基于嵌入式系统家庭智能终端

项目编号： 大学生科技创新项目

申 报 书

创新项目名称： 基于嵌入式的远程家庭监控系统 创新项目负责人： 潘健超 项目负责人专业： 电子科学与技术 学校名称： 湖州师范学院 申报日期： 2010 年 12 月 19 日

浙江省大学生科技创新活动计划（新苗人才计划）实施办公室 制一、项目简介 项 目 概 况

项目名称 基于嵌入式的远程家庭监控系统 项目性质 （）基础研究 （√）应用基础研究

项目来源 （）自主立题 （√）教师指导选题

起止时间 自 2011 年 4 月 至 2012 年 4 月 项目状况 √1、研发阶段 2、中试阶段 3、批量（规模）生产（选项打√）

申 请 人

姓名 潘健超 性 别 男 出生 年月 1989年11月 入学 年月

2008年9月

所在 院系 湖州师范学院 信息与工程学院 联系 电话 13706821378 电子 信箱 263272636@qq.com

项 目 组 主要成员

姓名 年龄 性 别 专业 具体分工 丁国良 21 男 电子科学与技术 研究开发

林钗 22 女 电子科学与技术 研究开发 徐春 22 男 电子科学与技术 编制程序 任良 22 男 电子科学与技术 研究开发 项 目 指 导 教 师

姓名 贺无名 性 别 男 出生 年月 1975年2月

主要研究方向 信号与信号处理

近三年获奖成果：国家级__等奖___项，省部级__等奖___项 近三年科研经费____________万元，年均___________万元 项 目 主 要 内 容 简 介 远程家庭监控系统是通过安装在家庭房间内的热释电红外传感器和摄像头经过基于ARM系统的智能终端，将信息通过GPRS无线通信模块发送图片至用户手机上，使其及时获得家庭信息。也可接受用户控制命令，将相关信息反馈到用户手机上，可及时了解到家庭中的各种需要的信息。

二、项目的研究目的及意义 1、申请项目的必要性、目的及意义 随着互联网技术和信息通信技术的发展，远程监控系统已经成为日常生产生活中的重要辅助设备，应用非常广泛。例如当人们出远门时家里，对家里的安全等其他方面不是很放心，就可以通过家里的监控系统，让人们通过随身携带的手机就可以对家里的状况了如指掌。

我们所研究的项目设计主要是基于ARM这个嵌入式处理器制成一个智能终端，在家庭中安设传感器和探头，实现综合监控系统，来实现上述的目的，并将主要用于家庭的设施监控。

远程家庭监控系统具有很现实的意义，一方面，实现人们不在家中仍可以对家里的情况都掌握在手中，随时可以与家庭链接。；另一方面，也可以对传统的测试和控制仪器进行升级改造，研制各种基于互联网技术的远程测试和控制设备。 2、项目的背景、主要内容、技术水平及应用范围 项目的背景 智能家居对于现代化的城市来说，已经不再陌生，随着科技的不断发展，智能家居已经越来越多的进入了现代化的生活。智能家居现于20世纪80年代，通常在国外用Smart Home表示。智能家居包含的范围非常广泛，通常以家庭电器智能化，智能化监控为主，涉及到网络通信，信息网络家电等领域，集系统、服务、管理为一体,为人们提供一个环保、舒适、安全、便捷的居住环境。在不远的将来，我们可以想象到智能化家庭智能系统将非常广泛地应用到千家万户，使人可以在家通过遥控器，或者声音来控制家里的电器。

智能家居的迅速发展，从出现开始，就显示了他强有力的市场需要，随着技术的发展，智能家居的发展已经进入了数字化，网络化阶段，用户可以在世界的任何一个地方，控制家中的电器。随着3G网络的普及，我们可以更方便地使用手机，来查看家中的情况，控制需要控制的电器，让家也变得触手可及。

其中家庭智能控制是智能家居中的重要一部分，随着人们对个人你安全和财产安全的越来越重视，家庭智能监控的市场也非常巨大。通过家庭智能监控系统，不仅可以起到保护财产，还可以了解家里老人小孩的情况，让人出门在外也能随时掌握家里的情况，前景巨大。

对于现有智能家庭监控系统，其主要是以单片机或者ARM7作为处理器，在系统功能上较为简单，在智能化程度上也不高，主要范围比较窄。系统多是进行一些开关量的检测，比如使用红外判断是否有人非法进入，没有系统的分析功能。对于硬件电路来说，系统电路唯一，不能随意增减设备，用户无法自己设置。

本系统在选择处理器上优先选择了能很好支持嵌入式系统的处理器，ARM9处理器在功能上，还是在性价比上都有优势。远程家庭监控系统是通过安装在家庭房间内的感应器和摄像头经过基于ARM9系统的智能终端信息压缩处理后，通过GPRS彩信模块发送图片至客户机，使其及时获得家庭信息。也可由客户机发送密码开启系统使其发送图片信息，及时了解家庭信息。

我国智能家居的研究方面已逐步形成了几种具有代表性的技术方案：(1)采用电力滤波技术，可充分利用住宅内已有的电力线和无处不在的电源插座，无需重新布线，既经济又方便；（2）采用家庭总线技术，可利用新建住宅便于提前预埋布线，而为用户提供一套系统完整、功能强大、性能稳定的具有一定档次的智能家居系统；（3）采用各种无线技术，非常适用于已完成装修的住宅，其独有的可移动完全摆脱了有线方式的束缚，且安装简单、配置灵活，便于以即插即用的家电化方式来解决安装、升级、维护的难题。

主要内容、 本设计的主要由控制网络、信息网络和嵌入式系统等组成。 控制网络主要实现对系统中各种设备和家电用器的控制功能，执行用户发送的各种命令，如实现对家庭安防系统的讯号采集和执行，以及对室内各种物理量的探测。控制网络的特点是：它传输的信息主要是对器件控制信息以及电子产品和家用电器的物理参数。

信息网络连接的设备有PC、远程ＰＣ、电视、录像机及手机、电话等系统。它的特点是：它的频率带宽一般要求比较高，因为在此网络上传输的主要是音频和视频信号，此网络上的信息传输速度也比较高，普遍要求达到１０Ｍｂｐｓ以上。而在传输的可靠性上，它的要求没有控制网络那么高。因为在传输前后，都会对视频和音频信息进行一定的处理（如信号的压缩和编码／解压缩和解码），这使得传输信息具有了一定的容错能力，它可以对瞬间错误进行自我检错和纠正。

嵌入式系统为控制、监视和辅助设备、机器的装置，通常执行特定功能；以微机和外围构成核心，有严格的时序和稳定性的要求，还有全自动操作的循环功能。 系统功能简要框图 本设计主要完成的步骤如上图所示，它将完成以下几个操作： 1、从摄像头中捕获一些图像信息，并将其保存在内存中； 2、通过热释电红外传感器感应到信息变化，并保存在内存中; 3、向中心点发出命令，启动信息获取的过程; 4、等待中心点返回内存中的信息获取的结果。 5、将图像和感应信息发送到GPRS网络接入点上。 GPRS网络接入点在收到信息后，将以短信/彩信的形式将接受到的信息返回给用户。 技术水平及应用范围

用 户 中心控制单元 （中心节点） GPRS接入点 摄像头 电热式红外传感器 GPRS网络 3、实施该项目所具备的基础、优势和风险 该系统是由ARM嵌入式处理器为核心，通过热释电红外传感器、摄像头和GPRS彩信模块实现对家庭状况的远程监控。 ARM系列32位系列芯片设计芯核结构合理，功耗低，拥有不俗的性能的同时还有相对较低的成本。整机采用结构化的电路设计，用料足，结构合理，安装方便，操作简单，只要有手机信号的地方就可以监控，相比其他同类系统成本低，而且可扩展性很强，可以应用在很多场合，因此本系统具有明显的综合经济效益和广阔的商业前景，对于整个社会具有巨大的实用价值和经济价值。

4、项目计划目标 我们旨在把该项目做成初级的模型，并能简单的应用在家庭中。 三、预期成果、知识产权形成及经济、社会效益分析 1、 项目的预期成果及知识产权归属情况 该项目是把研制的技术应用到实际中，做成比较满意的远程家庭监控系统，并具体体现在实物上，成果形成论文1篇并发表。

2、 项目的市场前景分析 目前在国内，整体社会环境的信息化水平还没有能达到支持信息家电大规模发展的水平，支持、设备、技术等都是困扰信息家电发展的壁垒。其次，目前的互联网基础设施和技术条件也制约了信息家电的发展。限于目前的网络接入条件、接入速度等因素，网络的作用还集中体现初级应用阶段但是国内不少家电企业也正在投入巨大精力去缩小与国外企业在这一领域的差距。

由于智能信息家电具有安全、方便、高效、快捷、智能化、个性化的独特魅力，它对于改善现代人类的生活质量，创造舒适、安全、便利的生活空间有着非常重要的意义，因此也具有非常广阔的市场前景。随着现代科技的进步，制造成本的降低，智能信息家电和智能家居系统将在不久的将来步入中国寻常百姓家。 3、 项目的盈利能力分析及财务预算 序号 经 费 开 支 科 目 经费预算金额（元） 1 资料费 500 2 差旅费 2000 3 计算机使用费 500 4 印刷补助费 100 5 管理费 700 6 原材料费 4000

7 论文版面费 1000

8 其它 300

合计 9100

4、 项目的社会效益分析 目前已经有很多安防生产商开始介入这个市场，厦门青年网络通讯股份有限公司正是其中的楚翘。他们共同生产了A/B/C/D四个系列基于彩信监控的产品。目前有最经典的一款产品V90-B1作为我们学习分析的对象，“小门瞳”是这家公司为这一产品注册的商标之一。

我们有理由相信远程家庭监控系统会更好的应用于社会，并打来很好的效益。

四、项目实施进度方案 第一阶段：设计出该项目的电路图并进行修改 第二阶段：制作项目控制装置 第三阶段：把控制装置应用实物上，并进行测试，加以完善 第四阶段：进行论文发表