CN107422706A - 一种基于物联网的智能家居管理系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于物联网的智能家居管理系统,包括太阳能电池板、中控机构、蓄电池和用电设备,中控组件包括中央控制模块、安全监测模块、无线通讯模块、充放电控制模块、用电控制模块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块、语音控制模块和工作电源模块,充放电控制模块包括充放电控制电路,语音控制模块包括语音控制电路,该基于物联网的智能家居管理系统中,通过充放电控制电路,能够实现太阳能发电的可靠运行,从而提高了管理系统的可靠性;不仅如此,在语音控制电路中,能够对语音信号进行可靠有效地输出,进一步提高了管理系统的可靠性。

Description

一种基于物联网的智能家居管理系统
技术领域
[0001]本发明涉及智能家居领域,特别涉及一种基于物联网的智能家居管理系统。
背景技术
[0002]智能豕居(英文:smart home,home automation)是以住宅为平台,利用综合布线 技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集 成,构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统,提升家居安全性、便利性、舒适性、艺 术性,并实现环保节能的居住环境。
[0003]在现在的智能家居中,有部分是用来对太阳能发电进行控制,其中大多数都是用 来控制离散太阳能发电系统,从而来实现智能家居中太阳能的可靠运行。
[0004]在现有的智能家居的太阳能管理系统中,由于用户的空间有限,所以太阳能电池 板较小,输出电压较低,从而难以对电池进行充电,影响了太阳能发电运行的可靠性;不仅 如此,在管理系统运行的过程中,需要进行语音提示或者语音报警,而往往会因为管理系统 内部的语音控制电路缺少很好的功率放大功能,导致了输出音量不够,无法被用户及时听 到,这样就容易造成管理系统的损坏,降低了管理系统的可靠性。
发明内容
[0005] 本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足,提供一种基于物联网的 智能家居管理系统。
[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于物联网的智能家居管理系 统,包括太阳能电池板、中控机构、蓄电池和若干用电设备,所述太阳能电池板、蓄电池和各 用电设备均与中控机构电连接;
[0007] 其中,太阳能电池板用来进行对太阳能进行采集,随后再通过中控机构对电能进 行转换,一部分用来在蓄电池中进行存储,一部分用来给用电设备进行供电。
[0008] 所述中控机构包括面板设置在面板内部的中控组件,所述中控组件包括中央控制 模块、与中央控制模块连接的安全监测模块、无线通讯模块、充放电控制模块、用电控制模 块、显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块、语音控制模块和工作电源模块,所述中央 控制模块为PLC;
[0009] 其中,中央控制模块,用来对管理系统进行智能化控制的模块,在这里,中央控制 模块是PLC,也能够是单片机,实现了对管理系统中的各个模块进行智能化控制,提高了管 理系统的智能化,从而满足现在人们对于管理系统智能化的要求;安全监测模块,用来对系 统进行安全监测的模块,在这里,通过对各种传感器和互感器,能够对系统中各处可能出现 故障的地方进行实时监测,从而提高了管理系统的安全运行,提高了系统的可靠性;无线通 讯模块,用来实现无线通讯的模块,在这里,通过与外部通讯终端进行远程无线数据传输, 实现了对管理系统的工作信息进行远程实时监控,实现了管理系统的智能化;充放电控制 模块,用来进行充放电控制的模块,在这里,能够对太阳能电池板采集的太阳能进行转换, 实现充电,同时能够控制工频逆变器来进行放电,实现了对后续的用电设备进行供电;用电 控制模块,用来进行供电的模块,在这里,能够实现对各用电设备进行供电;显示控制模块, 用来实现显示控制的模块,在这里,通过对显示界面进行控制,能够对管理系统的工作信息 进行实时显示,提高了管理系统的实用性;按键控制模块,用来进行按键控制的模块,在这 里,通过对控制按键的操控信息进行采集,从而能够对管理系统进行实施现场操控,提高了 管理系统的可操作性;状态指示模块,用来实现状态指示的模块,在这里,通过对状态指示 灯的亮暗控制,能够对管理系统的工作状态进行实时显示,提高了其实用性;语音控制模 块,用来进行语音提示的模块,在这里,通过对扬声器进行控制,从而能够对相关的报警提 示播放,提高了管理系统的可靠性;工作电源模块,用来提供稳定电源电压的模块,在这里, 用来给管理系统内部的各个模块提供稳定的工作电压,提高了管理系统的可靠性。
[0010] 所述太阳能电池板上设有温度传感器,所述温度传感器与安全监测模块电连接, 所述面板的内部还设有工频逆变器,所述工频逆变器分别与充放电控制模块和中央控制模 块电连接,所述蓄电池与工频逆变器电连接;
[0011] 所述充放电控制模块包括充放电控制电路,所述充放电控制电路包括第一电容、 第二电容、电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一非门、第二非门、第三非门、第四非门、 第五非门、第六非门、二极管、开关、电池和场效应管,所述场效应管的源极通过电感和第一 电容组成的串联电路接地,所述场效应管的漏极接地,所述场效应管的源极与二极管的阳 极连接,所述二极管的阴极通过第三电阻和开关组成的串联电路与电池的正极连接,所述 电池的负极接地,所述场效应管的栅极与第三非门的输出端连接,所述第四非门、第五非门 和第六非门分别与第三非门并联,所述第三非门的输入端与第二非门的输出端连接,所述 第二非门的输入端与第一非门的输出端连接,所述第一非门的输入端通过第一电阻和第二 电容组成的传动连接与第二非门的输出端连接,所述第二电阻的一端与第一非门的输出端 连接,所述第二电阻的另一端分别与第一电阻和第二电容连接。
[0012] 其中,该电路采用了升压原理,将单片太阳能电池产生的电压升至5-6V,可对多节 电池进行充电,第一非门和第二非门组成了多谐振荡器,第三非门至第六非门并联使用,用 来驱动场效应管的通断,实现了对电池的可靠充电。当场效应管导通时,电感上的感应电势 为左正右负,场效应管截止时,电感上的感应电势则相反,为左负右正,能够对电池进行充 电,从而实现了对电池的可靠充电,提高了系统的可靠性。
[0013] 具体的,所述语音控制模块包括语音控制电路,所述语音控制电路包括集成电路、 第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第九电容和蜂鸣器,所述集 成电路的型号为TA7252P,所述集成电路的第三端通过第三电容接地,所述集成电路的第一 端与第四电容连接,所述集成电路的第二端通过第五电容接地,所述集成电路的第四端接 地,所述集成电路的第七端通过第六电容接地且外接5V直流电压电源,所述集成电路的第 六端通过第七电容与集成电路的第五端连接,所述集成电路的第五端通过第八电容接地且 通过第九电容和蜂鸣器组成的串联电路接地。
[0014] 其中,在语音控制电路中,音频信号从集成电路的第一端输入,随后进入到集成电 路的内部,能够对音频信号进行可靠的功率放大,随后集成电路的第五端输出音频信号,来 控制蜂鸣器进行工作,实现了语音的可靠输出,提高了管理系统的可靠性。 _
[0015] 具体的,所述面板上设有显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器,所述显示界 面与显示控制模块电连接,所述控制按键与按键控制模块电连接,所述状态指示灯与状态 指示模块电连接,所述扬声器与语音控制模块电连接。
[0016] 其中,显示界面,用来对管理系统的工作信息进行实时显示;控制按键,便于用户 对管理系统进行操控;状态指示灯,用来对管理系统的工作状态进行实时显示;扬声器,用 来对管理系统的工作状态进行报警提示。
[0017] 具体的,为了对中控机构中的电流和电压进行实时监控,所述面板的内部还设有 电流互感器和电压互感器,所述电流互感器和电压互感器均与安全监测模块电连接。
[0018] 具体的,为了实现用户对管理系统进行远程监控,所述无线通讯模块包括蓝牙,所 述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。
[0019] 具体的,所述用电设备包括智能电脑、智能电视和智能空调,所述智能电脑、智能 电视和智能空调均与用电控制模块电连接。
[0020] 具体的,所述用电设备还包括取暖器、加热器和多媒体系统。
[0021] 具体的,所述场效应管的型号为2sk817。
[0022]具体的,所述电池通过工频逆变器与蓄电池电连接。
[0023]具体的,所述显示界面为液晶触摸屏。
[0024]本发明的有益效果是,该基于物联网的智能家居管理系统中,通过充放电控制电 路,能够实现太阳能发电的可靠运行,从而提高了管理系统的可靠性;不仅如此,在语音控 制电路中,能够对语音信号进行可靠有效地输出,进一步提高了管理系统的可靠性。
附图说明
[0025]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0026]图1是本发明的基于物联网的智能家居管理系统的结构示意图;
[0027]图2是本发明的基于物联网的智能家居管理系统的中控机构的结构示意图;
[0028]图3是本发明的基于物联网的智能家居管理系统的中控机构的系统原理图;
[0029]图4是本发明的基于物联网的智能家居管理系统的充放电控制电路的电路原理 图;
[0030]图5是本发明的基于物联网的智能家居管理系统的语音控制电路的电路原理图; [0031]图中:1 •太阳能电池板,2•中控机构,3.蓄电池,4.智能电脑,5.智能电视,6.智能 空调,7 •面板,8 •显示界面,9 •控制按键,10.状态指示灯,11.扬声器,12.中央控制模块,13. 安全监测模块,14 •无线通讯模块,15 •充放电控制模块,16.用电控制模块,17.显示控制模 块,1S •按键控制模块,I9 •状态指示模块,20.语音控制模块,21.工作电源模块,22.温度传 感器,23 •电流互感器,24 •电压互感器,25.工频逆变器,U1 •集成电路,R1 •第一电阻,R2.第 二电阻,R3 •第三电阻,L1.电感,A1 •第一非门,A2.第二非门,A3.第三非门,A4 •第四非门, A5 •第五非门,A6.第六非门,VD1二极管,S1.开关,BT1 •电池,VT1 •场效应管,C1 •第一电容, C2•第二电容,C3.第三电容,C4•第四电容,C5•第五电容,C6.第六电容,C7 •第七电容,C8.第 八电容,C9.第九电容,BL.蜂鸣器。
具体实施方式
[0032]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以 示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0033] 如图1-图5所示,一种基于物联网的智能家居管理系统,包括太阳能电池板1、中控 机构2、蓄电池3和若千用电设备,所述太阳能电池板1、蓄电池3和各用电设备均与中控机构 2电连接;
[0034] 其中,太阳能电池板1用来进行对太阳能进行采集,随后再通过中控机构2对电能 进行转换,一部分用来在蓄电池3中进行存储,一部分用来给用电设备进行供电。
[0035] 所述中控机构2包括面板7设置在面板7内部的中控组件,所述中控组件包括中央 控制模块12、与中央控制模块12连接的安全监测模块13、无线通讯模块14、充放电控制模块 15、用电控制模块16、显示控制模块17、按键控制模块18、状态指示模块19、语音控制模块20 和工作电源模块21,所述中央控制模块12为PLC;
[0036] 其中,中央控制模块12,用来对管理系统进行智能化控制的模块,在这里,中央控 制模块12是PLC,也能够是单片机,实现了对管理系统中的各个模块进行智能化控制,提高 了管理系统的智能化,从而满足现在人们对于管理系统智能化的要求;安全监测模块13,用 来对系统进行安全监测的模块,在这里,通过对各种传感器和互感器,能够对系统中各处可 能出现故障的地方进行实时监测,从而提高了管理系统的安全运行,提高了系统的可靠性; 无线通讯模块14,用来实现无线通讯的模块,在这里,通过与外部通讯终端进行远程无线数 据传输,实现了对管理系统的工作信息进行远程实时监控,实现了管理系统的智能化;充放 电控制模块15,用来进行充放电控制的模块,在这里,能够对太阳能电池板1采集的太阳能 进行转换,实现充电,同时能够控制工频逆变器25来进行放电,实现了对后续的用电设备进 行供电;用电控制模块16,用来进行供电的模块,在这里,能够实现对各用电设备进行供电; 显示控制模块17,用来实现显示控制的模块,在这里,通过对显示界面8进行控制,能够对管 理系统的工作信息进行实时显示,提高了管理系统的实用性;按键控制模块18,用来进行按 键控制的模块,在这里,通过对控制按键9的操控信息进行采集,从而能够对管理系统进行 实施现场操控,提高了管理系统的可操作性;状态指示模块19,用来实现状态指示的模块, 在这里,通过对状态指示灯10的亮暗控制,能够对管理系统的工作状态进行实时显示,提高 了其实用性;语音控制模块20,用来进行语音提示的模块,在这里,通过对扬声器11进行控 制,从而能够对相关的报警提示播放,提高了管理系统的可靠性;工作电源模块21,用来提 供稳定电源电压的模块,在这里,用来给管理系统内部的各个模块提供稳定的工作电压,提 高了管理系统的可靠性。
[0037]所述太阳能电池板1上设有温度传感器22,所述温度传感器22与安全监测模块13 电连接,所述面板7的内部还设有工频逆变器25,所述工频逆变器25分别与充放电控制模块 lf5和中央控制模块12电连接,所述蓄电池3与工频逆变器25电连接;
[0038]所述充放电控制模块15包括充放电控制电路,所述充放电控制电路包括第一电容 C1、第二电容C2、电感L1、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一非门A1、第二非门A2、 第三非门A3、第四非门A4、第五非门A5、第六非门A6、二极管VD1、开关S1、电池BH和场效应 管VT1,所述场效应管VT1的源极通过电感L1和第一电容C1组成的串联电路接地,所述场效 应管VT1的漏极接地,所述场效应管VT1的源极与二极管VD1的阳极连接,所述二极管VD1的 阴极通过第三电阻R3和开关S1组成的串联电路与电池BH的正极连接,所述电池BT1的负极 接地,所述场效应管VT1的栅极与第三非门A3的输出端连接,所述第四非门A4、第五非门A5 和第六非门A6分别与第三非门A3并联,所述第三非门A3的输入端与第二非门A2的输出端连 接,所述第二非门A2的输入端与第一非门A1的输出端连接,所述第一非门A1的输入端通过 第一电阻R1和第二电容C2组成的传动连接与第二非门A2的输出端连接,所述第二电阻R2的 一端与第一非门A1的输出端连接,所述第二电阻R2的另一端分别与第一电阻R1和第二电容 C2连接。
[0039]其中,该电路采用了升压原理,将单片太阳能电池BT1产生的电压升至5-6V,可对 多节电池BT1进行充电,第一非门A1和第二非门A2组成了多谐振荡器,第三非门A3至第六非 门A6并联使用,用来驱动场效应管VT1的通断,实现了对电池BT1的可靠充电。当场效应管 VH导通时,电感L1上的感应电势为左正右负,场效应管VT1截止时,电感L1上的感应电势则 相反,为左负右正,能够对电池BT1进行充电,从而实现了对电池BT1的可靠充电,提高了系 统的可靠性。
[0040]具体的,所述语音控制模块2〇包括语音控制电路,所述语音控制电路包括集成电 路U1、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第九电 容C9和蜂鸣器BL,所述集成电路U1的型号为TAM52P,所述集成电路U1的第三端通过第三电 容C3接地,所述集成电路U1的第一端与第四电容C4连接,所述集成电路U1的第二端通过第 五电容C5接地,所述集成电路U1的第四端接地,所述集成电路U1的第七端通过第六电容C6 接地且外接5V直流电压电源,所述集成电路U1的第六端通过第七电容C7与集成电路U1的第 五端连接,所述集成电路U1的第五端通过第八电容C8接地且通过第九电容C9和蜂鸣器BL组 成的串联电路接地。
[0041]其中,在语音控制电路中,音频信号从集成电路U1的第一端输入,随后进入到集成 电路U1的内部,能够对音频信号进行可靠的功率放大,随后集成电路U1的第五端输出音频 信号,来控制蜂鸣器BL进行工作,实现了语音的可靠输出,提高了管理系统的可靠性。
[0042]具体的,所述面板7上设有显示界面8、控制按键9、状态指示灯10和扬声器11,所述 显示界面8与显示控制模块17电连接,所述控制按键9与按键控制模块18电连接,所述状态 指示灯10与状态指示模块19电连接,所述扬声器11与语音控制模块20电连接。
[0043]其中,显示界面8,用来对管理系统的工作信息进行实时显示;控制按键9,便于用 户对管理系统进行操控;状态指示灯10,用来对管理系统的工作状态进行实时显示;扬声器 11,用来对管理系统的工作状态进行报警提示。
[0044]具体的,为了对中控机构2中的电流和电压进行实时监控,所述面板7的内部还设 有电流互感器23和电压互感器24,所述电流互感器23和电压互感器24均与安全监测模块13 电连接。
[0045]具体的,为了实现用户对管理系统进行远程监控,所述无线通讯模块14包括蓝牙, 所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。
[0046]具体的,所述用电设备包括智能电脑4、智能电视5和智能空调6,所述智能电脑4、 智能电视5和智能空调6均与用电控制模块16电连接。
[0047]具体的,所述用电设备还包括取暖器、加热器和多媒体系统。
[0048] 具体的,所述场效应管VT1的型号为2sk817。
[0049] 具体的,所述电池BT1通过工频逆变器25与蓄电池3电连接。
[0050] 具体的,所述显示界面8为液晶触摸屏。
[0051] 与现有技术相比,该基t物跃^的智能家居管理系统中,通过充放电控制电路,能 够实现太阳能发电的可靠运行,从而提高了管理系统的可靠性;不仅如此,在语音控制电路 中,能够对语音"[目号进行可罪有效地fej出,进一步提局了管理系统的可靠性。
[0052] 以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完 全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术 性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1. 一种基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,包括太阳能电池板、中控机构、 蓄电池和若干用电设备,所述太阳能电池板、蓄电池和各用电设备均与中控机构电连接; 所述中控机构包括面板设置在面板内部的中控组件,所述中控组件包括中央控制模 块、与中央控制模块连接的安全监测模块、无线通讯模块、充放电控制模块、用电控制模块、 显示控制模块、按键控制模块、状态指示模块、语音控制模块和工作电源模块,所述中央控 制模块为PLC; 所述太阳能电池板上设有温度传感器,所述温度传感器与安全监测模块电连接,所述 面板的内部还设有工频逆变器,所述工频逆变器分别与充放电控制模块和中央控制模块电 连接,所述蓄电池与工频逆变器电连接; 所述充放电控制模块包括充放电控制电路,所述充放电控制电路包括第一电容、第二 电容、电感、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一非门、第二非门、第三非门、第四非门、第五 非门、第六非门、二极管、开关、电池和场效应管,所述场效应管的源极通过电感和第一电容 组成的串联电路接地,所述场效应管的漏极接地,所述场效应管的源极与二极管的阳极连 接,所述二极管的阴极通过第三电阻和开关组成的串联电路与电池的正极连接,所述电池 的负极接地,所述场效应管的栅极与第三非门的输出端连接,所述第四非门、第五非门和第 六非门分别与第三非门并联,所述第三非门的输入端与第二非门的输出端连接,所述第二 非门的输入端与第一非门的输出端连接,所述第一非门的输入端通过第一电阻和第二电容 组成的传动连接与第二非门的输出端连接,所述第二电阻的一端与第一非门的输出端连 接,所述第二电阻的另一端分别与第一电阻和第二电容连接。
2. 如权利要求1所述的基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,所述语音控制模 块包括语音控制电路,所述语音控制电路包括集成电路、第三电容、第四电容、第五电容、第 六电容、第七电容、第八电容、第九电容和蜂鸣器,所述集成电路的型号为TA7252P,所述集 成电路的第三端通过第三电容接地,所述集成电路的第一端与第四电容连接,所述集成电 路的第二端通过第五电容接地,所述集成电路的第四端接地,所述集成电路的第七端通过 第六电容接地且外接5V直流电压电源,所述集成电路的第六端通过第七电容与集成电路的 第五端连接,所述集成电路的第五端通过第八电容接地且通过第九电容和蜂鸣器组成的串 联电路接地。
3. 如权利要求1所述的基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,所述面板上设有 显示界面、控制按键、状态指示灯和扬声器,所述显示界面与显示控制模块电连接,所述控 制按键与按键控制模块电连接,所述状态指示灯与状态指示模块电连接,所述扬声器与语 音控制板块电连接。
4. 如权利要求1所述的基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,所述面板的内部 还设有电流互感器和电压互感器,所述电流互感器和电压互感器均与安全监测模块电连 接。
5. 如权利要求1所述的基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,所述无线通讯模 块包括蓝牙,所述蓝牙通过蓝牙4.0通讯协议与外部通讯终端无线连接。
6. 如权利要求1所述的基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,所述用电设备包 括智能电脑、智能电视和智能空调,所述智能电脑、智能电视和智能空调均与用电控制模块 电连接。
7. 如权利要求1所述的基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,所述用电设备还 包括取暖器、加热器和多媒体系统。
8. 如权利要求1所述的基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,所述场效应管的 型号为2sk817。
9. 如权利要求1所述的基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,所述电池通过工 频逆变器与蓄电池电连接。
10. 如权利要求3所述的基于物联网的智能家居管理系统,其特征在于,所述显示界面 为液晶触摸屏。
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