挑战杯论文

第一章绪论1.1 作品背景随着社会的进步，人们生活水平逐渐提高，对家庭财产及家居安全重视程度也不断提高。

在社会商品化进程中，由于社会体制转型而带来一些不稳定因素也在增进人们对家庭防盗报警器的需求，科技的普及进步，使得原来高贵神秘的防盗报警器开始走入寻常家庭。

城市居民住宅小区的大量崛起，促使人们在家庭住宅的观念上逐步发生变化。

人们不仅需要宽敞、豪华的住宅，同时也希望有一个安全的生活空间。

所谓安全，就是有一个快速、有效、连动的防火、防盗、防爆的治安体系，同时要求家庭、社区管理中心及其有关单位部门都能及时获得相关信息并采取相应措施。

然而，社会上还有不法分子在活动，他们置法律于不顾，人为地制造一些破坏和灾难。

行凶、盗窃等违法犯罪活动还时有发生，严重地扰乱了人们正常的生活，给社会带来不安定因素。

而且，伴随着着高科技产品的应用，相应地也带来了一系列不安全因素，如煤气管道、热水器使用以及其它许多大容量的家用电器的使用，都明显地增加了发生火灾的可能性、触电的不安全性以及煤气中毒、爆炸的危险等。

这些不安全隐患潜伏在人们的身边，使人们逐渐地意识到家庭安防的重要。

因此智能电子技术在现实生活中的智能家居电子产品中得到广泛应用。

特别是计算机技术、网络通信技术、信息控制技术的迅猛发展与提高，促使家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。

这些高科技己经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量，智能化家居也正是在这种形势下应运而生的。

智能家居的日渐兴起给人们的家居生活带来了全新的感受，家居智能化成为一种趋势。

同时，随着手机用户越来越多，特别是3G网络的发展，手机上网用户量增加很快，越来越多的人希望能够通过手机查看远程监控现场的场景，基于这样的背景，联网手机的家居智能视频监控系统应运而生。

1.2 国内外研究概况和应用前景1.2.1 家居安防系统概述随着我国国民经济和人民生活水平的不断提高，在全国建成了许许多多的现代化住宅小区。

由于城市人口膨胀、外来人口的增加及煤气和大量家用电器设备使用中的不安全因素以及恶意侵害(如入室偷窃等)，对小区居民的生命和财产造成了很大威胁。

因此，人们越来越迫切要求、采用有效的措施，以满足日益增长的安全防范需求。

为了更有效地保证居民的生命和财产安全，在住宅和住宅小区内引入了智能化的手段，即家庭安防系统来进行安全防范管理。

家庭安防系统是由安全对讲系统、防盗报警系统、防火灾报警系统和防煤气泄漏系统等组成，该安全防范系统是家庭、住宅小区防范外来侵害和自然灾害的一种最重要的、最有效的手段，它大大提高了居民自身的安全感，已成为社会治安的一个重要组成部分。

经过多年的发展，智能小区家居智能化系统越来越成熟，功能越来越完善，安防报警系统已成为智能小区家居智能化重要组成部分。

1.2.2国外研究现状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。

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”。

在网络经济时代的大潮中，智能社区的安防建设显得越来越重要，国外的许多大公司已进入到该领域中，如微软公司投资一家Itran公司，专业从事家庭安防和家庭自动化方法的开发设计。

IBM公司与建筑商合作，为用户提供装备先进的安防系统的智能化住宅。

美国联邦政府和以IBM，AT&T等大型IT企业为首，投资4000亿美元，为全国500万个小区和9000万个家庭提供全面的小区和家庭的安全防护和信息服务。

1.2.3国内研究现状“安全技术防范”作为一个专业领域，在国内已经历了数年的发展历程，它的发展历程分为三个阶段：1979-1983年为起步阶段；1984-1996年为发展阶段；1997年后为提高阶段，即探索安全技术防范的发展规律和方向的阶段。

近两年来，安防行业又有了进一步的发展。

视频监控系统随着社会的进步，近年来越来越广泛地被应用到各个领域。

同时随着社会的发展，视频监控系统也随之经历了三个不同的阶段:模拟视频监控、基于微机平台的多媒体监控和基于嵌入式网络视频服务器的网络化数字视频监控。

模拟视频监控系统主要是由摄像机、视频矩阵、监视器、录像机等组成。

但模拟视频系统只适用于较小的地理范围，与信息系统无法交换数据，监控仅限于监控中心，基于GPRS的主动式移动视频监控系统的设计和实现应用的灵活性较差，而且不易扩展。

基于微机平台的多媒体监控系统以高性能的多媒体工控机为核心，采用模块化结构，将主控端的全部设备集成于一体，另外，该系统还具有友好的人机交互界面和基于网络的多级分控能力，每一级都有自我管理和控制的功能，并可以受上一级的控制。

DVR(数字视频录像机)是第二代多媒体监控系统的核心产品，采用微机和Windows平台，在计算机中安装视频压缩卡和相应的DVR软件，不同型号视频卡可连接1/2/4视频，支持实时视频和音频，是第一代模拟监控系统升级实现数字化的可选方案。

但存在许多缺陷，要实现远距离视频传输需铺设光缆、在光缆两端安装视频光端机设备，系统建设成本高，不易维护、且维护费用较大。

网络数字视频监控系统将传统的模拟视频信号转换为数字信号，通过计算机网络来传输，通过智能化的计算机软件来处理。

系统将传统的视频、音频及控制信号数字化，以IP包的形式在网络上传输，实现了视频/音频的数字化、系统的网络化、应用的多媒体化以及管理的智能化。

目前，安防产品在市场结构方面呈现三个特点：第一是地区分布不均衡。

第二是安防产品差别程度不大，国内安防产品企业，生产同类产品的差异性不大。

这意味着产品容易替代，垄断程度低。

第三是在市场进入障碍上呈现弱势。

安防产品是境外企业争相进入的热点，进入障碍的高低，影响着市场内已有企业优势的大小。

1.2.4存在问题以及发展方向(1)存在的问题①电源可靠性差目前市场上的不少监控产品由电池提供电能，耗电状况既无限制又不做出真实说明，更无欠压指示或欠压报警功能，普遍存在实质性缺陷。

无线防盗产品在各个布防点上的正常工作，至少应保证正常稳定的电源。

②误报漏报现象严重由于传感器件的灵敏度问题，市场上的不少安防产品存在着严重的误报、漏报现像。

国内一些安防监控系统大都采用常规的计算机与通讯技术，即以单片机为核心的区域控制器以及以RS-232或RS-485串行通讯总线为标准的系统连接，监控系统通过现场安装的传感器、控制器以及相应的变送器和执行机构对各种被监控对像进行自动检测和控制。

这种系统虽然可以满足大多数用户的要求，但由于它的集成度较低、规范性差，而且又无统一标准，所以，系统的可靠性、维修性、互换性以及可扩充性均难以达到理想效果和规范要求。

③安装不方便市场上出售的家居安防产品多为有线，其主要的缺点是机动性差，不便适应用户及产品的多变要求,对于要在已装修好的房间内安装施工，是一件十分棘手的事情，所以很难被千家万户所接受。

④成本高，不适合家居监控现行的许多视频监控系统，是采用在监控室里对着监视器浏览画面的模式，这种传统模式对于企业集团用户、学校、工厂、小区等来说，是很适用的，因为他们可以聘请专人坐在监视器前关注画面的情况，但是对于普通老百姓来说可行性不大，因为老百姓要上班、有自己的工作要做，不可能长时间盯着监视器。

而且，这类监控安防产品成本高，性价比差。

(2)发展方向低电压微功耗无线收、发组件的开发和应用在无线射频安防系统应该是安防系统研究的重点问题。

该系统主要利用门缝探测器和红外探测器以及火灾探测器、煤气泄漏探测器探测人体入侵或感知事故发生时传输报警信息到系统主机，系统主机收到报警信号后立即按主机设定的报警号码，利用电话线路自动拨打报警电话和播报主机预设的报警救援录音及报警信息，通过接警人的监听、判断、控制警铃、阻吓求援，以及通过联网电脑监控中心接收报警信息，实现联网报警功能，该系统既可单家独户使用，也可以同时进行小区联网监控管理。

无线防盗产品应重视低电压微功耗产品及部件的开发和采用，同时标准化是智能家居安防发展的一个方向。

应用GSM/GPRS传输技术是智能家居安防又一发展方向，GSM/GPRS 网络在应用上有广泛的全球化支持，它永远在线，永远连接，具有广阔的市场前景。

短消息传送具有自动传送、费用低廉、稳定性高等优势，适用于智能家居安防领域。

1.2.5家居智能安防的应用前景国内从事智能家居方面研究的企业还很少或是刚刚起步，市场上能见到的相关产品更少，而且大多产品还是国外产品的代销或OEM生产，真正有自主知识产权的产品几乎没有。

随着越来越多的智能住宅项目的启动，国内在数字社区、智能家居方面的需求却日趋旺盛。

可见，国内智能住宅发展的春天已经到来。

而在家居智能安防方面，其优越性已经明显体现出来，省却了布线的麻烦，大大的减少了工程量，特别是在家用市场方面显示出了极大的优越性。

尽管智能家居在国内是一个新兴的行业，但是，它也正以不可抵挡之势迅速崛起。

自智能家居走进中国以来，在短短几年的时间里，智能家居生产商由最初的几家公司增加到如今的百余家企业，其行业发展之迅速是目前国内任何其它行业所无法比拟的。

目前，我国智能家居生产厂商、分销商、集成商与装饰公司都形成了相当规模，不少国内知名企业纷纷涉足智能家居行业，并涌现出一些较具影响力的智能家居专业厂商，智能家居产品已开始走进中国的普通家庭。

随着智能家居热潮在世界范围内的日渐兴起，中国电子技术的飞速发展、人们生活水平的不断提高以及智能电子技术在生活中的广泛应用，智能家居已经成为未来家居装饰潮流发展的最新方向，在不久的将来，没有智能家居系统的住宅肯定不合潮流。

从目前的发展趋势来看，在未来的20年时间里，智能家居行业将成为中国的主流行业之一，智能家居安防系统则是其中重要的一部分，其市场的发展前景是非常广阔的。

1.3本文主要研究内容本文将在研究中深入探讨联网手机家居智能安防系统的工作原理和实现方法，并在实践中检验，解决出现的问题。

其具体的研究内容如下：(1)系统概述；(2) 系统总体设计；(3) GPRS简介；(4)嵌入式系统Linux简介；(5) 热释电人体红外传感器；（6）图像采集、处理与传输；(7)试验结果与分析；(8）本文工作进行了总结和展望。

1.4本章小结本章介绍了作品的科学意义以及当前国内外的研究现状、存在的问题和发展方向。

正是因为家居智能安防在国内拥有良好的基础，以及网络、手机在人类生活中的普及，才使得联网手机家居智能安防系统应用前景广阔。