1、重慶大學大學生科研訓練計劃項目申報書項目名稱： 面向物聯網的遠程測控智能終端 申 請 人： 楊日釗 趙 念 李明洋 所在學院： 光電工程學院 指導教師： 鄭 偉 聯系電話：“重慶大學大學生科研訓練計劃”項目申請表項目學院（公章）：光電工程學院實驗室及設備管理處制表項目名稱面向物聯網的遠程測控智能終端項目所屬學科學科名稱（ 自動化儀器儀表與裝置 ） 學科代碼（ 4131040 ）研究類型基礎研究 試驗研究項目開展所在實驗室校級實驗室、 院級實驗室、 其他實驗室（名稱）項目組人數3人項目實施時間 2011 年 6 月至 2012 年 6 月項目所需經費2000元項目組成員（含項目負責人）姓 名學

2、號年級專業班聯系電話簽 名楊日釗09級測控技術與儀器1班趙 念09級測控技術與儀器1班李明洋09級測控技術與儀器1班指 導 教 師姓 名職 稱學 院專 業聯系電話鄭 偉副教授光電工程學院儀器科學與技術研究內容（300字以上）物聯網物物相連的互聯網（The Internet of Things）技術的迅猛發展為家居設備的智能化、人性化提供了嶄新平臺。其中，物聯網技術體系包含的核心技術遠程控制技術是實現智能家居系統的支撐技術，對家庭設備的智能管理發揮著重要作用。本項目提出研究一種面向物聯網的遠程測控智能終端，以服務于智能家居系統為具體應用背景。該系統以嵌入式計算機為核心，實現對家居環境的數據采集、

3、對家居設備的遠程控制以及測控數據的通信收發等功能。系統由以電信網絡為媒介的人機系統構成，具體分為監控中心（家居主人）、遠程測控終端（Intelligent Remote Control Terminal Unite簡稱IRCTU）和通信介質三部分。監控中心（身處異地的家居主人）通過手機接收家居監測信息并發送各種控制指令；遠程測控終端IRCTU實現家居現場的數據采集處理、執行機構控制以及與監控中心的遠程通信。具體研究內容包括：1）IRCTU前端數據采集電路研究。設計以溫度為代表的室內環境參數監測前端采集電路，同時設計多路通用的信號調理電路并預留傳感器接入端口，可按需求接入多種環境監測傳感器；2)

4、 IRCTU核心控制器及外設控制電路研究。設計以AVR單片機為核心的小型化嵌入式計算機系統，將研究內容1）中的數據采集電路集成入內，同時以光耦隔離、繼電器等方式輸出對家居設備啟停的控制信號（初步計劃控制家居設備的供電插座）。3）IRCTU和監控中心的遠程通信研究。設計實現對雙音多頻(DTMF)電話信號的解碼及處理，實現以電信網絡為媒介的測控信息遠傳。立項意義（含國內外研究現狀。300字以上）智能家居在中國乃至全世界有廣闊的前景，是一個朝陽行業，就目前的發展趨勢分析，預計在今后幾年內全世界將有近億的家庭構建智能、舒適、高效的家居系統。從未來發展趨勢來看，無線智能家居已成為發展主流。物聯網專家王汝

5、傳提出：“無線智能家居系統是物聯網應用的一個具體領域”。由此可見無線智能家居應該是物聯網大潮中的發展趨勢之一。前段時間在物聯網概念的影響下，智能家居引發了媒體和民眾的高度關注，但是現有市場上要安裝一整套智能家居系統的成本還是比較高的，在小區別墅中使用比較普遍，但對于普通用戶來說要想享受這種高科技智能生活還需要一段時間。本項目充分考慮用戶需要，積極研發適合用戶個性化配置的產品，增強智能家居系統通用可移植性，同時降低其構建成本，使智能家居能真正進入尋常百姓的生活。本項目提出實現的遠程測控智能終端是構建智能家居系統的核心控制裝置，具有一定通用性。它將有效降低智能家居系統的構建成本，具有應用上的高度靈

6、活性，能在普通家庭普及使用。遠程智能測控，既滿足了現代生活的快節奏，又體現了人性化需求。通過本系統，可以實現家電的智能遠程控制，例如在異地遠程控制家里照明燈的亮滅、空調的啟停、對環境參數的監測等。本項目研制的系統構建成本低，彌補了當前智能家居高費用、可移植性差等缺點，改善了傳統端口單一、專用等局限性，具有廣闊的應用前景。研究路線（或研究方案）研究整體方案見圖1所示： 模塊1IRCTU遠程監控中心家居環境及設備對象模塊6IRCTU前端數據采集模塊2信號傳送模塊5多路輸出端口模塊4IRCTU核心控制器模塊3信號編解碼 圖1 研究整體方案圖分述如下：模塊1：IRCTU遠程監控中心主要由手機，電腦等通

7、訊設備組成，由家居主人利用這些通訊設備在異地進行控制信號發出和監測信號的回饋接收。在任何地方，都可以遠程控制家中的電器產品，例如，開啟空調、關閉熱水器，甚至在度假時，將家中的燈打開和關閉，讓外人覺得家中有人。模塊2：信號傳送將家里和外界連成網絡，利用電信網絡進行測控信號的遠程傳輸。模塊3：接收遠程控制指令并解碼，傳送給核心控制器；將核心控制器傳遞出的監測信息進行編碼，發送到通信網絡。模塊4：以AVR單片機為核心的控制器，實現采集、控制、通信及計算功能。模塊5：發送控制信號，例如開關的“開”或“關”，接至為多種家電供電的插座，實現對現有家電的免改造啟停控制。模塊6：對家居環境相關參數（例如溫度）

8、進行監測，回饋信號到核心控制器。 創新點1. 本項目提出了面向物聯網應用的多路輸入輸出智能控制終端，可以根據需求連接多種傳感器及外設，彌補了當前智能家居高費用、可移植性差等缺點，改善了傳統端口單一、專用等局限性。2. 本項目研究的遠程測控終端以單片機作為控制核心，集現場數據采集處理、現場控制與監測、遠程通信于一體，可靠性強，小巧靈活，適合于智能家居設備的普及應用。具備的研究條件 1.參加項目的學生已經學過大學物理、模電和數電等基礎課程，其中的基本原理都已掌握，并在前期自學單片機、電路板設計軟件、通信信息編解碼等知識，查閱了相關書籍文獻。 2. 學院具有豐富的實驗設備資源和創新實驗室。3. 項目

9、指導老師能在知識和技術上給予相應的指導，并提供相應的設備和實驗條件，協助完成研究項目。進度安排2011.6-2011.9： 搜集相關資料，補充并學習相關知識，并確定詳細研究方案，完成系統框架設計、方案選型等工作；2011.10-2011.11： 深入學習單片機控制技術，掌握通信信息知識，通過對通信信息編解碼、單片機及測控電路設計的學習快速掌握設計IRCTU的軟硬件知識；2011.12-2012.2： 搭建多路信號采集系統的外圍電路，展開單片機功能開發，完成通信信號編解碼以及多路輸出端的I/O電路設計和制作；2012.3-2012.5： 調試與修改，按照設計目標對系統進行調試，改進不合理部分，使之符合設計目標。2012.6： 總結完成技術研究報告。預期研究目標1、 實現由單片機和多端輸入輸出電路構建的具有多路信號采集、處理和控制等功能的集成系統；2、 完成對雙音多頻(DTMF)電話信號的解碼及處理，實現以電信網絡為媒介的遠程控制。3、 構建以智能家居為具體背景的遠程智能控制終端樣機系統。提交成果方式實物裝置（含照片）技術研究報告（調研報告）項目成員姓名項目成員分工趙 念完成IRCTU前端數據采集電路研究。李明洋完成IRCTU核心控制器及外設控制電路研究。楊日釗完成IRCTU和監控中心的遠程通信研究。經 費 預 算序號開