CN111552194A - 一种基于互联网的智能家居电器控制系统 - Google Patents

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赵杰
姚立丰
田春峰
朱宏涛
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Abstract

本发明公开了一种基于互联网的智能家居电器控制系统，其主控机包括报警模块、检测模块、电器工作感应模块以及控制器等结构组成其中检测模块又包括有气体检测模块与温度检测模块，其特征在于：包括以下五个步骤。本发明通过安装有气体检测模块与温度模块可以在使用时对温度与空气中包含的有害气体进行检测，并利用报警模块可以自动发出声光警报，从而实现对使用人员进行提醒，杜绝危险的发生，利用电磁阀可以在使用时对气体或液体的输送管道进行阻流与开放，从而提高装置的安全性，利用灯光控制电路可以在使用时使用人员通过手机APP或电脑对家中的灯光进行控制。

Description

一种基于互联网的智能家居电器控制系统
技术领域
本发明涉及智能家居技术领域，具体为一种基于互联网的智能家居电器控制系统。
背景技术
随着科技的发展和人们居住生活水平的提高，计算机、嵌入式系统、网络通信技术越来越深入人们的生活，使得人们的住宅和家用电器形成了向智能化发展的趋势，智能家居产品融合自动化控制系统、计算机网络系统于一体，将各种家庭设备通过智能家庭网络实现自动化，通过无线传输模式，实现对家居所有用电设备的分布式集中控制，随着家用电器的大量普及，给人们的生活带来了极大便利的同时，也容易出现气体泄漏、灯光未关的现象，能源消耗大的同时增添了许多安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于互联网的智能家居电器控制系统，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：
一种基于互联网的智能家居电器控制系统，其主控机包括报警模块、检测模块、电器工作感应模块以及控制器等结构组成其中检测模块又包括有气体检测模块与温度检测模块，其特征在于：包括以下五个步骤：
步骤一：所述主控机采用LPC2478微处理器为处理核心负责总体沟通及控制，其中电源及复位电路负责提供电源，FLASH在使用时用来存储已经编制好的程序代码，SDRAM在使用时是对系统运行中所产生的临时数据进行储存；
步骤二：所述检测模块包括气体检测模块与温度检测模块，其中气体检测模块是电阻值随烟雾或可燃性气体浓度的改变而改变，温度检测模块采用电阻传感，通过对金属电阻的变化对温度的变化进行判断；
步骤三：所述报警模块采用电子报警器，是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品；
步骤四：所述控制器与主控机之间采用无线传输，在使用时主控机可以通过控制器对电磁阀与灯光进行控制；
步骤五：所述电器工作感应模块将220V家用电器的电流感应转换为小电流，输入电流转换为一个单片机可以测量的小电压，设电流互感器比例系数为m:n，二极管正向导通时两端的压降为UD，那么对于R9两端电压U9的关系为
Figure BDA0002503164740000021
进一步，所述根据本控制系统的功能需求，开发出基于互联网的前提下利用电脑与APP两种形式对将智能家居控制，电脑与APP可分为四大功能模块，分别是信息服务、数据查询、设备管理和软件设置。
进一步，所述本次设计采用的无线模块为顺舟科技的SZ05系列Z-BEE嵌人式无线串口通信模块，该模块采用了加强型的ZigBee无线技术。
进一步，所述步骤二中所使用的温度检测模块的型号可采用DS8B20数字式温度传感器，气体检测模块的型号采用MQ-2型气敏传感器。
进一步，所述步骤五中电路使用全桥整流将50Hz交流电路转化为直流电路，根据不同家用电器的工作电流来调节电位器R7和R9，使得稳压管D2处于击穿状态，从而获得一个稳定的电压U9，输出端的电解电容进行了简单的滤波，使输出电压更平稳。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该基于互联网的智能家居电器控制系统通过安装有气体检测模块与温度模块可以在使用时对温度与空气中包含的有害气体进行检测，并利用报警模块可以自动发出声光警报，从而实现对使用人员进行提醒，杜绝危险的发生，利用电磁阀可以在使用时对气体或液体的输送管道进行阻流与开放，从而提高装置的安全性，利用灯光控制电路可以在使用时使用人员通过手机APP或电脑对家中的灯光进行控制。
附图说明
图1为本发明的基于互联网的智能家居电器控制系统的系统图；
图2为本发明的基于互联网的智能家居电器控制系统的温度检测电路图；
图3为本发明的基于互联网的智能家居电器控制系统的气体检测电路图；
图4为本发明的基于互联网的智能家居电器控制系统的电气工作状态图；
图5为本发明的基于互联网的智能家居电器控制系统的电磁阀控制电路；
图6为本发明的基于互联网的智能家居电器控制系统的灯光电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
请参阅图1，本发明提供的实施例：一种基于互联网的智能家居电器控制系统，其主控机包括报警模块、检测模块、电器工作感应模块以及控制器等结构组成其中检测模块又包括有气体检测模块与温度检测模块，其特征在于：包括以下五个步骤：
步骤一：所述主控机采用LPC2478微处理器为处理核心负责总体沟通及控制，其中电源及复位电路负责提供电源，FLASH在使用时用来存储已经编制好的程序代码，SDRAM在使用时是对系统运行中所产生的临时数据进行储存；
步骤二：所述检测模块包括气体检测模块与温度检测模块，其中气体检测模块是电阻值随烟雾或可燃性气体浓度的改变而改变，当气体浓度在允许范围内气敏传感器A、B间的阻值较大，B端低电平，三极管Q1截止，C端输出高电平；当气体浓度达到一定值时A、B间的阻值迅速减小，B端高电平，三极管Q1导通，C端输出低电平；温度检测模块采用电阻传感，通过对金属电阻的变化对温度的变化进行判断；
步骤三：所述报警模块采用电子报警器，是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品，当检测模块检测到的数值超过与设定的数值时，主控机可以利用报警器发出报警，从而提高安全性；
步骤四：所述控制器与主控机之间采用无线传输，在使用时主控机可以通过控制器对电磁阀与灯光进行控制；
步骤五：所述电器工作感应模块将220V家用电器的电流感应转换为小电流，输入电流转换为一个单片机可以测量的小电压，设电流互感器比例系数为m:n，二极管正向导通时两端的压降为UD，那么对于R9两端电压U9的关系为
Figure BDA0002503164740000051
进一步，根据本控制系统的功能需求，开发出基于互联网的前提下利用电脑与APP两种形式对将智能家居控制，电脑与APP可分为四大功能模块，分别是信息服务、数据查询、设备管理和软件设置，信息服务模块提供对所有推送消息的管理，数据查询模块提供对各类信息的查询以及对设备的文本命令控制，设备管理模块包含与设备控制相关的功能集合，软件设置实现对电脑与APP各种参数的管理。
进一步，本次设计采用的无线模块为顺舟科技的SZ05系列Z-BEE嵌人式无线串口通信模块，该模块采用了加强型的ZigBee无线技术，具有通信距离远、抗干扰能力强、组网灵活等优点和特性，可实现多设备间的数据透明传输，可组MESH型的网状网络结构，ZigBee技术译为紫蜂技术。
进一步，步骤二中所使用的温度检测模块的型号可采用DS8B20数字式温度传感器，气体检测模块的型号采用MQ-2型气敏传感器，利用温度检测模块与气体检测模块可以在使用时分别对温度与空气中易燃易爆的气体进行检测，并将其数据传输至主控机。
进一步，步骤五中电路使用全桥整流将50Hz交流电路转化为直流电路，根据不同家用电器的工作电流来调节电位器R7和R9，使得稳压管D2处于击穿状态，从而获得一个稳定的电压U9，输出端的电解电容进行了简单的滤波，使输出电压更平稳。
实施例2
一、一种基于互联网的智能家居电器控制系统：
控制器与主控机之间采用无线传输，在使用时主控机可以通过控制器对电磁阀与灯光进行控制。
1.1灯光控制电路
在智能家居控制系统中，灯光控制是一个很重要的组成部分，舒适、绚丽的灯光变幻会给家庭生活带来温馨、和谐的环境，本次设计中，对于灯光系统主要采用了PWM脉宽调制技术来实现对灯光变幻的控制，同时通过光敏电阻对外界光线的感应，引起电压的变化，通过单片机对其模拟信号的采集，再由飞思卡MC9S128MAA单片机集成的A/D转换功能完成数/模转换，最终通过一定算法，完成相应PWM调制波的输出，完成室内灯光自适应控制，灯光控制电路如图6。
2、电磁阀控制电路
其工作原理如下：当部件线圈B通电，电磁阀打开，然后断电，此时电磁阀为常通状态，当部件线圈A通电，电磁阀关闭，然后断电，此时电磁阀为常闭状态，ZCSTH型电磁阀采用3.3V供电，利用脉冲使电磁阀点开和点关，具有自保持的工作状态，当电磁阀开启或关闭完成时，不再需要电源供电，不但节省了能源，同时也提高了线圈的使用寿命，电磁阀控制电路的工作原理，当P0_2引脚输出1秒的高电平脉冲时，使线圈“B通电，双稳态电磁阀打开，电磁阀处于开启状态；当P0_5引脚输出1秒的高电平脉冲时，使线圈A通电，双稳态电磁阀闭合，电磁阀处于关闭状态，电路如图5所示。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (5)

1.一种基于互联网的智能家居电器控制系统，其主控机包括报警模块、检测模块、电器工作感应模块以及控制器等结构组成其中检测模块又包括有气体检测模块与温度检测模块，其特征在于：包括以下五个步骤：
步骤一：所述主控机采用LPC2478微处理器为处理核心负责总体沟通及控制，其中电源及复位电路负责提供电源，FLASH在使用时用来存储已经编制好的程序代码，SDRAM在使用时是对系统运行中所产生的临时数据进行储存；
步骤二：所述检测模块包括气体检测模块与温度检测模块，其中气体检测模块是电阻值随烟雾或可燃性气体浓度的改变而改变，温度检测模块采用电阻传感，通过对金属电阻的变化对温度的变化进行判断；
步骤三：所述报警模块采用电子报警器，是一种为防止或预防某事件发生所造成的后果，以声音、光、气压等形式来提醒或警示我们应当采取某种行动的电子产品；
步骤四：所述控制器与主控机之间采用无线传输，在使用时主控机可以通过控制器对电磁阀与灯光进行控制；
步骤五：所述电器工作感应模块将220V家用电器的电流感应转换为小电流，输入电流转换为一个单片机可以测量的小电压，设电流互感器比例系数为m:n，二极管正向导通时两端的压降为UD，那么对于R9两端电压U9的关系为
Figure FDA0002503164730000011
2.根据权利要求1所述的一种基于互联网的智能家居电器控制系统，其特征在于：所述根据本控制系统的功能需求，开发出基于互联网的前提下利用电脑与APP两种形式对将智能家居控制，电脑与APP可分为四大功能模块，分别是信息服务、数据查询、设备管理和软件设置。
3.根据权利要求1所述的一种基于互联网的智能家居电器控制系统，其特征在于：所述本次设计采用的无线模块为顺舟科技的SZ05系列Z-BEE嵌人式无线串口通信模块，该模块采用了加强型的ZigBee无线技术。
4.根据权利要求1所述的一种基于互联网的智能家居电器控制系统，其特征在于：所述步骤二中所使用的温度检测模块的型号可采用DS8B20数字式温度传感器，气体检测模块的型号采用MQ-2型气敏传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于互联网的智能家居电器控制系统，其特征在于：所述步骤五中电路使用全桥整流将50Hz交流电路转化为直流电路，根据不同家用电器的工作电流来调节电位器R7和R9，使得稳压管D2处于击穿状态，从而获得一个稳定的电压U9，输出端的电解电容进行了简单的滤波，使输出电压更平稳。
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