CN113608469A - 一种基于移动通信与ZigBee通信技术的厨房安全系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种基于移动通信与ZigBee通信技术的厨房安全系统,该系统涉及物联网技术、通信技术。系统包含中心处理模块、独立监测模块与执行模块。中心处理模块采用移动通信与客户端连接，监测模块与执行模块采用ZigBee进行组网。当室内天然气浓度高于安全阈值时，系统将自动通过ZigBee控制中心发送控制指令，从而控制相关执行模块自动关闭室内天然气总阀、关闭电源，从而切断燃气，保证屋内安全，同时将通过移动通信向客户端发送相关安全报警信息，让用户第一时间得知室内安全状况，防止重大安全事故的发生。当监测到室内出现漏水时，系统将自动通过ZigBee控制中心发送相关控制信息，自动切断室内供水并向客户端发送报警信息，减少用户财产损失。

Description

一种基于移动通信与ZigBee通信技术的厨房安全系统

技术领域

本发明涉及物联网技术领域、软件工程领域，特别提供一种基于移动通信技术与ZigBee局域组网技术的厨房安全系统,可实现厨房燃气浓度监测、室内二氧化碳浓度监测、室内一氧化碳浓度监测、温湿度监测、水位监测，并自动判断室内安全情况，当室内发生安全问题时，系统将智能处理并通过移动通信网络向用户远程发送报警信息，实现模块化厨房安全。

背景技术

当下许多天然气报警器主要集中于报警功能，智能化处理功能薄弱。部分先进产品依靠全屋智能化大背景实现部分智能处理，但价格昂贵，无法走入更多普通家庭。现有远程报警功能的产品均采用WIFI通信技术，目前，无法保证家家有WIFI，WIFI时时刻刻处于正常状态。WIFI安全系数低、故障率高，极易发生信道堵塞，导致安全信息无法及时到达用户手中，无法第一时间处理安全问题，同时当室内出现断电现象时，系统将无法工作，无法实时提供安全服务。

本发明通过采用移动通信技术解决了现有厨房远程报警安全类产品采用WIFI通信技术故障率高、覆盖范围低的问题。同时通过模块化的设计方式解决现有产品智能处理严重依靠全屋智能化大背景，使更多普通家庭可以使用智能厨房安全系统，降低厨房安全问题发生概率。

发明内容

本发明在于提供一种基于移动通信与ZigBee通信技术的厨房安全系统。

1、本发明技术方案如下：

本系统由一个中心处理模块、独立监测模块与执行模块组成，中心处理模块为全系统的工作核心，负责数据处理、智能判断、智能处理、指令发送，独立监测模块负责数据采集并将数据上传至中心处理模块，执行模块负责执行中心处理模块发送的控制指令。中心处理模块与各个模块既可以单独存在工作，也可共同通过ZigBee组网进行组网工作，用户可更具实际情况进行不同模块选择。

（1）中心处理模块主要由单片机、移动通信模块（2G或3G或4G或5G或GPRS，可根据不同情况进行灵活选择）、ZigBee通信模块、天然气传感器、二氧化碳传感器、一氧化碳传感器、温湿度传感器、显示屏、蜂鸣器、备用电源组成。各元器件之间通过集成电路进行连接。正常状态下，系统实时检测到室内天然气浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、温度、湿度，通过单片机对数据进行处理，在显示屏上进行实时显示，通过移动通信模块将数据上传云端，方便用户时时刻刻进行查看。当系统检测到室内天然气浓度或二氧化碳浓度或一氧化碳浓度异常时，将通过单片机控制，对蜂鸣器进行激活，实现室内报警；同时单片机将控制移动通信模块向用户手机客户端发送报警信息，使用户及时了解屋内出现的安全问题。与此同时，中心处理模块将通过发送控制指令控制天然气电子阀门、继电器进行工作（执行模块），实现屋内天然气关闭、供电断开，系统切换备用电源供电。当出现停电现象后，系统将自动切换备用电池工作，确保在停电时仍然可以正常工作，保护安全。

（2）执行模块一为天然气电子阀门控制器。此模块主要包括天然气电子阀门、继电器、ZigBee通信模块、备用电源。各元器件之间通过集成电路进行连接。当中心处理模块检测到危险出现时，将通过ZigBee通信模块向执行相关执行模块发送控制指令，当该执行模块接受到控制指令后将控制继电器供电，使燃气电子阀门工作，从而关闭天然气总阀，切断室内天然气供应。

（3）执行模块二为电子水阀门控制器。电子水阀门由继电器和电子阀门组成，当接受到中心处理模块的电子指令后，继电器打开，供电，阀门工作，关闭供水。

（4）独立监测模块为水液位检测模块。水液位检测模块包含ZigBee通信模块、备用电源、水位检测传感器。各元器件之间通过集成电路进行连接。水位检测传感器可以实时对水池水位、地面水位进行监测，并将数据实时传送到中心处理模块。当出现安全事故时，监测模块将会向中心处理模块发送相关安全报警指令，中心处理模块将通过移动通信模块向用户手机端发送相关报警信息，使用户第一时间了解相关信息，当屋内配备电子水阀门时，系统将自动向模块控制端发送相应指令，关闭水管阀门。

2、本发明有益效果

通过本发明可以有效解决当下厨房安全报警器远程报警能力，解决因WiFi自身故障导致报警器工作效果不佳的问题。同时通过模块化的设计有效解决了当下智能处理对全屋智能的硬性要求，扩大智能处理的受众，让更多普通百姓用得起智能化设备，让智能化设备更好的保护大众群体的生命健康、财产安全，降低大型厨房安全事故发生的概率，解决中小型厨房安全事故。

具体实施方式

中心处理模块采用目前市面主流单片机，移动通信模块采用2G或3G或4G或5G或GPRS通信模块，各个模块通集成电路直接进行连接。

中心处理模块可采用双面胶、螺丝钉等方式安装于天然气灶台30CM到200CM空间之内。正常状态时通过家用交流电与集成电路电源模块连接，进行供电。当处于特殊情况时，系统将自动转化为备用电池供电，确保产品每时每刻均可正常工作。

水液位监测模块由多个水位监测传感器组成，水池监测通过在水池内部加装磁铁与传感器上磁铁进行吸附安装，地面水位监测装置直接安放于水池下方。多个传感器通过线缆与ZigBee通信模块对应引脚连接，通过ZigBee通信模块直接进行数据采集并发送。在集成电路下方设计有耐用性可充电电池，通过导线与集成电路电源模块直接连接，系统整体供电采用家用交流电。

电子天然气阀门、电子水阀门、继电器为市面销售产品，此处不多做赘述。其控制模块由电路板与继电器共同组成。电路板由ZigBee通信模块、电源电路、备用电源电路与升压模块组成，ZigBee通信模块主要负责接受中心处理模块控制指令，将中心处理模块的控制指令转换为电平信号，控制继电器开关，从而控制电子阀门开闭。

本发明未尽事宜为公知技术。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明保护范围之内。

Claims (11)

1.一种基于移动通信与ZigBee通信技术的厨房安全系统，其特征在于：该系统由中心处理模块、独立监测模块与执行模块组成，中心处理模块采用移动通信方式与客户端进行连接，独立监测模块与执行模块之间采用ZigBee通信方式自由组网，通过中心处理模块、独立监测模块与执行模块共同作用，实现远程报警、远程控制、智能处理的效果。

2.按照权利要求1所述中心处理模块，其特征在于：可以实时监测室内天然气燃气浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、温度、湿度，实时进行数据分析与数据处理，实时显示各项有用数据，将各类型处理后的有用数据上传云端，同时中心处理模块可实时接受独立监测模块发送的信息，并向各个执行模块发送控制指令。

3.按照权利要求1所述独立监测模块，其特征在于：该模块独立存在，可进行水池液位监测、地面积水监测。

4.通过 ZigBee通信技术与中心处理模块组网，并将监测信息上传中心处理模块。

5.按照权利要求1所述执行模块，其特征在于：模块一为天然气电子阀门控制器，该模块接受中心处理模块相关指令后可以对天然气电子阀门进行控制，实现自动断气、供气；模块二为电子水阀门控制器，当接受到中心处理模块指令后可进行对电子水阀门进行控制，实现自动断水、供水目的。

6.按照权利要求1所述中心处理模块采用移动通信方式，其特征在于：可以采用GPRS或第二代或第三代或第四代或第五代移动通信技术。

7.按照权利要求1所述各个模块采用ZigBee通信方式自由组网，其特征在于：每一个模块上均含有ZigBee通信模块，各个模块可以实时向中心处理模块发送所在模块信息，同时可以实时接收中心处理模块各种指令，做出指令对应动作。

8.按照权利要求1所述远程报警，其特征在于：当系统监测到室内出现危险状况时，室内报警器响起，同时系统将通过移动通信的方式向客户端发送报警信息，使用户第一时间了解到室内安全问题。

9.按照权利要求1所述远程控制，其特征在于：用户可以通过手机客户端控制室内安装的各个执行装置进行相应动作。

10.按照权利要求1所述智能处理，其特征在于：当室内出现系统可以监测的安全问题时，系统将控制相关模块进行动作，确保室内安全。

11.按照权利要求8所述系统可以监测的安全问题，其特征在于：可以监测天然气泄漏、室内失火、室内水池漏水、室内水管漏水等安全问题。