[理学]智能家居研究报告.doc

可扩展的智能家居 学院：计算机科学与信息工程学院 个人申报者姓名 ） 类别： ( (哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 (科技发明制作 目录 一、研究背景 1 1.1物联网的概念 1 1.2物联网的体系结构 2 1.3智能家居的概念 4 二、国内外同类研究状况 5 2.1 目前国内外同类技术研究状况 5 2.2同类产品的优缺点介绍 6 2.3与本产品比较、分析 9 三、本系统的原理结构 10 3.1?原理： 10 3.2?试验系统各单元介绍： 11 3.3?试验流程： 11 四、技术关键及创新 15 4.1?主要核心技术 15 4.2?技术创新点 15 五、产品实验数据 16 HMC5883L三轴电子罗盘传感器 16 超声波传感器 18 DS1302时钟模块 20 4017数字集成块扩展Arduino开关阵列 22 光控LED模块 23 1602液晶显示模块 25 LM35温度传感器 28 一、研究背景 1.1物联网的概念 物联网的英文名称为“Internet of Things”，简称：IOT。从字面上解释，物联网就是“物物相连的互联网”。可以从两方面去理解：其一，物联网是在互联网基础之上的延伸和扩展的一种网络。物联网的核心和基础仍然是互联网；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。 关于物联网的定义到现在还没有一个统一的定义。有一个较为普遍认同的定义是物联网通过射频识别(RnD)装置、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等各种信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。 究其来源，其实只不过是在20多年前，提出的“泛在计算”框架下的一个小分支。但是物联网的第一次提出源于1999年，美国麻省理工学院成立Au“rID研究中心．进行RFID技术的研发，将RFlD与互联网结合，提出了产品电子代码(EPC)解决方案。这是物联网的雏形，一直到现在为止，RFID的发展还是物联网发展的重要部分。2003年，美国《技术评论》提出传感网络技术将是未来改变人们生活的十大技术之首。2005年。在突尼斯举行的世界电联报告中明确提出了“物联网”的概念，国际电信联盟(ITU)发布了《ITU互联网报告2005：物联网》。近几年金融危机之后的复苏时期．物联网概念迅速风行，受到各国政府的重视。我国的《国家中长期科学与技术发展规划(2006--2020年)》和“新一代宽带移动无线通信网”重大专项中均将物联网列入重点研究领域。 1.2物联网的体系结构 物联网应该具备三个特征，一是全面感知，即利用RFID、传感器、二维码等随时随地获取物体的信息；二是可靠传递，通过各种电信网络与互联网的融合，将物体的信息实时准确地传递出去；三是智能处理，利用云计算、模糊识别等各种智能计算技术，对海量数据和信息进行分析和处理，对物体实施智能化的控制。[7] 在业界，物联网大致被公认为有四个层次，底层是用来感知数据的感知层，第二层是数据传输的传输层，第三层是服务管理层，第四层是最上面则是内容应用层。 我在这里认为物联网分为五层次，底层是用来感知的传感器层，第二层是数据收集的网络信息汇聚层，第三层数据收集过来加以分析的信息分析层，第四层分析过的数据传输的信息传输层，最上面则是应用层。 传感器层是物联网的皮肤和五官——识别物体，采集信息。传感器层包括二维码标签和识读器、RFID标签和读写器、摄像头、GPS、传感器、终端、传感器网络等，主要是识别物体，采集信息，与人体结构中皮肤和五官的作用相似。 网络信息汇聚层是物联网的神经中枢和大脑——信息数据的收集。网络信息汇聚层包括通信与互联网的融合网络、网络管理中心、信息中心和智能汇聚中心等。 信息分析层是将网络信息收集的信息数据加以分析，ZigBee技术网络层的路由算法分析。 数据传输层将网络信息汇聚层获取的信息进行传递，经过有线网络，无线网络的传输，类似于人体结构中的神经中枢和大脑。 图1.1物联网四层结构图 应用层是物联网的“社会分工”——与行业需求结合，实现广泛智能化。应用层是物联网与行业专业技术的深度融合，与行业需求结合，实现行业智能化，这类似于人的社会分工，最终构成人类社会。 1.3智能家居的概念? 二、国内外同类研究状况 2.1 目前国内外同类技术研究状况 智能家居系统又称为智能家庭局域网，是适应现代化家 庭生活而形成的多样化的网络结构。智能家居(Smart Home)的概念是由美国、加拿大、欧洲、澳大利亚以及东南亚等经济比较发达的国家最先提出的。其目标是将家庭中各种与信息相关的通信设备、家用电器和家 庭保安装置通过家庭总线系统(Home Bus SYSTEM，HBS)连接到一个家庭智能化系统上进行集