“大学生创新创业训练计划”项目
申请书
项目名称:基于ARM的智能家居系统的设计与实现
项目类别:
创新训练、□创业训练、□创业实践
校 级 □省 级
申报等级:
项目负责人:
所 在 系: 信息与控制工程系
专业班级:
指导教师:郭莉莉/王迪 职称:副教授/讲师
填报时间: 2016年3月
教务处制
填写要求
一、填写申请书前,请认真查阅学院[2014]99号文件的要
求。
二、项目分类说明:
1.创新训练项目是本科生个人或团队,在校内导师指导下,
自主完成创新性实验方法的设计、设备和材料的准备、实验的实
施、数据处理与分析、总结报告撰写等工作。
2.创业训练项目是本科生团队,在校内导师指导下,团队中
每个学生在项目实施过程中承担一个或多个具体的角色,通过编
制商业计划书、开展可行性研究、模拟企业运行、进行一定程度
的验证试验,撰写创业报告等工作。
3.创业实践项目是学生团队,在学校导师和企业导师共同指
导下,采用前期创新训练项目(或创新性实验)的成果,提出一
项具有市场前景的创新性产品或者服务,以此为基础开展创业实
践活动。申报该类项目需额外提交企业导师合作指导协议书作为
附件。
三、申请书要逐项认真填写,填写内容必须实事求是,表达
明确严谨。空缺项要填“无”。
四、格式要求:申报书中各项内容以Word文档格式填写;
表格空间不足的,可以扩展或另附纸张;均用A4纸打印,于左
侧装订成册。
五、凡选择性栏目,请在相应的□内划“√”。
六、联系部门:教务处实践教学科,。
一、基本情况
项目名称 基于ARM的智能家居设计系统的与实现
所属一级学科 电子与通信技术
项目来源 □自主立题 教师指导选题 □其它
经费来源 □省教育厅资助 学校资助 □企业资助 □其它
项目性质 发明、设计 □基础性研究 □应用性研究 □社会调研
经费额度 万元
项目实施时间 起始时间:2016 年5 月 结题时间:2018 年 4 月
负
责
人
姓名 系 专业班级 学号 联系电话 E-mail
谭鹏飞 信息系 自动化
董伟 信息系 自动化
何晨锐 信息系 电气
信息系 自动化 刘诗卉
信息系 电气 张鹏
信息系 通信 卢春雨
成
员
姓名 郭莉莉 职称 副教授 所在学科 控制理论
指
导
教
师
1
邮箱 联系电话
单位 沈阳城市建设学院 信息与控制工程系
在该领项;主持教研项目1项,参与教改项目3项(已结题1项);发表科研论
域的主文10余篇,其中EI检索1篇,中文核心1篇;发表教研论文3篇,获
要成果 省教学优秀成果奖三等奖4项;指导大学生电子设计竞赛获成功参赛奖,
姓名 职称 所在学科
指
导
教
师
2
邮箱联系电话
单位
主持校级科研项目1项,主持横向课题1项;参与省级科研项目3
指导大学生计算机设计大赛获国家三等奖。
科研项目、教改项目、发表文章、指导大学生研究性学习和创新性实验
在该领
试点等立项;指导大学生竞赛奖励等
域的主
要成果
二、立论依据
1、项目的研究意义(限200字)
本项目主要研究基于ARM的智能家居系统。智能家居是通过物联网技术将家中的影音系统、照明系
统、窗帘控制、空调系统、安防系统、网络家电以及三表等设备链接在一起,提供家电控制、照明控制、
窗帘控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及智能终端控制等多种功能和应
用。
通过ARM控制器,实现了物与物、物与人的智能交流,优化了人们的生活方式,帮助人们有效的安
排时间,增强了家居生活的安全性和舒适性。
2、国内外研究现状分析并附主要参考文献(限1000字)
自从世界上第一幢智能建筑1984年在美国出现后,美国、加拿大、欧洲、澳大利亚和
东南亚等经济比较发达的国家先后提出了各种智能家居的方案。智能家居在美国、德国、
新加坡、日本等国都有广泛应用。
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”上,通过在场
内模拟“未来之家”,推出了新加坡模式的家庭智能化系统。它的系统功能包括三表抄送功
能、安防报警功能、可视对讲功能、监控中心功能、家电控制功能、有线电视接入、电话
接入、住户信息留言功能、家庭智能控制面板、智能布线箱、宽带网接入和统软件配置等。
这种“未来之家”家庭智能化系统,市场真正启动尚需时日。目前在新加坡也有近30
个社区(住宅小区)近5000户的家庭采用了“家庭智能化系统”,美国已有近四万户家庭安
装了这一类的“家庭智能化系统”。目前美国有一种占据市场主流的产品X-10,销售已超
过1亿个,设计户型为单体别墅,应用多为旧房改造,仅在美国便有超过400万个家庭在
使用。但这些产品技术限制较多,并不适合在我国原样照搬使用应用。三星从2013年春节
后,开始在中、韩两国同时推出其智能家居系统,通过机顶盒和网络,将家居自动化控制、
信息家电、安防设备以及娱乐和信息中心这四部分集成一个全面的,面向宽带互联网的家
居控制网络。
在国内,智能家居经历了几十年的发展,从人们最初的梦想,到今天真实走进我们的
生活,经历了萌芽期、开创期、徘徊期、融合演变期4个阶段。
工信部、发改委等15个部委在2013年9月初联合发布了《物联网发展专项行动计划》。
“推动智能家居应用”被列为重点任务,将在全国大中城市选择20个重点社区,开展超过
1万个家庭的智能家居试点应用和推广。
2015年4月,住建部颁发了新的《智能建筑设计标准》。随着Wi-Fi的普及,无线智
能家居逐渐取代了有限产品,在无线技术发展领域,国内和国外处于同一起跑线。
本项目将ARM技术应用在智能家居系统中,将与生活有关的各种子系统有机的结合到
一起,既可以在家庭内部实现信息共享和通信,又可以通过家庭智能网关与家庭外部网络
信息进行数据交换。将ARM技术与智能家居有机的结合,将极大的改变人们的生活方式。
三、研究方案
1、研究目标(限200字)
本项目设计一个基于ARM的智能家居控制系统。在智能家居环境中,搭建以ARM为核
心的系统硬件平台,以实现对家居设备的控制。
系统主要包括安防报警模块、照明系统模块、温湿度管理模块、对媒体设备模块、控
制网关等模块的研究与设计。
通过ARM嵌入式系统对智能家居中设备进行控制,具有方便、智能、低成本等特点。
提高了家居的智能化水平,使操作更加即时、便捷、高效。
2、研究内容(限400字)
本项目主要研究基于ARM的智能家居控制系统,可通过Zigbee技术将居家中的各种设
备(如窗帘、空调、家用电器、音视频设备、照明系统、安防系统、智能三表抄送等)连
接在一起,通过手机终端应用软件可提供居家电器的智能控制、安防监控、远程控制、可
编程定时控制等。为智能家居真正走进生活提供可行的实施方案。具体研究内容如下:
1)研究智能家居传感器并为系统选择合适的传感器,包括温度湿度传感器、可燃气体
泄露传感器、无线烟雾(火灾)传感器、玻璃破碎传感器、空气质量探测器、探测器、无
线环境光探测器、无线噪声探测器、红外入侵探测器、无线门窗磁探测器、无线窗帘探测
器等。
2)搭建系统硬件平台。设计智能家居子系统,包括安防报警模块、照明系统模块、温
湿度管理模块、多媒体模块、三表采集模块、家电控制模块等。
3)研究ZigBee技术,将智能家居各子系统进行组网。
3、拟解决的关键问题(限200字)
本研究项目要建立基于ARM的智能家居控制系统的模型,并进行相关设备的控制。
1) 研究ARM的特点及其外围电路的硬件搭建;
2)研究智能家居环境,寻找最适合智能家居设备控制的相关技术;
3)对智能家居设备进行有效驱动。
4、拟采取的研究方法及技术路线(限800字)
首先对整个研究内容制定出总体方案,划分出不同的子系统,然后再逐步细分,分布
进行,包括子系统设备的选型,硬件电路的设计等。当各子任务完成后,再统一进行连接、
调试,进行整体分析研究。
智能照明控制子系统
家用电器智能控制子系统
ARM
控制主机
家庭安防报警子系统
家庭环境监控子系统
家庭影院控制子系统
ZigBee
5、实验方案(限500字)
本方案设计智能家居中控制系统,硬件部分以ARM芯片为核心,设计外围电路。硬件
平台的搭建是系统最关键的问题,先设计系统电路图,并通过仿真软件进行仿真,仿真通
过后进行硬件的连接。
结合智能家居Zigbee协议,研究最适合于智能家居控制的相关算法,并写出相关程序,
调试成功后写入到ARM芯片中。
硬件和软件仿真之后进行软硬件的调试、以及联合调试。在实验室环境较好,干扰较
少,因此更容易实现。
6、具备的知识基础(限150字)
指导教师郭莉莉主持校级项目——基于ARM的孤立词语音识别系统在智能家居中的应
用研究,有一定研究基础可用;除此之外,还参与住建部科研项目两项、主持横向课题一
项。
7、设备条件(限150字)
我校实验室拥有本项目的主要研究硬件——ARM9开发板,对项目的研发可以提供一定
的硬件支撑。
8.本项目的创新之处(限200字)
用ARM来实现智能家居系统的控制,可减少系统设备投资和降低系统功耗,占用空间
小,为智能家居真正走向实用性提供了解决方案。
9、项目研究年度计划
~:调研,整体方案设计;
~:ARM及其外围电路的硬件设计;
~:Zigbee协议的研究;
~:软件程序编写;
~:结题。
10、项目成果(论文、设计、产品研制、软件开发、专利、研究报告等,至少选其中一项
填写)
提供研究报告一份、产品设计硬件电路图一份。
四、经费预算
支出科目 预算根据及理由
调研费 500
资料费、复印费、
能源材料费、试验
材料费 1500 除ARM外的硬件,如继电器、电源、电机等。
金额
(元)
500
交通、参观费等
复印费、打印费等
专家咨询费 500 沈阳建筑大学 无线通信相关问题
合 计
3000
五、审批意见
指导
教师
意见
指导教师签字: 年 月 日
系
意
见
系主任签字(公章): 年 月 日
教务处
意见
处长签字(公章): 年 月 日
学院
意见
负责人签字(公章): 年 月 日
六、申请者承诺
我保证上述填报的内容真实准确。如果获得资助,我与本项目组
成员将严格遵守学校的有关规定,在不影响课程学习的同时,保证项
目研究工作的时间,并按计划认真开展研究工作,在项目研究过程中
或结束时,接受学校对本项目的中期检查和结题验收,并按时提交相
关材料。
负责人签字:
年 月 日
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