CN201532571U - 一种高整合智能化家居系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高整合智能化家居系统，包括：家居单元；状态感应单元；微处理器，通过数据总线分别与所述家居单元及所述状态感应单元相连；该微处理器还连有GSM远程报警单元及无线遥控器；DSP系统，与所述微处理器相连；以及影音切换中心，分别与所述微处理器及DSP系统相连并接收视频输入信号。采用本实用新型的上述结构的高整合智能化家居系统，硬件系统采用嵌入式系统和全数字化设备，提高系统稳定性和安全性，系统本身的自我检测修复功能，对家居安全性提供有利保障。系统对危机的处理，让客户生命财产得到保障。系统高度整合的特性加强了家居智能化的程度，为用户便捷和生活提供服务。
Description
一种高整合智能化家居系统
技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种智能化家居系统，具体地说，涉及一种通过将各家居模块进
行高度整合的智能化家居系统。 背景技术
[0002] 现代家庭中往往拥有众多的家用电器，家用电器的常规控制方式主要是通过手工 操作实现的，使用者通过安装在不同位置的开关来控制家电的通断。但是，对于一些行动不 便的老人和瘫痪病人以及一些不方便手工操作的特定场合，这种控制方式就存在着使用不 便甚至无法使用的情况。另一方面，家用电器的常规控制方式需要为不同功能的开关单独 布线，复杂的布线方式和大量开关的使用都是易导致事故发生的主要因素，从而增加了家 庭安全隐患。
[0003] 为了解决上述问题，当前出现了基于个人计算机和网络的控制家用电器的智能家 电控制系统。该系统首先可以对各类电器的电源通断进行控制，例如打开或关闭一套音响、 一台空调。基于个人计算机和网络的所谓网络家电系统，它通过网线将家电与互联网连接 起来，然后用远端的PC上的专用软件进行控制。这种方式的控制系统需要布线，而且所控 制家电本身相当于一台计算机，存在控制部分复杂、造价高、用户需要网络知识等缺点。也 有的系统将电话与一台计算机相连，在远端拨通电话，通过计算机用红外方式控制家电。这 种方式存在需要计算机支持，红外控制距离短、智能直线控制等缺点。
[0004] 上述这类智能化家电系统仅限于对家用电器的单独控制，功能单一，各模块功能 独立，造成各功能之间没有交互，缺乏智能化的实质意义。并且对智能化的控制主要处于人 为的半自动化控制，系统本身对危机处理仅限报警，不能够对已发生的事故做出处理。系统 本身主要采用模拟技术，干扰和老化都是影响其安全性的主要因素，产品软硬件没有良好 的升级性能，甚至无法升级。
实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的在于提供一种高整合智能化家居系统，以解决现有家电系统智
能化程度低，没有解决危机能力的技术问题，提高家居系统的安全性，易维护性。
[0006] 为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
[0007] —种高整合智能化家居系统，包括：家居单元；状态感应单元；微处理器，通过数 据总线分别与所述家居单元及所述状态感应单元相连；该微处理器还连有GSM远程报警单 元及无线遥控器；DSP系统，与所述微处理器相连；以及影音切换中心，分别与所述微处理 器及DSP系统相连并接收视频输入信号。
[0008] 所述家居单元包括电视机，所述影音切换中心与该电视机相连。 [0009] 所述家居单元包括音响，所述影音切换中心通过一蓝牙设备与该音响相连。 [0010] 所述微处理器具有一通用接口，该通用接口通过一 GPRS模块连接远程客户端和 所述GSM远程报警单元。[0011] 所述微处理器具有一通用接口，该通用接口通过一WIFI模块连接远程客户端和 所述无线遥控器。
[0012] 所述DSP系统连接话筒和摄像头。 [0013] 所述影音切换中心连接多功能播放器。 [0014] 所述多功能播放器连接读卡器。
[0015] 该系统还包括一壁嵌操作器，该壁嵌操作器通过数据总线与所述微处理器相连。 [0016] 所述家居单元包括安全插座，所述状态感应单元包括湿度传感器，该湿度传感器 布置在所述安全插座的外壳上。
[0017] 采用本实用新型的上述结构的高整合智能化家居系统，插座外壳布有湿度传感 器，可以通过继电器切断插座点供电。通过CAN总线也可以使用软件切断电源。硬件系统采 用嵌入式系统和全数字化设备，提高系统稳定性和安全性，系统本身的自我检测修复功能， 对家居安全性提供有利保障。系统对危机的处理，让客户生命财产得到保障。系统高度整 合的特性加强了家居智能化的程度，为用户便捷和生活提供服务。遥控器可做独立系统使 用，即便系统故障也可高枕无忧。
附图说明
[0018] 图1是本实用新型的高整合智能化家居系统的结构示意图。 具体实施方式
[0019] 下面根据图l，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述，使能更好地理解 本实用新型的功能、特点。
[0020] 家庭中有很多电器设备需要根据时间、环境而变化。例如，主人在家时，背景音乐
系统应该启动，而在深夜却应关闭；中央空调只应在主人在家或被远程控制时启动。窗户打
开时，不建议启动空调。这些细节原来基本需要主人亲自管理，而采用本实用新型可用于对
家用电器和其他家居设备的控制、调节和监测，比如对灯光、热水器、空气调节器、微波炉、
洗衣机、电动窗帘等各种电器设备的控制、调节和监测。与家电进行双向通信，不仅控制家
电动作，还可以返回家电状态，真正做到家电的智能控制。控制方式灵活，不仅进行基本的
开关动作，还可以进行细致的连续调节，家电控制可以完全满足不同人的不同需要。
[0021] 智能的控制家电，还可以提供更丰富的系统关联功能。例如，当准备看电视时，客
厅灯光自动调到适当的亮度（通过调光控制模块实现），窗帘自动拉上，电视机打开并调整
到最喜欢的频道。
[0022] 图1是本实用新型的高整合智能化家居系统的结构示意图。如图所示，该系统采 用"ARM(Ad菌ced RISC Machines)，，与"DSP (Digital SignalProcessor)，，双主系统，艮卩 微处理器采用ARM系统，ARM完成数据采集、控制设备及通讯，DSP主要完成视音频编解码。 "影音中心"为视音频切换平台，用于对室内播放器材及监控视频的信号切换至播放设备。 "Buletooth"用于发送音频。
[0023] 本实用新型的一种高整合智能化家居系统，包括：家居单元；状态感应单元；微 处理器，通过数据总线分别与所述家居单元及所述状态感应单元相连；该微处理器还连有 GSM远程报警单元及无线遥控器；DSP系统，与所述微处理器相连；以及影音切换中心，分别与所述微处理器及DSP系统相连并接收视频输入信号。
[0024] 所述家居单元包括电视机，所述影音切换中心与该电视机相连。所述家居单元包 括音响，所述影音切换中心通过一蓝牙设备与该音响相连。所述微处理器具有一通用接口 ， 该通用接口通过一 GPRS模块连接远程客户端和所述GSM远程报警单元。所述微处理器具 有一通用接口，该通用接口通过一 WIFI模块连接远程客户端和所述无线遥控器。所述DSP 系统连接话筒和摄像头。所述影音切换中心连接多功能播放器。所述多功能播放器连接读 卡器。该系统还包括一壁嵌操作器，该壁嵌操作器通过数据总线与所述微处理器相连。所 述家居单元包括安全插座，所述状态感应单元包括湿度传感器，该湿度传感器布置在所述 安全插座的外壳上。
[0025] 嵌入式系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，并且软硬件可裁剪，适用于应 用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。它一般由嵌入式微 处理器、外围硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等四个部分组成，用于实现对 其他设备的控制、监视或管理等功能。
[0026] 高整合智能家居系统就是采用基于ARM+DSP双CPU系统，实现对数字化传感器和
终端控制设备的智能化控制和管理，系统通过采集室内外光线、温湿度、风力、煤气、声音、
红外感应等数据，经软件综合处理分析，给出最智能化的家居控制方案！传感器、遥控器、
门锁等输入端设备及灯光、音箱、电动门窗、排风、程控空调、报警器、电视、安全插座、紫外
线杀菌、电闸、煤气阀、安全电网、喷淋设备、投影、水阀等控制端设备都通过CAN-bus总线
与主控ARM连接。ARM主控设备接驳GPRS和WIFI模块，可提供给GSM远程报警，无线遥控
器数据连接，手机及PC等管理客户端的无缝连接。摄像头及话筒等视音频设备直接与DSP
模块连接、经压縮编码后，提供给视音频播放交互使用以及GPRS及WIFI的网络监控。多媒
体播放器，有线电视及DVD播放器等设备视音频信号通过中心切换平台输出给电视机、投
影及音箱等设备。采用Li皿x系统开发应用软件对设备实行全面的智能化管理，
[0027] 系统内每个传感器和控制端设备都有独立ID编号，在软件系统中，该设备的ID号
主要用来识别该硬件功能位置，系统可根据传感器设备ID号识别该相应的控制端设备。系
统本身具备自我检测功能，终端设备发生故障后，软件系统将重新启动终端设备。软硬件系
统本身的高度整合性更完善了系统在单指令多任务执行和多条件智能判断方面的先进度。
通过对传感器数据分析，软件执行对终端设备的控制，实现对相应危机的处理。
[0028] CAN-bus强大的数据传输距离、传输速度、极高总线利用率和容错机制，都为系统
的安全性和系统的高度整合提供条件。
[0029] 设备全部采用CAN-bus总线技术和统一端口为以后产品开发、升级、维护提供保障。
[0030] 下面结合图1对各功能模块作详细说明： [0031] —：综合感应器
[0032] 功能：实现红夕卜、光线、温湿度、煤气、声音的探测通过CAN总线将其量信号传送给 ARM主机。
[OO33] 二、风力传感器
[0034] 功能：检测风力强度，将其量信号通过CAN传送给ARM主机。 [0035] 三、IC、键盘、指纹锁[0036] 功能：实现IC卡、键盘输入、指纹等加密功能，其开关信号通过CAN总线传送给 ARM主机。
[0037] 四：壁嵌操作器
[0038] 功能：基于windows ce系统的图形界面的全触摸操作。硬件基于ARM嵌入式系 统，系统接入通过DSP处理压縮的音视频，可以播放320X240的低码率压縮彩色视频及低 码率压縮音频。图形控制界面的控制信号和图形界面上的终端设备反馈信号都由CAN总线传输。
[0039] 五：GPRS模块
[0040] 功能：实现ARM主机与GPRS网络的无缝连接，提供GSM远程报警和手机远程客户 端的应用。该模块集成在ARM主机中. [0041] 六：WIFI模块
[0042] 功能：提供给无线遥控器和远程PC客户端的通讯连接。包括控制设备，设备反馈 信号以及320X240的低码率压縮彩色视频及低码率压縮音频传输。该模块集成在ARM主 机中.
[0043] 七：话筒与摄像头
[0044] 功能：音视频信号直接传送给DSP压縮处理。 [0045] 八：影音中心
[0046] 功能：嵌入多功能播放器，能够接驳USB、 1394、 CF/SD/MS等读卡器设备多媒体播 放器。有线电视信号输入、DVD等播放器的视音频信号输入、摄像头视频信号、话筒音频信 号、ARM主机操作界面信号通过影音中心的硬件切换输出给电视机或大屏幕投影等。音频 同过Bluetooth发送给音箱设备。 [0047] 九：ARM主机
[0048] 功能：基于ARM硬件平台Li皿x系统的控制主机，主要采用CAN总结与外部控制设 备连接。与DSP系统采用底座连接。（ARM与DSP为独立了主机，GPRS和WIFI集成ARM主 机内）。对传感器、终端控制设备有自我检测功能，可以未正常工作状态下，重新启动终端设 备。软硬件实行ID号认证方式，该硬件在软件系统中为独立ID号，在后期设备安装中和系 统控制中便于管理和维护。 [0049] 十：DSP主机
[0050] 功能：主要用于音视频压縮编码，通过底座至ARM主机以提供远程视音频监控及 遥控设备监控，及直接传送至中心切换台。供以电视、投影及音箱播放。 [0051] i^— ：灯光控制
[0052] 功能：通过CAN总线控制灯光亮度和开关。灯光输入端220V电压进，调节后输出。 [0053] 十二 ：电扇
[0054] 功能：通过CAN总线控制继电器，安装有红外感应装置，风扇是否运转通过CAN反
馈给ARM主机。
[0055] 十三：电动窗
[0056] 功能：通过CAN总线驱动电机，门窗关闭和开始的端点安装接触开关，开关信号通 过CAN总线发聩给ARM主机，以判断是开是关，以及开关过程的判断。 [0057] 十四：程控空调[0058] 功能：通过CAN总线，终端红外模拟原有遥控器实现对空调遥控，控制空调开关、
调节模式、温度升降、风向、风速。
[0059] 十五：报警铃
[0060] 功能：通过CAN总线控制已经内置报警铃声道终端设备开关。 [0061] 十六：电视
[0062] 功能：通过CAN总线，终端使用红外模拟原有遥控器，实现对空调遥控控制电视开
关、频道切换、音量调节。 [0063] 十七：音箱
[0064] 功能：通过CAN总线控制音箱开关、音量调节。由内置蓝牙模块接受音频信号。 [0065] 十八：安全插座
[0066] 本实用新型的系统能达到如下的效果： [0067] —、安全 [0068] 1、系统自检
[0069] 系统启动后对各终端设备发出启动指令，终端设备正常启动将反馈正常工作的指
令，如发生故障，系统将重新启动终端设备，多次启动失败后，系统将提供用户及服务中心
处理该问题。
[0070] 2、电力备份
[0071] 系统主机、门禁设备及报警设备备有独立12V蓄电池，市电关闭后，备用电池能够 提供设备长达48小时以上的基本使用。 [0072] 3、系统备份
[0073] 系统主机采用和壁嵌操作器、无线遥控器同样的软硬件系统架构和通用接口，系
统主机发生故障后，可以使用壁嵌操作器或无线遥控器更换，实现门禁、安防、报警和通讯
等基础工作。
[0074] 4、门禁系统
[0075] 采用IC卡认证、键盘输入及指纹识别等多种认证方式的综合门禁系统。门禁系统 同样交付由ARM主机控制，在IC卡、键盘密码输入或指纹识别通过后，认证信息被传送至 ARM主机，ARM主机开启电动门。通过手机客户端或PC客户端，用户也可以远程为亲朋好友 开
[0076] 启关闭门禁系统，并且可以在客户端中监视室内状态，以防意外。门禁系统含有 LED显示屏，可以显示设备运行状态和密码输入时的指示功能。IC卡认证、键盘输入及指纹 识别都安装有夜间辅助照明系统。门禁系统的管理可从无线遥控器、壁嵌式控制器、远程客 户端操作。
[0077] 5、家居权限管理
[0078] 采用IC卡认证、键盘输入及指纹识别的多种认证方式的综合门禁系统同样用在 室内的各房间中。在室内重要部位如：主卧、书房等，通过对持有IC卡、密码及指纹持有者 的权限分配，限制其在何状态下可以使用此房间。如：持有IC卡、密码或指纹的保姆，在主 人不在家的状态下，将无法开启主卧、书房等重要房间的门禁系统，在主人通过输入可访问 级别的IC卡、密码或指纹的时候，可以开启该房间门禁系统。客人及其他非认证用户，未经 许可，均不可启动门禁系统。家居内门禁系统的管理可从无线遥控器、壁嵌式控制器、远程客户端操作。
[0079] 6、防盗系统
[0080] 室内外安装有红外探测、声音探测、摄像等监控设备。红外探测可以感应人体（生 物）移动，声音探测可在夜间安静的情况下检测异常响动，摄影监控可通过视频分析处理 核实具体情况（具备系统内可视监察和远程监察的功能），未经许可的人（生物）在侵入 安全范围内时发出警告和警报，并开启安全电网，电动门窗系统均锁死，系统通过互联网和 GPRS网络向远程客户端发出警报，同时通过GPRS网络向小区保安及110进行语音报警（可 告知发生的情况及所在地址）。 [0081] 7、煤气泄漏处理
[0082] 如发生煤气泄漏，系统将启动煤气总阀开关，切断煤气来源，开启附近窗户及排风
系统，关闭通向室内的门窗，并同时发出警报，向远程客户端发出警告和正在处理了的情
况。远程客户端可通过视频或终端设备运行状态查看实际处理情况。煤气排除结束后，系
统关闭窗户及排风系统，解除警报，并向远程客户端发出危机处理完成的通知，系统提醒用
户需要维修煤气设备。
[0083] 8、火灾处理
[0084] 如发生火灾，系统开启所有门窗系统，切断煤气来源，切断市电，开启室内喷淋系 统（局部发生火灾时启动局部喷淋系统）。发出警告、对远程客户端发出警报，同时通过 GPRS网络向小区保安及110进行语音报警（可告知发生的情况及所在地址）。 [0085] 9、漏水处理
[0086] 如发生漏水溢水，系统将启动电动水阀，关闭总水阀，向系统内终端显示装置及远 程客户端发出警告，提示修复水管等设备。室内水分过大，系统将开启排风系统。 [0087] 10、室内监控
[0088] 可通过PC客户端、遥控器及壁嵌操作器等设备对室内进行视频监控。也可将室内 视频监控画面通过影音切换台切换到电视或投影等大屏幕设备上。通过客户端遥控器等设 备控制系统内各终端设备的运行。 [0089] 11、远程监控
[0090] 使用手机客户端及PC客户端通过GPRS或Internet网络对系统进行远程监控及 部署，并可对室内家用电器、门窗等设备进行操作。 [0091] 12、GPRS远程报警
[0092] 在基于GPRS的网络中实现电话拨打功能，通过软件设置，实现110U19、120等警 务语音报警外，还可联通小区保安室、邻居、亲友等。 [0093] 13、红外、视频、声音整合监控
[0094] 通过红外、视频、声音的多功能监控，提高监控正确率，降低误报率。
[0095] 二、智能
[0096] 1、下雨刮风处理
[0097] 如遇下雨刮风，系统将关闭所有门窗。雨过天晴后，系统将重新开启门窗。 [0098] 2、车库门室内灯光自动开关
[0099] 主人汽车接近车库时，车库门自动打开，车库内广告开启，汽车进入车库，主人离 开车库后，车库灯关闭，车库门自动关闭。[0100] 3、室内温度均衡调节
[0101] 系统通过温度传感器检测室内温度，通过系统控制空调设备，以达到室内均衡温 度调节。
[0102] 4、卫生间除湿
[0103] 系统通过湿度传感器检测洗浴后室内湿度过大，当人离开后，开启排风设备，开启
窗户，排除室内水分。
[0104] 5、卫生间厨房杀菌
[0105] 厨房和卫生间都是细菌繁殖的最佳场所，系统内安装有紫外线杀菌设备，能定期 对房间内进行杀菌消毒，但有人进入后，设备会自动停止运作，以防紫外线对人体产生伤 害，待人离开后，设备会继续运作。 [0106] 6、室内视音频交流
[0107] 壁嵌操作器、PC客户端及无线遥控器都可以实现网络内视音频的交流。 [0108] 7、灯光模式
[0109] 通过光线传感器检测环境光线的实际亮度，控制灯光实现良好的照明。夜晚睡觉 后开启夜灯以微弱照明指引洗手间方向等，并设置有如正常、休息、电影、晚餐、舞会等模 式。
[0110] 8、窗帘自动开关
[0111 ] 早晨起床后自动打开窗帘，晚上睡觉后自动关闭窗帘。 [0112] 9、遥控全局
[0113] 通过PC客户端、手机客户端、无线遥控器及壁嵌操作器等设备操作室内家电设 备，无需其他遥控设备。
[0114] 前面提供了对较佳实施例的描述，以使本领域内的任何技术人员可使用或利用本 实用新型。对该较佳实施例，本领域内的技术人员在不脱离本实用新型原理的基础上，可以 作出各种修改或者变换。应当理解，这些修改或者变换都不脱离本实用新型的保护范围。
Claims (10)
- 一种高整合智能化家居系统，其特征在于，该系统包括：家居单元；状态感应单元；微处理器，通过数据总线分别与所述家居单元及所述状态感应单元相连；该微处理器还连有GSM远程报警单元及无线遥控器；DSP系统，与所述微处理器相连；以及影音切换中心，分别与所述微处理器及DSP系统相连并接收视频输入信号。
- 2. 如权利要求1所述的一种高整合智能化家居系统，其特征在于，所述家居单元包括 电视机，所述影音切换中心与该电视机相连。
- 3. 如权利要求1所述的一种高整合智能化家居系统，其特征在于，所述家居单元包括 音响，所述影音切换中心通过一蓝牙设备与该音响相连。
- 4. 如权利要求1所述的一种高整合智能化家居系统，其特征在于，所述微处理器具有 一通用接口 ，该通用接口通过一 GPRS模块连接远程客户端和所述GSM远程报警单元。
- 5. 如权利要求1所述的一种高整合智能化家居系统，其特征在于，所述微处理器具有 一通用接口 ，该通用接口通过一 WIFI模块连接远程客户端和所述无线遥控器。
- 6. 如权利要求1所述的一种高整合智能化家居系统，其特征在于，所述DSP系统连接话 筒和摄像头。
- 7. 如权利要求1所述的一种高整合智能化家居系统，其特征在于，所述影音切换中心 连接多功能播放器。
- 8. 如权利要求7所述的一种高整合智能化家居系统，其特征在于，所述多功能播放器 连接读卡器。
- 9. 如权利要求1所述的一种高整合智能化家居系统，其特征在于，该系统还包括一壁 嵌操作器，该壁嵌操作器通过数据总线与所述微处理器相连。
- 10. 如权利要求1所述的一种高整合智能化家居系统，其特征在于，所述家居单元包括 安全插座，所述状态感应单元包括湿度传感器，该湿度传感器布置在所述安全插座的外壳 上。
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