首页 理论教育 大学生机械机电控制类科技创新竞赛作品研究背景和意义

大学生机械机电控制类科技创新竞赛作品研究背景和意义

时间:2023-10-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:可见,物联网必将成为今后国民生产的主要信息平台。

大学生机械机电控制类科技创新竞赛作品研究背景和意义

1.市场调研

我国城乡新建住宅面积和居民住房数据显示(见表10-1),2006年城市人均住宅面积为27.1m2农村为30.7m2。这些数据表明我国人均住宅面积并不充裕,而与这种现状形成鲜明对比的是人们对家居空间的利用率不足。通常普通住房的建筑高度在2.5m~3m之间,但是由于高层空间较难利用,使得住房空间的占空比很小,造成了室内空间资源的极大浪费。所以如何充分利用室内空间,尤其是高层空间进行储物成为当今家居装置设计的难点之一。

表10-1 城乡新建住宅面积和居民住房数据

978-7-111-43440-5-Chapter10-1.jpg

注:此数据来源于中国统计年鉴(2009),城市人均住宅面积由住房和城乡建设部提供,2008年数据暂缺。

目前国内的家居储物装置种类繁多、样式各异,主要在材料使用、储物种类、产品功能上各有特色。如在储物收纳装置中使用的材料主要有:塑料、藤条、金属、竹炭、无纺布、纸板、柳编、草编、牛津布等各类材质;储物种类主要包括:衣物、鞋帽、书籍首饰、陶器、化妆用品、数码产品等其他各类杂物;产品设计上主要有:地震安全护身衣柜、分层衣柜、具有抽屉结构的布衣柜、拼接式旅行衣柜、多开门衣柜等设计各异的收纳衣柜产品及专利;产品功能上主要有:杀菌消毒收纳盒、遥控衣柜床、有通风系统的净衣柜及一些具有遥控灯等装置的产品;在智能化方面,主要有一些温控、光感类产品。但目前国内并没有针对不同物品类别及相关产品信息进行分类的装置,也缺乏充分利用高层空间、智能化的收纳装置。科学技术的进步使人们对生活品质有了更高的追求,智能化家居装置将成为未来的发展趋势。

2.技术背景

20世纪80年代初,智能家居的概念就已经被提出。智能家居是一种居住环境,它以住宅为平台,利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将与家居生活有关的设施集成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性和艺术性,并实现环保节能的居住环境。

智能家居系统包含的子系统主要有:家居布线系统、家庭网络系统、智能家居控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统、背景音乐系统、家庭影院与智能家居控制系统、多媒体系统、家庭环境控制系统等八大系统。其中,智能家居控制管理系统、家居照明控制系统、家庭安防系统是必备系统,家居布线系统、家庭网络系统、背景音乐系统、家庭影院与多媒体系统和家庭环境控制系统为可选系统。

智能家居实现的功能和提供的服务主要有以下几个方面:

1)始终在线的网络服务:与互联网随时相连,为在家办公提供了方便条件。

2)安全防范:智能安防可以实时监控非法闯入、火灾煤气泄露、紧急呼救等状况的发生。

3)家电的智能控制和远程控制:如对灯光照明进行场景设置和远程控制、电器的自动控制和远程控制等。

4)交互式智能控制:可以通过语音识别技术实现智能家电的声控功能,通过各种主动式传感器(如温度、声音、动作等)实现智能家居的主动性动作响应。

5)环境自动控制:如家庭中央空调系统。(www.xing528.com)

6)提供全方位家庭娱乐:如家庭影院系统和家庭中央背景音乐系统。

7)现代化的厨卫环境:主要指整体厨房和整体卫浴。

8)家庭信息服务:管理家庭信息及与小区物业管理公司联系。

9)家庭理财服务:通过网络完成理财和消费服务。

10)自动维护功能:智能信息家电可以通过服务器直接从制造商的服务网站上自动下载、更新驱动程序和诊断程序,实现智能化的故障自诊断、新功能自动扩展。

本作品旨在为当今处在快节奏生活的人们提供方便的物品储存与信息提示,如衣物的面料材质及洗涤方法、食物的食用方法及保质期、书本的检索与分类信息等,这些信息的建立与传播离不开与当今物联网发展的结合。

物联网是通过射频识别、红外感应器全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按约定的协议,把物品与互联网相连接,进行信息交换和通信,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。通过与无线通信技术云计算和新一代移动通信系统相结合,物联网将以更快的速度发展,并进一步拉近与人们日常生活的距离。

1)物联网与无线通信结合:物联网环境下的无线局域网内通信主要是对现有网络中节点的拓扑结构、节点个数等信息进行管理和显示。

2)物联网与云计算结合:物联网的智能处理依靠先进的信息处理技术,如云计算、模式识别等技术。云计算可以从两个方面促进物联网和智慧地球的实现,首先,云计算是实现物联网的核心,其次云计算可促进物联网和互联网的智能融合。

3)物联网与TD结合:TD-SCDMA是我国拥有自主知识产权的第三代移动通信系统,是一类先进的宽带无线通信网络。积极推动无线传感器网络与TD网络融合,构建适于物联网应用的GPRS/TD/WSN(无线传感器网络)融合网络,将为物联网的发展提供强有力的支撑。

2010年5月发布的物联网白皮书中预计,“十二五”结束时,我国物联网相关产业规模将达到五千多亿的规模,形成万亿级规模的时间节点。预计在“十三五”后期,将锁定十大物联网应用重点领域:智能电网、智能交通、智能物流、智能家居、环境与安全检测、工业与自动化控制、医疗健康、精细农牧业、金融与服务业、国防军事,建成50个面向物联网应用的示范工程、5~10个示范城市。可见,物联网必将成为今后国民生产的主要信息平台。

3.研究意义

调查可知,中国普通住房室内高度多在2.5~3m之间,而储物柜体高度通常只有2m,这种现状使屋内高处空间浪费极大,由此带来的居住人口、存放物品与住房空间之间的矛盾也越来越突出。同时,随着生活水平的提高,人们的耐用性消费物品的数量逐年增长,如衣物、书本、杂物等种类与数量越来越多,而每当人们急需一件被长期收纳的物品时,由于储存的物品种类及数量繁多,使得寻找该物品变得非常麻烦。同时,我国社会的老龄化程度不断加剧,如何方便老弱人群进行杂物存取也是改善家居生活条件一个亟待解决的问题。

传统的高空储物方式只是物品的简单堆积,不仅美观性差,物品取放危险性也高,且不便于查找,储物效率低,难以满足现代人们追求高品质生活的需求。针对以上问题及传统高空储物方式的不足,项目组以改善家居条件为目标,以舒适度更高、简单方便为设计理念,研制了一套室内高处空间物品存放及管理智能化装置。本作品不仅可以实现物品的自动存取,还可以实现物品信息分类、精准定位、自动检索、人机交互等智能化的管理功能,对提高室内空间利用率和储物效率及缓解人、物品、住房空间之间的矛盾具有重要意义。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈