1、“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 申报等级： 省 级 校 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201499 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
2、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、
3、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，024-31679813。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 0.3 万元项目实施时间 起始时间：2016 年 5 月 结题时间：2018 年 4 月姓名 系 专业班级 学号 联系电话 E-mail负责人 谭鹏飞 信息系 自动化 144020141 18002404984 董伟 信息系 自动化 144020136 187412
4、53840 何晨锐 信息系 电气 144010209 15382098594 刘诗卉 信息系 自动化 144020207 15242868872 张鹏 信息系 电气 144010123 15702449579 成 员卢春雨 信息系 通信 144030108 18309893702 姓名 郭莉莉 职称 副教授 所在学科 控制理论邮箱 联系电话 13704043536单位 沈阳城市建设学院 信息与控制工程系指导教师 1 在该领域的主要成果主持校级科研项目 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） ；发表科研论文 10 余篇
5、，其中 EI 检索 1 篇，中文核心 1 篇；发表教研论文 3 篇，获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，指导大学生计算机设计大赛获国家三等奖。姓名 职称 所在学科邮箱 联系电话指导教师 2 单位在该领 域的主要成果科研项目、教改项目、发表文章、指导大学生研究性学习和创新性实验试点等立项；指导大学生竞赛奖励等二、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
6、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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、碎传感器、空气质量探测器、PM2.5 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
12、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。A R M控制主机智能照明控制子系统家用电器智能控制子系统家庭影院控制子系统家庭环境监控子系统家庭安防报警子系统Z i g B e e5、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
13、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
14、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2016.52016.7：调研，整体方案设计；2016.82017.1：ARM 及其外围电路的硬件设计；2017.22017.4：Zigbee 协议的研究；2017.52017.10：软件程序编写；2017.112018.4：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 金额（元） 预算根据及理由调研费 500 交通、参观费等资料费、复印费、能源材料费、试验费、印刷费500 复印费、打印费等材料费 1500 除 ARM 外的硬件，如继电器、电源、电机等。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
