智能家居監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上設(shè)計(jì)作品名稱基于物聯(lián)網(wǎng)和Android的智能家居監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)學(xué)校名稱：工業(yè)學(xué)院團(tuán)隊(duì)名稱：工院夢(mèng)之隊(duì)第一導(dǎo)師：冶（副教授）第二導(dǎo)師：（職稱）隊(duì)長：翮譽(yù)隊(duì)員1：馬鑫隊(duì)員2：路志福隊(duì)員3：薛梅全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽組委會(huì)2015年5月誠信承諾申明本參賽隊(duì)全體隊(duì)員及指導(dǎo)教師已認(rèn)真閱讀全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽章程關(guān)于競(jìng)賽作品的知識(shí)產(chǎn)權(quán)之全部條款，重申明，在參加全國大學(xué)生物聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)競(jìng)賽時(shí)所呈交的競(jìng)賽作品及作品設(shè)計(jì)文檔均為參賽隊(duì)員在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。盡本參賽隊(duì)所知，競(jìng)賽作品及作品設(shè)計(jì)文檔中，除特別加以標(biāo)注的部分外，不存在侵犯第三方知識(shí)產(chǎn)權(quán)的容。競(jìng)賽作品及作品設(shè)計(jì)文檔并非由參

2、加其他競(jìng)賽之作品及作品設(shè)計(jì)文檔未經(jīng)改動(dòng)直接參賽；如作品確參加過其他競(jìng)賽的，本參賽隊(duì)承諾參加本次比賽之作品已經(jīng)過較大改動(dòng)。 指導(dǎo)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(chǎng)報(bào)警、監(jiān)控位置固定、監(jiān)測(cè)參量單一、需綜合布線等特點(diǎn)，無法實(shí)現(xiàn)多參量集中監(jiān)測(cè)、自由布防、遠(yuǎn)距離報(bào)警、現(xiàn)場(chǎng)畫面實(shí)時(shí)采集以及家用電器遠(yuǎn)程控制的功能。而隨著無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的不斷推廣，可以將安防區(qū)域各種狀態(tài)信息進(jìn)行多點(diǎn)采集、無線連接、集中處理，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步將無線傳感網(wǎng)絡(luò)、移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)和互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，就可以實(shí)現(xiàn)安防區(qū)域狀態(tài)信息

3、的遠(yuǎn)程、多點(diǎn)、實(shí)時(shí)智能監(jiān)控。本系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上采用了無線傳感網(wǎng)+GPRS網(wǎng)絡(luò)+智能手機(jī)監(jiān)控終端+網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的架構(gòu)模式。在家居環(huán)境部，通過布置多個(gè)無線監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)，實(shí)時(shí)采集各類監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及入侵狀態(tài)并以無線方式匯總到主節(jié)點(diǎn)，然后主節(jié)點(diǎn)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(jī)，以及以TCP/IP協(xié)議的方式上傳至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器；在用戶智能手機(jī)端，通過android開發(fā)的程序界面實(shí)現(xiàn)家居環(huán)境數(shù)據(jù)及家電狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和遠(yuǎn)程控制，同時(shí)通過GPS定位方式自動(dòng)實(shí)現(xiàn)入侵監(jiān)測(cè)的布防和撤防；在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端，實(shí)現(xiàn)了家居環(huán)境各參量的服務(wù)器監(jiān)控界面顯示、入侵狀態(tài)和場(chǎng)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(shù)

4、、移動(dòng)通信技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器技術(shù)，本系統(tǒng)實(shí)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(yuǎn)程監(jiān)控、異常報(bào)警以及數(shù)據(jù)管理，注冊(cè)用戶通過多種平臺(tái)對(duì)家居環(huán)境狀況、以及家電開關(guān)狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，同時(shí)，當(dāng)環(huán)境狀況出現(xiàn)異?；蛴蟹欠ㄈ肭謺r(shí)，系統(tǒng)可主動(dòng)將環(huán)境參數(shù)以短信方式、現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)景以彩信方式發(fā)送給注冊(cè)用戶手機(jī)并上傳網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，因此本系統(tǒng)構(gòu)建了一個(gè)集家居監(jiān)測(cè)控制和安防為一體的智能家居環(huán)境。關(guān)鍵詞：智能家居、無線傳感網(wǎng)、電子標(biāo)簽、Android、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器目 錄0000012專心-專注-專業(yè)第一章 緒論1.1 設(shè)計(jì)背景隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，高科技智能化的家居設(shè)備己經(jīng)漸漸步入我們的生活，現(xiàn)代社會(huì)中的人

5、們對(duì)于生活的質(zhì)量要求也越來越高?？茖W(xué)技術(shù)的進(jìn)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(yīng)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(zāi)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(huì)中搶劫偷盜事件時(shí)有發(fā)生，嚴(yán)重威脅著家居人們的安全。家居中的人們最需要的是一個(gè)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(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1 國外技術(shù)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(dú)體式的房屋建筑為主，所以國外在家居領(lǐng)域的發(fā)展更傾向于信息網(wǎng)絡(luò)的

6、通信和家居多媒體的應(yīng)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(shí)體現(xiàn)出本課題研究的意義所在。目前已經(jīng)有一些文獻(xiàn)對(duì)智能家居系統(tǒng)進(jìn)行了研究，提出了很多實(shí)現(xiàn)的方案，如：有關(guān)基于Android手機(jī)、Zigbee無線傳感網(wǎng)絡(luò)、Linux嵌入式系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)和3G、GPRS、WiFi等網(wǎng)絡(luò)通信手段，可實(shí)現(xiàn)信息采集和對(duì)家庭電器設(shè)備的無線控制的智能家居系統(tǒng)開發(fā)；基于Android平臺(tái)，使用傳感器檢測(cè)報(bào)警信號(hào)，使用3G語音模塊撥打報(bào)警和發(fā)送報(bào)警消息，使用Wifi網(wǎng)卡對(duì)外傳輸報(bào)警信息的智能家居安防系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；基于Zigbee和GPRS，實(shí)現(xiàn)對(duì)室溫度和入侵的監(jiān)控，并通過

7、GPRS系統(tǒng)向手機(jī)發(fā)出短信的智能家居報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)；基于GPRS通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)異常情況短信息和圖像采集發(fā)送功能和短信息遠(yuǎn)程控制家電設(shè)備的智能家居系統(tǒng)的設(shè)計(jì)；采用ARM平臺(tái)及GPRS、GPS、攝像頭、傳感器、藍(lán)牙、語音識(shí)別等硬件模塊組成的智能家居系統(tǒng)。世界上第一個(gè)適用于智能家居環(huán)境的電氣化標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，由美國電子工業(yè)協(xié)會(huì)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(shì)，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(dòng)記錄送達(dá)、安防報(bào)警功能、可視對(duì)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(shè)備的管理和其他設(shè)備的管理。日本松下公司把“數(shù)碼家居”概念應(yīng)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(cè)量儀器、觸摸式顯示屏、數(shù)碼攝像機(jī)等，這樣每個(gè)居住者的體溫、血壓等多項(xiàng)數(shù)據(jù)傳送到護(hù)理中心，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程醫(yī)療護(hù)理。美國麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室正在研究“智能房間”，通過生物傳感器探測(cè)人的行為來自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)居住系統(tǒng)。處于家居自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)先地位的是Honeywell公司采用先進(jìn)的綜合布線技術(shù)把家居的數(shù)據(jù)、語音、控制等模塊結(jié)合到一起，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字網(wǎng)絡(luò)家電、緊急呼叫、智能門禁系統(tǒng)、燈光控制模塊、火災(zāi)探測(cè)器、紅外探測(cè)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(duì)講以及遠(yuǎn)程通信系統(tǒng)整合到一起，實(shí)現(xiàn)了真正的智能家居，但是該智能家居的安裝費(fèi)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(shù)問題這些國外文獻(xiàn)中的設(shè)計(jì)方案大多數(shù)都是針對(duì)于傳統(tǒng)模式、單一方式、單一參量的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)，集環(huán)境參量檢測(cè)、入侵報(bào)警、多平臺(tái)互聯(lián)以及歷史數(shù)據(jù)分析的設(shè)計(jì)方案還未見報(bào)道，特別是對(duì)于實(shí)際產(chǎn)品市場(chǎng)上還沒有更多的與本項(xiàng)目研究容相同的實(shí)際產(chǎn)品出現(xiàn)。1.3 創(chuàng)新點(diǎn)1.3.1 主要解決的問題(1)將短距離通信技術(shù)和遠(yuǎn)距離通信技術(shù)的進(jìn)行了有機(jī)的結(jié)合。短距離無線通信技術(shù)的應(yīng)用，避免了家居部多點(diǎn)環(huán)境監(jiān)測(cè)時(shí)繁瑣的綜合布線施工過程；幾乎無縫隙覆蓋的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)

10、現(xiàn)了不受空間距離限制的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和監(jiān)控；(2)利用紅外技術(shù)只對(duì)紅外線感應(yīng)而不對(duì)其他物體感應(yīng)的特性，實(shí)現(xiàn)了非法入侵的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及“多機(jī)主”短信報(bào)警，同時(shí)，使用串口攝像頭可以實(shí)現(xiàn)非法入侵畫面的實(shí)時(shí)拍照及“多機(jī)主”彩信報(bào)警；(3)利用智能手機(jī)的GPS資源，通過定位主機(jī)位置來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控功能的自動(dòng)布放和撤防，提高了系統(tǒng)防盜報(bào)警功能操作的便捷性和實(shí)時(shí)性；(4)開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)，通過GPRS模塊的TCP/IP協(xié)議將系統(tǒng)的所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和入侵畫面實(shí)時(shí)上傳至服務(wù)器，從而拓展了數(shù)據(jù)檢測(cè)和系統(tǒng)控制的途徑；(5)利用單片機(jī)的flash RAM資源，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)狀態(tài)及數(shù)據(jù)斷電保護(hù)功能。如：家用電器工作狀態(tài)、系統(tǒng)訪問級(jí)密

11、碼、系統(tǒng)管理級(jí)密碼等核心數(shù)據(jù)；(6)基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，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(tái)決策功能。1.3.2 設(shè)計(jì)容簡(jiǎn)介(1)通過傳感器和攝像頭實(shí)現(xiàn)家居的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。通過各類傳感器監(jiān)測(cè)室情況，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)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(jī)上以及通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器監(jiān)控界面監(jiān)測(cè)；(2)本系統(tǒng)以可靠性為基礎(chǔ)，并結(jié)合防盜入侵報(bào)警、火災(zāi)報(bào)警和水泄露報(bào)警等系統(tǒng)，家庭中所有的安全探測(cè)裝置，都連接到家庭智能終端，與手機(jī)應(yīng)用程序和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器程序

12、通信。外出時(shí)，根據(jù)手機(jī)GPS定位功能，報(bào)警系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)進(jìn)入防盜狀態(tài)。期間如有歹徒企圖打開門窗，就會(huì)觸發(fā)紅外感應(yīng)器，這時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)拍照發(fā)送彩信報(bào)警，同時(shí)通過線將警情報(bào)告給數(shù)個(gè)指定，可以對(duì)家里情況及時(shí)進(jìn)行異地監(jiān)聽；(3)文中設(shè)計(jì)的智能家居監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)主要包括 Android客戶端和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端兩部分，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器端通過.NET2008開發(fā)平臺(tái)中的 C# 語言開發(fā)設(shè)計(jì)了監(jiān)控界面，服務(wù)器接收網(wǎng)絡(luò)上送來的前端數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)查詢和歷史數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)；(4)手機(jī)客戶端軟件可以通過操作圖標(biāo)來對(duì)智能家居監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，比如說對(duì)家居燈光的控制只需要點(diǎn)擊界面上的燈光圖標(biāo)即可以控制實(shí)際家居網(wǎng)絡(luò)中的燈光，報(bào)警

13、消息也通過圖標(biāo)顯示的方式來通知用戶；(5)通過手機(jī)發(fā)送短消息（SMS）實(shí)現(xiàn)對(duì)家居的遠(yuǎn)程控制。用戶可以通過發(fā)送預(yù)先設(shè)置的短消息（SMS）指令給家居控制器，控制器識(shí)別收到的指令完成所對(duì)應(yīng)的操作，以實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)家居設(shè)施的遠(yuǎn)程控制；(6)根據(jù)監(jiān)測(cè)參數(shù)的閾值設(shè)置警報(bào)分級(jí)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(bào)警信號(hào)分類處理。當(dāng)報(bào)警信號(hào)達(dá)到第一等級(jí)時(shí)，可以通過預(yù)存的處理方式由控制器控制自動(dòng)處理；當(dāng)報(bào)警信號(hào)達(dá)到第二等級(jí)時(shí)，控制器通過GPRS網(wǎng)絡(luò)通知用戶；而當(dāng)信號(hào)達(dá)到第三等級(jí)時(shí)，將同時(shí)通知用戶與服務(wù)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(guān)鍵技術(shù)第二章為物聯(lián)網(wǎng)的搭建

14、第三章為智能家居網(wǎng)絡(luò)服務(wù)平臺(tái)第四章為智能家居手機(jī)監(jiān)控平臺(tái)第五章為管理和綜合功能實(shí)現(xiàn)第二章 關(guān)鍵技術(shù)2.1 無線傳感網(wǎng)2. 2 通用分組無線業(yè)務(wù)技術(shù)級(jí)2. 3 SMS和MMS 協(xié)議2. 4 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)參考文獻(xiàn)1周曉光,王曉華，射頻識(shí)別（RFID）技術(shù)原理與應(yīng)用實(shí)例M, ：人民郵電,2006年12月.2童詩白,華成英，擬電子技術(shù)基礎(chǔ)M, ：高等教育,2004年10月.3黃智偉,無線發(fā)射與接收電路設(shè)計(jì)M, ：航空航天大學(xué),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(xué). 5迅，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議及定位算法研究D，復(fù)旦大學(xué)，2007年10月.6吳榮泉，錢立群，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)概述A，普適計(jì)算及其軟件新技術(shù)第三屆長三角計(jì)算機(jī)科技論壇文集C，2006年.7何科奭，馬正華，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用J，環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù)，2009年8月.8徐君麗，冀偉，王志良，基于無線網(wǎng)絡(luò)的智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)J，微計(jì)算機(jī)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(luò)M，清華大學(xué)，2005年5月第1版.10鄧翔宇. 基于GPRS和無線傳感網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)J.自動(dòng)化與儀器儀表