CN109869870A - 一种基于区块链技术的室内空气循环系统 - Google Patents

Abstract

一种基于区块链技术的室内空气循环系统，包括检测单元、NBIoT通讯装置、云服务器、单片机、窗户和空气循环电风扇，窗户分为百叶窗和驱动百叶窗打开/关闭的驱动装置，空气循环电风扇设置于室内，检测单元上传检测数据至单片机，单片机存储数据的同时通过NBIoT通讯装置将检测数据上传至云服务器，检测单元包括温湿度传感器、门磁传感器、风速传感器，门磁传感器安装于门框，风速传感器安置于室外；用户通过移动通讯设备将空气循环电扇的档位和百叶窗的打开/关闭状态编辑为8位数据长度的命令发送至云服务器，云服务器收到命令并广播至其他云服务器节点后发送至用户指定的单片机，控制空气循环电风扇的档位和百叶窗的打开/关闭状态。

Description

一种基于区块链技术的室内空气循环系统

技术领域

本发明涉及智能家居领域，更具体的是涉及一种基于区块链技术的室内空气循环系统。

背景技术

目前在智能家居领域，多采用RFID感应来判定人在家中，而RFID受制于短传输距离的限制，使使用者只有进入家中，整个设备才会进入室内有人模式，且生活中家中不止一人，会出现忘记携带RFID手环/卡片的情况导致室内循环系统无法判定室内是否有人。

在信息安全方面，很多智能家居并没有考虑到信息安全的保护，导致黑客可以直接黑入设备盗取用户信息。用户信息被贩卖的乱象无法得到根治，最后会被不法分子挂牌出售。目前市面上并没有一款基于区块链技术的室内空气循环系统。

发明内容

为了解决上述技术问题的至少一方面，本发明提供了如下解决方案。

一种基于区块链技术的室内空气循环系统，包括检测单元、NBIoT通讯装置、云服务器、单片机、窗户和空气循环电风扇，所述窗户包括百叶窗和驱动百叶窗打开/关闭的驱动装置，所述空气循环电风扇设置于室内，所述检测单元上传检测数据至所述单片机，所述单片机存储数据的同时通过所述NBIoT通讯装置将检测数据上传至云服务器，所述检测单元包括温湿度传感器、门磁传感器、风速传感器，所述门磁传感器安装于门框，所述风速传感器安置于室外；通过设置各种传感器将风速，门的开关，温湿度这些模拟量转换为数字信号形式，方便了数据传输。

所述NBIoT通讯装置分为NBIoT通讯节点和NBIoT通讯模块，所述NBIoT通讯模块分为第一NBIoT通讯模块、第二NBIoT通讯模块、第三NBIoT通讯模块和第四NBIoT通讯模块；所述NBIoT通讯节点连接无线路由器，所述无线路由器与单片机连接，将新接入和断开的ip地址打包发送至单片机；所述单片机连接所述驱动装置、空气循环电风扇；所述单片机设置有关闭阈值，当风速或湿度大于所述关闭阈值，单片机输出指令控制所述驱动装置关闭百叶窗，控制所述空气循环电风扇关闭；设置多个NBIoT通讯模块使传感器传输数据不需要过长的导线连接单片机，同时将数据先上传至云服务器有益于信息安全，发挥区块链技术的安全特性。

温湿度传感器分为第一温湿度传感器和第二温湿度传感器，所述第一温湿度传感器安置在室内客厅墙壁上，所述第二温湿度传感器安置于室外的墙壁；所述第一温湿度传感器连接所述第一NBIoT通讯模块，所述第二温湿度传感器连接所述第二NBIoT通讯模块，通过所述第一、第二NBIoT通讯模块向所述NBIoT通讯节点传输检测到的温湿度数据，所述NBIoT通讯节点将接收的温湿度数据分类传输至单片机并通过网络设备上传云服务器，所述单片机存储有用户指定的ip地址，所述ip地址由云服务器发送至无线路由器，所述无线路由器传输至单片机；所述门磁传感器连接第三NBIoT通讯模块，所述风速传感器连接第四NBIoT通讯模块；通过将温湿度传感器分别设置于室内室外，有利于采集数据的多样性，避免了特殊条件下室内湿度过大的情况；将门开关状态和风速数据上传至云服务器，方便了直接观看。

进一步地讲，用户提前设置湿度阈值，当所述第一温湿度传感器检测到的湿度大于所述预设湿度阈值时，单片机控制所述空气循环电扇转速为500r/s，所述空气循环电风扇出风方向朝向地面。空气循环电风扇出风方向朝向地面是为了加速处于地面的空气对流，从而加速室内湿度的调整。

进一步地讲，当单片机接收的第二温湿度传感器检测到的湿度大于80％或温度低于15°时，所述单片机输出“人工操作”状态通过所述NBIoT通讯节点上传至所述云服务器并控制驱动装置关闭窗户和关闭空气循环电扇。在外部湿度过大的情况下，需要人工操作，因为此时开窗会导致室内屋顶有大面积遇冷凝水，对建筑表面有隐患。

进一步地讲，当单片机收到的第一温湿度传感器检测到的湿度大于70％或温度低于18°时，所述单片机关闭空气循环电扇、控制驱动装置关闭窗户避免室内温度过低或过分潮湿。

一种基于区块链技术的室内空气循环系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：当所述无线路由器接收到特定的IP地址连接请求，向所述单片机发送IP地址，并对比自身存储单元中的IP地址判定用户身份，并通过所述NBIoT通讯装置发送至所述云服务器，所述云服务器记录用户身份标记为“进门”状态，广播至其他云服务器节点记录；

步骤二：所述门磁传感器感应到门的开启，向所述单片机发送一个高电平脉冲信号，所述单片机接收到高电平脉冲信号后判定为用户进入房间内，并通过所述NBIoT通讯装置将室内有人状态发送至所述云服务器，所述云服务器收到室内状态后标记为“入室”状态并广播至其他云服务器节点记录；

步骤三：在所述云服务器记录用户身份标记为“进门”状态下，当单片机检测到无线路由器打包发送的ip地址为用户指定的ip地址，中断当前的档位状态，根据当前连接WiFi数量调整空气循环扇的档位，所述单片机控制驱动装置打开百叶窗；

步骤四：单片机输出空气循环电风扇的转速为W＝10(N-1)*S*B+B，

W是转速，N为WiFi连接数量，S为当前室内空气湿度，B为1挡转速100转；

步骤五：当第二温湿度传感器检测到湿度大于60％时，所述单片机控制驱动装置关闭百叶窗；

步骤六：当单片机检测到无线路由器打包发送的ip地址中并没有用户指定的ip地址，恢复至之前的档位状态运行标记“用户离开”上传至云服务器并广播至其他云服务器节点记录。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明一种实施方式的流程图。

附图标记：1-门；2-门磁传感器；3-空气循环电扇；4-百叶窗；5-驱动装置；6-第一温湿度传感器；7-单片机；8-风速传感器；9-第二温湿度传感器。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。在下面的描述中，提供诸如具体的配置和组件的特定细节仅仅是为了帮助全面理解本发明的实施例。因此，本领域技术人员应该清楚，可以对这里描述的实施例进行各种改变和修改而不脱离本发明的范围和精神。另外，为了清楚和简洁，省略了对已知功能和构造的描述。

应理解，说明书通篇中提到的“一个实施例”或“一实施例”意味着与实施例有关的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书各处出现的“在一个实施例中”或“在一实施例中”未必一定指相同的实施例。此外，这些特定的特征、结构或特性可以任意适合的方式结合在一个或多个实施例中。

在本发明的各种实施例中，应理解，下述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

应理解，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请所提供的实施例中，应理解，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

如图1所示，一种基于区块链技术的室内空气循环系统，包括检测单元、NBIoT通讯装置、云服务器、单片机7、百叶窗4、驱动百叶窗打开/关闭的驱动装置5和空气循环电风扇，所述空气循环电风扇设置于室内，面向地面，用于加速室内的冷热空气对流，使室内的空气湿度环境一直保持在人体舒适的范围。所述驱动装置5可以实现百叶窗4的打开和关闭，所述检测单元上传检测数据至所述单片机7，所述单片机7存储数据的同时通过所述NBIoT通讯装置将检测数据上传至云服务器，实现了数据上传并记录用户的喜好，为以后的智能化调控室内空气循环积累数据。

所述检测单元包括温湿度传感器、门磁传感器2、风速传感器8和噪音分贝测量模块，所述门磁传感器2安装于门框，门磁传感器2通过安装在门框感受门板的移动来判别门1的打开和关闭，并将门1打开/关闭的状态形成的模拟量转换为数字信号的形式保存；所述风速传感器8安置于室外，通过感知到的外界风速输出的模拟量转换为数字信号存储；温湿度传感器分为第一温湿度传感器6和第二温湿度传感器9，所述第一温湿度传感器6安置在室内客厅墙壁上，所述第二温湿度传感器9安置于室外的墙壁；温湿度传感器的工作原理是将把空气中的温湿度通过传感器检测，测量到温湿度后，按一定的规律将模拟量变换成数字信号输出。

所述NBIoT通讯装置分为NBIoT通讯节点和NBIoT通讯模块，所述NBIoT通讯模块分为第一NBIoT通讯模块、第二NBIoT通讯模块、第三NBIoT通讯模块和第四NBIoT通讯模块；所述第一温湿度传感器6连接所述第一NBIoT通讯模块，所述第二温湿度传感器9连接所述第二NBIoT通讯模块，所述门磁传感器2连接第三NBIoT通讯模块，所述风速传感器8连接第四NBIoT通讯模块；将各个传感器与NBIoT通讯模块相连，将传感器检测到的数据通过NBIoT通讯模块上传至所述NBIoT通讯节点，由于NBIoT通讯节点连接无线路由器，所述无线路由器与所述云平台连接，最终将传感器检测到的数据存储于云平台的各个服务器中；所述无线路由器与单片机7连接，实现了单片机7与云服务器的通信连接。

由于温湿度传感器、风速传感器8、门磁传感器2与单片机7之间的距离十分远，采用导线连接会导致布线过长且在现有装修完成的房屋内加装室内循环系统难度过大，所以将上述传感器通过NBIoT通讯模块连接，上传信息至NBIoT通讯节点，由于NBIoT通讯节点与无线路由器连接，而单片机7与无线路由器连接；最终单片机7会接收到各个传感器检测到的信息并根据此来控制驱动装置5和空气循环电风扇。

根据区块链技术的特性，单片机7需要发送一次命令并向云服务器报备，然后云服务器广播至各个云服务器节点；由于区块链需要加密时间轴的特性，即可通过这个加密特性来杜绝黑客模仿输入指令控制室内空气循环系统。而用户可以通过移动通讯设备将特定的ip地址(如使用者的移动通讯设备的ip地址)打包发送至单片机7。

现在生活中，使用移动通讯设备如手机，人们进入室内都会选择连接室内WiFi来进行娱乐活动，而屋主的手机更是会在连接成功一次后，默认连接这个WiFi热点。本发明便是将WiFi连接的ip地址作为判定人是否进入屋内的条件。

所述单片机7可以设置有关闭阈值，当风速或湿度大于阈值，单片机7输出指令控制所述驱动装置5关闭百叶窗4，控制所述空气循环电风扇关闭。

在一个实施方式中，用户通过移动通讯设备将空气循环电扇的档位和百叶窗的打开/关闭状态编辑为8位数据长度的命令发送至云服务器，云服务器收到命令并广播至其他云服务器节点后发送至用户指定的单片机，控制空气循环电风扇的档位和百叶窗的打开/关闭状态。通过将控制命令上传至云服务器由云服务器代为发送，由于云服务器与单片机连接基于区块链技术，所以可以避免被黑客黑入系统。

在另一个实施方式中，用户提前设置湿度阈值，当温湿度传感器检测到的湿度大于预设湿度阈值时，单片机7控制所述空气循环电扇3转速为500r/s，所述空气循环电风扇出风朝向地面是通过加速地面的空气对流，让室内空气湿度恢复到用户设定的状况。

在一个实施方式中，当单片机7接收的第二温湿度传感器9检测到的湿度大于80％或温度低于15°时，所述单片机7输出“人工操作”状态通过所述NBIoT通讯节点上传至所述云服务器并关闭窗和空气循环电扇3；因为在南方，湿度过大会使室内地板积水，房间发霉，所以需要等待用户人工开窗打开空气循环电扇3，避免屋内环境潮湿。

在一个实施方式中，当单片机7收到的第一温湿度传感器6检测到的湿度大于70％或温度低于18°时，所述单片机7关闭空气循环电扇3、关窗避免室内温度过低或过分潮湿。

当单片机7收到的第一温湿度传感器6检测到的湿度大于70％或温度低于18°时，所述单片机7关闭空气循环电扇3、关窗避免室内温度过低或过分潮湿。因为室内室外有较明显的温差，如果仅考虑室外温湿度为标准会导致室内温度低于室外温度，有研究表明，低于18°后人体会感觉到寒冷，因此需要关闭百叶窗4和空气循环电扇3。

如图2所示，本发明一种实施例的流程步骤，在没有人工干预改变空气循环电扇3档位的情况下是：

步骤一：当所述无线路由器接收到特定的IP地址连接请求，向所述单片机7发送IP地址，并对比自身存储单元中的IP地址判定用户身份，并通过所述NBIoT通讯装置发送至所述云服务器，所述云服务器记录用户身份标记为“进门”状态，广播至其他云服务器节点记录；

步骤二：所述门磁传感器2感应到门的开启，向所述单片机7发送一个高电平脉冲信号，所述单片机7接收到高电平脉冲信号后判定为用户进入房间内，并通过所述NBIoT通讯装置将室内有人状态发送至所述云服务器，所述云服务器收到室内状态后标记为“入室”状态并广播至其他云服务器节点记录；

步骤三：在所述云服务器记录用户身份标记为“进门”状态下，当单片机7检测到无线路由器打包发送的ip地址为用户指定的ip地址，中断当前的档位状态，根据当前连接WiFi数量调整空气循环扇的档位，所述单片机7控制驱动装置5打开百叶窗4；

步骤四：单片机7输出空气循环电风扇的转速为W＝10(N-1)*S*B+B，

W是转速，N为WiFi连接数量，S为当前室内空气湿度，B为1挡转速100转；

步骤五：当第二温湿度传感器9检测到湿度大于60％时，所述单片机7控制驱动装置5关闭百叶窗4；

步骤六：当单片机7检测到无线路由器打包发送的ip地址中并没有用户指定的ip地址，恢复至之前的档位状态运行标记“用户离开”上传至云服务器并广播至其他云服务器节点记录。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的保护范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.一种基于区块链技术的室内空气循环系统，包括检测单元、NBIoT通讯装置、云服务器、单片机(7)、窗户和空气循环电风扇，所述窗户包括百叶窗(4)和驱动百叶窗打开/关闭的驱动装置(5)，所述空气循环电风扇设置于室内，所述检测单元上传检测数据至所述单片机(7)，所述单片机(7)存储数据的同时通过所述NBIoT通讯装置将检测数据上传至云服务器，其特征在于：所述检测单元包括温湿度传感器、门磁传感器、风速传感器(8)，所述门磁传感器安装于门框，所述风速传感器(8)安置于室外；

所述NBIoT通讯装置分为NBIoT通讯节点和NBIoT通讯模块，所述NBIoT通讯模块分为第一NBIoT通讯模块、第二NBIoT通讯模块、第三NBIoT通讯模块和第四NBIoT通讯模块；

所述温湿度传感器分为第一温湿度传感器(6)和第二温湿度传感器(9)，所述第一温湿度传感器(6)安置在室内客厅墙壁上，所述第二温湿度传感器(9)安置于室外的墙壁；所述第一温湿度传感器(6)连接所述第一NBIoT通讯模块，所述第二温湿度传感器(9)连接所述第二NBIoT通讯模块，通过所述第一、第二NBIoT通讯模块向所述NBIoT通讯节点传输检测到的温湿度数据；

所述门磁传感器连接第三NBIoT通讯模块，所述风速传感器(8)连接第四NBIoT通讯模块；所述NBIoT通讯节点连接无线路由器，所述无线路由器与单片机(7)连接，将新接入和断开的IP地址打包发送至单片机(7)；所述单片机(7)连接所述驱动装置(5)、空气循环电风扇；所述单片机(7)设置有关闭阈值，当风速或湿度大于所述关闭阈值，单片机(7)输出指令控制所述驱动装置(5)关闭百叶窗(4)，控制所述空气循环电风扇关闭；

所述NBIoT通讯节点将接收的温湿度数据分类传输至单片机(7)并通过网络设备上传云服务器，所述单片机(7)存储有用户指定的IP地址，所述IP地址由云服务器发送至无线路由器，所述无线路由器传输至单片机(7)。

2.根据权利要求1所述的基于区块链技术的室内空气循环系统，其特征在于：当所述第一温湿度传感器(6)检测到的湿度大于预设湿度阈值时，单片机(7)控制所述空气循环电扇(3)转速为500r/s，所述空气循环电风扇出风方向朝向地面。

3.根据权利要求1所述的基于区块链技术的室内空气循环系统，其特征在于：当单片机(7)接收的第二温湿度传感器(9)检测到的湿度大于80％或温度低于15°时，所述单片机(7)输出“人工操作”状态通过所述NBIoT通讯节点上传至所述云服务器并控制驱动装置(5)关闭窗户和关闭空气循环电扇(3)。

4.根据权利要求1所述的基于区块链技术的室内空气循环系统，其特征在于：当单片机(7)收到的第一温湿度传感器(6)检测到的湿度大于70％或温度低于18°时，所述单片机(7)关闭空气循环电扇(3)、控制驱动装置(5)关闭窗户避免室内温度过低或过分潮湿。

5.一种根据权利要求1至4中任一项基于区块链技术的室内空气循环系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：当所述无线路由器接收到特定的IP地址连接请求，向所述单片机(7)发送IP地址，并对比自身存储单元中的IP地址判定用户身份，并通过所述NBIoT通讯装置发送至所述云服务器，所述云服务器记录用户身份标记为“进门”状态，广播至其他云服务器节点记录；

步骤二：所述门磁传感器感应到门(1)的开启，向所述单片机(7)发送一个高电平脉冲信号，所述单片机(7)接收到高电平脉冲信号后判定为用户进入房间内，并通过所述NBIoT通讯装置将室内有人状态发送至所述云服务器，所述云服务器收到室内状态后标记为“入室”状态并广播至其他云服务器节点记录；

步骤三：在所述云服务器记录用户身份标记为“进门”状态下，当单片机(7)检测到无线路由器打包发送的IP地址为用户指定的IP地址时，中断当前的档位状态，根据当前连接WiFi数量调整空气循环扇的档位，所述单片机(7)控制驱动装置(5)打开百叶窗(4)；

步骤四：单片机(7)输出空气循环电风扇的转速为W＝10(N-1)*S*B+B，

W是转速，N为WiFi连接数量，S为当前室内空气湿度，B为1挡转速100转；

步骤五：当第二温湿度传感器(9)检测到湿度大于60％时，所述单片机(7)控制驱动装置(5)关闭百叶窗(4)；

步骤六：当单片机(7)检测到无线路由器打包发送的IP地址中并没有用户指定的IP地址，恢复至之前的档位状态运行标记“用户离开”上传至云服务器并广播至其他云服务器节点记录。