智能家居安防系统开题报告.doc

华 北 科 技 学 院
2019届本科毕业设计（论文）开题报告

论文题目：基于物联网的家庭安防监控系统设计与实现
学生姓名： 孙东妮 学 号： 201 07054128
院 （部）： 计 算 机 学 院
专 业： 物联网工程 班 级： 物联B151
指导教师： 吴静

2019 年 3月 15日

2019 届本科毕业设计（论文）开题报告
1.设计背景或研究意义
1） 设计背景
智能家居的逐渐应用于人们生活的各个方面，尤其在家居安全方面直接解放了人们的传统的安防习惯，提高了人们的生活安全感，保证家庭实现了当代社会的安全保护。但是在以往的智能家居系统中，大多数是通过被动模式来实现防护功能，一般是借助有线连接来进行交互，除了要有专业的人员以及公司去安装和维护，还需要较高的施工成本。同时还存在施工周期长、系统灵活性比较差以及缺乏充足的扩展功能等问题，无法有效的解决用户更新升级等很多问题。而通过无线传感器网络技术作为基础，就可以有效地降低维护成本，而且具有灵活的部署等特点，可有效解决传统家居存在的问题。所以，基于无线传感器网络技术的家庭安防监控系统在未来值得人们所关注，能够充分地满足人们对安全生活环境的基本要求。 
2） 研究意义
家庭安防产品在国外普及率达到85%，是欧美家庭必需品。在国内才刚刚起步。当家中无人时，家中的煤气，水电等可以通过温湿度传感器，烟雾传感器等实时监控，若有异常可直接由控制系统作出处理和远程报警。同时对门禁用过人体红外，摄像头等实行实时监控，有人到访则实时汇报。同时设置防盗系统，若有小偷到访则远程报警。
通过本监控系统对家庭进行实时防护，实现一个全方位，实时性，多功能，智能化的家居安防综合系统。
本课题的研究背景正是基于无线传感网络，对整个家庭实行实时监测，采集与家庭环境的相关环境信息，监测窗户及门禁，通过网络发送给服务器进行数据分析与统计，并采取相应的措施，以达到保证家庭安防监控要求。

2.设计的主要环节或论文的基本内容
⑴系统的需求分析
①系统需求分析：
本系统分为采集节点、受控节点、网关、服务器端和Web终端。服务器端主要实现对数据的分析和处理,网关节点主要负责将数据传送给服务器,服务器进行数据处理。采集节点主要实现对数据的采集和传输，网关负责控制下层外设（风扇、摄像头等）。Web终端负责接收网关发来的数据
②性能需求分析
1. 硬件环境：
1).采集节点:温湿度传感器、烟雾传感器、红外对射传感器、人体红外传感器等。
2).受控节点：继电器、风扇、摄像头
3).网关：esp8266
4).服务器：PC机
5).Web终端：手机
2. 软件环境：
1).采集节点和受控节点:
编程语言及工具: IAR开发环境，使用C语言
2).网关:
操作系统：Linux
编程语言及工具：C/C++语言，使用Qt开发平台
3).服务器:
数据库系统:mysql
编程语言及工具：C语言，Linux下的vim
4).Web终端:
编程语言及工具：java语言，使用Tomcat Dreamweaver开发环境

⑵总体设计
①A.节点采集数据并发送给网关->网关将数据发送给服务器->
服务器对数据进行分析处理->通过网关向下实现现场处理
B.Web终端从网关获取到数据
②功能模块图

图1 系统功能模块图
该系统要实现的基本功能如下：
1） 家庭环境监控和报警： 通过温湿度传感器，烟雾传感器。将采集到的数据传送给网关，并由网关协调风扇进行控制和远程通知Web终端进行报警。
2） 家庭防盗监测和报警：当网关接收到由设在窗户处的红外对射采集节点送来的数据，进行处理并发现异常时，向Web终端发出报警信号。
3） 家庭门禁监测和报警：通过设置在房门前的人体红外传感器对家庭门禁进行监测，并将摄像头所拍摄的图片发送给Web终端
4） 系统相关数据分析与决策：通过对温湿度传感器、烟雾传感器数据的采集，对火灾的概率及时间进行统计并分析，并对用户作出相应提示。
③数据库设计
本系统服务器端计划采用MySQL数据库系统
⑶详细设计
对系统各模块进行详细设计。
⑷系统的编码
本系统采集节点为烟雾传感器、温湿度传感器、红外对射传感器、人体红外传感器，受控节点为风扇、摄像头等，使用IAR开发工具，选择C语言；网关基于Linux操作平台，采用Qt作为开发工具，选择C++；服务器端采用linux下的vim作为开发工具，选择C语言进行程序设计；Web终端选用java语言，使用tomcat dreamweaver开发环境。

⑸系统测试
对系统的各模块进行测试，使用单元测试和集成测试两种方式。单元测试，首先对系统中的硬件环境进行测试，将好的程序装入硬件中先测试硬件的好坏；其次是将系统载入硬件中，对每一个单元进行测试，测试是否完成达到所期望的效果。集成测试是在单元测试的基础上，将所有模块按照设计要求组装成为子系统或系统，进行集成测试。
2019 届本科毕业设计（论文）开题报告
3.进度安排
时间按周写, 以大模块为划分单元.
(1)第5周～第5周, 完成需求分析；
(2)第6周～第6周, 完成总体设计；
(3)第7周～第7周, 完成详细设计；
(4)第8周～第11周, 完成系统的编码；
(5)第12周～第13周, 完成系统测试；
(6)第14周～第17周, 完成撰写高质量的毕业设计(论文)说明书。

指导教师意见：
（对本设计或论文的深度、广度及工作量的评价）
该题目难易程度(A.适中、B. 偏难、C. 偏易)；工作量(A.适中、B. 偏少、C. 偏多)；涉及到的主要专业知识点为：（A. 软件工程、B. 数据库、C. 界面设计理论、D.语言编程）前期已完成的主要工作( A.深入、B.较深入、C.不深入)；后续工作在规定的时间内学生经过努力(A.可以、B. 基本可以、C.不可能)完成。
(A.建议、B.经过修改完善后、C. 不建议) 开题。

指导教师（签字）：
年 月 日
系（教研室）审查意见：

(A. 同意、B.经过修改完善后、C.不同意)开题。

系（教研室）主任（签字）：
年 月 日

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