基于物联网的智能家居安防系统设计与实现

School of Software Shanghai Jiaotong University
Jan， 2013
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基于物联网的智能家居安防系统设计
上海交通大学 学位论文原创性声明
本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立 进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意 识到本声明的法律结果由本人承担。
The traditional smart home security systems have single function, high false alarm rate, can not achieve real-time remote network alarm and not record the site conditions and evidence of a crime. To solve the shortcomings and meet intelligent needs of modern home, a solution of smart home security system based on IOT is proposed in the paper. The system is made use of maturity embedded microcontroller technology and combined of IOT, the third-generation mobile communication (3G), global positioning system (GPS), location based services (LBS) and others new technologies currently available. According to the individual needs of modern people in the solution, such as intelligent access control, environmental monitoring of WSN, moving object positioning, remote monitoring and other security subsystems ,they are combined together to realize "people-oriented" new home life security experience by wireless network intelligent control and management. In this paper, the following tasks had been completed:
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Algorithm)(简称 RTTRA)。
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3、智能门禁模块系统控制策略及身份识别设计与实现。该模块主要是为了保证用 户进入家居的安全性，通过监控模式设计了智能门禁控制策略；通过特定人图像身份识 别和特定用户声音身份识别设计了用户身份识别方法。
最后，对该智能家居安防系统进行了应用性、安全性、集成测试以及性能测试与 分析。结果表明，该智能家居安防系统解决方案能够满足人们对智能家居安防的实时性、 安全性、动态性、可靠性和简约性等智能化安全性能需求，具有一定的市场应用前景和 实用价值，为新一代智能家居系统的设计与应用提供了技术支持和实际案例。
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基于物联网的智能家居安防系统设计
基于物联网的智能家居安防系统设计与实现
摘要
随着物联网(Internet Of Things)（简称 IOT）、无线传感器网络(Wireless Sensor Networks) （简称 WSN）、嵌入式单片机、移动通信等现代网络信息技术的发展，智能 家居将以专业化、整体化、低成本的特点迎来高速发展的机会。当智能家居走进我们的 生活时，安全会成为人们对智能家居的必然要求，并促使安防系统成为智能家居的关键 部份。
基于物联网的智能家居安防系统设计
申请上海交通大学工程硕士学位论文
基于物联网的智能家居安防系统设计与实现
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学校代码： 10248 作者姓名： 杨海川 学 号： 10903ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ9273 第一导师： 唐飞龙 第二导师： 郑健 学科专业： 软件工程 答辩日期： 2013 年 1 月 27 日
上海交通大学软件学院 2013 年 1 月
Firstly, The design and realization of intelligent home security system architecture and
III
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major functional modules. The overall design of smart home security system is implemented in accordance with the modular forms in this paper so that supporting modules are selected easily according to people's needs. The system design consists of five functional modules includes the central controller, the intelligent access control, the environmental monitoring of WSN, the moving object positioning and the remote monitoring, and is used a PC or Tablet PC as the central controller, the SPCE061A microcontroller of lingyang company microcontroller core as the other modules control panel. The system will to be ensured the identity and security identified by the identification method of access control system, and to be ensured the safety of the home environment detection and alarm functions by WSN layout and data transmission mode, and to be provided the necessary real-time location tracking for home moving objects by a the LBS moving object monitoring algorithm, and to be ensured that real-time security monitoring of the home environment by embedded web server remote monitoring system.
University Code： Author： Student ID： Mentor 1： Mentor 2： Field： Date of Oral Defense：
10248 YANG Haichuan 1090379273 TANG Feilong ZhengJian Software Engineering 27th，Jan， 2013
关键词 物联网，无线传感器网络，智能家居，安防系统，位置服务
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基于物联网的智能家居安防系统设计
DESIGN AND IMPLEMENT OF SMART HOME SECURITY SYSTEM BASED ON
INTERNET OF THINGS
ABSTRACT
With the development of Internet of Things (IOT), wireless sensor networks (WSN), embedded microcontroller, mobile communications and other modern network information technology, smart home market will be growing fastly. Intelligent home control system, which is specialization 、 integration 、 low cost, will generate enormous business opportunities.When smart home is getting into people‟s lives,home security has become the primary requirem ents for intelligent home so that intelligent home security system has become an important part of the intelligent home.
为解决传统智能家居安防系统中存在的功能单一、误报率高、不能实现实时远程 网络报警、不能记录现场情况和犯罪证据等不足，以及满足人们对现代家居的智能化新 需要，本文基于成熟的嵌入式单片机技术基础，结合目前现有的 IOT、第三代移动通信 (Third-Generation Mobile System)（简称 3G）、全球定位系统(Global Positioning System)（简称 GPS）以及位置服务(Location Based Services)（简称 LBS）等新技术， 提出了一套智能家居安防系统解决方案。该解决方案依据现代人的个性化需求，将与家 居生活有关的各个安防子系统如智能门禁、WSN 环境监控、移动物体定位和远程监控等 有机的结合在一起，通过无线网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家 居生活安防体验。本文主要完成了以下任务：
基于物联网的智能家居安防系统设计
A Dissertation Submitted to Shanghai Jiao Tong University for Master Degree of Engineering
DESIGN AND IMPLEMENT OF SECURITY SYSTEM IN SMART HOME BASED ON INTERNET OF THINGS
1、智能家居安防系统体系架构及功能模块方案设计与实现。为方便人们根据安全 需求选用配套模块，本文以模块化形式设计并实现了智能家居安防系统，其主要包括中 央控制器、WSN 环境监测、门禁控制、移动物体定位、远程监控等功能模块，选用 PC 机或平板电脑作为中央控制器，单片机作为其他模块核心控制面板。该系统通过身份识 别方法保证门禁系统的身份识别与安全性鉴定；通过 WSN 的布局与数据传输模式保证家 居环境的安全检测与报警功能；通过 LBS 移动物体监测算法为家居移动物体提供必要的 实时定位与跟踪；通过嵌入式 web server 远程监控系统实现网络远程监控，保证家居 环境的实时安全监测。
学位论文作者签名： 日期： 年 月 日
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2、WSN 环境监控模块系统结构与路由算法设计与实现。该模块主要是为家居环境 提供实时环境监控与报警处理。通过燃气、火焰、烟雾、人体感应红外、温度、湿度、 光等传感器以及中央控制器构建了 WSN 环境监控子系统；同时为提高系统实时性，在 LEACH 协议基础上设计和实现了一种实时阈值路由算法(Real-time Threshold Routing