CN110647197A - 一种家庭温湿度智能监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家庭温湿度智能监控系统，包括主控制器、中央空调、加湿器、百叶窗开关装置、交换机、数据存储单元、数据采集器、无线数据传输模块、手机终端、定时器和供电单元。本发明通过中央空调、加湿器和百叶窗开关装置等常用家庭设备协调对家庭温湿度进行调节，通过数据采集器进行实时监控，通过定时器进行定时开启中央空调、加湿器和百叶窗开关装置的协调工作，节约电能，通过无线数据传输模块能够实现远程控制，交换机的无线网络传输加快控制信息的传输速度，实施方式简单，便于推广使用。

Description

一种家庭温湿度智能监控系统

技术领域

本发明涉及监控技术领域，具体来说，涉及一种家庭温湿度智能监控系统。

背景技术

随着人们生活水平的逐渐提高，人们对环境的要求越来越高，人们对舒适的家居环境的要求也越来越高，随着现在家居物联网的发展，现在对于家居的智能控制系统也越来越完善，但是大部分的家庭中仍然是对各种家居电器进行单独控制，且仅仅是控制家居电器的开闭运行情况，并不能通过检测环境需求进行自动控制家具电器，使得家居电器的控制仍然停留在较为初级的阶段。

目前智能家居的控制系统只能控制家居电器的开闭运行情况，不能使得家居电器进行自动检测环境因数，并且通过控制系统进行自动控制，并且无法实现自动学习，不能够使得各种参数进行存储学习，无法提高用于的住户体验，尤其是对与温湿度检测方面，现有技术需要用户进行自我感受，使得智能家居的使用体感不够人性化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种家庭温湿度智能监控系统，具有自动检测环境参数与设定值对比，控制器自动控制电器运行和无线远程控制等优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种家庭温湿度智能监控系统，包括主控制器,所述主控制器电性连接有数据存储单元、交换机、供电单元、百叶窗开关装置、定时器、中央空调和加湿器,所述交换机电性连接有用于采集温湿度数值的数据采集器和用于通讯连接的无线数据传输模块，所述定时器电性连接有用于控制百叶窗开闭的百叶窗开关、用于调节温度的中央空调和用于加湿空气的加湿器；

所述数据采集模块电性连接有用于检测室内温度的温湿度传感器，且数据采集模块内包括有数模转化模块和信号放大模块；

所述无线数据传输模块无线来接有远程控制的手机终端，所述手机终端上安装有用于控制作用的遥控模块APP；

所述数据存储单元内至少设置有两组存储单元；

所述供电单元内包括有调压模块、整流模块、滤波模块和稳压模块，所述调压模块与整流模块电性连接，所述整流模块与滤波模块电性连接，所述滤波模块与稳压模块电性连接，所述稳压模块与主控制器电性连接。

优选的，所述中央空调包括无线温控器用于控制中央空调开启温度调节,所述中央空调的输入端与无线温控器的输出端电连接，所述无线温控器的输入端与主控制器的输出端电连接。

优选的，所述加湿器包括加湿器控制模块用于控制加湿器的开启。

优选的，所述百叶窗开关装置电性连接有用于控制百叶窗开闭的步进电机，百叶窗可以对房间内实现通风和换气透气以及除湿处理。

优选的，所述定时器用于对中央空调、加湿器和百叶窗开关装置的定时控制，所述定时器的输入端与主控制器的输出端电连接，所述定时器的输出端与无线温控器的输入端、加湿器控制模块的输入端和百叶窗开关装置的输入端均电连接。

优选的，所述数据存储单元设有两组，其中一组数据存储单元用于存储主控制器的控制程序体的存储，另一组数据存储单元用于对温湿度检测数据的存储以及用于对温湿度参数的设定值的存储，所述数据存储单元的输入端与主控制器的输入端电连接。

优选的，所述无线数据传输模块内包括有用于数据发送的无线发送模块和用于数据接收的无线接收模块。

优选的，所述主控制器内包括有PWM脉冲模块，所述PWM脉冲模块与无线数据传输模块电性连接，所述主控制器内还包括有用于产生主控制器的执行指令所必须的时钟频率信号的晶振模块。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明通过中央空调、加湿器和百叶窗开关装置等常用家庭设备协调对家庭温湿度进行调节，通过数据采集器和温湿度传感器对家居环境进行实时监控，采集环境因数与设定参数进行对比，通过控制器进行控制家居电器进行运行，且通过定时器进行定时开启中央空调、加湿器和百叶窗开关装置的协调合作，节约电能，使用无线数据传输模块实现远程控制，使得用户在家居任何地方都能实行控制家居电器，交换机的无线网络传输加快控制信息的传输速度，实施方式简单，便于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的系统框图；

图2为本发明温湿度传感器信号采集电路图；

图3为本发明的无线数据传输模块电路图；

图4为本发明的供电单元电路图；

图5为微处理器的电路原理图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述：

请参阅图1，根据本发明实施例的一种家庭温湿度智能监控系统，包括主控制器,所述主控制器电性连接有数据存储单元、交换机、供电单元、百叶窗开关装置、定时器、中央空调和加湿器,所述交换机电性连接有用于采集温湿度数值的数据采集器和用于通讯连接的无线数据传输模块，所述定时器电性连接有用于控制百叶窗开闭的百叶窗开关、用于调节温度的中央空调和用于加湿空气的加湿器。

所述数据采集模块电性连接有用于检测室内温度的温湿度传感器，且数据采集模块内包括有数模转化模块和信号放大模块。

所述无线数据传输模块无线来接有远程控制的手机终端，所述手机终端上安装有用于控制作用的遥控模块APP。

所述数据存储单元内至少设置有两组存储单元。

如图4所示，所述供电单元内包括有调压模块、整流模块、滤波模块和稳压模块，所述调压模块与整流模块电性连接，所述整流模块与滤波模块电性连接，所述滤波模块与稳压模块电性连接，所述稳压模块与主控制器电性连接。

较佳的，所述中央空调包括无线温控器用于控制中央空调开启温度调节,所述中央空调的输入端与无线温控器的输出端电连接，所述无线温控器的输入端与主控制器的输出端电连接。

通过上述方案；通过无线温控器可以有效的使得空调能够运行在合适的温度范围内，有效的控制空调的运行情况，使得空调能够节省电量，且能够保持环境中的温度适宜。

较佳的，所述加湿器包括加湿器控制模块用于控制加湿器的开启进行加湿处理。

通过上述方案：通过加湿器控制模块来接收主控制器的控制信息，实现对加湿器的控制。

较佳的，所述百叶窗开关装置电性连接有用于控制百叶窗开闭的步进电机，且百叶换可以对房间内实现通风和换气透气以及除湿处理。

通过上述方案：通过步进电机可以有效的控制百叶窗的开合角度，实现百叶窗的开合对室内的进行通风和换气，保持室内的良好环境。

较佳的，所述定时器用于对中央空调、加湿器和百叶窗开关装置的定时控制，所述定时器的输入端与主控制器的输出端电连接，所述定时器的输出端与无线温控器的输入端、加湿器控制模块的输入端和百叶窗开关装置的输入端均电连接。

通过上述方案：通过定时器实现对中央空调、加湿器和百叶窗开关装置的定时控制，可以有效的降低家居电器的运行时间，使得家居电器能够节省电量。

较佳的，所述数据存储单元设有两组，其中一组数据存储单元用于存储主控制器的控制程序体的存储，另一组数据存储单元用于对温湿度检测数据的存储以及用于对温湿度参数的设定值的存储，所述数据存储单元的输入端与主控制器的输入端电连接。

通过上述方案：该处的数据存储单元进行分别设定，可以防止有效的提高程序体的运行速度，且能够防止程序体发生错乱，以及可以对温湿度数值进行大量的存储，使得主控制器能够进行自动学习。

较佳的，所述无线数据传输模块内包括有用于数据发送的无线发送模块和用于数据接收的无线接收模块。

通过上述方案：无线数据传输模块可以接收手机终端发送过来的控制信息，且能够将温湿度传感器检测到的数值发送给手机终端，便于观测和控制。

如图2所示，温湿度传感器：温湿度信号采集采用传感器SHT21S，测量温度还是湿度通过拉高或拉低SHT21S的SCL来切换，当SCL=1时，数据线SDA输出的是温度信号，当SCL=0时，数据线SDA输出的是湿度信号，传感器测量数据每秒刷新2次。另外SHT21S还提供SDM接口或Ic数字接口，且可将SDM端信号转换为模拟信号输出，数据由SDA线输出。SHT21S全量程标定，两线数字接口，可与单片机直接相连。

如图3所示，无线数据传输模块：nRF24L01是由NORDIC生产的工作在2.4GHz~2.5GHz的ISM 频段的单片无线收发器芯片。无线收发器包括：频率发生器、增强型“SchockBurst”模式控制器、功率放大器、晶体振荡器、调制器和解调器。

所述主控制器内包括有PWM脉冲模块，所述PWM脉冲模块与无线数据传输模块电性连接，所述主控制器内还包括有用于产生主控制器的执行指令所必须的时钟频率信号的晶振模块。

通过上述方案：采用PWM脉冲模块可以有效的提高无线数据传输模块的传输运行的稳定性，防止无线数据传输模块在传输数据的时候造成数据的丢失和错误，且晶振模块能够控制时钟的频率信号，提高主控制器的精确度。

如图5所示，主控制器采用STM32F103C8T6单片机，STM32F103C8T6是基于ARMv7构架C ortex-M3内核高性能处理器。

STM32F 103 C8 T6具有以下特点:

(1)主频率最高达到72MHZ，高速处理能力；

(2) 64k的SRAM，支持闪存读写；

(3)低功耗，支持睡眠、待机、停机操作；

(4)多通道高速12位A/D ，D/A，A/D采样时间最短1微妙；

(5) 12通道DMA，可搭配多种外设同时使用；

STM32支持内部时钟以及外部时钟，为了提高系统时钟精确度，系统采用芯片外部晶振，晶振固定震动频率大小为8MHz，并可在STM32单片机内部设置倍频与分频。系统采用st-link下载方式，并配合BOOTO与BOOT1硬件电路设置，下载至用户内存单元。

具体应用时，数据采集器的温湿度传感器采集房间内环境温湿度并由交换机传输到主控制器，主控制器将数据存储单元的温湿度舒适数据与房间内环境温湿度进行对比，对比发现两组数据不同时主控制器对百叶窗开关装置、无线温控器和加湿器控制模块发送控制命令从而控制中央空调、加湿器、百叶窗开启或者关闭，同时由主控制器向手机终端通过无线数据传输模块发送实时监测的房间内部温湿度数据，通过手机终端的遥控模块与主控制器进行通信便于使用人员进行远程控制，使用人员从手机终端向主控制器发出命令，主控制器接收命令对百叶窗开关装置、无线温控器和加湿器控制模块进行命令控制，使用人员从手机终端向主控制器发出对中央空调、加湿器和百叶窗的定时命令，主控制器接收命令后控制定时器对百叶窗开关装置、无线温控器和加湿器控制模块进行控制定时开启与关闭，实现中央空调、加湿器、百叶窗的协调工作，节省电能，中央空调、加湿器、百叶窗等均是现有的智能化家庭设备，通过主控制器进行统筹运行实现了最大化的效率，同时节约了电能。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限定本发明，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 (8)

1.一种家庭温湿度智能监控系统，包括主控制器,其特征在于，所述主控制器电性连接有数据存储单元、交换机、供电单元、百叶窗开关装置、定时器、中央空调和加湿器,所述交换机电性连接有用于采集温湿度数值的数据采集器和用于通讯连接的无线数据传输模块，所述定时器电性连接有用于控制百叶窗开闭的百叶窗开关、用于调节温度的中央空调和用于加湿空气的加湿器；

所述数据采集模块电性连接有用于检测室内温度的温湿度传感器，且数据采集模块内包括有数模转化模块和信号放大模块；

所述无线数据传输模块无线连接有远程控制的手机终端，所述手机终端上安装有用于控制作用的遥控模块APP；

所述数据存储单元内至少设置有两组存储单元；

所述供电单元内包括有调压模块、整流模块、滤波模块和稳压模块，所述调压模块与整流模块电性连接，所述整流模块与滤波模块电性连接，所述滤波模块与稳压模块电性连接，所述稳压模块与主控制器电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种家庭温湿度智能监控系统，其特征在于，所述中央空调包括无线温控器用于控制中央空调开启温度调节,所述中央空调的输入端与无线温控器的输出端电连接，所述无线温控器的输入端与主控制器的输出端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种家庭温湿度智能监控系统，其特征在于，所述加湿器包括加湿器控制模块,用于控制加湿器的开启。

4.根据权利要求1所述的一种家庭温湿度智能监控系统，其特征在于，所述百叶窗开关装置电性连接有用于控制百叶窗开闭的步进电机。

5.根据权利要求1所述的一种家庭温湿度智能监控系统，其特征在于，所述定时器用于对中央空调、加湿器和百叶窗开关装置的定时控制，所述定时器的输入端与主控制器的输出端电连接，所述定时器的输出端与无线温控器的输入端、加湿器控制模块的输入端和百叶窗开关装置的输入端均电连接。

6.根据权利要求1所述的一种家庭温湿度智能监控系统，其特征在于，所述数据存储单元设有两组，其中一组数据存储单元用于存储主控制器的控制程序体的存储，另一组数据存储单元用于对温湿度检测数据的存储以及用于对温湿度参数的设定值的存储，所述数据存储单元的输入端与主控制器的输入端电连接。

7.根据权利要求1所述的一种家庭温湿度智能监控系统，其特征在于，所述无线数据传输模块内包括有用于数据发送的无线发送模块和用于数据接收的无线接收模块。

8.根据权利要求1所述的一种家庭温湿度智能监控系统，其特征在于，所述主控制器内包括有PWM脉冲模块，所述PWM脉冲模块与无线数据传输模块电性连接，所述主控制器内还包括有用于产生主控制器的执行指令所必须的时钟频率信号的晶振模块。

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