建筑之智能监控系统设计报告

1、序号： 编码： 第八届“挑战杯”全区大学生课外学术科技作品竞赛作品申报书作品名称： 建筑之智能监控系统 学校全称： 内蒙古科技大学 申报者姓名（集体名称）： 类别：自然科学类学术论文 哲学社会科学类社会调查报告和学术论文 科技发明制作A类 þ 科技发明制作B类A2申报者情况（集体项目）申报者代表情况姓名性别男出生年月学校信息工程学院系别、专业、年级10自动化学历本科学制4入学时间2010.09作品名称建筑之智能监控系统毕业论文题目通讯地址内蒙古自治区包头市阿尔丁大街7号（信息工程学院10自动化)邮政编码014010手机号码其他作者情况姓 名性别年龄学历手机号码资格认定学校学籍管理部门

2、意见以上作者是否为2011年7月1日前正式注册在校的全日制非成人教育、非在职的高等学校专科生、本科生、硕士研究生或博士研究生。þ 是 否 （签章） 年 月 日院系负责人或导师意见本作品是否为课外学术科技或社会实践活动成果þ 是 否负责人签名： 年 月 日 B3申报作品情况（科技发明制作）作品全称建筑之智能监控系统作品分类（B）A机械与控制（包括机械、仪器仪表、自动化控 制、工程、交通、建筑等） B信息技术（包括计算机、电信、通讯、电子等） C数理（包括数学、物理、地球与空间科学等） D生命科学（包括生物、农学、药学、医学、健 康、卫生、食品等） E能源化工（包括能源、材料、

3、石油、化学、化 工、生态、环保等）作品设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标作品设计：能源供应、能源安全、经济效益和环境影响之间的良好平衡，有助于保证城市和大都会地区能源供应系统的可持续发展。 本设计采用光电二极管实现太阳能双轴追踪系统，以达到太阳能最优采集，最高效益利用。将采集到的太阳能通过电源控制器及电压转换模块，分别给家用电器及监控系统供电。如下图太阳能是一种清洁的绿色能源，是最丰富的可再生能源形式，是所有化石能源及多种可再生能源的源头。太阳能作为地球上真正取之不尽的清洁能源，将是未来最理想的绿色新能源，目前其利用的有效途径便是利用光伏发电技术将太阳能转化为电能。监控

4、系统采用STC89C52为主控芯片，采用声音传感器（声音检测模块、咪头模块）、震动传感器模块、人体红外感应模块、火焰传感器（火焰火光检测）、HC-SR04超声波测距模块、煤气瓦斯传感器、温度传感器、红外遥控开关、紫外线强度检测装置及红外检测装置，当检测到隐患及危险是系统自动报警，提醒人员解决隐患及危险。发明目的：城市的可持续发展面临巨大挑战。中国已经到达“城市人口的临界点”，大约有6.75亿人生活在城市，占到了总人口的51%。到2030年，这一数字有望增加到10亿。城市成为战略减排的重点，它消耗了全球近2/3的能源和60%的水资源，排放的温室气体占全球的70%。为应对城市化和人口结构变化带来的

5、严峻挑战以及城市可持续发展，城市正在积极探索提升基础设施效率的有效途径。借助适当的技术，城市可以变得更环保，居民的生活质量得到提高，同时还能降低相关成本。 本作品实现太阳能的最优采集，及太阳能的利用、建筑物周边坏境实时监控。 总体监控如下图：基本思路：监控系统结构图： 太阳能电池板输出电压经过控制电路得到20V，再经过电压转换得到主控制系统STC89C52及各传感器所需的5V电压。该监控系统主要检测人的声响、物体振动、火焰、煤气泄漏、室内温度、人体特殊红外线、一定大小的有形物体、紫外线强度，当有传感器检测到有异常情况时，系统就以相应的指示灯和蜂鸣器报警告知人员，只有所有隐患和危险都解除时，系统

6、就解除报警。创新点及技术关键： 太阳能作为一种清洁无污染的能源, 发展前景非常广阔, 太阳能发电已成为全球发展速度最快的技术。然而它也存在着间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题, 这就对太阳能的收集和利用提出了更高的要求。目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的, 没有充分利用太阳能资源, 发电效率低下。据实验, 在太阳能光发电中, 相同条件下, 采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35 % , 因此在太阳能利用中, 进行跟踪是十分必要的 。本作品提出一种新型的基于单片机的太阳光自动跟踪系统设计方案, 该系统不仅能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板朝向, 结构简单、成本低,

7、 而且在跟踪过程中能自动更正不同时间的坐标位置, 不必人工干预, 特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况, 有效地提高了太阳能的利用率, 有较好的推广应用价值。 光电检测电路：太阳的方位随着观测位置和观测时间的不同而不同, 因此, 欲跟踪太阳就必须先对太阳进行检测定位。 图1 是太阳光电定位装置中光电检测电路的俯视简图, 共由9 个光电三极管组成。正中央1 个,旁边8 个围成一圈。将此检测板用一不透光的下方开口的圆柱体盖住, 圆柱体的直径略大于图中的外圆。圆柱体的上方中央开一个与检测用的光电二极管直径相同的洞, 以让光线通过(如图2 所示) 。将整个光电检测装置安装在太阳能光电池板上, 光电

8、二极管的检测面与电池板平行。在圆柱体的外面不受圆柱体遮挡的地方(确保会受到光线的照射) 也安装一个光电二极管(其朝向与圆柱体内的光电二极管朝向相同) , 用于检测环境亮度, 并与圆柱体内的每个光电二级管及运放构成一个比较电路。适当调整图中电阻的阻值, 这样当圆柱体内的光电二极管没有受光线照射时, 运放将输出低电平。此电平可对接到的输入端进行检测, 圆柱体内的每个光电二级管各用一个单片机的输入端, 总共用了9 个。这样就可以检测太阳光线的朝向, 来决定哪个舵机转动、向哪个方向转动。另外, 为了增大光电二极管的检测范围, 视实际情况需要, 也可再增加一圈光电二极管, 并与内圈的相应的光电二极管并联

9、(如下图) 。作品的科学性先进性（必须说明与现有技术相比，该作品是否具有突出的实质性技术特点和显著进步。请提供技术性分析说明和参考文献资料）与现有技术相比所具有的突出性技术特点及技术分析： 与现有监控系统相比，此监控系统并没多大先进性，但此系统主要以清洁能源太阳能为动力，且采集到的能量还可用于家电等。本监控系统中太阳能双轴追踪采用了舵机以实现实时定位。市面上主要以直流电机实现此功能，其机械结构要求高，精度不够，但其动力强劲，成本高，主要用于大型装置。此系统的动力部分以家用为主，结构简单，成本低。本监控系统以廉价且易安装的传感器模块为主要检测装置，体积小，无污染，可以隐蔽安装，检测的形式无形不易

10、被发现。该系统中，形成三层监控措施，在不同的空间位置安装不同的传感器，检测不同的物质。作品在何时、何地、何种机构举行的评审、鉴定、评比、展示等活动中获奖及鉴定结果作品所处阶段（A）A实验室阶段 B中试阶段 C生产阶段D （自填）技术转让方式作品可展示的形式实物、产品 模型 图纸 磁盘 现场演示 图片 录像 样品使用说明及该作品的技术特点和优势，提供该作品适用范围及推广前景的技术性说明及市场分析和经济效益预测使用说明： （1）超声波在安全范围内检测到物体靠近时，监控系统中相应的指示灯亮，以提醒人，有不明物体靠近。 （2）当不明物体不断接近，进入禁区，触发红外检测器，系统报警，警告有不明物体入侵。

11、 （3）振动传感器检测到窗户、门口处有振动时，监控系统中相应的指示灯亮，同时蜂鸣器响以报警。 （4）口哨传感器在安全范围内检测人的声音时，防御系统就使相应的指示灯亮，同时蜂鸣器响以报警。 （5）室内安装的热释电红外传感器检测到有人时，监控系统就使相应的指示灯亮，同时蜂鸣器响以报警。 （6）厨房内安装火焰传感器、煤气传感器检测到明火、煤气泄漏时，监控系统就使相应的指示灯亮，同时蜂鸣器响以报警。 （7）温度传感器能检测室内的温度，当发生火灾，可辅助火焰传感器进行检测。温度达到上限时系统自动报警。 （8）紫外线检测装置能以检测紫外线强度 （9）用红外遥控或无线遥控控制监控系统的启动和关断。 （10）

12、双舵机实现太阳能电池板的转动（双轴系统），实现实时追踪太阳位置 （11）当所有的隐患、危险都被解除后，报警解除。技术特点和优势：此监控系统主要以清洁能源太阳能为动力，且采集到的能量还可用于家电等，本设计主要针对于家用，结构简单，成本低，易安装。本作品提出一种新型的基于单片机的太阳光自动跟踪系统设计方案, 该系统不仅能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板朝向, 而且在跟踪过程中能自动更正不同时间的坐标位置, 不必人工干预, 特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况, 有效地提高了太阳能的利用率, 有较好的推广应用价值。适应范围及推广前景的技术性说明： 就太阳能自动追踪系统而言，市面上主要以直流电

13、机实现此功能，其机械结构要求高，精度不够，成本高，但其动力强劲，主要用于大型太阳能供电装置。本监控系统中太阳能双轴追踪采用了舵机以实现实时定位，机械结构简单，精度高，成本低。 本监控系统以廉价且易安装的传感器模块为主要检测装置，体积小，无污染，可以隐蔽安装，检测的形式无形不易被发现。该系统中，形成三层监控措施，在不同的空间位置安装不同的传感器，检测不同的物质，实用性强。可在居民日常住宅进行安装。专利申报情况提出专利申报 申报号 申报日期 年 月 日已获专利权批准 批准号 批准日期 年 月 日 未提出专利申请科研管理部门签章（签章） 年 月 日C当前国内外同类课题研究水平概述中国的安防产业是从2

14、0世纪80年代开始起步的，比西方经济发达国家大约晚20年。改革开放以前，由于受经济发展的限制，中国的安防主要以人防为主，安全技术防范还只是一个概念，技术防范产品几乎还是空白。20世纪80年代初，安防作为一个行业在上海、北京、广州等经济发达城市和地区悄然兴起，尤其是处在改革开放前沿的深圳，依托本地先进的电子科技优势和得天独厚的地理位置，逐渐发展成为全国安防产业的重要基地。 中国安防产业的发展已基本成型，且颇具规模。进入21世纪，安全技术防范产品行业又有了进一步的发展，智能建筑、智能小区建设异军突起，以及高科技电子产品、全数字网络产品的大量涌现，都极大促进了技防产品市场蓬勃发展。中国正在发展成为世

15、界上最庞大的安全防范产品市场已是不争的事实，“世界工厂”的逐步形成使中国安防行业成为国民经济新的增长点和新兴的朝阳产业。安防产业日渐成为中国经济建设领域里一支十分重要的生力军。 随着国民经济的发展和经济全球化进程的加快，中国安防产业迅速发展；随着科技不断进步，安防行业领域不断扩大。报警运营、中介、资讯等专业化服务开始起步；产品种类不断丰富，发展到了视频监控、出入口控制、入侵报警、防爆安检等十几个大类，数千个品种；闭路监控发展迅猛，年增长率达到30左右；沿海地区发展较快，形成了以珠江三角洲、长江三角洲、京津地区为中心的三大安防产业集群。 目前安防系统在技术与产品上目前已经形成四代：模拟数字网络智

16、能化网络视频监控综合业务平台。但在平安城市、3111工程与数字化城管等建设中，仍旧是以模拟或者模数混合为主，建设未能够跟上技术与时代的发展。在现阶段，综合业务平台是以视频监控为主的平台，通过110、119、120等之间的整合，实现报警联动、警力调度。从发展的角度看，综合业务平台可以以视频监控为核心，开放接口，整合公安相关业务系统，加强智能分析功能的施展，形成智能化网络视频监控综合业务平台。 目前试点系统建设大部门都已经完成，但业务应用上存在较多不足。综合业务平台的功能一方面跟着公安应用而逐渐成熟，但另外一方面也会逐渐暴露出其中的缺陷。此外，公安业务运行中的维护、治理使用等题目也值得关注，系统建

17、设的主要目标是应用好，如何匡助公安相关部分职员尽快把握系统的使用，充分施展系统的功能，也是要考虑的题目之一。 因此，在设计建设方案时，如何从整体性进行考虑，应该引起建设方的关注。在设备类型多、网络规模大、系统容量进级到数十万监控设备等前提下，系统建设需要具备前瞻性，从城市整体建设与未来技术发展、公安需求发展综合进行评估，系统必需考虑可持续发展的题目。 此外，固然板卡可以解决接口的题目，但尺度的不同一仍旧是阻碍城市监控报警系统发展的最大原因之一，因此推进行业尺度化的工作将越来越重要。总体上来说，报警监控治理系统是综合业务治理平台的核心子系统，其作用主要是对设备、业务信息、业务流程等进行治理，尤其

18、在跨域建设的分布式系统中，平台架构决定了监控报警系统的整体结构。目前的发展趋势以视频监控系统为基础，整合、买通行业应用的相关信息化系统的接口通道；在同一的业务流程引擎下为视频使用部分/单位提供更丰硕有效的业务应用。 近年来中国的安防市场上泛起了一种新的市场：网上市场。这个就是电子商务在传统行业中起到重大作用的一种表现方式，作为全球首个综合行业贸易信息集合平台，汇聚各行各业的代销产品展销信息、代办代理项目招商信息、直销产品供给信息等。具有能同时服务于经销商、代办代理商、采购商的特点。生意家是经销商、代办代理商资源最多的网站。其中：展吧更适合代销产品展销，招商更适合代办代理项目招商，供给更适合产品批零直销具有广告传播功能，比阿里巴巴等b2b，具有更多的经销商、代办代理商，较百度等搜索引擎，则是分类信息丰硕、销售和招商功能强，经销商、采购商多.D推荐者情况及