智能家居—可能性研究报告.doc

智能家居可能性研究报告目录1 引言1.1 编写目的1.2 背景1.3 定义1.4 参考资料2 可能性研究的前提2.1 要求2.2 目标2.3 条件、假定和限制2.4 可能性研究采用的方法2.5 评价尺度3 对现有系统分析3.1 数据流程和处理流程3.2 费用开支3.3 人员3.4 设备3.5 局限性4 所建议的系统的可能性分析4.1 对所建议系统的简要描述4.2 数据流程和处理流程4.3 与现有系统比较的优越性4.4 采用建议系统可能带来的影响4.5 局限性4.6 技术可行性评价4.7 可选择的其他系统方案5 所建议系统经济可行性分析 5.1 支出5.2 收益5.3 收益/投资比5.4 投资回收周期5.5 敏感性分析6 社会条件方面的可行性6.1 法律方面的可行性6.2 用户使用方面的可行性7 结论意见一 引言1.1 编写目的随着现代科学技术的飞速发展和人民生活水平的快速提高，尤其是手机等通信手段的普及以及微处理器的飞速发展，人们对其生活住宅环境的要求也越来越高。表现在不仅希望拥有舒适、温馨的住所，而且对安全性、智能性等方面也提出了更高的要求，因此智能家居系统也应运而生。现在国内很多小区安装了智能报警系统，大大提高了小区的安全度，有效保证了人们的人身财产安全，但是光有安防还不够，还需要更多智能性的功能，比如智能家用电器控制、智能温湿度控制等，这就需要一套智能家居系统，让居民对家居实现智能化远程控制，这将成为现代化家居系统的发展趋势。1.2 背景随着现代社会科技飞速发展和人们生活水平的不断提高，人们工作和生活的步伐日益紧张，对高科技产品和自动化产品的需求也日益增加，同时对信息的实时化需求更加具体，侧面反映出了人们对高质量生活的追求。家居智能监控管理系统是放眼于家庭，对家庭中用户的具体要求进行的具体产品化实现，使人们在日常生活中享受高科技带来的便捷，提高生活质量。具有功能易扩展、设备易维护、具有良好人机交互界面的智能家居系统，实现家庭工作智能化管理，从而提高人们的学习、工作、生活的质量，让人们在紧张的社会步伐中享受过程。1.3 定义 智能家居：是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。 Zigbee网络：是基于无线传感品网络的技术，它用于网点多、体积小、数据量小、传输可靠、低功耗等场合。 网络拓扑结构：是指用传输媒体互连各种设备的物理布局，就是用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接，它的结构主要有星型结构、环形结构、总线结构、分布式结构、树型结构等。1.4 参考资料1徐英慧、马忠梅等编著，ARM9嵌入式系统设计 ，北京航空航天大学出版社，2007，9 2（美）Jean J.Labrosse,邵贝贝译，C/OS-源码公开的实时嵌入式操作系统，中国电力出版社，2001.8 3瞿雷，刘盛德，胡咸斌 编著ZigBeeE技术及应用，北京航空航天大学出版社，2008.9 4S3C2410技术手册 5羊四清，王东光 基于ARM与C/OS-的嵌入式系统设计 二可能性研究的前提2.1 要求 随着电子技术在现实生活中的广泛应用，人们越来越感受到电子产品为生活所带来的各种便利，特别是在20世纪80年代，智能家居的出现更为人们享受生活提供了一个广阔的平台。 智能家居，或称智能住宅，是以住宅为平台，兼备建筑设备、网络通讯、信息家电和设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境。它在保持了传统的居住功能的基础上，摆脱了被动模式，成为具有能动性智能化的现代工具。智能家居不仅提供了全方位的信息交换功能，还优化了人们的生活方式和居住环境，帮助人们有效地安排时间、节约各种能源，实现了家电控制、照明控制、室内外遥控、窗帘自控、防盗报警、计算机控制、定时控制以及电话远程遥控等功能。 智能家居是利用先进的计算机技术、嵌入式系统和网络通讯技术，将家庭中的各种设备（如照明系统、环境控制、安防系统、网络家电）通过家庭网络连接到一起的，自从美国在1984真正的智能建筑出现以来，国外已经有将近30年的研究历史，而国内在这方面的研究相对较晚，从2003年才逐步应用于高端市场，而且标准不统一，如海信、海尔、清华大学等大家各自为营。由于智能家居系统具有安全、方便、高效、快捷、智能化和个性化的独特魅力，使得智能家居的开发与建设成为21 世纪科技发展的必然趋势。随着全球对能源和环境的要求越来越高，而智能家居在节能方面的效果优势非常明显，因此具有非常广阔的市场前景。 随着家庭智能化在世界范围内的日渐普及，智能家居在上个世纪末悄然走进了中国市场。近年来，智能家居频繁地出现在各大媒体上，一时之间成了人们耳熟能详的词汇。但是，通常媒体上常见的有关智能家居的介绍，事实上却误导了人们对智能家居的认识，使人们不知道如何将其与自己的家庭联系起来。其实，智能家居，简而言之就是智能化装修，将家庭生活智能化，其应用也就是人们身边天天做的事。 例如： 清晨，柔和的灯光和音乐把您全家从梦中唤醒；厨房内，定时控制器早已“命令”微波炉早已把早餐热好；上班之前，您只要按动遥控器上的一个键，家里的电灯和用电器就全部关上，安全防范系统自动进入警戒状态。 傍晚下班，您在车上用手机拨打家里的电话，遥控打开了客厅里的空调和浴室里的热水器，回到家中，马上就可以享受到清凉或温暖并洗一个舒服的热水澡；晚上，您用家庭影院欣赏最新购买的大片，只要根据预先设置好的场景控制功能，按下遥控器上一个按键，窗帘就会徐徐拉上，灯光自动调节到柔和的亮度，同与此时，电视机、DVD机进入播放状态 以上这些在几年前看来近乎神奇的功能，现在已不再是遥不可及的梦想，也不是常人无法企及的富豪生活，它只是智能家居产品给人们带来的众多便利与安全中的一部分，是家居生活智能化的最直接的体现。2.2 目标 智能家庭控制系统的主要功能包括家庭设备自动控制、家庭安全防范二个方面。其中家庭设备自动监控包括电器设备的集中、遥控、远距离异地(通过电话或Internet)的监视、控制及数据采集。1. 系统能够提供友好的用户界面，使操作人员的工作量最大限度的减少2. 系统具有良好的运行效率，能够得到提高生产率的目的。3. 系统应有良好的可扩充性，可以容易的加入其它系统的应用。4. 平台的设计具有一定的超前性，灵活性，能够适应企业生产配置的变化。5. 通过这个项目可以锻炼队伍，提高团队的开发能力和项目管理能力。2.3 条件、假定和限制2.4 可能性研究采用的方法1. 客户调查2. 专家质询3. 同类产品调查2.5 评价尺度1.开发时间2.所需经费3.各项功能的次序三 对现有系统分析3.1 数据流程和处理流程JTAO接口83c2410处理器ZigB芯片数据存储器程序存储器无线传感器手机终端家用电器串行通信接口GPRS接口3.2 费用开支1. 人员成本人员成本人员成本 人员工资：1000元/人*4人=4000元 人员成本合计：4000元 2. 设备成本设备成本设备成本 ARM9实验平台：3000元/套*1套=3000元 WSN平台：3000元/套*1套=3000元 GPRS模块：500元/套*1套=500元 电脑：2500元/台*4台=10000元 设备成本合计：16500元 3. 其它经费预算其它经费预算其它经费预算 不可预见性开支：3000元 其他经费总计：3000元 4. 项目合计经费预算项目合计经费预算项目合计经费预算 人员成本+设备成本+其他经费预算=23500元3.3 人员组长：负责项目整体进度的控制及各项工作的分配与协调并负责实时操作系统UC/OS-II的移植与调试 组员：负责实时操作系统UC/OS-II的移植与调试组员：负责短距离无线网络部分的设计与调试组员：负责远程控制部分的设计与调试3.4 设备1. 硬件平台硬件平台硬件平台 ARM9实验平台，无线传感器网络模块，GPRS通信模块 2 软件平台软件平台 ARM交叉编译平台，Motework开发平台3.5 局限性 技术上开发人员存在一定的技术问题。四 所建议的系统的可能性分析4.1 对所建议系统的简要描述 该软件系统使用的是zigbee网络结构，zigbee网络的拓扑结构分为三种：星型、树型和网络型。在单元楼智能家居系统里，我选择星型结构，此智能家居系统我们选用基于CC2530的Zigbee网络节点设计。4.2 数据流程和处理流程键盘输入数码显示复位，震荡传感器报警输出电器工作单机片4.3 与现有系统比较的优越性 (1)家用电器的监视和控制，按照预先所设定程序的要求对热水器、微波炉、视像音响等家用电器进行监视和控制。 (2) 热能表、燃气表、水表、电度表的数据采集、计量和传送根据小区物业管理的要求所设置数据采集程序，通过传感器对热能表、燃气表、水表、电度表的用量进行自动数据采集、计量，并将采集结果远程传送给小区物业管理系统。 (3)空调机的监视、调节和控制，按照预先所设定的程序，根据时间、温度、湿度等参数对空调机进行监视、调节和控制。 (4)照明设备的监视、调节和控制按照预先设定的时间程序，分别对各个房间照明设备的开、关进行控制，并可自动调节各个房间的照度。 (5)窗帘的控制，按照预先设定的时间程序，对窗帘的开启/关闭进行控制。4.4 采用建议系统可能带来的影响缺点:1.“智能”费用昂贵智能家居产品无可非议是相较其他产品目前功能最先进的一类产品，较新的技术理所当然使其拥有较昂贵的价格，我们想要的方便舒适的“智能”生活是建立在较高经济成本上的。无线摄像头、光线感应器、中央触摸屏和自动化系统是一个智能家居家庭的标准配置，这样的标准配置动辄以万为计算单位，让众多普通人望而却步，真正意义上的智能家居屋始终在高端盘旋，未曾青睐“下阶凡人”，加之后期维护和修理的费用，这样的成本实乃普通老百姓可以消费得起。2.掌握使用有难度不同于传统的家庭，智能家居产品技术下的家庭，需要你去适应，如安全系统、控制系统、远程控制等。假如你拥有一个智能家居的家庭，你需要学习如何使用你的家。娴熟掌握智能家居的各项功能可以有助于人们更方便舒适的享受科技带来的福音。学习掌握智能家居产品操作手段对于普通人虽不成问题，他们可以根据阅读手册实现家居控制，但阅读说明的过程中难免无法及时100%掌握技巧，最重要的是家中的老人、小孩，对于他们，家居控制操作似乎就更不容易了。配备了一些列高科技产物，却不能物尽其用未免遗憾。目前国内的智能家居产品还并未做到完全的智能化，所谓“聪明”的家只是蜻蜓点水的初体验。傻瓜式的全自动化实现还在实验的温室里培育，没有大规模的渗入到现在市场上智能家居的每个环节。手拿操作手册玩转智能家居的时代仍离国人很遥远。3.监控系统引发隐私担忧视频监控至发明那天起，对于提高安全性和威慑犯罪便是一个奇妙的工具，但技术落入居心不良之人的手中，隐私问题也随之爆发出来。比如杭州出租车安装摄像头，就引发公共的担忧和反对。智能家居产品的门和墙壁内都安装有无线安全传感器，信号传输到一个中央控制单元，任何活动异常都可以及时通知户主甚至与公安系统联网，视频监控的无线传输可以监视家里的任何部分。但如果此监控系统落入坏人之手，成功破解监控系统并控制住，视频和传感器可以监测你的智能家居，您与您家人的生活安全将受到巨大威胁。优点： 智能家居是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。4.5 局限性4.6 技术可行性评价针对智能家居产品，我们具备了产品开发的核心技术： l1. 射频技术： 由于WiFi通过2.4G/5.8G的无线信号行传输，需要射频设计技术的支持。而公司长期致力于无线通信产品的研发，已经完全掌握所有相关的上变频、下变频、LNA、PA、RF开关、滤波、匹配等需要的射频设计技术。 l 2. 信号采集、处理技术： 智能家居产品与其他物联网产品一样，需要检测、采集相应的物理参数（如电压、电流、温度、光强、声音、图像）。我们具备弱信号处理、抗电磁干扰、ADC/DAC电路、信号完整性设计等能力。 3. 嵌入式操作系统技术 智能家居产品是运行在嵌入式操作系统中，故此掌握嵌入式操作系统核心技术是确保产品稳定和商业化的重要保障。目前公司已经掌握通信行业嵌入式操作系统的所有核心技术，其中包括：硬实时内核技术、无碎片内存管理技术、消息驱动的通信框架技术、防突然断电的文件系统保护技术、优化的数据处理技术等。4.7 可选择的其他系统方案 COLWIRE 智能家居方案5 所建议系统经济可行性分析 5.1 支出1. 基本建设支出 2000元。2. 一次性支出 3000元。3. 非一次性支出 无。5.2 收益 本项目2014年为建设期，从2015年以后将产生收益，预计本项目的静态回收期2年，内部收益率32.5%。5.3 收益/投资比 40%。5.4 投资回收周期 两年。5.5 敏感性分析六 社会条件方面的可行性6.1 法律方面的可行性 2010年10月18日，国务院通过了加快培育和发展战略性新兴产业的决定，提出了七大支持产业。在2011年3月16日发布的中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要中，也将推动战略性新兴产业发展作为单独章节列出。 七大战略性新兴产业，新一代信息技术位列其中。新一代信息技术被分为六个方面，分别是下一代通信网络、物联网、三网融合、新型平板显示、高性能集成电路和以云计算为代表的高端软件。当前，国家对新一代信息技术的推动，无疑给智能家居行业送来了暖风。 网络通信技术是智能家居集成中关键的技术之一，无论是智能控制、安全防范、音视频的智能化，都需要对应的传输方式以完成对信号的传输过程。信号传输方式的改进、传输速度的加快、安全水平的提升都会给系统整体