魏勇 王守朝 刘春兰 赵嫦欣

【摘要】为了克服传统家居报警系统报警信号传递范围的缺陷，笔者运用现代TRIZ创新理论，通过使用GSM通讯技术，扩大家居报警信号的传递范围，结果表明，运用TRIZ理论的因果链分析能够快速、有效地找到关键问题所在，并找到可能存在的解决关键问题的方法。

【关键词】TRIZ理论；家居报警系统；改进

随着人民生活水平的不断提高，煤气、液化石油气和用电设备进入大多数家庭。这些现代化设施给人们带来便利的同时，也增加了有害气体中毒和火灾隐患。而且，伴随城市的流动人口的增加，入室抢劫、盗窃等刑事案件也呈增长趋势，使得依靠防盗网、防盗门或人防的防范方式已不能满足人们日常安全防范的要求。

通常人们利用家居报警系统来保护自身财产，传统的家居报警系统是由传感器、信号处理器、报警器和监控摄像组成。但是，传统家居报警系统自身存在缺陷，报警信号不能及时传达给户主。为了改善家居报警系统，通过运用TRIZ理论，在原有的家居报警系统上进行相应的功能改进。

一、初始问题描述

（一）工作原理

（二）问题的提出

由于家居环境的影响，电路和传感器长时间使用会老化，检测到意外情况时，报警器不能正常工作，致使户主不能及时得到报警信息。当户主外出或长时间离开家时，因为报警信号传递范围有限，所以报警信号并不能及时的或无法传递给户主，造成自身财产的损失。

所以，笔者通过使用TRIZ理论，对传统的家居报警系统进行改进，并具备以下功能：（1）具备传统报警系统的功能；（2）即使户主不在信号传递范围内，也能及时向户主传达报警信号；（3）体积小，方便使用和更换，造价低廉。

二、传统家居报警系统的分析

（一）因果链分析

根据图2因果链分析图，我们可以得出原系统存在的缺点为：系统线路老化，传感器的特性，户主超出报警信号传递范围。以上缺点会导致系统报警信号延误或不能把信号传递给户主。

（二）生命曲线

一个技术系统一般经过4个进化阶段：婴儿期、成长期、成熟期和衰退期。S曲线可以认为一个产品技术成熟度预测曲线。随着国内的生活水平不断提高，我国人们对安全防范的意識正在不断的加强中，因此，一套智能安防系统具有防火、防盗、防煤气泄露等功能，在确保家庭安全的同时，也为人们提供了一个安全、智能、舒适的生活环境。

如图3所示，从S曲线看，家居安防报警系统目前处于“成长期”初级阶段。随着人们的生活水平正在不断的提高，人们对于安防产品的需求正在不断的提升，蕴藏了无限的商机。所以市场一定会有更多的资源进入，技术处于“成长期”阶段，利润将快速增长，具有巨大的发展潜力。

三、基于TRIZ理论的解决方法

（一）物理矛盾的解决

通过上述对报警系统的分析，我们发现，对于系统回路老化，传感器的特性这些关键缺点，可以在构建报警系统的选材上得到解决，而在“户主超出报警系统范围”关键缺点上，可能的解决方案是“让户主处于报警信号传递范围内”，当是，该解决方案是有矛盾的。

物理矛盾的解决有三种方法：分离矛盾需求，满足矛盾需求和绕过矛盾需求。我们选择绕过矛盾需求，通过扩大信号传递范围，使得原有矛盾不存在。

我们根据发明原理5：组合（C原则），即：将具有不同（或相反）功能的对象合并或组合在一起实现新的功能。在原有的安防报警系统基础上，加上GSM信号收发模块，扩大报警信号传递范围。改进后的原理图如图4所示。

（二）家居报警系统的改进方案

改进后的家居报警系统结构如图5所示：

具体包括温度传感器（1），人体红外感应器（2），气体传感器（3），GSM通讯模块（4）把报警信号传递给户主手机，蜂鸣器（5），蓝屏液晶显示模块（6）反映家中情况，51单片机（7）根据传感器的变化，触发GSM通讯模块，USB端口（8）给系统供电。

根据原理图自制的GSM家居报警系统如图6所示。

四、结语

（1）运用TRIZ理论的因果链分析找到导致系统功能不足的关键缺点，并通过使用物理矛盾的解决方法找到改进原有系统最佳方案。

（2）新系统保留了原有系统的全部功能，并且，结合的GSM通讯技术解决了报警信号传递范围有限的问题。使得用户出门在外也可以知道家中情况。

参考文献

[1]贾麟.基于单片机的家居报警系统构建[J].产业与科技论坛，2011，10（14）：81，43.

[2]张锦秋.智能家居报警系统的方案设计及实际应用[D].北京：北京邮电大学，2011.

作者简介：魏勇（1987.06—），男，汉族，内蒙包头人，重庆三峡学院，讲师，博士，研究方向：光纤传感、大学生创新教育；王守朝（1997.02—），男，汉族，重庆三峡学院；刘春兰（1989.03—），女，汉族，四川人，硕士，重庆三峡学院，助理实验师，研究方向：光纤传感；赵嫦欣（1991.03—），女，汉族，黑龙江拜泉人，硕士，重庆三峡学院，助理实验员，研究方向：光纤传感。