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推荐下载关于家庭自动化系统
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关于家庭自动化系统
家庭自动化系统,建立和开发家庭自动化系统旨在适应现代人民的生活信息化和
对家居产品信息化的需要。
一、新问题定义
(一)、引言及相关背景
自动化在各行各业、各个领域都发挥了其巨大的功能,同时也走入了我们的家庭。
随着电子技术的发展,家庭自动化时代的来临,消费电子产品(ConsumerElectronics)已
和咨讯(Computer)、通讯(Communication)两项产品的技术结合在一起,成为目前所通称
的3C产品,并使家用电子电器产品迈向家庭自动化(HomeAutomation)的方向。
随着全球经济的不断发展,我国的市场经济也飞速发展,人民生活水平不断提高,
家庭自动化系统在美国以及国际市场都具有广阔的前景,在中国市场也是快速形成
期,这些提高人类生活质量的产品将构成世界范围内后PC时代的新兴IT市场。
(二)、任务描述1、专案背景
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项目名称摘要:
家庭自动化系统(HomeAutomationSystem,简称HAS)
项目委托单位摘要:
XXX智能家居设备公司
软件开发单位摘要:
兰州商学院06级计算机科学和技术
(1)班软件开发小组
2、目的
本系统要求能够实现家庭住宅中各个设备的自动管理和人工个性管理,该系统能控
制、监视和协调家电(如室内外照明、家庭保安系统、家庭环境控制系统、空调、电视
机等)。
该系统会在相应的时间内各个设备发出相应的指令,完成各个设备的自动化管
理。
该系统应该是可以适应变化的,因此,必须侦测环境的变化,而且通过识别本系
统中的变化来转变,并且所识别出的变化应该在系统中被实现。
系统可以是自动适应
变化或是手工适应变化。
系统控制的任何设备发生异常,必须通过适当的信息来通知
用户并进行异常处理。
该系统必须有一个数据库,内含所有该系统所控制的设备的信
息,包括每一种设备连接到系统的日期,系统用户所发布的重要动作等信息。
3、运行环境
2
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本系统是设备控制类系统,由主机通过相应的接口部件监听和控制各个硬设备。
数
据库服务器由SQLServer实现。
操作系统摘要:
windows2000、windowsxp以上;数
据库服务器端软件SQLServer2005。
(三)、功能描述
本系统由灯光控制、保安控制、环境控制、家电控制、用户登录及管理
等各模块组成。
灯光控制摘要:
实现对室内外所有灯光的时间周期性控制和用户的直接控制;
保安控制摘要:
实现对室内外所有视频监控设备的周期性工作控制及异常处理,和
防盗防火设备的控制及异常处理;
环境控制摘要:
实现对家庭环境设备(包括花园、阳台、室内温湿度报告)的时间周期
性控制以及各设备的异常处理;
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家电控制摘要:
实现对家庭中各个聪明家用电器的人性化控制及各设备的异常处理;
用户登录及管理模块摘要:
实现用户对各个模块中所用设备的时间周期性定义以及
对各个设备的直接管理和控制。
二、可行性分析
(一)、可行性探究的前提
家庭是高薪技术的下一个前沿阵地。
对家庭中遥控、自动化和娱乐的要求呈上升态
势。
消费者希望自己的日常生活更简便、更平安。
当然,优秀的家庭自动化产品应给
具有以下的特性摘要:
(1)、标准化摘要:
家庭自动化产品应依照国际上流行的相关协议进行设计,充分保
证各厂家产品间的兼容性和相互操作能力。
(2)、开放性摘要:
家庭自动化系统应该具有开放的协议,统一的接口。
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(3)、模块化摘要:
采用模块化的设计可以适应各种场合的需要,保障用户的利益,
并答应系统的逐步到位。
(4)、实用性摘要:
家庭自动化产品应该切实地为用户提供各种实用化的功能和服
务。
(5)、普及化摘要:
家庭自动化系统应该面向低成本,高性能的目标设计,住户对价
格较为敏感,所以智能住宅采用的技术要较为经济。
同时,家庭自动化系统应该能最
大程度兼容用户原有的电器设备,保护用户投资。
(6)、简洁易用摘要:
好的家庭自动化产品应该简便易用、用户接口友好,并且不需
要使用者花上太多的精力就能把握。
(二)、优越性
在国内家庭自动化是一个较新的概念,虽然越来越多的厂家开始投入到家庭自动化
的来发和生产中,但是由于没有统一的标准,尚处于一家一户自行开发的局面。
而随
着房屋的商品化,从而加强了人们对居家的要求,希望一步到位或者具有开放的协
议,统一的接口,这样来保证产品能不断地适应未来发展趋向,而本系统就是基于统
一的标准和接口设计的,具有充分的发展潜力。
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(三)、基本的数据流图
图1、HAS的基本数据流模型图
图2、HAS的一级数据流模型图
图3、HAS的二级数据流模型图
(四)、经济可行性
1、支出
构建系统时的金费主要有摘要:
用户在要购买日常生活中的家电及各种电子产品是
花费一定数额的资金,在购买组成系统的一些小型物理器件时会有资金的支出。
2、效益
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可以高效,快捷的管理生活家电设施,提高生活的质量。
3、收益、投资比良好、可行。
(五)、技术可行性
本系统有许多不同的传感器,单片机和输出报警系统以及一些异常的自动处理系统
和接入的各种家电设备组成。
物理设备在市场上均有售,因此,物理设备上不用多考
虑,我们主要实现将不同设备按照一定的结构连接起来,使之能够完成我们的预期目
标
(六)、社会因素可行性分析
1、法律因素
申请法律保护或相关保险。
法律可行性是考虑要开发系统是否存在任何侵犯、妨碍和责任新问题,用户操作可
行性考虑待开发软件的运行方式在用户组织内是否行得通,现行管理制度、人员素
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质、操作知识是否可行。
tips:
感谢大家的阅读,本文由我司收集整编。
仅供参阅!
商务写字楼电力线宽带上网
方案,争取更多的市场份额,快捷、便利地通过访问Internet获取准确、高效的市场信
息显得十分重要。
商务写字楼内主要是中小型企业,企业在激烈的市场竞争中,为了提高自身竞争
力,争取更多的市场份额,快捷、便利地通过访问Internet获取准确、高效的市场信息
显得十分重要。
企业对Internet宽带接入的需求日益增长。
目前,很多已建的商务写字楼内没有传统的网络布线,如何才能经济、灵活、方便
地解决这类已建商务写字楼的宽带接入网?
现在,开展接入网业务有两种方式:
一种是
建立新的网络,另一种是利用已有的线路资源。
第一种方式可通过无线、新铺电缆或
光纤等方法实现,无线方式需要射频转换的硬件,由于成本较高,难以得到大面积推
广,只能作为有线接入的一种补充;新铺电缆或光纤需要重新布线,费时费力,并给用
户带来诸多不便。
因此,利用现有线路资源是比较理想的解决方式。
现有线路资源主
要有:
电话线、有线电视网和电力线。
电话线利用ADSL、VDSL方式;有线电视网利
用CableModem方式。
现在,随着电力线通信技术的不断发展,我们又多了一种更方
便,更经济的选择--即电力线通信(PLC--PowerLineCommunication),通过电力线高速
上Internet网已成为现实。
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利用电话线的xDSL和利用有线电视网的CableModem设备投入及运营成本较大,
而且相对于电力线而言,其线路覆盖范围要小得多。
电力线几乎无所不在,在每个房
间,至少都有一个以上的电源插座。
通过利用传输电流的电力线作为通信载体,使得
PLC具有极大的便捷性,只要在房间任何有电源插座的地方,用户只需把电力调制解
调器(USB接口电力网卡--PLA1411U或RJ-45接口电力网桥--PLB1411E)的一端插到电
源插座上,一端接到电脑,不用拨号,就立即可享受最高达14Mbps的高速网络接入,
来浏览网页﹑拨打VoIP电话和观看在线电影,从而实现数据﹑语音﹑视频以及电力于一体
的四网合一!
而且在室内组网方面,计算机、打印机、VoIP电话和各种智能控制设备
都可通过普通电源插座,由电力线连接起来,无需网络布线,便可组成局域网,高速
共享Internet网资源。
现有的各种网络应用:
如话音、电视、多媒体业务、远程教育
等,都可通过电力线向用户提供,从而可实现宽带接入网和室内组网的多网合一。
因
此,电力线通信在商务写字楼中小型企业的组网和接入等方面优势十分明显。
根据商务写字楼内企业上网的数量,考虑以下几种PLC接入方案:
1、楼内宽带接入用户数较多时,采用FTTB+以太网+PLC的方案。
采用10M端口
容量的光纤到大楼,安装一台交换机,作为楼宇的核心交换设备。
在垂直配电间根据
实际情况我们可以在每层或每几层安装一台PLC局端设备(电力线网络数据集中器
PLM1461E),一台PLM1461E电力线网络数据集中器可输出6路高频数据信号,通过
线路耦合到楼层配电箱上,将一个楼层或数个楼层共划分为6个最高传输速率为
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14Mbps的共享区域。
每个企业用户可根据上网的电脑数量和上网的速度要求确定共享
区域,每个共享区域最高传输速率为14Mbps。
电脑终端数较多的用户视原电力线路的
结构条件可独享一个或多个共享区域。
电脑终端数少的用户可几家共享一个共享区
域。
PLC局端设备的安装台数由实际需要的共享区域确定。
由楼宇核心交换设备至各
台PLC局端设备间的数据线采用以太网方式的五类双绞线,保证100M带宽到PLC局
端设备。
这样,高频数据信号通过PLC局端设备藕合到电力线并通过电力线传输至每
间办公室内任一电源插座上,通过USB接口电力网卡(PLA1411U)或RJ-45接口电力网
桥(PLB1411E)到达用户计算机。
采用PLC接入方式,在整个施工期间,只需要在配电
间敷设垂直线缆,大楼内其它地方无需进行任何线路铺设。
企业用户不需在办公室内
作任何布线,利用电力线就可实现高速上网,同时可以组建企业的内部局域网。
2、大楼内宽带接入用户数较少时,可采用FTTB+PLC的方案或ADSL+宽带路由器
+PLC的方案。
FTTB可根据实际需要申请2M或10M端口容量。
整个大楼可视原电力
线路的结构条件先在总配电柜处设一台PLM1461E电力线网络数据集中器或5~6个楼
层合设一台PLM1461E电力线网络数据集中器,每台LM1461E可输出6路高频数据信
号,通过线路耦合到总配电柜的各出线回路或每层的楼层配电箱上,通过普通民用电
力线输送高频数据信号至总配电柜或搂层配电箱所覆盖的各个楼层电源插座上。
用户
通过USB接口电力网卡(PLA1411U)或RJ-45接口电力网桥(PLB1411E)便可高速共享
Internet资源。
电力线上网的网络安全措施:
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为了保护客户的信息安全,Leapcomm电力线通信产品在设计时充分考虑了用户对安
全方面的的需求。
根据HomePlug1.0标准,电力线网络设备的信号是无法穿越电表。
因此可以使用类
似电表的低通滤波装置将电力线网络区隔成为不同的广播共享局域网络环境。
一个低通分隔的广播共享局域网内相同电力线回路的电力线网络设备之间,网卡中
内置的56bit加密技术可以保证数据通信的安全性能。
而在普通的五类线的传输中是没
有加密传输的。
在企业用户内部局域网络中,可以设置每个设备的用户名和密码来保证传输的可靠
性和安全性。
对信息安全要求较高的企业,除有上述安全措施外,还可在终端接入设备(电力网桥)
后增加一台LeapCommIPS2040宽带路由器或者终端接入设备采用PLR1409电力宽带
路由器,通过宽带路由器与计算机相接,由此将企业用户内部局域网与广播共享区域
隔离开。
校园网解决方案
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教育信息化是电子商务社会存在和发展的基础,而校园网与电子商务之间的联系也
正越来越紧密。
下面将结合一个典型普通中等学校校园网的案例作简要介绍。
3.2.1应用规模:
该校园网的应用规模如下:
1.2个多媒体教室:
各约60个多媒体用户
2.1个电子阅览室:
约20个多媒体用户
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由于在本系统中是有合同作
为双方合作的基础,所以不会存在任何侵犯、妨碍和责任新问题。
即使存在了,也可
以根据合同进行分析,一定有人会负责任,所以此系统完全可以进行开发。
2、用户使用可行性
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本系统面向中高阶层的人们消费,主要用于用户实现对家电的统一管理,进行各种
相关操作并对家电的状态进行实时检测。
由以上经济、技术、操作和法律四方面的分析可以看出,本系统的开发时机成熟,
从多种角度考虑,都是可行的。
(七)、结论
经过以上经济可行性、技术可行性以及法律因素各个方面的探究分析得出,本系统
可行。
三、需求分析
(一)、家庭自动化系统工作流程分析
(1)、在用户登录时进行检查,控制不同的用户使用系统的权限;
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(2)、对用户的管理,包括对用户信息的增加、删除和修改;
(3)、对指定时间内的操作记录进行管理,包括查看操作记录、手工删除操作记录、
记录一次操作以及对失效的记录进行自动清除;
(4)、查看设备的状态,包括对连接到系统控制中的所有设备的状态以及是否出现异
常现象进行查看;
(5)、控制子系统接受主系统发送的信息;以及向主系统发送信息;控制子系统将主系统
发送的信息,发送给指定的设备;
(6)、对设备进行监控,包括启动监控设备、停止监控设备、监控设备;
(7)、对系统中的设备进行管理,包括增加设备以及删除己经连接到系统中的设备;
(二)、家庭自动化系统需求分析
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1、家庭自动化系统的非功能性需求分析
设计家庭自动化系统的目的是完成对家电产品以及相关设备的管理和控制,达到远
程控制和使用家电设备的目的,其最终目的是提高人类的生活质量,因此需要具备良
好的性能,满足实际工作的需要是十分必要的。
家庭自动化系统的具体性能目标如下摘要:
(1)、系统的快速反应
家庭自动化系统首先要保证的就是系统的反应速度。
在设计和实施中采用先进的网
络技术和系统,并在应用软件的选择或编制中尽可能采用先进的技术,最大限度地提
高系统的响应速度,以便于快速查询。
(2)、系统良好的可维护行和开放性
系统设计应面向未来的发展,提供各种必要的标准接口,以使用户可以根据需要随
时添加必要的设备和系统,扩充系统功能。
要充分考虑到家庭自动化的发展趋向以及
不断变化。
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(3)、充分保证系统的平安性
家庭自动化系统中设备的使用具有平安性要求,因此,必须建立一整套的系统平安
保密办法,规定一系列访问系统的不同级别的权限,杜绝非法访问。
(4)、友好的人机界面
系统的用户不可能是专业的计算机技术人员,甚至对计算机了解甚少,所以要提供
清楚、友好的系统接口,提高系统的可操作性和人机交互功能,最大限度地方便用户
的使用。
同时系统应能提供的方便的联机再现帮助功能。
(5)、考虑家庭自动化系统中设备发生变化以后的集成
家庭自动化要实现真正的信息化,必须考虑以后系统的集成新问题,这样才能使系
统不至于很快的就被淘汰。
2、家庭自动化系统的功能模块分析
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家庭自动化系统旨在开发出一个符合人类生活需求的家庭自动化模拟系统,该系统
主要分为五个子系统摘要:
用户登录子系统,灯光控制子系统,家电控制子系统,环境
控制子系统和保安控制子系统。
(三)、数据描述1、静态数据
系统中预存的各种标准数据。
2、动态数据
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数据名称摘要:
家庭自动化
系统
简述摘要:
由系统管理员来负责对连接在系统中的各种家电实施具体动作。
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数据条目摘要:
系统管理要求=[用户管理|灯光控制|家电状态监测|环境监测|保安控制
用户管理=登录+用户信息+用户权限
灯管控制=室内灯光+室外灯光
家电状态监测=接入家电数目+家电功能+家电当前状态
环境监测=温度+湿度+调节
保安控制=门窗监控+视频监控
家庭自动化系统如上文
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