(tǒng)的所有監(jiān)測數(shù)據(jù)和入侵畫面實時上傳至服務器，從而拓展了數(shù)據(jù)檢測和系統(tǒng)控制的途徑；(5)利用單片機的flash RAM資源，實現(xiàn)了系統(tǒng)狀態(tài)及數(shù)據(jù)斷電保護功能。如：家用電器工作狀態(tài)、系統(tǒng)訪問級密

11、碼、系統(tǒng)管理級密碼等核心數(shù)據(jù)；(6)基于數(shù)據(jù)挖掘技術，研發(fā)包含多因子歷史數(shù)據(jù)查詢，入侵畫面和影像的記錄和處理分析的后臺決策功能。1.3.2 設計容簡介(1)通過傳感器和攝像頭實現(xiàn)家居的遠程監(jiān)測。通過各類傳感器監(jiān)測室情況，當出現(xiàn)異常情況時產(chǎn)生報警信號并通過GPRS給用戶發(fā)送信息（短消息或圖像信息）；用戶還可以通過GPRS控制攝像頭查看監(jiān)視的圖像情況。圖像的查看方式可以通過GPRS發(fā)送彩信（MMS）到用戶的手機上以及通過網(wǎng)絡服務器監(jiān)控界面監(jiān)測；(2)本系統(tǒng)以可靠性為基礎，并結(jié)合防盜入侵報警、火災報警和水泄露報警等系統(tǒng)，家庭中所有的安全探測裝置，都連接到家庭智能終端，與手機應用程序和互聯(lián)網(wǎng)服務器程序

12、通信。外出時，根據(jù)手機GPS定位功能，報警系統(tǒng)就會自動進入防盜狀態(tài)。期間如有歹徒企圖打開門窗，就會觸發(fā)紅外感應器，這時，報警系統(tǒng)會拍照發(fā)送彩信報警，同時通過線將警情報告給數(shù)個指定，可以對家里情況及時進行異地監(jiān)聽；(3)文中設計的智能家居監(jiān)測報警系統(tǒng)主要包括 Android客戶端和網(wǎng)絡服務器端兩部分，網(wǎng)絡服務器端通過.NET2008開發(fā)平臺中的 C# 語言開發(fā)設計了監(jiān)控界面，服務器接收網(wǎng)絡上送來的前端數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時查詢和歷史數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計；(4)手機客戶端軟件可以通過操作圖標來對智能家居監(jiān)測報警系統(tǒng)的運行進行監(jiān)控，比如說對家居燈光的控制只需要點擊界面上的燈光圖標即可以控制實際家居網(wǎng)絡中的燈光，報警

13、消息也通過圖標顯示的方式來通知用戶；(5)通過手機發(fā)送短消息（SMS）實現(xiàn)對家居的遠程控制。用戶可以通過發(fā)送預先設置的短消息（SMS）指令給家居控制器，控制器識別收到的指令完成所對應的操作，以實現(xiàn)用戶對家居設施的遠程控制；(6)根據(jù)監(jiān)測參數(shù)的閾值設置警報分級制度。在家居中的不同位置安裝前端裝置，把可能出現(xiàn)的報警信號分類處理。當報警信號達到第一等級時，可以通過預存的處理方式由控制器控制自動處理；當報警信號達到第二等級時，控制器通過GPRS網(wǎng)絡通知用戶；而當信號達到第三等級時，將同時通知用戶與服務器監(jiān)控中心。1.3.3 文檔框架本文共分為5章，每章的主要容如下：第一章為關鍵技術第二章為物聯(lián)網(wǎng)的搭建

14、第三章為智能家居網(wǎng)絡服務平臺第四章為智能家居手機監(jiān)控平臺第五章為管理和綜合功能實現(xiàn)第二章 關鍵技術2.1 無線傳感網(wǎng)2. 2 通用分組無線業(yè)務技術級2. 3 SMS和MMS 協(xié)議2. 4 數(shù)據(jù)挖掘技術參考文獻1周曉光,王曉華，射頻識別（RFID）技術原理與應用實例M, ：人民郵電,2006年12月.2童詩白,華成英，擬電子技術基礎M, ：高等教育,2004年10月.3黃智偉,無線發(fā)射與接收電路設計M, ：航空航天大學,2004年5月.4Carl J.WeismanThe Essential Guide To RF and Wireless( Second Edition)中譯本M, 志華等譯，清華大學. 5迅，無線傳感器網(wǎng)絡通信協(xié)議及定位算法研究D，復旦大學，2007年10月.6吳榮泉，錢立群，無線傳感器網(wǎng)絡概述A，普適計算及其軟件新技術第三屆長三角計算機科技論壇文集C，2006年.7何科奭，馬正華，無線傳感器網(wǎng)絡在環(huán)境監(jiān)測中的應用J，環(huán)境監(jiān)測管理與技術，2009年8月.8徐君麗，冀偉，王志良，基于無線網(wǎng)絡的智能監(jiān)控系統(tǒng)設計與實現(xiàn)J，微計算機信息，2005年第21卷第6期.9利民，建中，渝等，無線傳感器網(wǎng)絡M，清華大學，2005年5月第1版.10鄧翔宇. 基于GPRS和無線傳感網(wǎng)絡的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)設計J.自動化與儀器儀表