CN107316431A - 一种基于云端的智能家居安防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云端的智能家居安防系统，包括家庭设备、云数据中心及客户终端；所述家庭设备分别和云数据中心、客户终端互联，所述云数据中心与客户终端互联；所述家庭设备包括家庭网关、ZigBee协调器、温湿度检测传感器、可燃气传感器、烟雾检测传感器、人体红外检测传感器和网络摄像机；各传感器和网络摄像机通过ZigBee协调器连接家庭网关。本发明通过将Wifi高清网络摄像机、IEEE802.15.4协议标准和780MHZ与云平台技术等融合起来，拓展了过去Wifi高清网络摄像机单一的家居安防监控功能，并使用极光推送技术提高监控速率，用户根据收到的报警信息，有选择的查看某个时间段的家居情况，极大地方便用户使用，提高家居系统的安全性。

Description

一种基于云端的智能家居安防系统

技术领域

本发明涉及智能家居安防领域，尤其涉及一种基于云端的智能家居安防系统。

背景技术

现在的USB摄像头和Wifi技术使用的相关广泛，而云数据的发展也成为热门。网关穿透技术逐渐深度千家万户，而使用移动终端控制Wifi网络摄像机的技术也十分成熟，无论在哪里，都可以使用手机等移动终端对家里安装的Wifi高清网络摄像机进行控制。

ZigBee协议标准逐渐普及，该技术为物联网推出了专用频段：欧洲868MHZ，北美915MHZ，中国780MHZ，其可以有效处理无线数据连接，并具备很强的抗干扰能力。ZigBee协调器一般使用的是IEEE802.15.4协议标准，这是中国物联网专用频段。这样可以解决以往使用无线协议出现的信号干扰，设备难以组网，数据远距离传输代价大等问题，避免了使用433MHZ，2.4GHZ公用频段，因为在该频段内聚集了大规模的大量设备，信号频道很容易被干扰，从而产生网络连接通信不成功或者数据只能限定在较短的距离间的问题，利用这个频段可以不受到无线网，蓝牙以及手机等设备的干扰。使得在很长距离内进行信息传送能够实现。使用的调制方式是直接序列扩频调制方式，该方式可以利用低速率进行长距离的信息传送，在传送的过程中不易受到其它信息的干扰。单节点的传输距离能够达到两千米，而使用IEEE802.15.4协议的无线设备可以将小设备组合起来成为一个子网，子网和子网还可以组合成为一个规模更大的子网，子网的数量可以达到65535个，这样可以保证在很长的距离内实现通信。最长的距离可以达到上千米。利用该协议的设备还有一个优点，就是该设备在有信息传送的时候才被唤醒，其余时间都处于休眠状态，只需要毫秒时间就可以唤醒该设备，所以设备消耗的能量是有限的。对于一个普通的设备，只需要一节电池就可以用几个月，多的可以用到几年。而且采用此协议的设备在需要数据传输的时候才激活，不传输的时候就休眠，而且激活时间只需要最少十多毫秒，所以设备的耗电非常低，通常一个无线传感器设备，一级电池就至少可以工作数月甚至几年。

“云计算”已经成为当前信息领域的一个研究热点。它的出现宣告了使用低成本进行超级计算时代的到来。云计算的发展使得互联网的架构从“服务器+客户端”演变为“云服务平台+客户端”，它会对用户获取信息、分享内容和互相沟通的方式产生不可替代的影响。智能家居中能够以云计算为基础实现跨越式的改进，在当前很多的人的意识还停留在传统家电上，其智能水平不高，也没什么数据存储能力，但有了云计算系统的支持后，家电的智能依赖于云计算中心，所有的家电终端通过网络与云计算中心进行信息的沟通，向云计算中心反馈目前的工作情况，使用云计算中心的强大计算力和存储力为终端提供智能决策，这样可以实现家电系统智能化的集成与管理。云计算技术还具备实时感知、准备定位的特点，所以对于云计算技术组成的家庭云终端设备能够对安装在家庭内部的各种无线或有线设备(例如燃气探测传感器、烟雾探测传感器、人体红外传感器等)所发出的信号进行分析处理，并传到客户终端，客户能够通过手机等移动设备对报警信息进行确认，以便及时处理发生的紧急情况。极光推送技术也在逐步为人们所接受，该技术为全球移动应用开发者提供了专业、高效的移动消息推送服务。使用该技术可以在管理Portal上快速地为用户提供信息推送服务，也可以定制推送的时间、用户群、位置等。该技术还提供远程推送API。现有技术基本都是直接传送视频图像信息，没有将云平台技术结合到安防系统中，不方便用户操作和控制。

发明内容

本发明主要解决当前已有家庭安防系统仅单一的通过摄像头对各家庭内部安全状态进行简单监视，直接传送视频图像信息，不方便用户操作和控制的问题。本发明提供一种基于云端的智能家居安防系统，将智能家居设备通过整合ZigBee串口协议与Wifi高清网络摄像机，在此基础上结合云平台技术，通过手机等移动终端按照云数据中心推送的报警信息去监控智能家居的安全情况，这样只需要手持一部手机或者平板电脑就可以实现家居安防情况的智能控制，可以有重点的查看设定时间内的安防情况，从而提高监控速率，极大地方便用户使用。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于云端的智能家居安防系统，该系统包括家庭设备、云数据中心及客户终端，通过这三大模块对家庭安全状况进行控制；所述家庭设备分别和云数据中心、客户终端互联，所述云数据中心与客户终端互联；所述家庭设备包括家庭网关、ZigBee协调器、温湿度检测传感器、可燃气传感器、烟雾检测传感器、人体红外检测传感器和网络摄像机；所述温湿度检测传感器、可燃气传感器、烟雾检测传感器、人体红外检测传感器和网络摄像机通过ZigBee协调器连接家庭网关；

所述家庭网关监听ZigBee串口，当监听到接收到数据时，判断数据类型，如果是温度或湿度数据，且温度或湿度数据均在安全阈值范围内，则将数据存储到数据库中；如果是烟雾、燃气、人体红外数据，或者是温度或湿度数据超过安全阈值，则启动网络摄像机，将网络摄像机抓拍的图像及传感器采集的数据共同上传到云数据中心；

所述云数据中心接收到家庭网关上传的异常数据后，对异常数据进行存储和分析，当分析结果为危险时，将报警信号推送到客户终端；接收客户终端发送的连接请求和查询信息，返回查询数据给客户终端；

所述客户终端接收云数据中心推送的报警信号，可以选择向云数据中心发送连接请求及所要查询信息的开始和结束时间，接收云数据中心返回的指定时间段的网络摄像机采集的图像及传感器采集的数据；也可以选择连接家庭网关，查看网络摄像机采集的实时图像和/或传感器采集的实时数据；客户终端在未接收到报警信号时，也可以直接连接家庭网关，获取传感器采集的数据，或者开启网络摄像机查看实时图像。

进一步地，所述ZigBee协调器通过使用IEEE802.15.4协议和780MHZ无线收发装置与云数据中心以及客户终端相连接；当使用者位置在本地，可以使用Wifi与家庭设备连接；当使用者距离较远，可以通过互联网与家庭设备连接。

本发明的有益效果是：使用安防系统时，通过串口进行测试，一旦测试结果不正常，通过Wifi高清网络摄像机将拍到的图像传送到云数据中心，云数据中心处理之后对有危险的信息通过极光推送服务发送到客户终端；如果情况紧急，客户可以快速决策，或者可以根据收到的信息从云数据中心上找出相应时间段的视频快速检查，再决定下一步要采取的策略。本发明通过将Wifi高清网络摄像机、IEEE802.15.4协议标准和780MHZ与云平台技术等融合起来，拓展了过去Wifi高清网络摄像机单一的家居安防监控功能，并使用极光推送技术，提高监控速率，用户根据收到的报警信息，有选择的去查看某个时间段的家居情况，极大地方便用户使用，提高家居系统的安全性。

附图说明

图1为本发明安防系统总结结构框图；

图2为家庭网关工作流程图；

图3为客户终端和云数据中心通信流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本发明提供的一种基于云端的智能家居安防系统，该系统包括家庭设备、云数据中心及客户终端，通过这三大模块对家庭安全状况进行监控和控制；所述家庭设备分别和云数据中心、客户终端互联，所述云数据中心与客户终端互联；所述家庭设备包括家庭网关、ZigBee协调器、温湿度检测传感器、可燃气传感器、烟雾检测传感器、人体红外检测传感器和网络摄像机；家庭设备中还可以包括其他相似性质的传感器；所述温湿度检测传感器、可燃气传感器、烟雾检测传感器、人体红外检测传感器和网络摄像机通过ZigBee协调器连接家庭网关；所述客户终端为手机，平板电脑或者PC机等。

如图2所示，所述家庭网关监听ZigBee串口，如果没有接收到数据，就继续监听，当监听到接收到数据时，判断数据类型，如果是温度或湿度数据，且温度或湿度数据均在安全阈值范围内，则将数据存储到数据库中；如果是烟雾、燃气、人体红外数据，或者是温度或湿度数据超过安全阈值，则启动网络摄像机，将网络摄像机抓拍的图像及传感器采集的数据共同上传到云数据中心；在网络摄像机开启之后，当接收到客户终端发送的连接请求后，进行连接，并向客户发送对应的图像；同时也要开启Web服务器，当接收到客户终端Http请求后，对环境数据进行获取，并将获取到的环境数据返回到客户终端。家庭网关可以实现视频捕捉、编码、存储以及对智能家居设备状态信息的采集和控制，并将视频画面、各智能家居设备运行状态传送到云数据中心，同时接收客户终端发出的智能家居监控指令，实现手机等移动设备监控智能家居设备。

如图3所示，所述云数据中心接收到家庭网关上传的异常数据后，对异常数据进行存储和分析，当分析结果为危险时，通过极光云推送服务及时将报警信号推送到客户终端；接收客户终端发送的连接请求和查询信息，返回查询数据给客户终端；以此循环工作，从等待命令到达到监控家居的状态然后再回到接收命令，从而使得该智能家居安防系统实现了实时控制。

所述客户终端接收云数据中心推送的报警信号，可以选择向云数据中心发送连接请求及所要查询信息的开始和结束时间，接收云数据中心返回的指定时间段的网络摄像机采集的图像及传感器采集的数据；也可以选择连接家庭网关，查看网络摄像机采集的实时图像和/或传感器采集的实时数据；客户终端在未接收到报警信号时，也可以直接连接家庭网关，获取传感器采集的数据，或者开启网络摄像机查看实时图像。

所述家庭网关连接Internet，客户终端通过Internet连接家庭网关和云数据中心，能够实现远程监控及信息接收；所述ZigBee协调器通过使用IEEE802.15.4协议和780MHZ无线收发装置与云数据中心以及客户终端相连接；当使用者位置在本地，可以使用Wifi与家庭设备连接；当使用者距离较远，可以通过互联网与家庭设备连接；家庭设备、云数据中心、客户终端之间采用内置的通信机制实现握手并进行数据共享。

本发明将传统的智能家居安防系统和云处理结合起来，使得用户可以选择报警时段的画面进行观看，结合极光推送的信息决定下一步所要采取的措施，很大程度上方面了用户的使用并提高了用户的体验。

Claims (2)

1.一种基于云端的智能家居安防系统，其特征在于，该系统包括家庭设备、云数据中心及客户终端；所述家庭设备分别和云数据中心、客户终端互联，所述云数据中心与客户终端互联；所述家庭设备包括家庭网关、ZigBee协调器、温湿度检测传感器、可燃气传感器、烟雾检测传感器、人体红外检测传感器和网络摄像机；所述温湿度检测传感器、可燃气传感器、烟雾检测传感器、人体红外检测传感器和网络摄像机通过ZigBee协调器连接家庭网关；

所述家庭网关监听ZigBee串口，当监听到接收到数据时，判断数据类型，如果是温度或湿度数据，且温度或湿度数据均在安全阈值范围内，则将数据存储到数据库中；如果是烟雾、燃气、人体红外数据，或者是温度或湿度数据超过安全阈值，则启动网络摄像机，将网络摄像机抓拍的图像及传感器采集的数据共同上传到云数据中心；

所述云数据中心接收到家庭网关上传的异常数据后，对异常数据进行存储和分析，当分析结果为危险时，将报警信号推送到客户终端；接收客户终端发送的连接请求和查询信息，返回查询数据给客户终端；

所述客户终端接收云数据中心推送的报警信号，可以选择向云数据中心发送连接请求及所要查询信息的开始和结束时间，接收云数据中心返回的指定时间段的网络摄像机采集的图像及传感器采集的数据；也可以选择连接家庭网关，查看网络摄像机采集的实时图像和/或传感器采集的实时数据；客户终端在未接收到报警信号时，也可以直接连接家庭网关，获取传感器采集的数据，或者开启网络摄像机查看实时图像。

2.根据权利要求1所述的一种基于云端的智能家居安防系统，其特征在于，所述ZigBee协调器通过使用IEEE802.15.4协议和780MHZ无线收发装置与云数据中心以及客户终端相连接；当使用者位置在本地，可以使用Wifi与家庭设备连接；当使用者距离较远，可以通过互联网与家庭设备连接。