智能家居开题报告

1、 湖南工程学院应用技术学院毕业设计(论文)开题报告学生姓名： 邹渭业 学 号： 200901030225 专 业： 电子信息 设计(论文)题目： 基于GPRS智能家居的研究与设计 指导教师： 胡晓东 年 月 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献综述”应按论文的格式

2、成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说明书等资料装入文件袋中。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述1、引言随着社会经济的快速发展、家庭人口结构以及信息技术的的发展变化，人们开始对家居环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大大

3、增加，同时越来越多的家庭要求智能家居产品不仅要满足一些基本的需求，更要求智能家居系统在功能扩展、外延甚至服务方面能够做到简单、方便、安全。智能家居设计的最终目的是让人们所生活的家庭更舒适，满足人们的要求。据统计，2000年新加坡有近30个社区的约5000户家庭采用了这种家庭智能化系统，而美国的安装住户高达4万户。2003年，网络化家居的建设带来了高达4500亿美元的市场价值，这其中有3700亿美元是智能家电硬件产品的价值，剩余的部分则是软件和技术支持服务的费用。现在，国外的智能家居系统技术己日趋成熟，与此同时，由于技术的日益标准化，这些新型智能家居系统将比比尔.盖茨耗资6000万美元的高端别墅

4、便宜得多。在智能家居系统研发方面，美国及一些欧洲国家一直处于领先地位。近年来，以美国微软公司及摩托罗拉公司等为首的一批国外知名企业，先后挤身于智能家居的研发中。例如:微软公司开发的“梦幻之家”、摩托罗拉公司开发的“居所之门”、IBM公司开发的“家庭主任”等均已日趋成稳得技术强占家居市场。此外，日韩新等国的龙头企业纷纷致力于家居智能化的开发，对家居市场更是跃跃欲试。现从以下几个方面对智能家居做一个简单的阐述：2、智能家居的发展历程 智能家居概念的起源很早，但一直未有具体的建筑案例出现，直到1984年美国联合科技公司（United Techno1ogies Building System）将建筑设

5、备信息化、整合化概念应用于美国康乃迪克州（Conneticut)哈特佛市（Hartford）的CityPlaceBuilding时，才出现了首栋的“智能型建筑”,从此也揭开了全世界争相建造智能家居的序幕。从此以后，随着人们对美好生活的向往和市场利益的驱动，各个公司和研究单位开始不断研究智能家居。1997年，比尔盖茨的智能新居落成，它的功能不仅有高速网线等通信方式，而且其所有的门窗，灯具，电器等都是通过电脑控制，还能根据主人的个人喜好设置其状态。实现这些功能主要是基于一个高性能的服务器和一个高效的软件管理系统。 经过多年的需求累积，目前通常把智能家居定义为利用计算机、网络和综合布线技术，通过家庭

6、信息管理平台将与家居生活有关的各种子系统有机地组合成一个系统。具体来说，就是首先在一个家居中建立一个通讯网络，为家庭信息提供必要的通路，在家庭网络操作系统的控制下，通过相应的硬件和执行机构，实现对所有家庭网络上的家电和设备的控制和监测。其次，它们都要通过一定的网络平台，构成与外界的通讯通道，以实现与家庭以外的世界沟通信息，满足远程控制、监测和交换信息的需求，最终达到满足人们对安全、舒适、方便和绿色环保的需求。3、常用智能家居技术介绍及比较 虽然智能家居的概念很早就出现，现在市场需求也一直存在，但长期以来智能家居的发展由于受制于相关技术的突破，一直没有得到大规模的应用普及。目前市场存在的智能家居

7、技术介绍如下：1.有线方式 这种方式所有的控制信号必须通过有线方式连接，控制器端的信号线更是多得吓人，一但遇到问题排查也相当困难。有线方式缺点非常突出，布线繁杂、工作量大、成本高、维护困难、不易组网。这些缺点最终导致有线方式的智能家居只停留在概念和试点阶段，无法大规模推广。2.无线方式 用于智能家居的无线系统需要满足几个特性：低功耗、稳定、易于扩展并网；至于传输速度显然不是此类应用的重点。目前几种可用于智能家居的无线方式主要如下：(1) 蓝牙： 它是一种支持设备短距离通信（一般10m内）的无线电技术。能在包括移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息交换。但这种

8、技术通讯距离太短，同时属于点对点通讯方式。(2) WIFI： 就是 IEEE 802.11b 的别称，是由一个名为“无线以太网相容联盟”（Wireless Ethernet Compatibility Alliance, WECA）的组织所发布的业界术语，中文译为“无线相容认证”。它是一种短程无线传输技术，能够在数百米范围内支持互联网接入的无线电信号。它的最大特点就是方便人们随时随地接入互联网。但对于智能家居应用来说缺点却很明显，功耗高、组网专业性强。(3)315M/433M/868M/915M： 这些无线射频技术广泛运用在车辆监控、遥控、遥测、小型无线网络、工业数据采集系统、无线标签、身份识

9、别、非接触RF等场所，也有厂商将其引入智能家居系统，但由于其抗干扰能力弱，组网不便，可靠性一般，在智能家居中的应用效果差强人意。(4) Zigbee： Zigbee的基础是IEEE 802.15。但IEEE仅处理低级MAC层和物理层协议，因此Zigbee联盟扩展了IEEE，对其网络层协议和API进行了标准化。Zigbee是一种新兴的近程、低速率、低功耗的无线网络技术，主要用于近距离无线连接。具有低复杂度、低功耗、低速率、低成本、自组网、高可靠、超视距的特点。主要适合应用于自动控制和远程控制等领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的、低功耗、自组网的近程无线通讯技术。(5)

10、GSM： GSM(Global System for Mobile communication)全球移动通信系统是世界上最通信网络。GSM网络的通信方式为时分多址，以电路交换模式进行数据传输，在整个连接期内，用户无论是否传送数据都将独自占有无线信道。如要满足家居控制系统的实时性要求，家庭网关与移动终端要一直保持电路上的链接，费用较高，而且家庭网关只能保持对系统中的一个远程终端的连接，限制了应用范围。(6) CDMA： CDMA(Code Division Multiple Access，码分多址)无线通信技术是在扩频通信技术上发展起来的一种无线通信技术。CDMA是一个全新的网络系统，在技术先进

11、性、实际数据传输速度和使用资费上，CDMA都比GPRS要胜上一筹，但由于运营商的市场策略等原因，目前信号覆盖的范围远不及GPRS网络。智能家居控制系统要求远程移动终端能随时随地访问家庭网关，从这点看GPRS比CDMA更具有优势。(7) GPRS： GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线业务)是建立在GSM网络之上，为用户提供高速分组数据业务的新的网络。GPRS使用与GSM相同的无线接口，但它传输的是网络协议数据报,它是一种新的GSM数据业务，在移动用户与数据网络之间提供一种连接，GPRS采用分组交换技术，每个用户可同时占用多个无线信道，同时信道又可以由

12、多个用户共享，因此资源被有效的利用。GPRS160Kbps的极速传输让无线上网达到公网ISDN的效果，实现了随身携带“互联网”。是用GPRS，用户永远在线且按流量时间计费，迅速降低了成本，因此本设计中采用GPRS技术。4、小结目前，虽然智能家居只出现在少部分家庭里，但随着计算机和信息家电的日益普及，人们对智能家居的了解和需求也越来越多。因此，如何建立一个效率高，成本低的智能家居系统已经成为当今发展趋势的热点问题。5、参考文献1邓磊家庭网络技术与发展趋势一智能家居200404014-72钟章队等(GPRS通用分组无线业务北京：人民邮电出版社200115-173马鸿雁陈志新何伟良智能化住宅小区中常

13、用控制总线智能建筑与城市信息20031129-324王钢数字家庭网络住宅与房地产20035115-117 5LABertschDevelopment Tools for Home AutomationIEEE Transaction on Consumer ElectronicsV0136No419901 154-566王学龙嵌入式Linux系统设计与应用清华大学出版社2001263-308 7张维勇，冯琳，魏振春ZigBee实现家庭组网技术的研究J.合肥工业大学学报.2005,28(7):88-91 8施国君，曾曦梅基于局域网的智能家庭网关沈阳航空工业学院学报2005251-539桑楠嵌入式

14、系统原理及应用开发技术北京：航空航天大学出版社200233-3510沈绪榜嵌入式计算机系统的展望计算机时代2001，494-9511陈小红基于GPRS和ZigBee技术的智能家居解决方案的研究北京邮电大学20063月12-1312李华等现代移动通信新技术GPRS系统北京：电子工业出版社2001.63-66 毕业设计（论 文）开 题 报 告开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开 题 报 告1 课题的目的与意义 通过对智能家居系统研究与设计，了解掌握通信，控制与计算机网络等方面的理论知识，从设计中学习智能家居，了解将所学知识

15、应用于实际产品，从而达到提高自身能力的目的。本课题的研究意义在于，虽然目前智能家居系统有了一定的发展，并且市场上也开始出现相应的产品，但从总体的发展来看，不容乐观，从整体而言，智能家居发展形势缓慢，缺乏统一标准和权威产品，随着经济的发展，人们的物质生活水平逐渐提高，对家居环境的要求也越来越高，作为家居智能化的核心部分智能家居控制系统也越来越重要。家居智能化控制的开发和建设是未来国家、经济发展的必然趋势，我国目前智能家居的研制和生产和发达国家还是有一定的差距的，要缩短这个差距，得靠我们电子工程和科技人员付出不断地努力才行。2 研究现状与趋势(1)、国内智能家居发展现状 2006年4月国家主席胡锦

16、涛访美期间参观了微软总裁比尔盖茨的私人豪宅。这座豪宅是比尔盖茨花巨资铺设了52英里电缆，历时四年才建成的，它将房内所有电器设备连接成一个绝对标准的家庭网络。这次参观，可以说指明了我国今后智能家居房展的方向。2006年8月25日在北京召开的“国际智能家居高峰论坛”专家学者云集，共同探讨了未来中国智能家居发展的方向。目前，中国智能家居有了初步发展，但远不如想象中的乐观，虽然在建设投资和数量有着惊人的增长，但建筑本身的实际内容存在许多问题，例如工程建设水平不高，质量达不到指定标准，智能系统不能正常工作，甚至有的建筑只是跟风而上，名不副实。 长期从事智能家居行业研究的清华大学教授杨士元认为：智能化要从

17、家庭的智能化开始，逐步演变到住宅小区的智能化。目前我国智能家居市场有三个特点：一是市场潜力大，现在房地产在全国的发展都很火爆，智能家居前景也十分乐观。二是产品多，厂家多，大部分集中在上海，北京，深圳，广州等地。但到目前还没有一家形成规模化。三是国家对智能家居行业还没偶实施统一的行业标准，因此各企业相互间的产品不具备兼容性，今后几年只能家居会进入下一个行业整合阶段，可能出现几家规模大，影响力好的厂家。目前国内各大软、硬件机构正在积极的研制、开发更为符合市场的智能化家居设备，以解决当前智能化产品实用性差、使用复杂及产品价格昂贵等缺点，而技术创新性也逐步向国际先进水平靠拢，未来十分值得我们期待。(2

18、)、国外智能家居的发展状况 发达国家对智能家居的研究，始于20世纪70年代。自从1984年第幢智能建筑在美国落成以后，部分欧美国家相继提出了各种智能家居方案，且在社会和家庭进行了广泛的推广。到现在为止，智能家居在这些发达国家己经获得长足发展。如美国的X_10、CEBust3,41(ConsumeElectronic Bus)和Lonwork5l；日本的HBS(Home Bus System)；欧洲的EIB(European Installation Bus)和EHS(EuropeanHome System)，在国际上都比较有影响。美国电子工业协会(AEIA)在1983年就组织专门机构开始制定家

19、庭电气设计标准，并在1988年编制了第一个适用于家庭住宅的电气设计标准，家庭自动化系统与通讯标准。该标准规定在电气设计方面，智能化住宅应满足以下要求：(1)具有家庭总线系统；(2)能通过家庭总线系统提供各种服务功能；(3)能和住宅以外的外部世界相连接。1998年5月新加坡举办的“98亚洲家庭电器与电子消费品国际展览会力上，首次推出了新加坡模式的智能家居系统，并现场模拟“未来之家"。它的系统功能强大，包括三表抄送功能、电话接入、智能布线箱、安防报警功能、监控中心功能、有线电视接入、住户信息留言功能、可视对讲功能、家庭智能控制面板、家电控制功能、宽带网接入和统软件配置等。 (3)、智能家

20、居的发展趋势 经过哥本哈根会议，我国更加明确了节能减排，绿色建筑的目标，这就使住宅智能化凸显出了其合理规划，最大限度的节约能源的优势。如果我国大力推广绿色建筑，仅在铺设智能化系统上所需的新设备的生产上就有2000亿到3000亿人民币的新市场。而中国“智能家居网络”必在“智能化住宅”的框架下形成一个新型IT产业，而这一切必将对未来几十年我国房地产的健康有效发展起着深远的影响。在未来的家庭中，各种信息家电将组成一个家庭局域网，并通过家庭网关接入互联网。家庭网络的发展与现代控制技术、计算机技术及通讯网络技术的飞速发展使得智能家居发展趋势如下：基于控制器的智能家庭网络： 基于控制器的家庭网络符合当前多

21、数家庭的实际情况，可以解决当前家庭中大量存在的传统家电设备的互联问题，同时通过电话线实现对PSTN的拨号接入，可完成数据远传和异地控制。这种方式具有很大的市场价值和广阔的应用前景。基于电力线通信的智能家庭网络： 电力线网络技术使用的是与插座直接相连的现有电力线，不需要电话线，只要用一个电力线适配器插入插座即可。基于电力线通信的智能家庭网络由于电力线网络拓扑及其电源插座用作接入点的方便性，使其成为智能家庭网络的一种很有吸引力的候选技术和新的发展趋势。基于家用电脑的智能家庭网络： 基于家用电脑的智能家庭网络把熟悉的PC技术简单地嫁接到新的家庭网络技术中，通过无线局域网，使用家用电脑作为中央控制单元，提供家庭与Internet之间的寻址和路由。 目前智能家居系统还缺乏统一明确的国际标准，许多公司开发出的产品都是基于自己组的网络和信息交换协议，很多产品是针对特定的组网环境开发的，部分核心技术没有对外公布，技术复杂，直接导致了使用范围的局限性。再者，缺乏对应的第三方产品，各个接入设备之间不能兼容，互操