CN106056836A - 一种家庭安防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭安防系统，包括控制器、振动传感器、门磁传感器、烟雾传感器、温度传感器、信号处理模块A、收发模块A和控制器，所述振动传感器、门磁传感器和热释电红外传感器均连接于信号处理模块A，信号处理模块A还通过收发模块A连接到收发模块D，所述烟雾传感器和温度传感器均连接到信号处理模块B，信号处理模块B还通过收发模块B连接到收发模块D。本发明家庭安防系统智能化程度高，可实现实时监控家庭状态，对警情做出精确判断，并在警情发生时及时通知户主警情并作出相应动作，用户也可以发出信息进行相应的控制。系统结构简单，成本低。

Description

一种家庭安防系统

技术领域

本发明涉及一种安防系统，具体是一种家庭安防系统。

背景技术

随着经济、通讯与信息技术的发展，人们的生活水平不断提高。家庭的安全性越发受到人们的重视。给居民生命财产造成威胁的因素主要分为一下两个方面，一是有外力作用的恶意伤害,比如入室偷窃、抢劫、凶杀等，另外一方面是存在内在因素的意外事故，比如火灾、燃气泄漏等。为了切实有效的提高住宅的安全性，尤其是达到建设部所提出的建设智能化小区、实现智能化家庭的长期发展目标，必须加强对家庭安防报警系统的研究和开发，并提出能够真正满足智能化小区及智能化家庭的新型安全防范体系，以此来满足现代化社会的标准及人民群众的需求。

就目前情况看，我国的家庭安防报警产品普及率还很低，与欧美等发达国家70%的普及率相比，还具有很大的市场空间。有线报警设备依然在报警系统中占有较高的市场份额，无线的家庭报警系统主要由个人购买，由于人们对家庭安防的意识以及对安防产品的接受还需要一个过程，市场仍有待开发。

WSN（无线传感器网络）集合了无线通信技术、传感器技术和微机电三大技术，该网络是由分布在特定区域内的大量传感器节点之间无线数据交换的方式构成的，其主要目的在于对它所覆盖的区域内一系列对象的信息进行协作感知、采集和处理，最终将采集到的信息无线的传递给观测人员，一个完整的无线传感器网络主要包含汇聚节点、传感器节点和任务管理节点。各个传感器节点可以通过人为或随机的方式分布在被监测的区域内，采用自组织的形式组网，某一传感器节点采集到的数据通过其内置的路由算法经过其它传感器节点，以逐跳的方式进行数据的传输，然后经过路由节点或汇聚节点，最终通过互联网或者其它的数据传递形式发送到管理中心。

近年来，伴随着经济的飞速发展和城市人口的急剧增加，盗窃、入室抢劫等事件的增多给人们的安定生活带来了很大的影响，同时现代生活节奏越来越快，除了繁忙的工作之外，像照看老人、小孩、宠物等工作让很多年轻人无暇顾及，因此越来越多的人在渴望拥有舒适生活空间的同时，开始关心如何搭建自己的家庭安防系统，这在一定程度上促进了家庭安防市场的快速发展。本文针对国内外的发展现状，对现有的家庭安防系统进行概述，并指出他们的优缺点，并根据需要对它们的发展趋势进行了预测。

最近几年，在欧美等一些发达国家，安防报警系统的主要发展方向为整体的智能化小区。在家庭安防这一方面，主要有以下的几种解决方案：美国的AT&T公司与杰尔系统的TrueONE相结合，提出了一种以视频监控为主的安防解决方案；英国电信公司通过其数字化家庭网关HomeHub所设计的一种侧重于网络摄像头的监控方案；在亚洲，日本电信NTTDocomo则推出了一种通过Internet或GOMA手机提供的便捷监控方案；韩国电信公司SK和KT所采用的是结合了无线传感器网络技术与家庭数字网关的视频监控方案；其它如法国和德国等国家也都有自己的家庭安防解决方案，都是偏向于视频监控 。

国内的家庭安防报警系统与国外相比仍然存在很大的差距，其主要由以下四种方式构成：

(1) 电话线联网是报警系统中重要的方式之一。安装该类型防盗报警设备的用户通过市话网与该地区的警务中心联网，一旦出现入侵状况，本地区的接警中心负责对报警信息进行处理。电话线联网的报警方式优势在于不需要对该设备进行额外的布线，网络的传输极为可靠，应用的区域较广，只要有电话网络的地区都可以接入该设备。但是一些不可忽视的缺点阻碍了该模式报警设备的发展，如运行费用一般较高，安装这种报警系统的用户往往需要额外花费一些月租话费，另外由于联网方式采用的是电话线，它的数据传输速率比较慢。

(2)专用总线（RS485、CAN-BUS 等）方式。这也是一种常见的联网报警方式，它主要有以下的几个优点：速度比较快（≤2S），运营成本一般较低，用户无需花费额外的月租费用。但是在设备的实际应用过程中，也存在着一些缺陷：如其所涉及到的范围往往较小（只适用于小区内部环境），线路不稳定、可靠性不足，信息在传输过程中比较容易受到外界环境的干扰，并且一般没有语音功能，接警软件还不够成熟，集成性等方面都需要进一步提高。因此，这种利用总线的联网报警方式目前仅被应用到建筑物的内部或者楼宇之间，至多在小区范围内。

(3)随着数字时代的到来，网络的快速发展，一些报警设备厂商逐渐的开始推出利用有线或无线IP网络进行联网报警的设备。这种联网报警的方式最早出现于上个世纪八、九十年代的欧美国家，最近几年，随着我国IP网络（有线或无线）大规模的发展，防盗警报的设备商也都跃跃欲试。TCP/IP的联网报警方式有着很多的优势，如报警设备的安装较为灵活方便，一般情况下稳定可靠等优点，因此获得了不少设备商及用户的青睐。然而不足的是这种方式目前多应用于小区内部，无线网络的接入方式往往是应用于已经装修，不便于另外布线的情况，各子节点联入 IP网络耗电较高，最为主要的是通过IP网络进行联网报警的系统在某些特殊情况下容易受到病毒的影响，会受到人为破坏、泄漏报警信号的干扰。因此，国内目前应用于小区内部的报警系统仍是以专用总线为主，IP网络的方式目前没有得到广泛的普及。

(4)随着科学技术的提高以及社会的进步，人们的安全意识得到了很大的提高，特别是对于家庭安防重要性的认识，以GSM 网络为主的联网报警方式。是指在家中安放若干传感器，当它们检测到入侵、火灾等状况后，报警主机能够通过无线通信模块经过电信平台将报警信息发送到小区保安、业主及110报警中心。利用该模式的联网报警设备传输距离广、速度快，无需大面积的进行布线，网络的维护成本极低，正在逐渐得到人们的认可。

前几年，随着“平安城市”和奥运等一系列项目的需求以及各地对安防设备需求的增长，我国的安防产业获得了良好的发展契机并快速的发展起来。但我们也应该清楚的认识到虽然国内的安防设备商的数量及规模都有所增大，但投资及企业规模都与国外先进的设备厂商存在着很大的差距。

随着不断发展的科技浪潮，融合嵌入式技术、网络技术及传感器技术的安防系统必定得到更好的发展与完善，从而更加切实有效的保证人们的生命财产安全，提高人们的安全感，为保障公共安全及维护社会的和谐稳定发展发挥重要的作用。

所以从以上内容可以了解到，无线传感器网络的家庭安防系统还有很大的研究空间和发展前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于物联网的家庭安防系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种家庭安防系统，包括控制器、振动传感器、门磁传感器、烟雾传感器、温度传感器、信号处理模块A、收发模块A和控制器，所述振动传感器、门磁传感器和热释电红外传感器均连接于信号处理模块A，信号处理模块A还通过收发模块A连接到收发模块D，所述烟雾传感器和温度传感器均连接到信号处理模块B，信号处理模块B还通过收发模块B连接到收发模块D，所述煤气传感器依次通过信号处理模块C、收发模块C连接到收发模块D，信号处理模块C还连接玻璃破碎探测器，收发模块D还连接控制器，控制器还分别连接电源模块、按键模块、摄像头模块、报警模块、以太网和GSM网络模块；所述控制器采用S3C2410。

作为本发明进一步的方案：所述收发模块A、收发模块B、收发模块C和收发模块D均采用CC2430。

作为本发明进一步的方案：所述摄像头模块采用USB接口的摄像头。

作为本发明再进一步的方案：所述GSM网络模块包括GSM模块和GPRS模块。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明家庭安防系统智能化程度高，可实现实时监控家庭状态，对警情做出精确判断，并在警情发生时及时通知户主警情并作出相应动作，用户也可以发出信息进行相应的控制。系统结构简单，成本低。

附图说明

图1为家庭安防系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例中，一种家庭安防系统，包括控制器、振动传感器、门磁传感器、烟雾传感器、温度传感器、信号处理模块A、收发模块A和控制器，所述振动传感器、门磁传感器和热释电红外传感器均连接于信号处理模块A，信号处理模块A还通过收发模块A连接到收发模块D，所述烟雾传感器和温度传感器均连接到信号处理模块B，信号处理模块B还通过收发模块B连接到收发模块D，所述煤气传感器依次通过信号处理模块C、收发模块C连接到收发模块D，信号处理模块C还连接玻璃破碎探测器，收发模块D还连接控制器，控制器还分别连接电源模块、按键模块、摄像头模块、报警模块、以太网和GSM网络模块；所述控制器采用S3C2410；收发模块A、收发模块B、收发模块C和收发模块D均采用CC2430；摄像头模块采用USB接口的摄像头；GSM网络模块包括GSM模块和GPRS模块。

本发明的工作原理是：请参阅图1，传感器模块按功能可分为3个部分：防盗、火灾检测和煤气泄漏检测。防盗部分由振动传感器、门磁窗磁传感器、热释电红外传感器组成。把振动传感器安装在入户门上的隐蔽处，当它检测到门上有振动，如果振动持续超过8min，则判断为可能是非法人员撬门。门磁传感器也是安装在入户门上，当门被打开超过2cm时传感器会有信号输出。通过这2个传感器相结合来判断是否有人非法进入，消除误报。另外，热释电红外传感器能感应到物体在室内的移动，对于窗、阳台等其他地方的防盗原理跟入户门防盗相似。火灾检测由烟雾传感器和温度传感器组成，两者均检测到信号则认为确有火灾发生，这样可以避免误报。而煤气泄漏检测则用MQ-6传感器作为感应器，它对液化气、天然气及城市煤气有较好的灵敏度，而对乙醇、烟雾几乎不响应。电源模块包括内部电源和外部电源。内部电源包括可充电电池和充电电路，主要任务是在监控状态下外部断电时供整个电路正常工作。其充电也是由微控制器控制完成的，在外部电源供电状态下，低于下限电平时自动接通充电电路，高于上限电平时自动断开充电电路。系统后端有2个功能按键，分别为设防键和撤防键。主人在出门时按下设防键，再通过手机短信方式由GPRS通知主机进入工作状态；当主人回家时再通过短信通知主机进入待机状态，待主人进入家中时则按下撤防键，主机停止工作。每个传感器加上信号处理以及CC2430收发模块组成一个ZigBee节点，分配有不同的地址，节点通过ZigBee无线网络与主服务器ARM9模块通信，主机根据地址判断信号是来自哪个节点，然后判断是有非法人员进入还是有火灾隐患或是有煤气泄漏，无论哪种突发状况发生，主机都会启动USB摄像头对现场图像抓拍，通过GSM网络模块通知主人或物管中心，并驱动报警装置进行报警，同时用以太网接入小区的局域网或互联网，实现家庭网络Internet接入。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种家庭安防系统，包括控制器、振动传感器、门磁传感器、烟雾传感器、温度传感器、信号处理模块A、收发模块A和控制器，其特征在于，所述振动传感器、门磁传感器和热释电红外传感器均连接于信号处理模块A，信号处理模块A还通过收发模块A连接到收发模块D，所述烟雾传感器和温度传感器均连接到信号处理模块B，信号处理模块B还通过收发模块B连接到收发模块D，所述煤气传感器依次通过信号处理模块C、收发模块C连接到收发模块D，信号处理模块C还连接玻璃破碎探测器，收发模块D还连接控制器，控制器还分别连接电源模块、按键模块、摄像头模块、报警模块、以太网和GSM网络模块；所述控制器采用S3C2410。

2.根据权利要求1所述的家庭安防系统，其特征在于，所述收发模块A、收发模块B、收发模块C和收发模块D均采用CC2430。

3.根据权利要求1所述的家庭安防系统，其特征在于，所述摄像头模块采用USB接口的摄像头。

4.根据权利要求1所述的家庭安防系统，其特征在于，所述GSM网络模块包括GSM模块和GPRS模块。