基于WiFi和3G技术的智能无线家居监控系统

1、共青团江西财经大学委员会件江财团字【2010】15号江关于第五届学生科研课题申报的通知各校区团工委、各学院分团委、各校区学生会、各学院学生分会：为了进一步推动学生课外科技活动的开展，培养学生的创新精神、科研能力和创业素质，鼓励学生积极参加课外科技竞赛活动，营造良好的学风和校风，今年学校继续设立学生科研课题专项经费资助学生科研课题工作。现将开展第五届学生科研课题申报工作的有关事项通知如下：一、课题资助对象1、本项目主要资助的对象为在校研究生和本专科生，学生科研课题立项分为一般项目和重点项目。2、学生科研课题立项应紧紧围绕所学专业、学科前沿和“创新、创业、创造”等方面进行选题，要具有一定的学术和应

2、用价值。课题选题侧重于实践应用研究，也可以是基础理论研究。研究内容既可以是创业策划模拟类也可以是科技发明制作类。研究类别分基础研究类、应用研究类、创意策划模拟类、实验制作类、科技发明类。3、研究方式应由三名以上学生组成课题研究组，并聘请指导老师给予帮助指导。二、申报和立项程序、凡我校在籍的研究生、本专科学生，可联合向学校申报科研课题，并填写江西财经大学学生科研课题申请表一式三份，于2010年5月7日前以学院为单位交校团委办公室（个人上交不受理），逾期不予受理。、学校将组织专家对学生申报的课题进行论证、评审，确定立项课题。、公示，下达项目，课题投入研究阶段。三、课题立项时间和结题要求1、2010

3、年5月15日2010年5月20日由科研处和团委组织专家组统一对申报课题进行评审，2010年5月22日左右公布获得立项资助的课题。2、获得立项的科研课题应在2010年12月30日前完成。创意策划模拟类、实验制作类、科技发明类于江西财经大学第二十一届学生学术节期间（2010年10月-11月）进行展示，由专家组进行现场观摩给予结题；基础研究类、应用研究类于2011年1月由专家组评审确定结题。四、课题立项经费1、本次学生科研课题立项由科研处根据课题情况给予经费资助。重点项目资助经费2000元，一般项目资助经费1000元。2、有条件的学院根据需要可给予一定的配套经费。3、确定立项的课题根据所获得的资助取

4、得专项经费，拨付方式为确定立项首次拨付30%，确定结题拨付剩余70%。五、有关要求1、开展学生科研课题立项工作是培养具有“信、敏、廉、毅”素质的创业性人才的重要内容,各学院应广泛宣传，围绕“创业、创新、创造”动员学生积极申报科研课题。2、获得立项的科研课题的学生，要积极争取曾经主持过课题的讲师以上职称的教师对科研立项课题进行指导。3、立项课题完成后，成果所属必须是学生，指导教师不能是第一作者或第一完成人。4、学生自主申报，课题负责人每人限报1项，且不能作为课题组成员参加其它项目的申报中，承担学生科研课题且未完成者不能申报。5、课题选题不得与大学生创新实验计划选题重复。特此通知江西财经大学科研处

5、 团委 学生会2010年4月19日附件：江西财经大学学生科研课题申请书 主题词： 关于 学生科研课题 立项 通知 抄 报： 团省委 廖进球书记 王乔校长 胡建华副书记 王金华副书记 抄 送： 各学院分团委 共青团江西财经大学委员会办公室 二O一O年四月十九日印发 共印36份附件一：江西财经大学学生科研课题申请表申请编号： 课题类别： 科技发明 课题名称：基于WiFi和3G技术的智能无线家居监控系统 负 责 人： 袁文初 指导教师： 谢亮 承担单位： 江西财经大学 起止年月：2010.5至2010.12 填报日期：2010 年05 月江西财经大学科研处 团委 二一年四月制填 报 说 明1、本表适

6、用于向江西财经大学科研处、团委申报各类科研计划课题；2、填表前，请先仔细阅读江西财经大学学生科研基金暂行办法；3、课题类别分为基础研究类、应用研究类、创意策划模拟类、实验制作类、科技发明类；申请编号学生不填，由校团委统一编号。4、要如实、准确、认真填写申请书各项内容，申请书一律用计算机填写，统一用A4纸打印，A3纸双面复印，中缝装订。本申请书一式三份，由课题组直接报送校团委审查；5、课题组指导老师不超过2人，课题成员不超过6人。一、数据表课题名称基于WiFi和3G技术的智能无线家居监控系统负责人姓名袁文初性别男民族汉出生日期1990年11月6日政治面貌团员学 院软件与通信工程学院年级专业08通

7、信工程（1）班学校住址麦庐园宁庐B栋533联系电话指导教师姓 名性别出生年月所属学院专业职务职称研究专长谢亮男1978.9软件与通信工程学院讲师嵌入式课题组其他成员姓名性别出生年月所属学院年级专业项目分工联系电话桂福阳男1988.09软件与通信工程学院07电子信息工程（1）班负责3G模块方面吕同喜男1988.1软件与通信工程学院07电子科学技术（1）班负责WiFi模块方面王俊波男1991.07软件与通信工程学院08通信工程（1）班项目设计答辩及作品展示郑鹏男1989.04软件与通信工程学院08通信工程（1）班调阅资源运用仪器设备严小燕女1990.07软件与通信工程学院08通信工程（1）班攥写总

8、结报告预期成果A. 论文 B. 研究报告 C. 应用软件.科技发明 E.其他预计完成时间2010年 12 月 28 日二、课题设计论证1、国内外研究现状分析与评价：目前国内外关于智能家居监测系统已经出现，也已经有了一定的基础和成果，但是现有的出现许多缺点和有待改进的地方，如无法再已有的基础上增设监控节点，现有的主要是依靠GPRS网络和有线连接来布线，具有布线复杂难修复且无法在已有的基础上扩展功能1）目前大部分家居监控系统都采用传统的有线传输方式。2）近期也有部分监控系统采用GPRS或无线射频模块来传输数据。对于有线传输方式存在的极限性不言而喻，而对于GPRS的无线传输在传输数据的速度和处理媒体

9、的形式上很难达到人们期望的要求。3）大部分产品的控制器用51单片机来控制。虽然单片机芯片确实是成本低，但是其处理速度和对大型系统的处理能力始终让使用者烦恼。2、本课题选题意义与学术价值：学术价值：1.本课题以WiFi代替原有的有线传输网络，具有完全的优势：1）具有更大的覆盖范围和更高的传输速率。2）高速无线对接，传输文件、同步数据。3）不需要布线，可以不受布线条件的限制，非常适合家居监控系统的需要，具有广阔市场前景。4）无线网络使用方式并非像手机直接接触人体，是绝对安全的。可以实现家庭的更安全的保护。2.本课题我们采用3G技术来传输数据，与传统的有线传输方式和GPRS模块传输方式相比3G技术具

10、有着很明显的优势：1）3G传输数据的速度有明显的优势。2）3G能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式（如果时间和经费足够的话我们将会尝试来实现图像等媒体的传输）。3）3G可实现移动性、交互性和分布式三大业务，是“随时随地”连接的全球卫星网络。4）3G有着非常诱人的发展前景，相信在不久的未来，3G将充斥在我们生活的每个角落选题意义：随着社会经济和科学技术的发展，物质生活水平和质量的提高，使得人们对家居安全等方面的问题提出了更高的要求。本课题提出一种基于WiFi模块和3G技术的智能家居监测系统。本系统不仅可以监测居室的安全状况，如煤气泄漏、起火、非法闯入等情况，而且可以通过MMS功能向户主手机发

11、送信息。通过3G网络本系统还能够实现对居室状况进行主动监测。本系统摄像头采用的无线多节点安装方式，不会破坏居室原有结构，连接线路数量少、布线简单，可以灵活安装和增删监控摄像头（如果时间和经费足够的话我们将会尝试来实现图像视频等媒体的传输）。与已有技术相比，本项目的有益效果体现在：1、本项目采用便捷式摄像无线接口安装技术，不需要通过繁琐的连线就可以通过无线收发WiFi模块获取录像和照片（条件允许的情况下），可以灵活地选择安装摄像头的位置，摄像头均可采用无线接入方式。2、本项目采用3G和MMS技术，远程监控家庭、交通、工业控制等现场，获取实况录像存储到SD卡中，并可及时的通过3G网络向用户手机传送

12、现场情况，为公安及相关个人和部门提供有利现场信息。3、本项目提供人性化语音操作提示，方便用户操作，并可通过3G网络实现远程喊话。4、本项目在家庭等现场被盗时，可以通过3G 网络自动拨打报警电话。5、本项目可用于任何地方安全隐患的自动实时报警:如煤气、电器、门窗等关键设施，如有异常情况都可以通过语音、网络，信息等方式实时通知用户。3、本课题研究的主要内容如图1所示，各监测节点电路主要由WiFi、天线、摄像头和其他传感器件构成。WiFi通过串口与GXT-M201摄像模组连接。WiFi可以容易地扩展更多的传感器件，实现更多的监测功能。当传感器件检测到居室有不安全状况出现时，启动监控节点电路，然后将数

13、据通过WiFi内置的无线收发模块，发送给主机。另一方面，当主机提出要监控时，通过WiFi网络传送给无线收发模块，然后启动监控电路，再同上一致。主机部分主要由WiFi、3G模块、天线和扬声器等电路构成的。当监测到居室有不安全状况出现时，主机接收各节点的数据，并通过串口使用AT命令控制3G模块向用户手机发送信息。另一方面，用户通过手机向主机3G模块发送短信息、拨打电话等，选择喊话警告或主动获取监测数据。主机接收到用户手机信息后，控制扬声器实现喊话功能。本课题系统图初步构想如下：该原理图表明可以很方便的构建智能家居无线传感器监测系统。特别是多摄像头的无线安装方式，使得用户可灵活地在更多关键位置安装和

14、增删监控点，不会破坏居室原有结构，连接线路数量少、布线简单。系统控制方式简单、收发稳定、实时性好。相信本系统在其它远程无线监测领域也有非常大的拓展价值。4、研究的重点和难点；重点：1） 熟练掌握WiFi无线传输技术，并知道运用如何将该技术，对组网技术有一定的了解。2） 知道在通信中，数据的传输原理和数模转换原理。3） 无线网卡传输协议的掌握是WiFi技术的基础。4） 3G技术的充分掌握和应用。5） 数据的处理算法掌握是减轻网络负荷的必要手段。6） C语言和MATLAB的应用难点：1） 无线宽带接入技术在实际中应用的难点，在技术选择和运营模式上，要具体问题具体分析，如何根据实际情况选择正确的方式

15、。2） 2G/3G互操作：怎么实现之间的无缝接入，对怎么利用好已有的资源是一个急需解决的难点。5、研究思路与方法。7） （1）我们在上届学长们和老师已有的基础上更加深入的通过这个项目学习最新的知识。实验中心教师谢亮和南昌恒鑫电子共同申请并授权的两项国家专利，是由几名2004级电子信息工程专业本科生和2005级应用电子技术专业高职生署名共同参与下完成的。表1 学生参与并署名的知识产权成果序号成果编号成果名称成果形式出版日期出版、发行、使用单位作者教师学生专业班级姓名1200820137497.1智能家居彩信远程监控器专利类2009-8-19中华人民共和国国家知识产权局谢亮04电信陈亮02应电李卓

16、盛05应电喻魁兰2200820112871.2智能彩信监控汽车定位防盗器专利类2009-4-29中华人民共和国国家知识产权局谢亮04电信陈亮02应电李卓盛05应电王健华05应电喻魁兰三、完成项目的条件和保证1、 负责人和主要成员曾参与或组织完成过哪些课题，成果水平的社会评价；本课题研究人员动手制作能力很强，有参加过国赛的，有做过公共场所人流统计系统，温控报警系统等项目，对3G技术也正在研究，我们有信心做好这个课题。2、完成本课题的研究能力、时间保证和基础条件；本课题要求学生具备相应的硬件制作能力和软件编程能力，而对于我们来说，已经在前面的学习中掌握了C语言，matlab语言等编程语言，而模电数

17、电的学习也让我们对硬件比较熟悉，同时我们对编程软件的使用也比较成熟，相信我们有足够的能力来迎接这个课题带给我们的挑战。本项目研究的进度安排如下：（1）2010.5-2010.6 调研与资料查阅，初步完成电路设计。（2）2010.6-2010.7 系统设计、项目方案设计并确定，购置元器件及仪器仪表等（3）2010.8-2010.11 项目制作及调试（4）2010.11-2010.12 撰写总结报告保证能在12月份完成本课题。本项目研究具有较好的基础条件，因为我们依托的是老师和高年级的学长们的现有成果然后再深入，有那些专利的依托，二届项目研究可依托学院的创新实验室、传感与测控实验室等实验室等。并且目前，学校图书馆已有部分3G和WiFi等方面的相关书籍，同时网络资源的日益丰富也为我们提供了有利的条件。3、资料设备；科研手段。由于学院提供的实验室设备较完全，其中创新实验室可为项目研究中的硬件电路板制作提供专用设备，为软件设计提供专用平台；传感与测控实验室可提供传感与检测，以及控制实验设施，加之学校的经费的大力支持，相信在具备先进的设备条件下，这也是我们完成本课题的保证。四、课题经费预算序号经 费 开 支 科 目经费预算金额（元）1资料费4002材料费11703实验费2004调研费2005教师指导培训费06其他307合计2000五、预期研究成果