大学生创新项目文献综述

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1、技术文件写作与交流 课程作业 文献综述课 题 名 称 ： 智能家居系统 系 部： 机械与汽车工程学院 专 业 ： 机械设计及其自动化 姓 名 ： 田雨 _ 学 号 ： 2014210455 指 导 教 师 ： 二0一 六年 三月 智能家居系统摘要：随着人们对家庭住宅观念的改变,智能家居系统已经走进了人们生活之中。智能家居系统是融合了计算机、网络、自动控制、传感等多种技术，借用无线传输来调控家中的电器，从而实现优化人们生活的目的。关键词：. 智能家居系统 无线传输 优化 Smart Home System Abstract :Withthechangeofthepeopleforfamilyho

2、usingidea,intelligenthouseholdsystemhasenteredpeopleslife.Smarthomesystemiscombinedwithcomputer,network,automaticcontrol,sensingandothertechnology,usewirelesstransmissiontocontrolhomeappliances,soastorealizethepurposeofoptimizingpeopleslife.Keywords:Smart Home System , Wirelesstransmission,optimizat

3、ion简介本文是关于智能家居系统的综述。介绍了其研究背景发展意义，国内外在智能家居领域的现状，以及从搜集到的文献中，总结出来的不同设计方案的系统。1.1研究背景及意义随着人们对家庭住宅观念的改变,人们对生活的安全、舒适、便捷等方面的要求越来越高。智能家居必将成为现代化住宅的发展趋势。“智能家居”（Smart Home）又称智能住宅。他利用先进的计算机嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境系统、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起，融合了计算机、网络、自动控制、传感等多种技术，借用无线传输来调控家中的电器。一方面，智能家居让用户有更方便的手段来管理家庭设备，比如无线

4、遥控器、手机、互联网等。与普通家居相比，智能家居不仅拥有传统的居住功能，提供舒适与安全。高品位且宜家的家庭生活空间；还有原来的被动静止结构转变为具有能动智慧的工具，提供全方位的信息交互功能，帮助家庭与外部报纸信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。基于调研结果和家居的发展特点和现状可以看出，虽然目前智能家居系统有了一定的发展，出现了一系列的产品，但总体还处于市场发展初期，特别是缺乏统一的标准和权威的产品出现。而随着经济的发展，信息激射的进步，人们对家庭环境必然提出越来越高的要求。随着计算机技书，通讯技术，网络技术的快速发展，消费

5、电子产品正逐渐与计算机、通讯技术密切结合在一起；同时随着人们生活质量的日益提高，人们对家庭安全、家居智能化的要求也越来越高。将高科技产品应用于住宅和物业管理已经成为当今商品房的一大卖点。目前美国的智能建筑、智能家居一直处于国际领先地位，国内的智能家居产品大多数招办火简单改装国外产品。由于我国家具居生活与国外相差甚大因此开发适合我国家居特色的智能家居产品显得由为重要。31.2国内外发展状况1.2.1 国外发展现状 美国是最先开始研究智能家居的，世界上第一幢智能建筑于 1984 年在美 国康涅迪格州落成，它通过计算机系统集中管理大楼的电器设备，同时提供 一些信息服务。随后西方和东南亚等发达国家先后

6、也设计出自己的智能家居 系统方案，目前国外比较著名的智能家具控制系统主要有美国的 X-10 系统、 韩国的三星智能家居、德国的 EIB 系统和新加坡的 8X 系统等。在“98 亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上，新加坡推出了自己 的“未来之家”智能家居系统。它具有抄表、安防监控、家电控制、音视频 接入、网络接入等功能，获得了比较高的评价。 在韩国，智能家居系统发展得也很好，像韩国 的三星等公司都有自己的智能家居产品。而澳大利亚智能家居系统更偏重自 动化，更多时候不需要手动开关、视频监控、保安系统的特点尤为突出。 可见，未来智能家居亚洲市场发 展将成主流，智能家居将从由每个家庭扩展到整个社区

7、乃至整座城市，从个 人生活延伸到整个社会生活5 1.2.2 国内发展现状 我国智能家居控制系统的研制比较晚，1997 年初，我国制定了小康住 宅电气设计（标准）导则，主要提出了小康住宅智能化、高度的安全性、舒 适轻松化、通讯方式便捷化和信息服务综合化等电气设计要求。随后国内出现了一批从事智能家居行业的企业13。例如，和而泰公司 专注于智能控制器领域，在国内智能控制器行业占有重要地位，产品主要用 于控制家用电器领域；安居宝公司是国内社区安防中楼宇对讲系统、智能家居系统和防盗报警系统的主要供应。 但一直以来，开发周期长、成本较高、技术水平低制约着我国智能家居发展，而且人们只停留在概念的理解中，还没

8、有正真了解智能能家居给人们 生活带来的影响。而 2014 年被业界誉为“智能家居”元年，因为移动互 联网高速发展给智能家居的带来了“连锁效应”。移动互联网的快速发展及无 线技术水平的提高，制约智能家居产业的困境将会打破，使人们概念中的智 能家居成为生活中的现实，人们发现智能家居给生活带来的方便、快捷、安 全和舒适。与此同时，国家物联网“十二五”发展规划等一系列政策的 出台，将智能化产业列为未来几年的发展重点，更从政策上扫清了行业发展 障碍。在国家政策的大力扶持之下， 全新的物联网智能家居时代即将来临。智能家居改变生活，生活依赖智能家 居，一个人类生活的新时代即将来临5。1.3 智能家居系统设计

9、类别 基于IEEE802.15.4协议的 ZigBee的通信技术是一种短距离通信技术，其除了具有自组织网，还具有安全可靠，成本低，距离短，功耗低等特点。这些特点使得ZigBee更加方便地应用于智能家居的控制当中。基于ZigBee技术的WEB智能家居控制系统的是结合数据收集、挖掘分析、同一控制为一体的智能控制系统。其主要包括如下图5-1所示的功能。13.2基于GPRS网络的智能家居控制系统它是一种新型的远程家居控制系统系统能够实现通过手机客户端操作控制家庭电器开关等功能。系统能够实现通过手机客户端控制家庭电器开关等功能。系统由布设在家庭的主控制元件C8051F040 单片机，分控元件42BYG2

10、50-33 两相步进电机机及T73_SRD_5V继电器模块以及安装在手机客户端 软件组成。通过GPRS无线网络远程操控如电灯、热水壶等家庭电器的开关的拉合，实现家居智能化。本系统所设计的功能即实现GPRS网络，用户只需要对手机软件操作即可控制家里各种家电开关以及窗帘、晾衣架的拉合、伸缩。11.3.3嵌入式智能家居控制系统 该系统采用电子传感技术、计算机技术和信息传输技术，对用户提供全方位的服务，同时对住房内情况进行监控和实时管理。它包括家庭内部信息传输系统、家庭报警系统及显示系统和智能传感、执行设备等几个部分。在系统整体方案中，采用了一台主机和多台分机，其家居控制结构如图2-1。主机图中的GS

11、M和GPRS等远程通讯模块作为以后系统的扩展升级。主机MCU选用ARM9芯片S3C2410,因其具有丰富的功能端口而适合设计要求和日后扩展。分机采用16位单片机MSP430F149，是考虑到此芯片的低功耗性能，所以具有超低功耗的MSP单片机可以完成分机家居现场的控制功能。报警信息的采集就是对各传感器的信息采集，比如温湿度传感器、气敏传感器等;对各种家电的控制是通过控制链接再加点电源的继电器来实现；现场控制手动命令是通过触摸屏来实现。3总结本文深入了解了智能家居在国内外发展现状和技术水平，分析了智能家具的组成结构。还介绍了现在针对智能家居研究的几个主流方向，包括基于Zibee的智能家居系统、基于

12、GPRS网络的智能家居控制系统以及嵌入式智能家居控制系统。（1）可知在未来生活中，智能家居必然会成为追求高品质生活的人们必然选择。智能家居控制系统的研发也显得犹为重要。（2）智能家居控制系统的主流都是以一台主机和多台分机的方式，通过互联网来实现智能控制。主机作为现场设备能够收集到分机的各种信息，对这些数据进行处理，并根据现场环境进行相应的调整控制（如照明及家电控制等）。主机与分机之间采用无线传输的方式进行通讯，省去了传统的家居内走线的弊端，从而具有低成本和组网方便的优势。（3）就无线传输而言，现在国内的315/433RF形式的无线开关，在信号覆盖、干扰、重码等问题上有一缺陷，不适合大规模集中使

13、用，2.4GZigbee无线方式的产品没有以上问题，但因核心技术依赖进口，所以成本偏高，难以普及。参考文献1沈舒海,王晓东,胡珊逢等.基于GPRS网络的智能家居控制系统J.电子器件,2012,35(2)2郭厚健.智能照明系统在民用建筑的节能应用J.科技资讯,2010,(34)3赵静.嵌入式智能家居控制系统的研究与设计D.2012.4董思乔,赵荣建,孙通.基于WiFi构建的智能家居控制系统的设计J.电视技术,2015,39(4)5李厚新.智能家居控制系统的设计与实现D.2015.6辛海亮,钟佩思,朱绍琦等.基于ZigBee的物联网智能家居控制系统J.电子技术应用,2013,39(12)7徐书芳,王金海,宫玉龙等.基于ZigBee的智能家居控制系统的研究与设计J.电子技术应用,2013,39(8)8杨晨.嵌入式智能家居控制系统的研究D.20109崔阳,张维华,白云峰.一种基于Arduino的智能家居控制系统J.电子技术应用,2014,40(4)10陈奕枫.基于ZigBee技术的智能家居控制系统设计与实现D.2014.11袁敏.基于物联网的远程智能家居控制系统的设计J.制造业自动化,2012,34(22) 指导教师审阅签字： 2015年 3 月15 日