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1、基 于 物 联 网 的 平 安 家 居 系 统苏州XX学院毕业设计（论文）（2012届）课题：基于物联网的平安家居系统姓名：XX学号：XX指导老师：XX系别：XX专业：XX班级：XX提交时间：摘 要随着经济和社会的发展，人们的生活水平也逐渐提高。人们对居家舒适度提出要求的同时，也同时需求居家安全水平的提高。普通的安全防护系统因为成本较高，应用的难度大，覆盖面窄的情况下。基于物联网的家居安全系统呼之欲出。物联网工程，被列为国家战略，纳入到第十二个五年规划中。基于物联网的平安家居系统，将系统的解决人们在追求高质量生活中所遇到的安全问题。能够充分利用无线射频技术，无线传感技术，红外技术，基于WIFI
2、协议的无线传输技术等高新科技做到实时监控，实时传输，实时处理的平安家居系统。关键词：物联网 传感器 无线传输 烟雾检测 节点操作系统AbstractWith the development of economy and society. The level of peoples life also come to increase. people not only put forward the comfort of the living,but also putforword the security of their house.because the price of ordinary
3、security system is so high . Common security system because of high cost, the application of the difficult, narrow coverage of the case. Based on things ready to come home security system. Things work, is listed as a national strategy, into the Twelfth Five-Year Plan. Peace of home-based system of t
4、hings, to solve the system of quality of life of people in the pursuit of security problems encountered. To take full advantage of radio frequency technology, wireless sensor technology, infrared technology, WIFI protocol based on other high-tech wireless transmission technology to achieve real-time
5、 monitoring, real-time transmission, real-time processing of the safe home system.Keywords：Things of Interent Transducer Wireless Transmission Smog Test Node Operating System目 录第一章 绪论51.1 物联网概述51.2 物联网在现代生活中的应用51.3 我国物联网的发展51.4 平安家居系统概述6第二章 项目系统概述72.1 项目设计总要求72.1.2 软件要求102.2 无线通信系统的发展与成熟112.2.1 3G/4
6、G无线传输技术在数据传输的应用112.2.2 无线射频技术(RFID)122.2.3 蓝牙、无线个人区域网与zigbee122.2.4 智能终端的广泛应用13第三章 硬件系统143. 1硬件系统概述143. 2 图片获取模块143. 3 视频录制模块163. 4 人体检测模块183. 5 烟雾检测模块193. 6 门禁控制模块20第四章 烟雾检测模块的系统实现214.1 烟雾传感器介绍214.2 烟雾检测报警器设计思路224.2.1 系统的总体结构224.2.2 信号的发射部分234.2.3 接收处理部分24第五章 热释电红外传感器模块系统实现255.1 热释电红外传感器255.2红外热释电模
7、块的设计255.2.1 设计要求255.2.2 传感器及芯片255.2.3 红外探测总体结构设计265.2.4 红外防盗报警系统的电路设计265.2.5 系统实现27结论29致谢30参考文献31 第一章 绪论1.1 物联网概述当前，随着互联网技术在中国的普及，中国国内的网民数量激增，中国已经成为世界上网民最多的国家，以电子商务为主导的网络经济发展越来越快，对人们日常生活的影响也越来越大。同时，以通信技术、无线射频技术、传感器技术为基础的发展平台物联网正式登台亮相。2009年11月3日，温家宝总理在全国科学技术大会上的讲话，着重强调说，全面发展无线传感技术是我国必须争取实现的目标，属于国家未来五
8、大科技制高点之一，是重中之重。物联网技术被称为继计算机、互联网之后，世界信息产业的第三次浪潮。目前多个国家都在花巨资进行深入研究，物联网是由多项信息技术融合而成的新型技术体系。射频识别技术(RFID)、 无线传感器网络技术(WSN)、纳米技术、智能嵌入技术将得到更加广泛的应用。可以认为，“物联网”是指将各种信息传感设备及系统，如传感器网络、射频标签阅读装置、条码与二维码设备、全球定位系统和其它基于物一物通信模式的短距无线自组织网络，通过各种接入网与互联网结 合起来而形成的一个巨大智能网络。如果说互联网实现了人与人之间的交流，那么物联网可以实现人与物体的沟通和对话，也可以实现物体与物体互相间的连
9、接和交互。1.2 物联网在现代生活中的应用物联网技术已经初步应用到我们的日常生活中，以传感器为核心的物联网技术已经实现。下面的这个例子将带着我们走进智慧的物联网世界。在上海国际工业博览会中中国电信的网络展区，人们看到在家中常见的煤气表和电表，通过内置的传感器和RFID芯片，这些表中的数字信息，就可以集中在数据采集器中，然后通过3G网络传送至电信后台系统。在现场展示的后台系统中，现实不同编号的表，对应着各个用户的用电量、用煤气量。城市自来水、电力、煤气公司以后就不用再上门抄表了，对照每一用户分表的固定编号，那一用户的使用度量，在控制室的电脑屏幕上显示的很清楚。同时，有关公司还可以根据客户需求，提
10、供增值服务，比如分析用电量的峰值、谷值等信息，帮助有关公司和使用者，合理的使用电力，也能更加了解用户的具体使用情况，做好节省水、电、液化气的基础工作。1.3 我国物联网的发展中国物联网产业链已经基本搭建完成，由于涉及多个行业，行业间壁垒、标准等因素影响使得产业链成员间的协作程度不高，产业链各环节的发展也存在不均衡性特点。1物联网产业链发展不均衡我国物联网产业基本形成了由片设计制造、应用设备制造、软件及应用开发、系统集成、网络运营等环节组成的业链。其中，应用设备制造和系统集成环节企业数量较多，而芯片设计制造、软件应用及开发环节相对薄弱，相关技术研发水平和标准制定工作比较落后，集成商多选择的是国外
11、软件、芯片等产品。2产业链合作方面 我国物联网产业还需要产业主导者来协调产业链各方的紧密合作，引导产业健康、有序发展。我国物联网产业链主导权之争可以说已经拉开了帷幕，主导权之争带来了一些互联互通和相互之间市场进入障碍等问题，虽然在短期内不利于市场的发展壮大，但从长远来看，是产业健康发展的必经阶段。3在各行业合作方面物联网所涉及范围之广，其未来发展重任远不是一个企业或是一个行业能够担当的。物联网在城市公共安全、工业安全生产、环境监控、智能交通、智能家居、公共卫生、健康监测等多个领域的广泛用途也意味着需要各行各业的合力做多，跨行业之间的产业链合作成为物联网发展的必然。1.4 平安家居系统概述平安家
12、居系统就是通过一系列的技术设备和手段，实现智能化的家庭管理。具体侧重点是通过红外传感器、烟雾传感器、视频设备、门禁设备等关键的检测设备结点，加上网络服务平台、家庭主控计算机系统等的一些关键技术的使用和研究，形成一整套自动化的管理系统。形成事件报警、关键事件无线传输等应用解决方案，解决当前普通家庭所面临的火灾，入室盗窃，管道泄漏等一系列的安全问题，实现自动化的应急处理，并同时通过无线传输技术将突发事件信息发送给用户，满足现阶段大众对平安家居的要求。第二章 项目系统概述2.1 项目设计总要求 此项目的最终目的是：实现智能化的家庭安全防护。 家庭安全防护系统是保障居家安全的有效技术手段。近几年来，随
13、着科技的进步和计算机的普及，尤其是无线识别技术（RFID）、红外传感技术、无线传输技术的发展，以一种智能化的居家安全系统势必要取代传统的家庭防盗网，同时也是火灾等紧急情况时家庭人员逃生的需要。智能化的家居安全系统需要有智能化的检测与控制系统，并且要能够实现数据的实时传输，这样既可以保证家居智能化控制的需要，又能够最低限度的降低突发危险的损失程度。下面是基于物联网的平安家居的效果图：图2.1 物联网实物模拟效果图在这个系统的效果图中，核心是以一台搭载linux 操作系统的主机，内嵌TinyOs的节点操作系统，该主机外置无线信号的发射路由。主要用于信号的收集和发射，对外部传感器节点的控制，同时实现
14、一些简单的应急处理。模拟实例：比如：当烟雾传感器检测到烟雾，并将检测的信号，发射给家中的主机，家中的主机接收到信号以后，一方面将此次烟雾报警的信号，通过3G信号传输到主人的智能移动终端上，同时，自身在自己处理器的控制下，相继要实现切断家中重要电源（部分重要设备。如家庭主机，无线路由应使用UPS供电），控制家中的烟雾点的CMOS相机，拍摄实时的画面，通过zigbee协议，用无线信号发送到主人的移动智能终端上，由主人决定是否要通知警方。系统流程如图2.2：图2.2 烟雾自动检测报警流程示意图2.1.1 硬件要求1 供能装置通常，传感器节点使用电池供电，这使得节点更容易部署。一般来说，一个2000m
15、Ah的电池理论上可以持续输出10 mA的电流达200小时。但实际上，由于电压的变化、环境变化等多种因素，电池的容量并不能被完全利用。除了电池供电以外，节点也可以使用可再生能源，如太阳能、风能等。例如，在太阳光直射的情况下，一平方英寸的太阳能板能提供10 mW的电能；而在室内开灯的情形下，一平方英寸的太阳能板能够提供10100 mW的电能。因此白天收集的电能可以晚上工作。使用可再生能源的最关键的技术是如何储存能量，一般有两种技术。一种是使用充电电池，其主要优点是自放电较少，电能利用会比较高，主要的缺点是充电的效率较低，且充电次数有限。另一种比较新的技术是使用超电容。超电容的主要优点是充电效率高，充电次数可达100万次，且不易受温度、振动等因素的影响。例如明尼苏达大学开发的TwinStar平台，利用太阳能板收集太阳能，利用超电容存储电能，使用超电容存储的最大挑战是电容的自放电很大，尤其在接近满电容的时候。因此，需要设
