基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的家庭安防預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計開題報告一、開題依據(jù)（研究目的、意義及國內(nèi)外研究概況，附主要參考文獻(xiàn)）隨著科技的快速提高，經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，小區(qū)生活開始成為人們生活的首選方式，同時這種生活方式也面臨著潛在的安全危險REF_Ref96782919\r\h[1]，由于城市人口的增長、外來人口的逐漸增多及天然氣和大量家電設(shè)備運(yùn)行中的不安全因素等，對小區(qū)住戶的生命和財產(chǎn)安全構(gòu)成了威脅，其中給住戶生命和財產(chǎn)帶來了最大的威脅為以下三大方面，一方面是惡意侵害（如入室盜竊、搶劫)，另一方面是發(fā)生意外事故（如失火、天然氣泄漏)，還有一方面是自然災(zāi)害（如暴雨導(dǎo)致的積水），因此住戶對家庭安全需求的增長也越來越快。智能家居是指運(yùn)用先進(jìn)的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、嵌入式技術(shù)和傳感控制把與家庭日常生活密切相關(guān)的多個核心子系統(tǒng)，有機(jī)地整合到一起，并進(jìn)行統(tǒng)籌管理，從而讓家庭的日常生活環(huán)境變得更加舒適與安全REF_Ref96782933\r\h[2]。基于ZigBee和Arduino的智能家居安防系統(tǒng)，克服了傳統(tǒng)的智能家居安防系統(tǒng)中布線繁瑣、效率低下等問題，也增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性和操作性REF_Ref85392917\r\h[3]。國內(nèi)外研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀智能家居的概念起源很早，但始終未有具體化的建筑案例出現(xiàn)，直到1984年美國聯(lián)合科技公司將建筑設(shè)備信息化、整合化概念應(yīng)用于美國哈特佛市的CityPlaceBuilding時，才出現(xiàn)了世界首幢的“智能建筑”，并由此拉開了全世界爭相建造智能家居的帷幕REF_Ref90047466\r\h[4]。隨后歐美等經(jīng)濟(jì)雄厚的國家便紛紛上陣。智能家居在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)應(yīng)用非常廣泛，使用頻率非常高，大家都愿意去嘗試這樣一種生活方式REF_Ref90047562\r\h[5]。隨著人工智能的進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用，智能家居也開始了新的發(fā)展進(jìn)程。美國谷歌公司的智能家居設(shè)備，美國Amazon公司的智能音箱，美國Apple公司的智能音箱等。這些智能家居系統(tǒng)產(chǎn)品功能較為完善，且操作方式簡單便捷，只需要在有網(wǎng)絡(luò)的地方打開APP，就可查看家中情況，并進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，便于用戶使用。雖然這些智能家居系統(tǒng)功能相對較完善，但普遍是為有一定經(jīng)濟(jì)實力的中高端用戶而定制設(shè)計開發(fā)，價格較為昂貴，普通家庭也難以普及REF_Ref90047619\r\h[6]。國內(nèi)研究現(xiàn)狀中國的智能家居技術(shù)發(fā)展相對較晚，一直到2000年，才開始有廣播、電視、報紙和雜志等形式進(jìn)行推廣宣傳REF_Ref89985244\r\h[7]。21世紀(jì)以來，雖然中國相繼誕生了許多以智能家居產(chǎn)品為主要市場競爭力的研究開發(fā)公司，但是相應(yīng)的科技執(zhí)行力度和營銷體系卻依然處在萌芽階段，也并沒有較為健全的管理制度系統(tǒng)對智能家居產(chǎn)業(yè)的設(shè)計、營銷等做出規(guī)范與管理，這些都對智能家居在中國的發(fā)展有著些許的阻礙作用。由于政府近些年來的各種優(yōu)惠政策都在持續(xù)地推動下，自2011年開始，國內(nèi)外的智能家居產(chǎn)品就如雨后春筍般進(jìn)入了國內(nèi)市場，同時人們的消費(fèi)程度也逐步提高，為國內(nèi)智能家居的興盛發(fā)展迎來了嶄新的時代REF_Ref89989677\r\h[8]。目前，國內(nèi)智能家居公司更加重視相關(guān)核心技術(shù)的研究和運(yùn)用，技術(shù)成果日益趕超國外公司，己有后來居上的勢頭。在國內(nèi)智能家居領(lǐng)域?qū)＠暾埩壳笆坏墓九琶?，除去位居首位的韓國三星電子株式會社（專利數(shù)量260項）為國外公司外，其他九家全是國內(nèi)公司，其中排名第二位的小米科技有限責(zé)任公司（專利數(shù)量252項）、第三位的珠海格力電器股份有限公司（專利數(shù)量248項）REF_Ref90056273\r\h[9]。在2019年底，中國已經(jīng)成為全世界最大的物聯(lián)網(wǎng)市場，數(shù)據(jù)顯示，2016-2020年我國智能家居市場規(guī)模將從2608.5億升至5144.7億元，年均復(fù)合增長率為18.51%REF_Ref90056388\r\h[10]。隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，智能家居必然會用到更加先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，實現(xiàn)自身的進(jìn)一步發(fā)展REF_Ref90059900\r\h[11]。參考文獻(xiàn)[1]劉五一,高明慧,肖鵬飛.基于ZigBee的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計[J].電子世界,2019(05):165-166.[2]陳新奮,彭銀橋.基于STM32和ZigBee的智能家居控制系統(tǒng)[J].電子技術(shù)與軟件工程,2019(21):16-18.[3]隆良梁.基于ZigBee組網(wǎng)的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計[D].西南科技大學(xué),2018.[4]何聯(lián)民,劉東.淺談中小城市的智能住宅小區(qū)設(shè)計[J].中國住宅設(shè)施,2013(1):4547.[5]隆良梁.基于ZigBee組網(wǎng)的智能家居安防系統(tǒng)設(shè)計[D].西南科技大學(xué),2018.[6]黃曉斌.一種基于STM32單片機(jī)的多功能智能家居控制系統(tǒng)[D].西安電子科技大學(xué),2021.[7]史曉峰,王治杰.淺談智能家居的發(fā)展[J].電腦迷.2014,000(017):107-108.[8]張治海,倪笑宇,常旺辰,等.智能窗戶與智能家居一體化發(fā)展研究[J].無線互聯(lián)科技,2021,18(17):115-116.[9]趙銘思.搶灘千億智能家居市場[J].中國新時代,2020(11).[10]中商情報網(wǎng).2021年中國智能家居行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀分析[OL]./news/chanye/20210804/1400261542670.shtml.[11]劉丹.智能家居產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò),2021,47(08):47.二、主要研究內(nèi)容（說明研究課題的具體內(nèi)容及課題的新穎性，并明確重點解決的科學(xué)問題及預(yù)期結(jié)果）本系統(tǒng)是通過在家庭環(huán)境中所需的地方放上ZigBee終端節(jié)點，節(jié)點上連接傳感器用于采集屋內(nèi)所需的環(huán)境信息，然后通過ZigBee網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行無線組網(wǎng)，終端節(jié)點會向在同一個無線傳感網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的協(xié)調(diào)器定時傳送數(shù)據(jù)，協(xié)調(diào)器通過連接ESP8266無線模塊，可以實時將采集到的數(shù)據(jù)發(fā)布到MQTTBrokerServer上面。便于后續(xù)的可視化操作和設(shè)備的自動化控制，由于系統(tǒng)采用ZigBee技術(shù)，靈活性和可擴(kuò)展性都大大增加。三、研究方案（研究方法、研究工作的總體安排和進(jìn)度，理論分析、計算、實驗方法和步驟及其可行性，可能遇到的問題及解決辦法）本系統(tǒng)中的主控制器使用搭載ATmega2560芯片的Arduino-Mega2560開發(fā)板同時搭配SensorShield擴(kuò)展版，其擁有豐富的IO口，以便于連接家中各式各樣的設(shè)備，同時其具有4個硬串口，可以連接ESP8266無線模塊、GPRS模塊其他外設(shè)設(shè)備。其通過連接ESP8266模塊可以通過連接服務(wù)器訂閱主題就可以根據(jù)采集的信息，智能的控制家中的安防設(shè)備，保障用戶的生命和財產(chǎn)的安全。在本系統(tǒng)上位機(jī)采用的微信小程序，現(xiàn)如今人人都有微信，大大提高了用戶的便捷性，同時微信小程序不限制手機(jī)系統(tǒng)，不論是蘋果用戶還是安卓用戶，只要在有網(wǎng)絡(luò)的地方，用戶可以隨時隨地打開微信小程序，即可遠(yuǎn)程實時查看到家中的環(huán)境信息，同時也可以遠(yuǎn)程的控制家中的電氣設(shè)備?；赯igBee技術(shù)和Arduino的智能家居安防系統(tǒng)，從成本、功耗、穩(wěn)定性和靈活性都具有無比的優(yōu)越性，并且可以更有效的保障用戶的人身財產(chǎn)安全和居住環(huán)境的安全。四、指導(dǎo)老師意見