CN106444667A - 一种物联网智能通信控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种物联网智能通信控制系统，包括单片机控制器、无线节点控制器、A/D转换模块、热释电传感器、接口模块和光照传感器，无线节点控制器分别连接电压转换模块、放大整形模块A、放大整形模块B、A/D转换模块和单片机控制器，电压转换模块还连接热释电传感器，放大整形模块A还连接火灾烟雾传感器，放大整形模块B还连接可燃气体传感器。本发明可以通过手机进行远程控制家用电器，可以自动根据环境的温湿度和光照度自动调整室内的环境，此外还带有手动智能调节室内LED灯光照度的强弱，具有简单的防盗和气体泄漏报警功能，可以在电脑端监测和控制家里的电器，带有网络功能的智能家居系统。
Description
技术领域
本发明涉及一种控制系统，具体是一种物联网智能通信控制系统。
背景技术
21世纪是信息化的世纪，各种电信和互联网新技术推动了人类发明明的巨大进步。你是否想一踏入家门就是一个光照度和温湿度舒适的环境，你是否在外边担心家里的安全，你是否想遥在外边想通过一个简单的电话就能控制家里的电器等。本发明数字化家居控制系统可以使得人们可以通过手机或电话在任何时候、任意地点对家中的任意电器（空调、热水器、电饭煲、灯光、音响、DVD录像机）进行远程控制；也可以在下班途中，预先将家中的空调打开、让热水器提前烧好热水、电饭煲煮好香喷喷的米饭……。该系统除了具有手机远程控制功能后，还能通过自身的传感器模块感知外界环境的具体情况，并会根据实际情况进行适当的调整。在阴暗的天气里，它会自动打开灯，并调整灯的亮度，在阳光充足的天气里，它会自动关闭灯，或者将灯光调暗，并且与百叶窗配合来控制家里的光照度，由于本发明采用的是亮度可调的LED灯，所以对于节能和环保都有很大的意义。此外，该系统还可使家庭具有多途径报警、远程监控等多种功能，如果不幸出现某种险情，您和110可以在第一时间获得通知以便进一步采取行动。舒适、时尚的家居生活是社会进步的标志，智能家居控制系统能够在不改变家中任何家电的情况下，对家里的电器、灯光、电源、家庭环境进行方便地控制，使人们尽享高科技带来的简便而时尚的现代生活。
发明内容
本发明的目的在于提供一种物联网智能通信控制系统，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：
一种物联网智能通信控制系统，包括单片机控制器、无线节点控制器、A/D转换模块、热释电传感器、接口模块和光照传感器，所述无线节点控制器分别连接电压转换模块、放大整形模块A、放大整形模块B、A/D转换模块和单片机控制器，电压转换模块还连接热释电传感器，放大整形模块A还连接火灾烟雾传感器，放大整形模块B还连接可燃气体传感器，A/D转换模块还连接扩展信号，所述单片机控制器还分别连接接口模块、手机远程控制器模块、红外学习器件、光照传感器、温湿度传感器、无线模块、短信息发送模块和显示模块，无线模块还分别连接LED灯群控制模块、家电控制模块和百叶窗控制模块，所述红外学习器件还连接红外发送模块，所述接口模块还连接PC机；所述放大整形模块A包括电阻R1、电阻R9、发光二极管LED、三极管Q1、电位器RP4、二极管D2和电容C14，所述电阻R9一端分别连接电阻R16、三极管Q4基极和输入信号Vi，电阻R9另一端连接电位器R6，电位器R6另一端分别连接电容C14、电位器R6另一端、三极管Q1发射极、三极管Q2集电极和电容C15，电容C15另一端分别连接发光二极管LED正极和输出端Vo，发光二极管LED负极分别连接三极管Q2发射极、电容C19、电阻R1、电阻R18和电阻R16并接地，电容C19另一端分别连接电阻R18另一端和三极管Q4发射极，所述电阻R1另一端分别连接三极管Q2基极、二极管D2负极和三极管Q4集电极，二极管D2正极连接电位器R4，电位器R4另一端分别连接电阻R3、电位器R4滑片和三极管Q1基极，电阻R3另一端分别连接电容C14另一端和电阻R2，电阻R2另一端分别连接三极管Q1集电极和电源VCC。
作为本发明进一步的方案：所述接口模块采用RS232。
作为本发明进一步的方案：所述单片机控制器采用AT32UC3A0512。
作为本发明进一步的方案：所述火灾烟雾传感器采用NIS-09C型烟雾传感器。
作为本发明进一步的方案：所述可燃气体传感器采用TP-2高温型一氧化碳传感器报警器。
作为本发明进一步的方案：所述红外学习器件的接收部分由CX20106解调电路或一体化红外接收头组成。
作为本发明再进一步的方案：所述无线节点控制器采用zigbee控制器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明可以通过手机进行远程控制家用电器，可以自动根据环境的温湿度和光照度自动调整室内的环境，此外还带有手动智能调节室内LED灯光照度的强弱，具有简单的防盗和气体泄漏报警功能，可以在电脑端监测和控制家里的电器，带有网络功能的智能家居系统。
附图说明
图1为物联网智能通信控制系统的电路原理框图；
图2为物联网智能通信控制系统中放大整形模块A的电路图。
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1~2，本发明实施例中，一种物联网智能通信控制系统，包括单片机控制器、无线节点控制器、A/D转换模块、热释电传感器、接口模块和光照传感器，所述无线节点控制器分别连接电压转换模块、放大整形模块A、放大整形模块B、A/D转换模块和单片机控制器，电压转换模块还连接热释电传感器，放大整形模块A还连接火灾烟雾传感器，放大整形模块B还连接可燃气体传感器，A/D转换模块还连接扩展信号，所述单片机控制器还分别连接接口模块、手机远程控制器模块、红外学习器件、光照传感器、温湿度传感器、无线模块、短信息发送模块和显示模块，无线模块还分别连接LED灯群控制模块、家电控制模块和百叶窗控制模块，所述红外学习器件还连接红外发送模块，所述接口模块还连接PC机；所述放大整形模块A包括电阻R1、电阻R9、发光二极管LED、三极管Q1、电位器RP4、二极管D2和电容C14，所述电阻R9一端分别连接电阻R16、三极管Q4基极和输入信号Vi，电阻R9另一端连接电位器R6，电位器R6另一端分别连接电容C14、电位器R6另一端、三极管Q1发射极、三极管Q2集电极和电容C15，电容C15另一端分别连接发光二极管LED正极和输出端Vo，发光二极管LED负极分别连接三极管Q2发射极、电容C19、电阻R1、电阻R18和电阻R16并接地，电容C19另一端分别连接电阻R18另一端和三极管Q4发射极，所述电阻R1另一端分别连接三极管Q2基极、二极管D2负极和三极管Q4集电极，二极管D2正极连接电位器R4，电位器R4另一端分别连接电阻R3、电位器R4滑片和三极管Q1基极，电阻R3另一端分别连接电容C14另一端和电阻R2，电阻R2另一端分别连接三极管Q1集电极和电源VCC；接口模块采用RS232；单片机控制器采用AT32UC3A0512；火灾烟雾传感器采用NIS-09C型烟雾传感器；可燃气体传感器采用TP-2高温型一氧化碳传感器报警器；红外学习器件的接收部分由CX20106解调电路或一体化红外接收头组成；无线节点控制器采用zigbee控制器。
本发明的工作原理是：请参阅图1，本系统采用AT32UC3A0512作为主控器件，硬件由单片机扩展的存储器、输入/出设备以及各种实现单片机系统控制要求的接口电路和有关的外围电路芯片或部件组成。
本系统的手机远程控制是基于电话交换网络的国际双音频通信标准DTMF通信方式，程控交换信令作为系统控制命令，采用MT8870双音频编解码电路实现，单片机通过MT8870识别来自手机的网络的控制信号，用户只需拨通家中的控制手机就可以根据系统的语音提示进行按键选择以实现用户身份的识别、远程控制和安防操作；各种传感器的检测是利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量，再经过单片机进行数据处理，实现实时测控；短消息发送模块采用基于TC35 GSM模块TC35 modem 和电平转换芯片MAX3238等器件构成的移动终端，可以完成短消息收发等功能。
本发明系统其硬件部分主要由五大部分构成，即手机远程控制模块、控制单元、传感器数据采集系统、短消息发送模块与接口和电源部分，手机远程控制模块主要由MT8870和电压检测元件组成，它是系统中控制部分关键的元件，它与控制单元组成控制部分功能；传感器数据采集系统、短消息发送模块和控制单元完成报警等信号的处理和发送，电源部分则为各个部分提供工作电源。
火灾烟雾传感器是一种在消防管理、安全防范系统中常用的报警器材，它工作可靠、体积小巧，火灾烟雾传感器是把烟雾信号转换为电信号，电路设计时可以在背后设计专用的卡口以便地固定在墙体或者天花板上，使用时通过设置在厨房的感温探测器和设置在客厅、卧室等的感烟探测器，监视各个房间内有无火灾的发生。如有火灾发生控制器发出声光和短信报警信号，通知家人及小区物业管理部门。家庭控制器还可以根据有人在家或无人在家的情况，调节感温探测器和感烟探测器的灵敏度。本系统采用NIS-09C型烟雾传感器。
通过设置在厨房的可燃气体探测器，监视燃气管道、灶具有无燃气泄漏。如有燃气泄漏家庭控制器发出声光报警信号，并联动关闭燃气管道上的电磁阀，打开窗户进行排气，同时短信通知家人及小区物业管理部门。这里采用TP-2高温型一氧化碳传感器报警器需在一氧化碳浓度达到设定制值时系统应启动报警。
通过设置在屋里的光照传感器，可以监控到屋里的光照强度，一旦屋里的光照强度在一定的范围之外时候，通过控制百叶窗和屋里的LED等群来调节屋里的光照强度，使屋内光线在一个最合适的亮度。
对于空调、电视等需要红外遥控器才可控制的红外控制类家电仅靠接通交流电源是无法使其进入工作状态的。因此本发明提出使用红外遥控进行对空调以及其他红外电气的控制方案，使系统具有的红外学习功能可实现对这类家电的有效控制。又如红外插座、红外开关等，虽然红外遥控在家电产品中有广泛应用，但各产品的遥控器不能相互兼容，目前市面上常见的万能遥控器只能对某几种产品进行控制，不是真正的“万能”。本系统可以学习并记忆各种红外控制类家电的遥控指令，利用单片机控制器对遥控器的发射信号的波形进行测量，然后将测量的数据回放，由于只关心发射信号波形中的高低电平的宽度，不管其如何编码，因此做到了真正的“万能”。也为整个控制器的实现提供了良好的基础。当用户可以通过任意操作方式对这类家电进行控制时，红外插座或开关会向受控电器发送相应的红外遥控指令，从而控制电器的运行状态。
红外学习遥控的实现，本系统采用各设备集中控制的方式实现，集中各设备的方法是首先对各设备的红外遥控信号进行识别并存储，然后在需要时进行还原，以控制对应设备动作。由单片机控制器构成集中控制器，它是自学习与还原的核心部分，红外学习器件的接收部分由CX20106解调电路或一体化红外接收头组成，发射部分有红外发光管极其驱动部分组成。
通常，红外遥控器将遥控信号调制在38KHz的载波上，经缓冲放大后送至红外发光二极管，转化为红外信号发射出去。二进制脉冲码的形式有多种，其中最为常用的是PWM码(脉冲宽度调制码)和PPM码(脉冲位置调制码)。PWM码以宽脉冲表示1，窄脉冲表示0。PPM码脉冲宽度一样，但是码位的宽度不一样，码位宽的代表1，码位窄的代表0。
遥控编码脉冲信号（以PPM码为例）通常由引导码、系统码、系统反码、功能码、功能反码等信号组成。引导码也叫起始码，由宽度为9ms的高电平和宽度为4.5ms的低电平组成（不同的遥控系统在高低电平上有一定的区别），用来标志遥控编码脉冲的开始。系统码也叫识别码，它用来指示遥控系统的种类，以区别其他遥控系统，防止各种遥控系统的误操作。功能码也叫指令码，它代表了相应的控制功能，接收机中的微控制器可根据功能码的数值完成各种功能操作。系统反码与功能反码是系统码与功能码的反码，反码的加入是为了能在接收端校对传输过程中是否产生差错。为了提高抗干扰性能和降低电源消耗，将上述的遥控编码脉冲对频率为38KHz（周期为26.3ms）的载波信号进行脉幅调制（PAM），再经缓冲放大后送到红外发光管，将遥控信号发射出去。
由于遥控器的二进制编码脉冲有一定的宽度，而且它的高低电平均不断的交替变化，因此容易让我们想到一种容易且方便的方法，脉宽测量。虽然它的二进制脉冲的高低电平的宽度有所不同，但它们大都是毫秒级的，因而，采用单片机的定时器来测量它的脉冲宽度，然后存储，还原是完全可以实现的。
本发明可以通过手机进行远程控制家用电器，可以自动根据环境的温湿度和光照度自动调整室内的环境，此外还带有手动智能调节室内LED灯光照度的强弱，具有简单的防盗和气体泄漏报警功能，可以在电脑端监测和控制家里的电器，带有网络功能的智能家居系统。
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 (7)
1.一种物联网智能通信控制系统，包括单片机控制器、无线节点控制器、A/D转换模块、热释电传感器、接口模块和光照传感器，其特征在于，所述无线节点控制器分别连接电压转换模块、放大整形模块A、放大整形模块B、A/D转换模块和单片机控制器，电压转换模块还连接热释电传感器，放大整形模块A还连接火灾烟雾传感器，放大整形模块B还连接可燃气体传感器，A/D转换模块还连接扩展信号，所述单片机控制器还分别连接接口模块、手机远程控制器模块、红外学习器件、光照传感器、温湿度传感器、无线模块、短信息发送模块和显示模块，无线模块还分别连接LED灯群控制模块、家电控制模块和百叶窗控制模块，所述红外学习器件还连接红外发送模块，所述接口模块还连接PC机；所述放大整形模块A包括电阻R1、电阻R9、发光二极管LED、三极管Q1、电位器RP4、二极管D2和电容C14，所述电阻R9一端分别连接电阻R16、三极管Q4基极和输入信号Vi，电阻R9另一端连接电位器R6，电位器R6另一端分别连接电容C14、电位器R6另一端、三极管Q1发射极、三极管Q2集电极和电容C15，电容C15另一端分别连接发光二极管LED正极和输出端Vo，发光二极管LED负极分别连接三极管Q2发射极、电容C19、电阻R1、电阻R18和电阻R16并接地，电容C19另一端分别连接电阻R18另一端和三极管Q4发射极，所述电阻R1另一端分别连接三极管Q2基极、二极管D2负极和三极管Q4集电极，二极管D2正极连接电位器R4，电位器R4另一端分别连接电阻R3、电位器R4滑片和三极管Q1基极，电阻R3另一端分别连接电容C14另一端和电阻R2，电阻R2另一端分别连接三极管Q1集电极和电源VCC。
2.根据权利要求1所述的物联网智能通信控制系统，其特征在于，所述接口模块采用RS232。
3.根据权利要求1所述的物联网智能通信控制系统，其特征在于，所述单片机控制器采用AT32UC3A0512。
4.根据权利要求1所述的物联网智能通信控制系统，其特征在于，所述火灾烟雾传感器采用NIS-09C型烟雾传感器。
5.根据权利要求1所述的物联网智能通信控制系统，其特征在于，所述可燃气体传感器采用TP-2高温型一氧化碳传感器报警器。
6.根据权利要求1所述的物联网智能通信控制系统，其特征在于，所述红外学习器件的接收部分由CX20106解调电路或一体化红外接收头组成。
7.根据权利要求1所述的物联网智能通信控制系统，其特征在于，所述无线节点控制器采用zigbee控制器。
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2016
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