CN106990782A - 一种移动式智能家居控制中心 - Google Patents

一种移动式智能家居控制中心 Download PDF

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代维波
梅龙泉
李玉康
朱学孟
徐小军
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Abstract

本发明属于智能家居控制设备领域，具体涉及一种移动式智能家居控制中心，包括如下组成部分：行进机构(10)，所述行进机构(10)设置在底盘(11)下，用于接收指令并根据指令使智能家居控制中心直线行进或者转向；室内环境检测机构(20)；家居控制机构(30)，所述家居控制机构(30)包括集成式家电控制器(32)，所述集成式家电控制器(32)通过红外控制若干台智能家居的通电或者断电。本发明的有益效果是：本发明的行进机构未采用循迹等控制，通过转向模块实现旋转，转向模块包括转盘与转向步进电机，通过驱动模块实现前进，包括驱动马达支架、驱动马达和驱动轮，适应于家庭使用。

Description

一种移动式智能家居控制中心
技术领域
本发明属于智能家居控制设备领域，具体涉及一种移动式智能家居控制中心。
背景技术
随着计算机技术，网络技术，半导体技术，传感检测技术的发展，传统的家电行业也在逐渐发生变革。智能家居以居民的住宅为平台通过智能家居控制中心将家居生活中的相关设备进行统合，使得人们能用远程操控更好地控制家电，对住宅内生活进行科学地管理，从而为人们提供一个更舒适的生活环境。
对于家居控制系统，大部分采用的是固定式结构，利用网络对一些智能家电进行控制，这样虽然能实现控制，但是限制较多，采用红外控制时，若家电前有障碍物，则无法实现控制；还有少部分采用移动式控制，但是那种移动式控制多采用循迹控制，这在家庭中应用显然是很不方便的。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种方便移动的智能家居控制中心并且可以对室内环境实时监测。
本发明提供了如下的技术方案：
一种移动式智能家居控制中心，包括如下组成部分：
行进机构，所述行进机构设置在底盘下，用于接收指令并根据指令使智能家居控制中心直线行进或者转向；
室内环境检测机构，所述室内环境检测机构用于检测室内的温湿度和固体颗粒物浓度；
家居控制机构，所述家居控制机构包括集成式家电控制器，所述集成式家电控制器通过红外控制若干台智能家居的通电或者断电。
优选的，室内环境检测机构设置在中层隔板上，所述家居控制机构设置在上层隔板上，所述行进机构包括设置在底盘下的平衡模块、转向模块和驱动模块，所述行进机构还包括设置在中层隔板上的超声波避障模块，所述智能家居控制中心还包括控制模块，所述平衡模块、转向模块、驱动模块和超声波避障模块均与控制模块相连。
优选的，所述平衡模块包括固定在底盘下的四个万向轮，所述转向模块包括固定在底盘下的转盘和用于转向的转向步进电机，所述驱动模块包括固定在转盘下的驱动马达支架，固定在驱动马达支架上的驱动马达和由驱动马达驱动的驱动轮，所述超声波避障模块包括固定在中层隔板上的超声波传感器支架，固定在超声波传感器支架上的超声波测距传感器。
优选的，所述转盘与底盘之间设置隔离环，所述隔离环上设有孔，所述孔内设有用于减少转向时摩擦力的滚珠。
优选的，所述室内环境检测机构包括温湿度检测模块和固体颗粒物检测模块，所述温湿度检测模块和固体颗粒物检测模块均与控制模块相连，所述温湿度检测模块为温湿度传感器，所述固体颗粒检测模块为固体颗粒物传感器。
优选的，所述室内环境检测机构还包括与控制模块相连的报警装置，所述报警装置为蜂鸣器。
优选的，所述室内环境检测机构还包括与控制模块相连的显示模块，所述显示模块为IPS显示屏。
优选的，所述控制模块包括设置在上层隔板上的平板电脑和与平板电脑(41)相连的Arduino UNO开发板，所述转向步进电机、驱动马达、超声波测距传感器、温湿度传感器、固体颗粒物传感器、蜂鸣器和IPS显示屏均与Arduino UNO开发板通信连接。
优选的，所述集成式家电控制器通过串行总线与平板电脑相连。
优选的，所述底盘上设有电源，所述电源设置在转向步进电机两侧并通过串行总线与平板电脑和Arduino UNO开发板相连。
本发明的有益效果是：
1、本发明的行进机构未采用循迹等控制，通过转向模块实现旋转，转向模块包括转盘与转向步进电机，通过驱动模块实现前进，包括驱动马达支架、驱动马达和驱动轮，适应于家庭使用；而且由于控制中心的可移动性，使得使用者可以避开障碍物，移动到待控制电器附近位置，从而控制家庭中任意位置的电器。
2、由于家庭环境中有大量家具等障碍物的，需要行进机构频繁的转向，在隔离环上设有孔，孔内设有用于滚珠，可以大大降低行进机构转向时受到的摩擦力。
3、由于控制中心上搭载室内环境检测的相关传感器，在可移动的情况下，能使得使用者更清楚地了解住所各个部分的环境状况。
附图说明
图1是智能家居控制中心结构示意图；
图2是行进机构结构示意；
图3是平衡模块结构示意图；
图4是转向模块结构示意图；
图5是驱动模块结构示意图；
图6是超声波避障模块结构示意图；
图7是室内检测模块结构示意图。
附图中标记的含义如下：
10-行进机构 11-底盘 111-隔离环 112-滚珠 12-平衡模块 121-万向轮 13-转向模块 131-转盘 132-转向步进电机 14-驱动模块 141-驱动马达支架 142-驱动马达143-驱动轮 15-超声波避障模块 151-超声波传感器支架 152-超声波测距传感器 16-电源 20-环境检测机构 21-中层隔板 22-温湿度检测模块 23-固体颗粒物检测模块 24-报警装置 25-显示模块 30-家居控制机构 31-上层隔板 32-集成式家电控制器 40-控制模块 41-平板电脑 42-Arduino UNO开发板
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做具体说明。
如图1-7所示，一种移动式智能家居控制中心，包括设置在底盘11下的行进机构10，设置在中层隔板21上的室内环境检测机构20，设置在上层隔板31上的家居控制机构30，家居控制机构30包括集成式家电控制器32，集成式家电控制32器通过红外控制若干台智能家居的通电或者断电。行进机构10包括设置在底盘11下的平衡模块12、转向模块13和驱动模块14，行进机构10还包括设置在中层隔板21上超声波避障模块15，智能家居控制中心包括控制模块40，平衡模块12、转向模块13、驱动模块14和超声波避障模块15均与控制模块40相连。优选的，平衡模块12包括固定在底盘下的四个万向轮121，转向模块13包括固定在底盘11下的转盘131和用于转向的转向步进电机132，驱动模块14包括固定在底盘11下的驱动马达支架141，固定在驱动马达支架141上的驱动马达142和由驱动马达142驱动的驱动轮143，超声波避障模块15包括固定在中层隔板21上的超声波传感器支架151，固定在超声波传感器支架151上的超声波测距传感器152。
当给予行进机构10指令使移动式家居控制中心直线行进时，控制模块40驱动两个驱动轮143上的驱动马达142，两个驱动马达142带动驱动轮143转动，由于两个驱动马达142是同一规格产品，在同一条件工作下，两个驱动轮143的转速相同；在驱动轮143的驱动下，平衡模块12上的四个万向轮121被驱动轮143带动一起运动，此时由于转向步进电机132在不工作时的堵转作用，转向模块13不会有所移动，行进机构10向单一方向动作，移动式家居控制中心向单一方向行进。
当行进机构10在行进过程中需要转向时，操作者发出指令，连接在转盘131上的转向步进电机132接收控制模块40所发出的转向指令，转向步进电机132根据控制模块40发出的指令向一定的方向转动一定的角度，转向步进电机132带动安装在卡扣上的转盘131进行转动，从而带动用螺栓连接在转盘131下的驱动模块14进行方向上的旋转，控制模块40再根据使用者的指令发出指令使得行进机构10运动；行进机构10经过转向后再次运动时，平衡模块12上的四个万向轮121会根据行进机构10的行进方向，自动调整至行进方向，同时这种转向模式适用于小范围内的转向。
超声波避障模块15主要作用为在装置前行时检测装置四周的障碍物。在中层隔板21上均匀安装的三个或四个超声波测距传感器152在装置行进过程中会发射超声波，当前方在一定距离外有障碍物时，超声波传感器152上的接受器会接收被反射的超声波测距传感器152发出的超声波信号，根据控制模块40中烧录的程序，会对这段距离进行计算；当在一定距离内时，会根据使用者预设的指令进行停止或避障。若使用者设置其模式为避障，职责是对超声波测距传感器152测得的距离进行计算得出避障需要旋转的角度，控制模块40将计算的结论转化并输送给转向步进电机132，根据之前转向的工作原理，转向步进电机132带动转盘131旋转，由于驱动模块与转盘用螺栓相连接，因此驱动模块14得以转向。之后这个机构沿直线行进，从而避开障碍物。
四个万向轮121用以平衡整个装置，以防止在行进过程中路面有小的缺陷，在转向过程中能跟随行进机构的行进方向进行调整。在转向时由于装置整体的配重，平衡模块12并不会向相反方向进行转动。
进一步优化上述实施例，在转盘131与底盘11之间设置隔离环111，隔离环111上设有孔，孔内设有滚珠112，在转盘131带动驱动模块14转向时，可通过这些滚珠112减小转向时的摩擦力。
进一步优化上述实施例，室内环境检测机构20包括温湿度检测模块22、固体颗粒物检测模块23、报警装置24和显示模块25，温湿度检测模块22、固体颗粒物检测模块23、报警装置24和显示模块25均与控制模块40相连，温湿度检测模块22为温湿度传感器，固体颗粒检测模块23为固体颗粒物传感器，报警装置24为蜂鸣器，显示模块25为IPS显示屏。
进一步优化上述实施例，控制模块40包括设置在上层隔板31上的平板电脑41和与平板电脑41相连的Arduino UNO开发板42，转向步进电机132、驱动马达142、超声波测距传感器152、温湿度传感器、固体颗粒物传感器、蜂鸣器和IPS显示屏均通过导线与ArduinoUNO开发板42相连。集成式家电控制器32通过串行总线与平板电脑41相连。底盘11上设有电源16，电源16设置在转向步进电机132两侧并通过串行总线与平板电脑41和Arduino UNO开发板42相连。
当电源16开启时整个机构开始工作，利用安装在中层隔板上的温湿度传感器和固体颗粒物传感器等对于室内环境进行采样，采样结果反馈给Arduino UNO开发板42，通过Arduino UNO开发板42中烧录的程序运行，将采样数值显示在IPS显示屏上，并与预设值相比较，当采样数值小于预设数值，则蜂鸣器不会有所反应；当采样数值大于预设数值时，则会触发蜂鸣器，此时蜂鸣器被触发，提示居民注意室内环境，具体注意哪项数值，则可以通过显示在IPS显示屏上的提示数据来进行了解。
家居控制机构30则是通过上层隔板31的平板电脑41进行控制，通过预存的相关市场的软件，将指令发送给集成式家电控制器32，集成式家电控制器32则通过发送红外信号来遥控一些红外控制类家电和其他智能家电。当人与移动式智能家居控制中心相距较远时，则可以通过控制行进机构，使得移动式智能家居控制中心移动至控制者所在方位，也可以通过使用WIFI将平板电脑41与自己的手机相连接，利用手机来进行控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，包括如下组成部分：
行进机构(10)，所述行进机构(10)设置在底盘(11)下，用于接收指令并根据指令使智能家居控制中心直线行进或者转向；
室内环境检测机构(20)，所述室内环境检测机构(20)用于检测室内的温湿度和固体颗粒物浓度；
家居控制机构(30)，所述家居控制机构(30)包括集成式家电控制器(32)，所述集成式家电控制器(32)通过红外控制若干台智能家居的通电或者断电。
2.根据权利要求1所述的一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，室内环境检测机构(20)设置在中层隔板(21)上，所述家居控制机构(30)设置在上层隔板(31)上，所述行进机构(10)包括设置在底盘下的平衡模块(12)、转向模块(13)和驱动模块(14)，所述行进机构(10)还包括设置在中层隔板(21)上的超声波避障模块(15)，所述智能家居控制中心还包括控制模块(40)，所述平衡模块(12)、转向模块(13)、驱动模块(14)和超声波避障模块(15)均与控制模块(40)相连。
3.根据权利要求2所述的一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，所述平衡模块(12)包括固定在底盘下的四个万向轮(121)，所述转向模块(13)包括固定在底盘(11)下的转盘(131)和用于转向的转向步进电机(132)，所述驱动模块(14)包括固定在转盘(131)下的驱动马达支架(141)，固定在驱动马达支架(141)上的驱动马达(142)和由驱动马达(142)驱动的驱动轮(143)，所述超声波避障模块(15)包括固定在中层隔板(21)上的超声波传感器支架(151)，固定在超声波传感器支架(151)上的超声波测距传感器(152)。
4.根据权利要求3所述的一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，所述转盘(131)与底盘(11)之间设置隔离环(111)，所述隔离环(111)上设有孔，所述孔内设有用于减少转向时摩擦力的滚珠(112)。
5.根据权利要求4所述的一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，所述室内环境检测机构(20)包括温湿度检测模块(22)和固体颗粒物检测模块(23)，所述温湿度检测模块(22)和固体颗粒物检测模块(23)均与控制模块(40)相连，所述温湿度检测模块(22)为温湿度传感器，所述固体颗粒检测模块(23)为固体颗粒物传感器。
6.根据权利要求5所述的一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，所述室内环境检测机构(20)还包括与控制模块(40)相连的报警装置(24)，所述报警装置(24)为蜂鸣器。
7.根据权利要求6所述的一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，所述室内环境检测机构(20)还包括与控制模块(40)相连的显示模块(25)，所述显示模块(25)为IPS显示屏。
8.根据权利要求7所述的一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，所述控制模块(40)包括设置在上层隔板(31)上的平板电脑(41)和与平板电脑(41)相连的Arduino UNO开发板(42)，所述转向步进电机(132)、驱动马达(142)、超声波测距传感器(152)、温湿度传感器、固体颗粒物传感器、蜂鸣器和IPS显示屏均与Arduino UNO开发板(42)通信连接。
9.根据权利要求8所述的一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，所述集成式家电控制器(32)通过串行总线与平板电脑(41)相连。
10.根据权利要求3所述的一种移动式智能家居控制中心，其特征在于，所述底盘(11)上设有电源(16)，所述电源(16)设置在转向步进电机(132)两侧并通过串行总线与平板电脑(41)和Arduino UNO开发板(42)相连。
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