CN103001840A - 一种智能家居物联网方法与装置 - Google Patents

Abstract

一种智能家居物联网方法与装置，它将智能家居器件与传感器的数据信息通过无线链接，链接到内网即智能家居局域网中，包括，置入无线ZigBee模块的家用电器，它包括：空调、中央空调系统、可燃气泄漏探测器，门禁视频智能系统，老幼生活安全视频智能系统，车库视频智能系统，能源动力总开关系统，还包括智能建筑与环境监测，无线链接包括无线WIF、蓝牙技术与38ZigBee，信息数据，经家庭网关，传入到由计算机智能中心与云计算中心组成家居智慧专家系统控制中心，它与互联网相连，它进行数据运算处理，智能处理后，发出智能指令与信息，给智能家居执行机构，指挥控制，进行应急处理，实现智慧家居。

Description

一种智能家居物联网方法与装置

技术背景

传统意义上一般都认为智能家居是带来生活品质的提升，其实，物联网智慧家居正在改变这些观点，最显著的变化就是实用、方便、易整合。每一个家庭中都存在的各种电器，不管是号称智能的冰箱、空调还是传统的电灯、电视一直以来由于标准不一，都是独立工作的，从系统的角度来看，他们都是零碎的、混乱的、无序的，并不是一个有机的、可组织的整体，作为家庭的主人面对这些杂乱无章的电器其消耗的时间成本、管理成本、控制成本通常都是很高的并且是非必要的。

随着科学技术的发展，智能家居的智能化、人性化一直是人们追求的目标。智能家居是在信息技术的发展和人类对居住环境的要求不断提高的基础上产生的。

发明内容：

本发明涉及一种智能家居物联网，提高人们生活的能力，使家庭变得更舒适、安全和有效，智能家居是利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设备集成科技智能家居，以人为本，向着智能化、人性化的方向逐步发展，它可以在没有或很少有人干预的情况下，对室内或室外可能发生的事情按预先设定的内容做出反应，实施：电饭煲可定时煮饭煲汤，空调可以定时开关，淋浴器预启动，防火安全启动，智能建筑，智慧住宅。

本发明方案之一、一种智能家居物联网的网络方法与装置。

智能家居的网络设置为外网和内网，内网为家庭内部的电器设备与家庭网关组建的网络，外网是把家庭网络连接到互联网上；智能家居网络内网采用无线方式，无线采用红外和射频识别的方式，在智能家居中电器包括：空调、冰箱、电视、热水器、洗衣机、电饭煲、吸尘器等，采用无线组建的家庭网络覆盖到房子里的每一个角落。

无线的智能家居内网采用蓝牙技术和ZigBee技术，它是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，主要用于各种电子设备之间进行数据传输以及典型的有周期性数据、间歇性数据和低反应时间数据传输的应用。

采用无线WIFI技术，联通个人电脑、手持设备(如PDA、手机)等终端以无线方式互相连接的技术，Wi-Fi即无线宽带是一种短程无线传输技术，能够在数百英尺范围内支持互联网接入的无线电信号，IEEE 802.11标准已被统称作Wi-Fi。

采用ZigBee技术，是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术，用于家庭移动网络基站，通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。

采用红外技术，用于家电遥控和控制传输，红外探测技术分为主动式红外探测及被动式红外探测，两者在智能家居中有着不同的应用方式，主动式红外探测，是通过红外线发射器发出一束或多束经过调制处理的平行红外光束，由红外线接收器进行接收并转换为数字信号发送给报警控制器，若传输区间出现障碍物，就会触发报警。

采用远程监控方式，远程监控是指采用网络对家庭现场进行监视和控制，它采用先进的网络技术、通信技术、图像处理技术和控制技术融为一体，远程监控的平台采用Internet网络、有线电话网络、无线电台和GPRS网络等。采用两种模式：客户机/服务器模式、浏览器/服务器模式。系统采用的是后者，在浏览器/服务器模式下，户主只要具备上网条件，就可以在任何地方，通过互联网，在浏览器中输入自己家庭网关的WEB服务器IP地址，就可以打开智能家居的监控页面，从而对家庭环境进行监控。与以往在客户机上安装相应的监控软件相比，这种模式更加方便。

本发明方案之二、智能家居物联网总体结构设计

系统的总体设计主要由三部分构成：通过无线ZigBee模块组网的家用电器、嵌入式Web服务器和客户端电脑。监控系统主要以家用电器为对象，根据系统的功能，设计采用了分层式的设计，总体结构可分为：

(1)装有无线ZigBee模块的家用电器，通过无线ZigBee技术组建家庭网络，与嵌入式Web服务器交换数据。

(2)嵌入式-Web服务器，它是连接家庭内网和Internet网络的纽带，其主要作用为保证家庭内网与Internet网络之间的数据通信畅通。

(3)客户端电脑，只要网络畅通，户主可以利用它随时随地通过Internet上网，查看自己家庭中家用电器的运行情况，便于控制。

随着信息技术的发展，网络和信息家电已越来越多地出现在人们的生活中，一个安全、舒适、便利的生活环境要求达到住宅智能多元化，这就需要智能家居网络。智能家居网络一方面将家庭中各种与信息有关的通讯设备、家用电器和家庭保安装置联网，进行有效地控制和信息交换；另一方面将家居网络与互联网相联，实现对家居的远程控制。

本发明方案三、智能家居能实现的功能和提供的服务

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智能家居系统原理图。

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、紧急呼救的发生。一旦出现警情，系统会自动向中心发出报警信息，同时启动相关电器进入应急联动状态，从而实现主动防范。

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。

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。

本发明方案四、智能家居网络传感器

采用无线可燃气泄漏探测器，探测空气中的特定可燃气体的浓度，当空气中可燃气体的浓度超过设定值，探测器发出告警音，同时通过智能家居物联网系统输出指令，控制执行件关闭煤气总阀门，同时还内置了温度感应器，能检测空气中的温度，当空气温度高于65℃时发出告警声，同时通过智能家居物联网系统输出指令，控制执行件采取应急措施，它还能与警报设备绑定，发出无线触发信号，启动警报器发出警报，发给业主，同时发给社区安防中心，一同应对、排险。

无线门、窗磁感应器，基于ZigBee标准设计的无线门磁传感器。它的主体与磁铁部分别安装在门或窗的缝隙两边，当门或窗被非法打开，将发出报警信号，发给业主，同时发给社区安防中心，即使处理，同时启动视频全程监录。。

无线温度湿度传感器，基于ZigBee智能家居标准设计的温湿度检测设备，用于检测室内外空气的温度和湿度，并通过无线网络向控制中心发送测定数据。

电流检测插座，可远程遥控和管理的电流、电压、功率、用电量检测插座。当设备连接电器时，可以检测到当前电器的负载电流等电参数的信息。根据检测到的电流值等，可以判断电器的工作状态，同时可通过配合手机智能家居软件实现家庭能耗的实时监测和管理。

本发明方案五、智能家居的控制流程的设计.

程序运行过程：控制器开机进行初始化，检测控制器状态是否正常，如果控制器不正常，直接报警或者通过GPRS发短信通知主人，控制系统正常时，开始工作。家电联网控制子程序运行，家居环境检测控制子程序运行，同时进行家居安全检测，家用电器运行状态检测，判断家居环境是否良好，如果不良好或者安全受到破坏，进行报警，通知主人。

智能家居网络能够对家居环境进行很好监控，组网方便，尤其是使用无线方式组网，能够将嵌有无线传感器的家俱、家电和其他日常用品同互联网相连，能够实现远距离控制，家居网络为我们提供了一个舒适、方便和人性化的智能家居环境，运用ZigBee技术实现各个子系统与控制中心的本地通信，设备添加方便；通过GPRS技术实现了系统的远程监控；用户可以在GSM网络覆盖的任何范围内对家居进行远程控制，发生入室盗窃或火灾迹象时系统会向用户手机与小区物业报警，也可查看各个监控节点的情况。家居智能化是未来家居发展的主流，因此该系统的设计将给智能家居未来的发展带来显著的贡献。

本发明方案六、

智能家居物联网将建筑设备信息化、整合化，建成“智能型建筑，利用计算机智能技术、嵌入式技术、网络通讯技术、综合布线技术、将与家居生活有关的各种子系统，有机地结合在一起；智能家居就是智能住宅，实现家庭自动化，实现电子家庭，实施数字家园，联通家庭网络，实现网络家居，实施智能家庭、智能建筑。

本发明的核心内容：

将以下这些的数据信息通过无线链接，链接到内网即智能家居局域网中，这些的数据信息包括：智能家居器件与传感器，包括，置入无线ZigBee模块的家用电器，它包括：空调、中央空调系统，冰箱、现代化的厨卫，整体厨房，电饭煲，电视、家庭娱乐，家庭影院，中央背景音乐系统，热水淋浴器、整体卫浴，洗衣机，吸尘器，电热暖气，还包括置入无线ZigBee模块的智能家居网络传感器，包括：无线可燃气泄漏探测器，气体成分传感器，温度感应器，湿度传感器，无线门磁感应器，窗磁感应器，视频传感智能系统，还包括门禁视频智能系统，老幼生活安全视频智能系统，车库视频智能系统，能源动力总开关系统，还包括，总供电开关即智能供电箱，它含有：智能电流插座，它可远程遥控和管理电参数的：电流、电压、功率、电耗，电动煤气总阀门，还包括电动水总水阀门，暖气热源系统电动总阀门，还包括智能建筑与环境监测；无线链接包括无线WIF、蓝牙技术与38ZigBee，全部家居器件的信息数据，经家庭网关，传入到智能家居网的家居智慧专家系统控制中心，它通过嵌入式-Web服务器与互联网相连，另一路通过家庭移动网络基站链接；由计算机智能中心与云计算中心组成家居智慧专家系统控制中心，它对家居网络上的数据与信息，进行数据运算处理，1智能处理后，发出智能指令与信息，给智能家居执行机构，指挥控制它们，实现智慧服务，包括实时在线的网络服务，还包括舒心家居生活，实施安防预警、实施灾难救助，还进行家庭信息服务、家庭理财服务与62家庭消费服务，智能安防实时监控非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急求救的发生，一旦出现警情，系统会自动报警，同时启动相关源控制器，进入应急联动状态，实现主动防范；通过70客户端电脑、手机、PDA、LD终端与QQ窗口，家居智慧专家系统控制中心户主及社区管理人员管理平台相连接，通过语音识别模块与声控功能提示警情的发生，还可要通过GPRS发短信与户主联络，传输数据经加密，对客户唯一，发送出监控页面与监控视频，实现户主对与家庭环境家庭必要的现场进行监视和控制，检测，判断，家居器件与环境是否良好，如果不良好或者安全受到破坏，进行应急处理，实现智慧家居。

附图为本发明的结构图，下面结合附图说明一下工作过程：

分别是：1、空调、中央空调系统，2、冰箱、现代化的厨卫，整体厨房，3、电视、家庭娱乐，家庭影院，中央背景音乐系统，4、热水淋浴器、整体卫浴，5、洗衣机，6、吸尘器，7、电热暖气，8、智能建筑，9、环境监测，10、电热煲，11、无线可燃气泄漏探测器，12、气体成分传感器，13、视频传感智能系统，14、置入无线ZigBee模块的智能家居网络传感器，15、总供电开关即智能供电箱，16、智能电流插座，17、能源动力总开关系统，18、无线门磁感应器，19、湿度传感器，20、温度感应器，21、电动水总水阀门，22、外网即互联网，23、家庭网关A，24、嵌入式-Web服务器，25、计算机智能中心，26、实时在线的网络服务，27、云计算中心组成家居智慧专家系统控制中心，28、图像处理模块，29、家庭移动网络基站，30、手机，31、QQ窗口，32、PDA，33、LD终端，34、户主，35、报警控制器，36、社区管理人员管理平台，37、家居智慧专家系统控制中心，38、智能家居网络，39、家庭网关B 40、网即智能家居局域网，41、加密模块，42、无线WIF 43、ZigBee，44、蓝牙技术，45、智能家居器件与传感器，46、置入无线ZigBee模块的家用电器。

工作过程：

将以下这些的数据信息，45智能家居器件与传感器，46置入无线ZigBee模块的家用电器，它包括：1空调、中央空调系统，2冰箱、现代化的厨卫，整体厨房，3电视、家庭娱乐，家庭影院，中央背景音乐系统，4热水淋浴器、整体卫浴，5洗衣机，6吸尘器，7电热暖气，8智能建筑，9环境监测与10电饭煲；还包括14置入无线ZigBee模块的智能家居网络传感器，包括：11无线可燃气泄漏探测器，12气体成分传感器，13视频传感智能系统，15总供电开关即智能供电箱，16智能电流插座，它可远程遥控和管理电参数的：电流、电压、功率、电耗；17能源动力总开关系统，18无线门磁感应器，19湿度传感器，20温度感应器，21电动水总水阀门，45通过无线链接，链接到40内网即智能家居局域网中，无线链接包括：42无线WIF、43ZigBee与44蓝牙技术，各传感器全部数据信息经39家庭网关B，传入到38智能家居网络，38由家居智慧专家系统控制中心控制，通过24嵌入式-Web服务器和23家庭网关A与22外网即互联网相连，而40内网即智能家居局域网经过41加密模块加密，再与外网连接，以防止有外来侵犯导致丢失相关信息。另一路38通过29家庭移动网络基站与37家居智慧专家系统控制中心链接；25计算机智能中心与27云计算中心组成37家居智慧专家系统控制中心，27对38与40家居网络上的数据与信息，进行数据运算处理，由37智能处理后由26智能指令与信息输出接口，发送给36智能家居执行机构，指挥控制它们，实现智慧服务，包括实时在线的网络服务，36实施安防预警、实施灾难救助，37与38互联网随时相连，一旦出现警情，系统会自动发出报警信息，同时启动相关电源控制器，进入应急联动状态，实现主动防范；37与34户主与36社区管理人员管理平台通过客户端电脑，30手机，33PDA，32LD终端与31QQ窗口相连接，通过语音识别模块与声控功能提示警情的发生，还可要通过29GPRS发短信或31QQ窗口与34户主联络，传输数据经加密对客户唯一可见，实现智慧家居。

Claims (1)

1.一种智能家居物联网方法与装置，其特征在于：将以下这些的数据信息通过无线链接，链接到内网即智能家居局域网中，这些的数据信息包括：智能家居器件与传感器，包括，置入无线ZigBee模块的家用电器，它包括：空调、中央空调系统，冰箱、现代化的厨卫，整体厨房，电饭煲，电视、家庭娱乐，家庭影院，中央背景音乐系统，热水淋浴器、整体卫浴，洗衣机，吸尘器，电热暖气，还包括置入无线ZigBee模块的智能家居网络传感器，包括：无线可燃气泄漏探测器，气体成分传感器，温度感应器，湿度传感器，无线门磁感应器，窗磁感应器，视频传感智能系统，还包括门禁视频智能系统，老幼生活安全视频智能系统，车库视频智能系统，能源动力总开关系统，还包括，总供电开关即智能供电箱，它含有：智能电流插座，它可远程遥控和管理电参数的：电流、电压、功率、电耗，电动煤气总阀门，还包括电动水总水阀门，暖气热源系统电动总阀门，还包括智能建筑与环境监测；无线链接包括无线WIF、蓝牙技术与38ZigBee，全部家居器件的信息数据，经家庭网关，传入到智能家居网的家居智慧专家系统控制中心，它通过嵌入式-Web服务器与互联网相连，另一路通过家庭移动网络基站链接；由计算机智能中心与云计算中心组成家居智慧专家系统控制中心，它对家居网络上的数据与信息，进行数据运算处理，智能处理后，发出智能指令与信息，给智能家居执行机构，指挥控制它们，实现智慧服务，包括实时在线的网络服务，还包括舒心家居生活，实施安防预警、实施灾难救助，还进行家庭信息服务、家庭理财服务与家庭消费服务，智能安防实时监控非法闯入、火灾、煤气泄露、紧急求救的发生，一旦出现警情，系统会自动报警，同时启动相关源控制器，进入应急联动状态，实现主动防范；通过客户端电脑、手机、PDA、LD终端与QQ窗口，家居智慧专家系统控制中心户主及社区管理人员管理平台相连接，通过语音识别模块与声控功能提示警情的发生，还可要通过GPRS发短信与户主联络，传输数据经加密，对客户唯一，发送出监控页面与监控视频，实现户主对与家庭环境家庭必要的现场进行监视和控制，检测，判断，家居器件与环境是否良好，如果不良好或者安全受到破坏，进行应急处理，实现智慧家居。

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