一立项的背景和意义-义乌科技局科技资源管理系统.DOCVIP

基于电力载波通信智能家居控制 系统研发 可行性报告 2013年10月 (一) 立项的背景和意义 1.1课题研究的目的和意义 随着信息技术的快速发展,特别是随着经济的快速增长,人们对家居设备信息化、智能化的需求越来越大,对居住环境的安全性、舒适性的要求也越来越高,家庭住宅中对智能化的需求呈现多样性的趋势。在此背景下,智能家居的概念应运而生,所谓智能家居就是以住宅为平台,利用先进的网络通讯技术、综合布线技术将与家居生活有关的各种设施集成,提供统一的管理平台,让家居生活变的更加舒适、安全、节能。通常,智能家居系统应该能够将家庭内部各设备通过一定的传送介质连接起来,对内实现资源共享,对外能通过网关与外部网进行互联,提供远程访问控制的功能。伴随着嵌入式技术、网络信息技术的快速发展,越来越多的家用电器融合了丰富的计算机和通讯技术。然而,目前各种家电设备之间并无一个统一的通信标准,仅仅单个家用电器的智能化已不能满足人们对家居自动化和信息化的需求,取而代之的是人们希望能将全部家电联网,组成一个真正意义上的智能的家居系统。但长期以来,各种问题一直困扰着智能家居的发展,使得其始终未能得到大规模的普及。 传统的有线方式,需要将控制信号通过额外敷设的专线进行连接,布线工作十分复杂且成本高昂,并不适合大规模推广。无线方式如蓝牙、WIFI、Zigbee等都只适合近距离无线连接,无线信号穿墙能力弱以及无线通信所带来的隐私问题是其致命的缺点。目前对无线信号的加密算法很多,如WEP (wired equivalentprivacy)、WEP2(WIFI protected access 2)、EAP(extensible authentication protocol)等,但犹太大学的研究人员Joey Wilson和Neal Patwari在他们的研究中指出无线层析(tomographic)成像技术可以通过对信号强度的变化处理,揭示信号的运动,也就是你的邻居可以通过这项技术分析从您家中福射出去的无线信号,看到您正在家中干什么,这是多么可怕的事情。 所幸的是目前电力线通信PLC (power line communications )技术得到了快速发展。电力线通信技术具有用户多、分布广、不需重新布线等优点不论是传统的有线通信还是无线通信均需要电源提供动力,电力线就目前的技术而言是无法省却的,采用PLC技术能够做到当家用设备插上电源插座时,便自动接入了家居网络,避免了传统的有线通信的布线问题以及无线的干扰、福射、隐私等问题。利用PLC技术构建智能家居网络所具有的独到优势是任何传统的通信方式都无法比拟的。 但电力线设计的初衷是电能的传送而非数据,所以也面临着比其它方式更恶劣的通讯环境。噪声、衰减、阻抗匹配等问题一直困扰着PLC技术的发展多径衰减并伴有加性高斯白噪声和脉冲干扰的PLC信道特点,使PLC链路频繁断裂变的不可避免这些问题能否解决直接关系到电力线通信技术能否走进千家万户。目前,恰逢国家大力号召发展物联网,本课题的研究不管是对智能家居的发展,还是对人们生活质量的提高和社会资源的节约都具有重要意义。 （二）国内外研究现状和发展趋势 1.2.1智能家居系统的国内外研究现状 1984年,在美国诞生了世界上第一栋智能建筑,由此正式拉开了智能家居发展的帷幕。此后，美国、加拿大、日本等经济发达国家均提出了各种不同的智能家居解决方案，并形成了诸多标准如X10、CHBus、LonWorks、Smart house等。1998年，新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会”上推出了具有视频监控、安防报警、灯光控制、电器控制、三表抄送、电话接入、有线电视接入、互联网接入、集成化智能控制面板等功能的新加坡模式的家庭智能化系统，为智能家居的发展打开了新思路。2003年,三星提出通过机顶盒将家居网络的四个方面即：自动控制、家电信息化、安防、娱乐等四个部分集成一个面向宽带网络的家居控制网络的智能家居系统方案。面对智能家居这一巨大市场，计算机、通信、家电行业的巨头纷纷涌入该领域。思科、英特尔、摩托罗拉、爱立信、IBM、松下等公司都已经建立起智能家居的研发部门。目前在美国已经有7000多万个家庭安装使用了智能家居设备。 转眼国内，伴随着席卷中华大地的房地产开发热潮以及人们生活水平的不断提高，中国的智能家居行业得到了快速的发展。但同国外相比还是存在着较大的差距，且统一的接口标准尚未出台。目前,国内从事智能家居产品开发的企业以原先从事安防产品设计的中小企业为主，研发实力相对较弱，开发的产品功能较为单薄。但随着家电、信息金业的加入，尤其是海尔、清华同方、创维、海信等一批实力较强的企业的加盟，使得相继推出了一些较具影响力的智能家居方案。如海尔主导的“U-home智能家居系统”得到了广泛的