CN101631236B - 家庭安防监控及智能家居网络控制主机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种家庭安防监控及智能家居网络控制主机，包括电脑主板、主控板卡和外部接口板卡；主控板卡通过RS232与电脑主板连接，电脑主板分别与视频采集卡和硬盘连接，主控板卡还与外部接口板卡连接。其将多路摄像机的图像通过视频采集卡采集后进行编码传送到网络上的其他电脑或手机上，同时存储到本地磁盘。通过单片机采集有线报警信号和无线报警信号，单片机与主板之间通过串口连接。信号确定是报警信息就开始循环拨打预设定电话，同时发送信息到中心服务器。另外手机或电脑通过INTERNET连接到本主机后，实现对主机的各种操作。主机对家用电器的控制是通过无线与红外转发实现。其功能强大，性能稳定可靠，具有广泛实用性。

Description

家庭安防监控及智能家居网络控制主机

技术领域

本发明涉及一种智能家居主机，特别是涉及一种适用于普通家庭、别墅、有多套房屋的业主、智能小区、商铺、连锁店等使用的网络化智能终端及手机观看与控制终端，它是具有安防、视频监控、智能家电控制等多种功能为一体的高新技术产品。

背景技术

目前，用于家庭的智能产品综合起来有几类：1.以防盗报警为主兼有部分智能家居控制功能的报警主机；2.以图像监控为主兼有较弱报警功能的硬盘录像机、视频服务器等；3.以手机观看与电脑观看为主，没有报警与智能家居功能的手机观看终端；4.以智能家居控制为主没有图像监控功能，不能全面了解家庭情况的智能家居网关。分析以上4类，功能都不够全面，而且这些产品的生产厂家不同，互相不兼容，很难将这些产品进行简单的组合来实现既有图像监控又有报警功能还有智能家居控制与手机观看等多功能组合。即使组合起来也无法实现统一协调的功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于数字家庭领域的家庭安防监控设备及智能家居网络控制主机。该主机可方便地实现硬盘录像、安防报警、手机观看视频与手机家电控制、电话远程控制家电、遥控器控制家电、电脑观看视频控制家电。解决了原有单功能智能家居产品不能统一协调控制与管理的问题。此外还提供电话录音、音乐欣赏等附加功能。解决了使用手机、电脑可以查看实时视频并控制家电的技术问题。

为了实现上述目的，本发明是通过如下技术方案来实现的：

本发明所述的家庭安防监控及智能家居网络控制主机，其包括电脑主板、主控板卡、外部接口板卡、视频采集卡和硬盘；所述主控板卡通过RS232与电脑主板连接，电脑主板分别与视频采集卡和硬盘连接，电脑主板、视频采集卡和主控板卡还与外部接口板卡通过排线连接。其软件使用WindowsXP为操作系统，运行监控录像与智能家居控制软件。见附图3。

所述主控板卡上集成了报警接收模块、电话模块、功放模块和智能家居控制模块。

所述外部接口板卡设有连接到机箱外部的VGA接口、声卡接口、USB接口、网络接口、无线视频天线接口、电话接口、I/O输入输出接口和RS232接口，各接口分别与主控板卡的报警接收模块、电话模块和智能家居控制模块连接，外部接口板卡还设有视频接口并与视频采集卡连接；外部接口板卡上还集成了无线视频接收接收模块，无线视频接收模块可以通过无线接收视频信号并把视频信号传输给视频采集卡。

所述智能家居控制模块由单片机与无线发射模块组成。

所述报警接收模块包括有线报警模块和无线报警模块。

所述操作键盘是由4*5矩阵组成的20个按钮的键盘。

本发明提供了一种应用于数字家庭领域的家庭安防监控设备及智能家居网络控制主机。只需要一台主机，就可方便地实现硬盘录像、安防报警、手机观看视频与手机家电控制、电话远程控制家电、遥控器控制家电、电脑观看视频控制家电。解决了其他单功能智能家居产品不能统一协调控制与管理的问题。此外还提供电话录音、音乐欣赏等附加功能。解决了使用手机、电脑可以查看实时视频并控制家电的技术问题。

本发明是以windowsXP操作系统与ACCESS数据库系统为平台，视频以DIVX MPEG4编码格式存储，以MJPEG格式传送到手机观看。电话拨号是采用声卡输出双音多频信号而不是使用拨号芯片；对方的电话按键识别是声卡LINE IN采集电话线路上的声音后由软件识别而不是DSP等芯片识别。

附图说明

图1是本发明的主机与与外围设备之间的连接关系图，

图2是本发明的系统模块结构示意图，

图3是本发明的硬件结构图，

图4是有线报警采集电路图，

图5是简易的无线报警接收模型，

图6是单片机解码模型图，

图7是电话部分原理图，

图8是无线控制模型图，

图9是有线控制输出电路，

图10是录入报警设备流程图，

图11是本发明的报警流程图。

具体实施方式

本发明的主机与外围设备之间的连接关系如图1所示，中间部分是本发明的主机，摄像机1、2、3、4将视频图像输送到主机的视频输入端1234，主机采集视频数据后一方面压缩编码后储存到本地硬盘，另一方面通过网络传送到远方的电脑，还将视频数据压缩为MJPEG格式通过INTERNER传送到手机上，于是在手机上就可以看到家里的情况了。如果没有人在家，布防后，红外探测器、无线门磁、红外对射等报警探测器就会将检测到的信息以315M无线ASK编码方式发送到主机，主机经过判断分析后，认为是报警信号，就开始拨打预先设置的电话号码，并将报警信息发送到用户手机或电脑上。用户通过手机就可以查看家里的情况，并可以控制家里灯光、电动窗帘、空调等电器。对电器的控制是主机以315M无线ASK编码方式发送到无线遥控开关或遥控插座、无线红外协议转发器从而控制家电的电源或频道、温度等。

如图2，智能家居主机具有这样一些基本模块：视频采集模块，视频编码模块，视频传输模块，视频存储模块，视频查询与回放模块，视频手机观看模块，报警信号采集模块，报警信号处理模块，电器控制模块，系统设置模块

视频采集模块：将摄像机的模拟图像采集成数字图像。

视频编码模块：将采集到的数字图像进行压缩编码，方便储存和传送，智能家居主机采用了MPEG4格式的图像编码。

视频传输模块：将压缩编码后的图像数据发送给手机或网络上的其它客户端。视频传输是基于TCP/IP的，任何连接在互联网上的电脑手机都可以观看智能家居主机采集的图像。

视频存储模块：将压缩后的视频数据储存到本地硬盘里，并建立索引。

视频查询与回放模块：提供视频查询，并将查询到的视频进行回放。提供慢放、快进、回退等操作。

视频手机观看模块：是指在智能家居主机一端，提供给手机观看图像用的视频压缩与视频传输模块。

报警信号采集模块：接收红外探测器、煤气报警器、门磁、烟感等报警检测器件传递过来的信号，对这些信号进行处理。这些信号一部分是以无线的形式传递过来，一部分是以有线的形式传递过来。

报警信号处理模块：接收到的信号有些可能是误报警，要对接收到的信号进行一定的处理。确定是有效信号后，有些是报警的，有些是要执行某些操作的，等等。

电器控制模块：本模块接收家居宝的控制指令，然后发送到控制电器的控制模块。采用无线遥控2262、1527等控制协议，控制各电器的电源开关。配合红外转发器，就可以控制绝大部分家用电器了。

系统设置模块：配置软件需要的各种参数。主要有报警设备参数配置、录像参数配置、家电控制参数配置、IP地址配置、定时器参数配置等。

硬件板卡组合结构如图3所示，主要包括电脑主板、主控板卡和外部接口板卡；所述主控板卡通过RS232与电脑主板连接，电脑主板分别与视频采集卡和硬盘连接，主控板卡还与外部接口板卡连接。在主控板卡上集成了报警接收模块、电话模块、声卡模块和智能家居控制模块。

外部接口板卡设有连接到机箱外部的VGA接口、声卡接口、USB接口、网络接口，各接口分别与主控板卡的报警接收模块、电话模块和智能家居控制模块连接，外部接口板卡还设有视频接口并与视频采集卡连接。

所述报警接收模块包括有线报警模块和无线报警模块，其中：

有线报警模块：有线报警信号主要是采集开关量的输入，系统设计了16路有线报警输入。如图4，在设计上采用了STC89C52单片机来采集有线报警信号。考虑到键盘、输出控制、电话控制等功能，16路有线输入采用了并入串出方案信号从KEYIN进入到单片机的P1.7。

无线报警采集：如图5，现在大多数报警探头都采用无线方式将信号传递给主机。常用的无线报警信号采用台湾生产的PT2262芯片，接收端则使用PT2272来解码，本主机使用单片机软件解码方式，可以识别多种无线编码，主要是以2262与1527为代表的两种。

如图6，无线接收模块的输出信号直接接到单片机的中断输入脚上，当编码数据接收到时启动解码程序解码。解码的结果通过RS232传送到上位机上去。

电话模块：本发明采用了单片机控制继电器来摘机挂机，而拨号则是通过声卡输出双音频拨号信号，经音频变压器耦合到电话线上。

电话电路如图7：Dc1~Dc4防止电话线接反的，Dr1~Dr4是振铃时将振铃信号整流后推动光电耦合器导通，从而振铃信号可以被单片机检测到。变压器的作用是将电话线上的语音交流信号通过PHONE_MICIN端耦合到后面的功放电路与声卡的LINEIN端，声卡接收到电话信号后，一方面电话录音，另一方面进行按键识别。通过软件声音合成，就可以方便地实现电话拨号；对输入的音频信号进行识别就可以知道对方电话按键音的数字信号。

C101的作用是继电器没有摘机的情况下，将电话线上的语音交流信号耦合过来，送到声卡的输入端，从而可以监听或录制电话线上的声音。主要用于对分机电话的录音。

智能家居控制模块：

如图8，智能家居控制模块由单片机与无线发射模块组成。单片机在接收到上位机的指令后，从输出IO端口输出连续的高低电平，调制到无线发射模块上发射出去。调制方式是调幅方式。

有线输出端口：

6路有线IO口通过ULN2003输出推动继电器来工作，见图9。

本发明将以上各模块有机组合在一起，加上一些接口电路、电源电路，就得到了整体电路。该电路实现了32路无线报警输入，16路有线报警输入，32路无线控制输出，7路有线控制输出，电话拨打，电源管理，键盘扫描等功能。

本发明的前面板是操作键盘，共有20个按键，分别是0到9，#，*，4个方向键，OK键，功能键M、P、F。此外还有一个电源开关。

将4路视频线连接到后面板的视频输入接口，显示器连接到VGA接口，网线连接到以太网接口，电话线连接到LINE接口，拉出315M天线拉杆，开机通电后即可进入视频录像监控状态。按遥控器布防键进入布防状态后，如果有探测器被触发，就会向主机发出无线信号，主机接收到后，开始拨打用户预先设置的电话号码。依次拨打1到8个电话，直到打通并确认为止。

新购买的报警探测器需要事先被主机认可才可以生效，这一过程叫录入报警器。被录入的报警器还要由“布防设置”来确定其布防区域。其流程如图10。

本发明的报警处理是这样的：在布防状态下，当处于防区内的探测器被触发时，就开始一边执行预先设置的报警联动操作，一边依次拨打用户预先设置的电话号码，直到用户按“#”键确认为止。其流程如图11。报警联动操作包括警笛鸣响、灯光控制、其他电器控制、视频录像、云台预置位控制等。

本发明提供了一种家庭安防监控及智能家居网络控制主机的思路及实施方法，具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种家庭安防监控及智能家居网络控制主机，其特征在于包括电脑主板、主控板卡、外部接口板卡、视频采集卡和硬盘；所述主控板卡通过RS232与电脑主板连接，电脑主板分别与视频采集卡和硬盘连接，电脑主板、视频采集卡和主控板卡还与外部接口板卡通过排线连接，主控板卡上集成了报警接收模块、电话模块、功放模块和智能家居控制模块，所述外部接口板卡设有连接到机箱外部的VGA接口、声卡接口、USB接口、网络接口、无线视频天线接口、电话接口、I/O输入输出接口和RS232接口，各接口分别与主控板卡的报警接收模块、电话模块和智能家居控制模块连接，外部接口板卡还设有视频接口并与视频采集卡连接；外部接口板卡上还集成了无线视频接收模块，无线视频接收模块通过无线接收视频信号。

2.根据权利要求1所述的家庭安防监控及智能家居网络控制主机，其特征在于智能家居控制模块有单片机、无线发射模块、无线接收模块组成。

3.根据权利要求1或2所述的家庭安防监控及智能家居网络控制主机，其特征在于报警接收模块包括有线报警模块和无线报警模块。

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