CN109872487A - 一种基于Lora家居安防系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于Lora家居安防系统，包括数据采集模块、智能控制器和电源模块，智能控制器包括单片机，单片机的输入端与火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、门磁传感器、热红外传感器和煤气传感器的输出端电性连接，单片机通过Lora路由器与云数据库信号连接，云数据库与监控终端信号连接，电源模块与火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、门磁传感器、热红外传感器、煤气传感器、单片机和Lora路由器的电源接口电性连接。本方案，可以对室内环境进行全方位检测，方便人们的进行远距离监控，有险情发生，会立即通过声光报警器发出警报，并将信息通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端，可快速提醒人们处理险情。

Description

一种基于Lora家居安防系统

技术领域

本发明属于家居安防技术领域，具体涉及一种基于Lora家居安防系统。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，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。智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。

现如人们越来越注重家居安全与防盗，但传统的家居安防系统难以进行全面监测，导致安防效果差，不利于人们的远程监控和快速处理险情，因此需要设计一种基于Lora家居安防系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于Lora家居安防系统，以解决上述背景技术中提出的传统的家居安防系统难以进行全面监测，导致安防效果差，不利于人们的远程监控和快速处理险情的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于Lora家居安防系统，包括数据采集模块、智能控制器和电源模块，所述数据采集模块包括火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、门磁传感器、热红外传感器和煤气传感器；

所述智能控制器包括单片机，所述单片机的输入端与所述火焰传感器、所述烟雾传感器、所述温度传感器、所述门磁传感器、所述热红外传感器和所述煤气传感器的输出端电性连接，所述单片机通过Lora路由器与云数据库信号连接，所述云数据库与监控终端信号连接；

所述电源模块与所述火焰传感器、所述烟雾传感器、所述温度传感器、所述门磁传感器、所述热红外传感器、所述煤气传感器、所述单片机和所述Lora路由器的电源接口电性连接。

优选的，所述单片机为AT89C51单片机。

优选的，所述单片机的输出端电性连接有声光报警器，所述声光报警器包括LED红色指示灯和蜂鸣器，所述单片机的P26引脚与所述LED红色指示灯电性连接，所述单片机的P27引脚通过三极管与所述蜂鸣器电性连接。

优选的，所述单片机电性连接有SD卡，所述SD卡选用SPI模式，所述单片机的引脚1为SPI选线，引脚2为SPI总线的数据输入线，引脚7为数据输出线，引脚5为时钟线。

优选的，所述单片机的电源接口通过电压检测电路与所述电源模块电性连接，所述电压检测电路为LMP7300构成微功耗精密电池低电压检测电路，LMP7300为微功率、精密基准和可调迟滞的比较器，基准电压为2.048V，基准电压精度为0.25％，电源电压范围为2.7-12V。

优选的，所述热红外传感器的输出端通过放大电路与所述单片机电性连接。

优选的，所述烟雾传感器为MQ-2型烟雾传感器，所述温度传感器为SHT11温度传感器。

优选的，所述煤气传感器为TP-1.1A可燃性气体传感器。

优选的，所述门磁传感器与所述单片机的P1.1引脚电性连接，所述火焰传感器的型号为JNHB1004，JNHB1004传感器检测波长为760-1000nm，所述火焰传感器通过A/D转换器与所述单片机的P0.3引脚电性连接。

一种基于Lora家居安防方法，包括如下步骤：

S1:通过火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、热红外传感器、煤气传感器，对室内的环境进行检测，通过门磁传感器检测家中门窗是否在未经允许的情况下被打开；

S2:信息经过单片机计算处理后，通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端；

S3:如果单片机通过BP神经网络算法判断有险情发生，会立即通过声光报警器发出警报，并将信息通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种基于Lora家居安防系统，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本方案，可以对室内环境进行全方位检测，方便人们的进行远距离监控，有险情发生，会立即通过声光报警器发出警报，并将信息通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端，可快速提醒人们处理险情；

2、通过火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、门磁传感器、热红外传感器和煤气传感器可以对室内环境进行全方位检测；

3、单片机内通过BP神经网络算法可以对采集的信息进行处理判断之后发送给监控终端，方便人们的进行远距离监控；

4、如果单片机通过BP神经网络算法判断有险情发生，会立即通过声光报警器发出警报，并将信息通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端，可快速提醒人们处理险情。

附图说明

图1为本发明电路原理框图；

图2为本发明单片机的电路图；

图3为本发明声光报警器的电路图。

图4为本发明SD卡的电路图；

图5为本发明的电压检测电路的电路图；

图6为本发明的热红外传感器的放大电路的电路图；

图7为本发明的烟雾传感器和温度传感器的电路图；

图8为本发明的煤气传感器的电路图；

图9为本发明的门磁传感器的电路图；

图10为本发明的火焰传感器的电路图；

图11为本发明的神经网络结构图；

图12为本发明的终端节点和路由器节点的流程图；

图13为本发明的BP神经网络算法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-图13，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。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。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。

实施例1：

如图1所示，一种基于Lora家居安防系统，包括数据采集模块、智能控制器和电源模块，数据采集模块包括火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、门磁传感器、热红外传感器和煤气传感器；

如图1所示，智能控制器包括单片机，单片机的输入端与火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、门磁传感器、热红外传感器和煤气传感器的输出端电性连接，单片机通过Lora路由器与云数据库信号连接，云数据库与监控终端信号连接；

如图1所示，电源模块与火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、门磁传感器、热红外传感器、煤气传感器、单片机和Lora路由器的电源接口电性连接。

如图1、图2和图13所示，进一步地，单片机为AT89C51单片机，AT89C51单片机编程有BP神经网络算法，数据融合技术是近年发展起来的一门新技术，神经网络作为一种数据融合方法，被应用在多种领域，神经网络具有归纳、总结、抽取、记忆、联想和容错性，它依靠系统的复杂程度，通过调整内部大量节点之间相互连接的关系，从而达到处理信息的目的，在应用过程中，通过训练，获得有关的知识与信息，将实测数据与此信息进行比较，进行数据融合，边缘计算。

如图1和图3所示，进一步地，单片机的输出端电性连接有声光报警器，声光报警器包括LED红色指示灯和蜂鸣器，单片机的P26引脚与LED红色指示灯电性连接，单片机的P27引脚通过三极管与蜂鸣器电性连接。

通过采用上述技术方案：通过LED红色指示灯和蜂鸣器的共同作用，方便提醒人们有险情发生。

如图1和图4所示，进一步地，单片机电性连接有SD卡，SD卡选用SP I模式，单片机的引脚1为SPI选线，引脚2为SPI总线的数据输入线，引脚7为数据输出线，引脚5为时钟线。

通过采用上述技术方案：通过SD卡的作用，提高了单片机的存储容量。

如图1和图5所示，进一步地，单片机的电源接口通过电压检测电路与电源模块电性连接，电压检测电路为LMP7300构成微功耗精密电池低电压检测电路，LMP7300为微功率、精密基准和可调迟滞的比较器，基准电压为2.048V，基准电压精度为0.25％，电源电压范围为2.7-12V。

通过采用上述技术方案：通过电压检测电路的作用，有利于电源模块的平稳供电。

如图1和图6所示，进一步地，热红外传感器的输出端通过放大电路与单片机电性连接。

通过采用上述技术方案：由于红外传感器转换后的模拟量信号微弱，因此要经过放大后送到单片机中。

如图1和图7所示，进一步地，烟雾传感器为MQ-2型烟雾传感器，温度传感器为SHT11温度传感器。

通过采用上述技术方案：MQ-2型烟雾传感器和SHT11温度传感器，灵敏度高、相应快、抗干扰能力强。

如图1和图8所示，进一步地，煤气传感器为TP-1.1A可燃性气体传感器。

通过采用上述技术方案：TP-1.1A可燃性气体传感器为纳米级二氧化锡进行合理的半导体掺杂，以微珠结构制成的非加热、低功耗、对甲烷高度灵敏的可燃气体传感器。

如图1、图9和图10所示，进一步地，门磁传感器与单片机的P1.1引脚电性连接，火焰传感器的型号为JNHB1004，JNHB1004传感器检测波长为760-1000nm，火焰传感器通过A/D转换器与单片机的P0.3引脚电性连接。

通过采用上述技术方案：JNHB1004传感器检测到火焰辐射出的红外线强度变化，并将红外线强度变化转换成电压信号输出，再通过A/D转换器转换成1-2047范围内的数字信号；

门磁传感器的原理为：当磁铁和触片的距离很近时，门磁传感器处于工作等待状态，当门窗被打开，磁铁和触片的距离会增大，磁铁对触片的作用力减小，干簧管内的触片会闭合，从而连通电路，使得门磁传感器输出电平信号发射变化，发送给单片机。

一种基于Lora家居安防方法，

S1:通过火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、热红外传感器、煤气传感器，对室内的环境进行检测，通过门磁传感器检测家中门窗是否在未经允许的情况下被打开；

如图11、图12和图13所示，S2:信息经过单片机计算处理后，通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端；

S3:如果单片机通过BP神经网络算法判断有险情发生，会立即通过声光报警器发出警报，并将信息通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端。

本方案，通过火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、门磁传感器、热红外传感器和煤气传感器可以对室内环境进行全方位检测；

单片机内通过BP神经网络算法可以对采集的信息进行处理判断之后发送给监控终端，方便人们的进行远距离监控；

如果单片机通过BP神经网络算法判断有险情发生，会立即通过声光报警器发出警报，并将信息通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端，可快速提醒人们处理险情。

因此本方案，可以对室内环境进行全方位检测，方便人们的进行远距离监控，有险情发生，会立即通过声光报警器发出警报，并将信息通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端，可快速提醒人们处理险情。

最后应说明的是：以上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)

1.一种基于Lora家居安防系统，包括数据采集模块、智能控制器和电源模块，其特征在于：所述数据采集模块包括火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、门磁传感器、热红外传感器和煤气传感器；

所述智能控制器包括单片机，所述单片机的输入端与所述火焰传感器、所述烟雾传感器、所述温度传感器、所述门磁传感器、所述热红外传感器和所述煤气传感器的输出端电性连接，所述单片机通过Lora路由器与云数据库信号连接，所述云数据库与监控终端信号连接；

所述电源模块与所述火焰传感器、所述烟雾传感器、所述温度传感器、所述门磁传感器、所述热红外传感器、所述煤气传感器、所述单片机和所述Lora路由器的电源接口电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于Lora家居安防系统，其特征在于：所述单片机为AT89C51单片机。

3.根据权利要求2所述的一种基于Lora家居安防系统，其特征在于：所述单片机的输出端电性连接有声光报警器，所述声光报警器包括LED红色指示灯和蜂鸣器，所述单片机的P26引脚与所述LED红色指示灯电性连接，所述单片机的P27引脚通过三极管与所述蜂鸣器电性连接。

4.根据权利要求2所述的一种基于Lora家居安防系统，其特征在于：所述单片机电性连接有SD卡，所述SD卡选用SPI模式，所述单片机的引脚1为SPI选线，引脚2为SPI总线的数据输入线，引脚7为数据输出线，引脚5为时钟线。

5.根据权利要求2所述的一种基于Lora家居安防系统，其特征在于：所述单片机的电源接口通过电压检测电路与所述电源模块电性连接，所述电压检测电路为LMP7300构成微功耗精密电池低电压检测电路，LMP7300为微功率、精密基准和可调迟滞的比较器，基准电压为2.048V，基准电压精度为0.25％，电源电压范围为2.7-12V。

6.根据权利要求2所述的一种基于Lora家居安防系统，其特征在于：所述热红外传感器的输出端通过放大电路与所述单片机电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种基于Lora家居安防系统，其特征在于：所述烟雾传感器为MQ-2型烟雾传感器，所述温度传感器为SHT11温度传感器。

8.根据权利要求1所述的一种基于Lora家居安防系统，其特征在于：所述煤气传感器为TP-1.1A可燃性气体传感器。

9.根据权利要求1所述的一种基于Lora家居安防系统，其特征在于：所述门磁传感器与所述单片机的P1.1引脚电性连接，所述火焰传感器的型号为JNHB1004，JNHB1004传感器检测波长为760-1000nm，所述火焰传感器通过A/D转换器与所述单片机的P0.3引脚电性连接。

10.一种基于Lora家居安防方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1:通过火焰传感器、烟雾传感器、温度传感器、热红外传感器、煤气传感器，对室内的环境进行检测，通过门磁传感器检测家中门窗是否在未经允许的情况下被打开；

S2:信息经过单片机计算处理后，通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端；

S3:如果单片机通过BP神经网络算法判断有险情发生，会立即通过声光报警器发出警报，并将信息通过Lora路由器和云数据库发送给监控终端。