CN105205976A - 一种基于物联网家庭智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网家庭智能监控系统，本系统包括：用于收集处理各种数据和指令的云服务器；连接到云服务器上的智能手机或个人计算机、WiFi路由器；与所述Wi-Fi路由器通过以太网接口相连接的BLE/以太网转接器；与所述BLE/以太网转接器连接的安监设备、门窗监测、空调遥控及温度检测装置、带有WiFi+BLE的摄像系统；其中WiFi路由器用于将家用设备接入物联网；空调遥控及温度检测装置用于通过BLE通信接受用户指令控制室内空调；家庭安全检查器通过BLE通信接入物联网，一旦发现异常通过手机向用户报警。本系统为用户提供一种通过物联网使用智能手机或计算机遥控家用空调的手段以及可以通过智能手机或计算机远距离监测家庭安全状况的系统，能耗低，实现简单方便，极大的便利了用户的使用，提升了用户的使用满意度。

Description

一种基于物联网家庭智能监控系统

技术领域

本发明涉及一种监控系统，更具体地说，涉及一种基于物联网家庭智能监控系统。

背景技术

低能耗蓝牙技术（BLE）

低能耗蓝牙技术（BLE）是一种全新的低能耗个人无线网络技术。与传统的蓝牙技术相比较，它的能耗要低的多。它适用于以电池供电，网络覆盖范围较小，数据流量不太高的系统，诸如健康保健，家庭娱乐系统，家庭安全系统等。

低能耗蓝牙技术主要技术指标：

频率范围：2.4GHzISM频段，40频道。

发射功率：<=10dBm。

传输速率：1Mbit/s。

传输数据包尺寸：23～512字节。

随着近年来样板智能屋越来越多的出现在公众眼中，智能生活理念变得逐渐流行起来，更广泛的技术应用和技术进步促使人们关注到智能家居拥有的诸多优点，例如用先进的灯光元素和安全系统，智能家居各种顶级创新产品给人们带来舒适方便的生活体验。然而，当前家庭智能监控系统能耗高，安全性低等一些因素仍然使百姓对购买智能家居产品保持冷眼旁观的态度。

因此，现有技术亟待有很大的进步。

本系统利用低能耗蓝牙技术（BLE），为用户提供一种新的低能耗智能家庭安全监控及空调遥控手段。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述的缺陷，提供一种基于物联网家庭智能监控系统，本系统包括：用于收集处理各种数据和指令的云服务器；连接到云服务器上的智能手机或个人计算机、WiFi路由器；与所述Wi-Fi路由器通过以太网接口相连接的BLE/以太网转接器；与所述BLE/以太网转接器连接的安监设备、门窗监测、空调遥控及温度检测装置、摄像系统。

其中WiFi路由器用于将家用设备接入物联网。

空调遥控及温度检测装置用于通过BLE通信接受用户指令控制室内温度。

安监设备用于监测到有人进入房间，通过BLE通信和物联网发送报警信号至智能手机或个人计算机。

门窗监测用于监测到门窗被打开，通过BLE通信和物联网发报警信号至智能手机或个人计算机。

摄像系统用于一旦监测到有人进入房间或者门窗被打开，则自动启动摄像头，并将图像上传至所述云服务器。

安监设备、门窗监测、空调遥控及温度检测装置、摄像系统均以BLE通信与BLE/WiFi转接器互联，进而与WiFi路由器连接；WiFi路由器连接系统至云服务器。摄像系统还以WiFi与物联网直接相连。

在本发明所述的基于物联网家庭智能监控系统中，所述安监设备进一步包括：BLE接口模板，占用传感器（occupancysensor）；其中BLE接口模板与占用传感器之间通过GPIO口连接；占用传感器探测房间是否有移动的红外发光体，一旦探测到有移动的红外发光体，立即报警。安监设备以电池或交流电供电。

在本发明所述的基于物联网家庭智能监控系统中，所述门窗监测进一步包括：BLE接口模板，门窗开关检测器；其中BLE接口模板与窗开关检测器之间通过GPIO口连接。门窗开关检测器为一电磁式感应器，它包括二部件，分别装在门（窗）和门（窗）框上，门窗闭合时此二部件在一起，门窗打开时此二部件分开。门窗开关检测器探测是否门窗闭合。门窗监测以电池电供电。

在本发明所述的基于物联网家庭智能监控系统中，所述带有WiFi+BLE的摄像系统进一步包括：WiFi+BLE接口模板，视频接口，摄像头。该装置除BLE模块外其余部件大部分时间处于关闭状态，故可以电池供电。它有二种开启方式：

a.)入侵者被探测到或门窗被打开时，安监系统或门窗开关探测器通过BLE通信启动该设备。

b.)用户发出指令遥控其起停。用户以手机发指令，经物联网至WiFi路由器，路由器转发指令至BLE/WiFi转接器，BLE/WiFi转接器以BLE通信转发至摄像系统中的BLE模块，该模块启动摄像头及WiFi通信系统。

在本发明所述的基于物联网家庭智能监控系统中，所述空调遥控及温度检测装置进一步包括：具有BLE功能的MCU，与具有BLE功能的MCU相连接的温度传感器、红外线发射器，电池。

实施本发明的基于物联网家庭智能监控系统，具有以下有益效果：为用户提供一种通过物联网使用智能手机或计算机遥控家用空调的手段，可以通过智能手机或计算机远距离监测家庭安全状况的系统，能耗低，实现简单方便，极大的便利了用户的使用，提升了用户的使用满意度。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明基于物联网家庭智能监控系统的第一实施例的模块示意图；

图2是图1中BLE/以太网转接器的具体模块示意图。

图3是图1中BLE空调遥控及温度检测装置的具体模块示意图。

图4是图1中带有BLE的安监设备的具体模块示意图。

图5是图1中带有WiFi+BLE的摄像系统的具体模块示意图。

具体实施方式

请参阅图1，为本发明基于物联网家庭智能监控系统的第一实施例的模块示意图。如图1所示，在本发明第一实施例提供的基于物联网家庭智能监控系统中，至少包括，用于收集处理各种数据和指令的云服务器；连接到云服务器上的智能手机或个人计算机、WiFi路由器；与所述Wi-Fi路由器通过以太网接口相连接的BLE/以太网转接器；与所述BLE/以太网转接器连接的安监设备、门窗监测、空调遥控及温度检测装置，以及带WiFi+BLE的摄像头。

其中WiFi路由器用于将家用设备接入物联网。

空调遥控及温度检测装置用于通过BLE通信接受用户指令控制室内空调。

安监设备（占用传感器+BLE模块）用于监测到有人进入房间，通过BLE通信和物联网发送报警信号至智能手机或个人计算机，并启动摄像系统。

门窗监测用于监测到门窗被打开，通过BLE通信和物联网发报警信号至智能手机或个人计算机，并启动摄像系统。

摄像系统用于一旦安监设备门或窗监控器探测到有人进入房间或者门窗被打开，则自动启动摄像头，并将图像上传至所述云服务器。

本家庭智能监控系统有多个BLE设备。所有的BLE设备组成了一个家庭BLE通讯网络。在这个通讯网络中，BLE/以太网转接器是BLE通讯网中的宿主设备，它控制整个BLE通讯网络，其余的BLE设备都是从设备。

BLE的数据传输率是每秒1M位。为降低能耗，工作方式为：BLE/以太网转接器一直处于工作状态，其随时接受用户通过物联网发来的指令，并将指令保存下来。因BLE/以太网转接器以交流电源供电，能耗可以高于从设备。从设备以电池供电。从设备大部分时间处于睡眠状态，每秒醒来几次。当从设备醒来时，宿主设备和从设备完成数据交换。由于本系统中BLE通讯网络需要传输的数据量极低，只是诸如室内温度，空调控制指令，安监设备是否探测到入侵者等，每个从设备可在1～2毫秒完成数据交换，其余时间整个从设备如空调遥控器或通信部分如安监设备处于休眠状态，这样极大地降低了从设备的能耗，延长了电池的使用寿命。

另外，该系统的数据主要在家庭监控设备和云服务器之间传输；只有在系统异常或用户操作时，才有数据在云服务器和用户手机之间传输，从而保持用户端极低的数据服务用量。

请结合参阅图2，为图1中BLE/以太网转接器的具体模块示意图。如图2所示，在本发明提供的第一实施例中，该设备是BLE通信网中的宿主设备，所有BLE从设备通过此设备接入Wi-Fi路由器。该设备由二个模块组成:1)网络模块。该模块的微控制器（MCU）主要部分包括存放程序的闪存，RAM，以太网口，UART串行端口。以太网口和Wi-Fi路由器的以太网口连接；UART端口和BLE模块连接。软件主要包括TCP/IP堆，BLE应用层和针对本系统的应用程序以实现前述设计功能。2)BLE模块。主要部分为一带BLE功能的微控制器（MCU）。该模块通过UART端口和网路模块连接。软件主要是BLE通信控制。该装置可使用交流供电，故不必是低能耗设备。

请结合参阅图3，为图1中BLE空调遥控及温度检测装置的具体模块示意图。BLE空调遥控及温度检测装置：该装置作为从设备通过BLE通信方式与BLE/以太网转接器进行通信。该装置检测室内温度，并将用户通过物联网发来的空调控制指令用红外线发至空调。该装置主要包括带有BLE通信功能的微控制器MCU，温度传感器，红外线发射器。该装置以电池供电。软件主要包括BLE通信模块，以及温度检测，红外编码及发送等。

请结合参阅图4，为图1中带有BLE的安监设备的具体模块示意图。配接安全检测器的BLE模块。该模块是BLE通信系统中的一个从设备，主要由一带BLE功能的微控制器MCU组成。微控制器MCU通过输出/输入端口与占用传感器连接。配接门窗开关检测的BLE模块：该模块与配接安全检测器的BLE模块类似。

请结合参阅图5，为图1中带有WiFi+BLE的摄像系统的具体模块示意图。配接摄像头的WiFi+BLE模块。该模块主要由一带有WiFi及视频输入功能的微控制器MCU，以及带有BLE的MCU组成；软件主要包括基于WiFi的TCP/IP堆，网络应用层控制，视频输入输出及压缩功能，BLE通信模块。视频经由WiFi传至云服务器。BLE部件用以接受摄像系统控制指令。BLE部件作为从设备运行。

一应用程序在云服务器上运行。该程序收集从智能手机/计算机和各种家庭设备传送过来的数据和指令，经处理后进行转发。该程序的执行功能如下：

1)在家庭安全检测系统启动后，监测家庭安全系统是否一直发送“工作正常”的信息；如该信息丢失，向用户的手机／计算机发送提示信息，提醒用户核查是否是正常断电还是人为破坏。

2)将手机／计算机发送的空调控制指令发送至家中BLE空调遥控器。

3)一旦安全系统探测到入侵者，立即经手机／计算机向用户报警，并记录下相关数据和录像。

4)根据用户要求，发送家中温度和家庭实时监控视频至用户手机。用户也可调取显示已存储在云服务器的录像。

5）根据用户指令，启动或停止家用安监系统及门窗开关探测系统。

本发明通过以上第一实施例的设计，可以做到为用户提供一种通过物联网使用智能手机或计算机遥控家用空调的手段，可以通过智能手机或计算机远距离监测家庭安全状况的系统，能耗低，实现简单方便，极大的便利了用户的使用，提升了用户的使用满意度。

本发明是根据特定实施例进行描述的，但本领域的技术人员应明白在不脱离本发明范围时，可进行各种变化和等同替换。此外，为适应本发明技术的特定场合，可对本发明进行诸多修改而不脱离其保护范围。因此，本发明并不限于在此公开的特定实施例，而包括所有落入到权利要求保护范围的实施例。

Claims (5)

1.一种基于物联网家庭智能监控系统，其特征在于，本系统包括：用于收集处理各种数据和指令的云服务器；连接到云服务器上的智能手机或个人计算机、WiFi路由器；与所述Wi-Fi路由器通过以太网接口相连接的BLE/以太网转接器；与所述BLE/以太网转接器通过BLE通信连接的安监设备、门窗监测、空调遥控及温度检测装置、带有WiFi+BLE的摄像系统；

各设备的作用如下：

WiFi路由器：将家用设备接入物联网；

BLE/以太网转接器：将各个设备与WiFi路由器通过BLE通信连接；

空调遥控及温度检测装置：通过BLE通信接受用户指令控制室内空调及检测室内温度；

安监设备：监测是否有人进入房间，一旦探测到入侵者，通过BLE通信和物联网发送报警信号至智能手机或个人计算机，并启动摄像系统；

门窗监测器：监测是否门窗被打开，一旦门窗被打开通过BLE通信和物联网发报警信号至智能手机或个人计算机，并启动摄像系统；

带有WiFi+BLE的摄像系统：一旦安监设备或门窗监测器探测到有人进入房间或者门窗被打开，则自动启动摄像头，并将图像上传至所述云服务器；

安监设备、门窗监测、空调遥控及温度检测装置及带有WiFi+BLE的摄像头均以BLE通信与BLE/WiFi转接器互联，同时摄像系统直接通过WiFi传送图像至物联网。

2.根据权利要求1所述的基于物联网家庭智能监测系统，其特征在于，所述安监设备进一步包括：BLE接口模板（主要部件为带BLE功能的微控制器），占用传感器（occupancysensor）；其中BLE接口模板与占用传感器之间通过GPIO口连接，占用传感器探测是否有人在房间。

3.根据权利要求1所述的基于物联网家庭智能监控系统，其特征在于，所述门窗监测进一步包括：BLE接口模板（主要部件为带BLE功能的微控制器），门窗开关检测器；其中BLE接口模板与窗开关检测器之间通过GPIO口连接，门窗开关检测器探测是否门窗闭合。

4.根据权利要求1所述的基于物联网家庭智能监控系统，其特征在于，所述空调遥控及温度检测装置进一步包括：具有BLE功能的微控制器，与具有BLE功能的MCU相连接的温度传感器、红外线发射器，电池。

5.根据权利要求1至4任一项权利要求所述的基于物联网家庭智能监控系统，其特征在于，所述带有WiFi+BLE的摄像系统进一步包括：依次相连接的WiFi接口模板（主要部件为带WiFi功能及视频接口的主处理器，带BLE的微处理器并以UART接口与主处理器连接），视频接口，摄像头。