基于TRIZ理論的家居報(bào)警系統(tǒng)改進(jìn)

魏勇 王守朝 劉春蘭 趙嫦欣

【摘要】為了克服傳統(tǒng)家居報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)傳遞范圍的缺陷，筆者運(yùn)用現(xiàn)代TRIZ創(chuàng)新理論，通過(guò)使用GSM通訊技術(shù)，擴(kuò)大家居報(bào)警信號(hào)的傳遞范圍，結(jié)果表明，運(yùn)用TRIZ理論的因果鏈分析能夠快速、有效地找到關(guān)鍵問(wèn)題所在，并找到可能存在的解決關(guān)鍵問(wèn)題的方法。

【關(guān)鍵詞】TRIZ理論；家居報(bào)警系統(tǒng)；改進(jìn)

隨著人民生活水平的不斷提高，煤氣、液化石油氣和用電設(shè)備進(jìn)入大多數(shù)家庭。這些現(xiàn)代化設(shè)施給人們帶來(lái)便利的同時(shí)，也增加了有害氣體中毒和火災(zāi)隱患。而且，伴隨城市的流動(dòng)人口的增加，入室搶劫、盜竊等刑事案件也呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，使得依靠防盜網(wǎng)、防盜門或人防的防范方式已不能滿足人們?nèi)粘０踩婪兜囊蟆?/p>

通常人們利用家居報(bào)警系統(tǒng)來(lái)保護(hù)自身財(cái)產(chǎn)，傳統(tǒng)的家居報(bào)警系統(tǒng)是由傳感器、信號(hào)處理器、報(bào)警器和監(jiān)控?cái)z像組成。但是，傳統(tǒng)家居報(bào)警系統(tǒng)自身存在缺陷，報(bào)警信號(hào)不能及時(shí)傳達(dá)給戶主。為了改善家居報(bào)警系統(tǒng)，通過(guò)運(yùn)用TRIZ理論，在原有的家居報(bào)警系統(tǒng)上進(jìn)行相應(yīng)的功能改進(jìn)。

一、初始問(wèn)題描述

（一）工作原理

（二）問(wèn)題的提出

由于家居環(huán)境的影響，電路和傳感器長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)老化，檢測(cè)到意外情況時(shí)，報(bào)警器不能正常工作，致使戶主不能及時(shí)得到報(bào)警信息。當(dāng)戶主外出或長(zhǎng)時(shí)間離開(kāi)家時(shí)，因?yàn)閳?bào)警信號(hào)傳遞范圍有限，所以報(bào)警信號(hào)并不能及時(shí)的或無(wú)法傳遞給戶主，造成自身財(cái)產(chǎn)的損失。

所以，筆者通過(guò)使用TRIZ理論，對(duì)傳統(tǒng)的家居報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，并具備以下功能：（1）具備傳統(tǒng)報(bào)警系統(tǒng)的功能；（2）即使戶主不在信號(hào)傳遞范圍內(nèi)，也能及時(shí)向戶主傳達(dá)報(bào)警信號(hào)；（3）體積小，方便使用和更換，造價(jià)低廉。

二、傳統(tǒng)家居報(bào)警系統(tǒng)的分析

（一）因果鏈分析

根據(jù)圖2因果鏈分析圖，我們可以得出原系統(tǒng)存在的缺點(diǎn)為：系統(tǒng)線路老化，傳感器的特性，戶主超出報(bào)警信號(hào)傳遞范圍。以上缺點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)延誤或不能把信號(hào)傳遞給戶主。

（二）生命曲線

一個(gè)技術(shù)系統(tǒng)一般經(jīng)過(guò)4個(gè)進(jìn)化階段：嬰兒期、成長(zhǎng)期、成熟期和衰退期。S曲線可以認(rèn)為一個(gè)產(chǎn)品技術(shù)成熟度預(yù)測(cè)曲線。隨著國(guó)內(nèi)的生活水平不斷提高，我國(guó)人們對(duì)安全防范的意識(shí)正在不斷的加強(qiáng)中，因此，一套智能安防系統(tǒng)具有防火、防盜、防煤氣泄露等功能，在確保家庭安全的同時(shí)，也為人們提供了一個(gè)安全、智能、舒適的生活環(huán)境。

如圖3所示，從S曲線看，家居安防報(bào)警系統(tǒng)目前處于“成長(zhǎng)期”初級(jí)階段。隨著人們的生活水平正在不斷的提高，人們對(duì)于安防產(chǎn)品的需求正在不斷的提升，蘊(yùn)藏了無(wú)限的商機(jī)。所以市場(chǎng)一定會(huì)有更多的資源進(jìn)入，技術(shù)處于“成長(zhǎng)期”階段，利潤(rùn)將快速增長(zhǎng)，具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

三、基于TRIZ理論的解決方法

（一）物理矛盾的解決

通過(guò)上述對(duì)報(bào)警系統(tǒng)的分析，我們發(fā)現(xiàn)，對(duì)于系統(tǒng)回路老化，傳感器的特性這些關(guān)鍵缺點(diǎn)，可以在構(gòu)建報(bào)警系統(tǒng)的選材上得到解決，而在“戶主超出報(bào)警系統(tǒng)范圍”關(guān)鍵缺點(diǎn)上，可能的解決方案是“讓戶主處于報(bào)警信號(hào)傳遞范圍內(nèi)”，當(dāng)是，該解決方案是有矛盾的。

物理矛盾的解決有三種方法：分離矛盾需求，滿足矛盾需求和繞過(guò)矛盾需求。我們選擇繞過(guò)矛盾需求，通過(guò)擴(kuò)大信號(hào)傳遞范圍，使得原有矛盾不存在。

我們根據(jù)發(fā)明原理5：組合（C原則），即：將具有不同（或相反）功能的對(duì)象合并或組合在一起實(shí)現(xiàn)新的功能。在原有的安防報(bào)警系統(tǒng)基礎(chǔ)上，加上GSM信號(hào)收發(fā)模塊，擴(kuò)大報(bào)警信號(hào)傳遞范圍。改進(jìn)后的原理圖如圖4所示。

（二）家居報(bào)警系統(tǒng)的改進(jìn)方案

改進(jìn)后的家居報(bào)警系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示：

具體包括溫度傳感器（1），人體紅外感應(yīng)器（2），氣體傳感器（3），GSM通訊模塊（4）把報(bào)警信號(hào)傳遞給戶主手機(jī)，蜂鳴器（5），藍(lán)屏液晶顯示模塊（6）反映家中情況，51單片機(jī)（7）根據(jù)傳感器的變化，觸發(fā)GSM通訊模塊，USB端口（8）給系統(tǒng)供電。

根據(jù)原理圖自制的GSM家居報(bào)警系統(tǒng)如圖6所示。

四、結(jié)語(yǔ)

（1）運(yùn)用TRIZ理論的因果鏈分析找到導(dǎo)致系統(tǒng)功能不足的關(guān)鍵缺點(diǎn)，并通過(guò)使用物理矛盾的解決方法找到改進(jìn)原有系統(tǒng)最佳方案。

（2）新系統(tǒng)保留了原有系統(tǒng)的全部功能，并且，結(jié)合的GSM通訊技術(shù)解決了報(bào)警信號(hào)傳遞范圍有限的問(wèn)題。使得用戶出門在外也可以知道家中情況。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：魏勇（1987.06—），男，漢族，內(nèi)蒙包頭人，重慶三峽學(xué)院，講師，博士，研究方向：光纖傳感、大學(xué)生創(chuàng)新教育；王守朝（1997.02—），男，漢族，重慶三峽學(xué)院；劉春蘭（1989.03—），女，漢族，四川人，碩士，重慶三峽學(xué)院，助理實(shí)驗(yàn)師，研究方向：光纖傳感；趙嫦欣（1991.03—），女，漢族，黑龍江拜泉人，碩士，重慶三峽學(xué)院，助理實(shí)驗(yàn)員，研究方向：光纖傳感。