CN203325187U - 基于移动通信和射频发射接收的智能家居系统 - Google Patents
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Abstract
基于移动通信和射频发射接收的智能家居系统，涉及一种家居系统。设有下位机、上位机和手机终端；下位机设有下位机单片机电源电路、烟雾检测电路、液化气检测电路、红外热释检测电路、液晶显示电路、时钟电路、红外遥控接收电路、家电控制电路、下位机无线发射接收电路、移动通信模块电路和下位机电源；所述上位机设有电脑、上位机无线收发射接收电路、串行接口电路及上位机电源和上位机单片机。采用商用移动通信方式，不需布设电话线即可实现报警信息的远程传递。采用无线布防，避免电话线路遭到破坏无法实现报警的隐患。可用手机终端进行远程布控、撤控及家电电源打开关闭。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种家居系统，尤其是涉及一种基于移动通信和射频发射接收的智能家居系统。
背景技术
现有的安防产品以电话线为通信媒介，存在产品安装布线不变、使用受电话线约束的不变，更严重的是电话线容易被破坏，导致安防功能失效。
中国专利CN102496255A公开一种基于物联网的智能家居系统，包括主机电路和从机电路，所述主机电路时钟模块、输入模块和传感模块的输出端电连接在第一控制模块上，报警模块和LCD显示模块的输入端电连接在第一控制模块上，所述第一射频收发模块与第一控制模块双向通信，所述信息收发模块通过RS232串行接口和第一控制模块电连接在一起；所述第二控制模块接受第二射频收发模块传送的来自主机电路的信号，并根据该信号控制继电器控制模块工作；所述主机电路和从机电路通过第一射频收发模块与第二射频收发模块实现无线通信。从而达到能够远程控制家居环境的目的。
中国专利CN202435620U公开一种无线通信的智能家居系统，包括信息控制中心和数个节点终端设备，所述信息控制中心中的单片机通过SPI接口与无线通信模块相连，不断地与各个节点终端设备进行无线数字信息交换，采集各个终端设备的环境信息或运行状态；所述节点终端设备包括单片机、无线通讯模块、要控制的设备。
姚伟超等（姚伟超，徐杰.基于DTMF技术的远程监控系统设计[J].自动化技术与应用，2012，31（9）：40-43）公开一种基于DTMF技术的远程监控系统设计；付智勇等（付智勇，张洪昌.基于CAN总线和DTMF技术的远程遥控设计[J].武汉理工大学学报（信息与管理工程版），2009，31（6）：889-892）公开一种基于CAN总线和DTMF技术的远程遥控设计；梁辉等（梁辉，杜光月，栾怡瑛.基于DTMF的小区与家庭安全系统设计[J].研究与开发，2011，30（2）：40-42）公开一种基于DTMF的小区与家庭安全系统设计；陈贵夫等（陈贵夫，宋君，杨龙.基于单片机和DTMF的报警系统终端[J].电子测试，2009，（4）：69-72）公开一种基于单片机和DTMF的报警系统终端；张俊方等（张俊方，李玲，吴敏华.基于固定电话网络的智能家居系统设计[J].实验技术与管理，2011，28（7）：109-111）公开一种基于固定电话网络的智能家居系统设计。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种基于移动通信和射频发射接收的智能家居系统。
本实用新型设有下位机、上位机和手机终端；
所述下位机设有下位机单片机电源电路、烟雾检测电路、液化气检测电路、红外热释检测电路、液晶显示电路、时钟电路、红外遥控接收电路、家电控制电路、下位机无线发射接收电路、移动通信模块电路和下位机电源；
所述上位机设有电脑、上位机无线收发射接收电路、串行接口电路及上位机电源和上位机单片机；
所述下位机电源为家电控制电路供应+12V电源，为下位机无线发射接收电路供应+3.3V电源，为烟雾检测电路、液化气检测电路、红外热释检测电路、液晶显示电路、时钟电路和下位机单片机供应+5V电源；下位机单片机接收烟雾检测、液化气检测、红外热释检测的报警信息，并将信息通过移动通信模块电路发送出去；下位机单片机接收时钟电路数据进行计时；红外遥控接收电路将红外指令数据送下位机单片机并由下位机单片机执行该命令；下位机单片机接收下位机无线发射接收电路的指令数据并执行命令；下位机单片机接收移动通信通信模块电路的指令数据并执行命令；下位机单片机将显示信息送液晶显示电路。
所述上位机电源为上位机单片机、串行接口电路提供+5V电源，为上位机无线发射接收电路提供+3.3V电源；上位机单片机经过串行接口电路将数据送到电脑；上位机单片机经过串行接口电路接收电脑的指令数据送到上位机无线发射接收电路，将数据无线发射送往下位机。
手机终端通过移动通信网络将命令数据送到下位机的移动通信模块电路再送到下位机单片机，由下位机单片机控制家电控制电路实现家电的远程开关机及系统布防撤防；烟雾检测电路、液化气检测电路、红外热释检测电路检测到的报警信息经移动通信模块电路发送短信息到手机终端显示报警信息；上位机单片机将电脑发出的指令数据由上位机无线发射接收电路发送到下位机无线发射接收电路，下位机无线发射接收电路接收该指令并由下位机单片机执行该命令。
与现有技术对比，本实用新型具有如下优点：
第一，采用商用移动通信方式，不需布设电话线即可实现报警信息的远程传递。
第二，采用无线布防，避免电话线路遭到破坏无法实现报警的隐患。
第三，可用手机终端进行远程布控、撤控及家电电源打开关闭。
附图说明
图1为本实用新型实施例的电路组成框图。
图2为本实用新型实施例的电源电路原理图。
图3为本实用新型实施例的液化气检测电路原理图。
图4为本实用新型实施例的烟雾检测电路原理图。
图5为本实用新型实施例的液晶显示电路原理图。
图6为本实用新型实施例的时钟电路原理图。
图7为本实用新型实施例的家电控制电路原理图。
图8为本实用新型实施例的无线发射接收电路原理图。
图9为本实用新型实施例的单片机电路原理图。
图10为本实用新型实施例的下位机主程序流程图。
图11为本实用新型实施例的上位机RS232接口电路。
具体实施方式
以下实施例将结合附图对本实用新型作进一步的说明。
参见图1～11，本实用新型实施例设有下位机1、上位机2和手机终端3。
所述下位机1设有下位机单片机电源电路11、烟雾检测电路12、液化气检测电路13、红外热释检测电路14、液晶显示电路15、时钟电路16、红外遥控接收电路17、家电控制电路18、下位机无线发射接收电路19、移动通信模块电路110和下位机电源111。
所述上位机2设有电脑21、上位机无线收发射接收电路22、串行接口电路23及上位机电源24和上位机单片机25；所述下位机电源111为家电控制电路18供应+12V电源，为下位机无线发射接收电路19供应+3.3V电源，为烟雾检测电路12、液化气检测电路13、红外热释检测电路14、液晶显示电路15、时钟电路16和下位机单片机11供应+5V电源；下位机单片机11接收烟雾检测、液化气检测、红外热释检测的报警信息，并将信息通过移动通信模块电路110发送出去；下位机单片机11接收时钟电路16数据进行计时；红外遥控接收电路17将红外指令数据送下位机单片机11并由下位机单片11机执行该命令；下位机单片机11接收下位机无线发射接收电路19的指令数据并执行命令；下位机单片机1接收移动通信通信模块电路110的指令数据并执行命令；下位机单片机11将显示信息送液晶显示电路15。
所述上位机电源24为上位机单片机25、串行接口电路23提供+5V电源，为上位机无线发射接收电路22提供+3.3V电源；上位机单片机25经过串行接口电路23将数据送到电脑21；上位机单片机25经过串行接口电路23接收电脑21的指令数据送到上位机无线发射接收电路22，将数据无线发射送往下位机。
手机终端3通过移动通信网络P将命令数据送到下位机1的移动通信模块电路110再送到下位机单片机11，由下位机单片机11控制家电控制电路18实现家电的远程开关机及系统布防撤防；烟雾检测电路12、液化气检测电路13、红外热释检测电路14检测到的报警信息经移动通信模块电路110发送短信息到手机终端3显示报警信息；上位机单片机25将电脑21发出的指令数据由上位机无线发射接收电路22发送到下位机无线发射接收电路19，下位机无线发射接收电路19接收该指令并由下位机单片机25执行该命令。
液化气检测电路选用MQ2传感器，该传感器主要由SnO2敏感层、微型AL2O3陶瓷管、加热器和测量电极构成，广泛应用于工厂和家庭等气体泄漏的检测，可以检测液化气、丁烷、丙烷、甲烷、酒精等物质。通过调节电位器R9可调整检测灵敏度，电路中加了比较电路，使传感器输出的模拟量转变为数字量输出。而烟雾检测电路传感器采用MQ5型，具体电路与液化气检测电路相同。系统中该检测电路有三组，图中仅画出一组。
本系统需要按键多达14个，为节约单片机I/O口及内部资源，系统选用NEC协议的红外遥控器（集成芯片为TC9012）作为系统按键输入的工具，红外接收头IR1308接收到的红外信号送单片机进行软件解码。家电控制电路可以控制家电电源开关，单片机送出低电平，则继电器得电吸合，家电电源开通，该控制电路共有六组，图中仅画出一组。系统采用RE200B和BISS0001构成的红外热释传感电路，该模块电路可根据现场环境布防多个，用以识别非法入侵。
为避免布线的麻烦，系统上下位机之间的通信采用CC1100无线通信模块，该模块适用于470/950MHz超低功耗无线应用。频率调制器、功率放大器、带解调器的接收器、调节器和晶体震荡器共同构成CC1100模块电路。它是集ASK/FSK/MSK/OOK调制方式于一体的无线收发模块（德州仪器公司，CC1100数据手册[OE].http://www.ti.com.cn/cn/lit/ds/symlink/cc1100e.pdf.2013-1-21）。单片机将待发射的信息通过SPI接口送至CC1100，并由该模块无线发射出去；反之，CC1100收到的信息经相同的通道送至单片机，完成上下位机之间的信息传递。
为解决传统智能家居依赖电话线路的缺陷，系统利用成熟的GSM网络传递报警信息和控制信息。系统可由手机终端发送控制短信设置系统的布防撤防、家电开关；系统的报警信息通过中文短信息发送至手机终端。系统采用TC35i GSM模块，该模块是德国SIEMENS（西门子）公司生产的一款高度集成GSM通信模块。它可以工作在GSM900/GSM1800双频段，支持语音、短信息、打电话等功能（Siemens Ltd.TC35i AT Command Set[OE].http://dl.21ic.com/download/code/tc35i-pdf-ic-106532.html.2013-1-21）。单片机通过P30、P31与GSM模块TC35i进行串行通信，将待发送的报警信息送到TC35i模块进行发送，将TC35i接受到的指令短信送往单片机。系统采用AT指令集向手机终端发送中文短信息，最多可同时发送70个汉字。下面以一个发送实例讲述短信的编码方式，例如：发送“煤气泄漏”中文报警信息代码为：
0891683108506905F011000B813106969506F600080871646C146CC46F0F01
该短信代码解释如下：
08：表示短信中心的地址长度，一般固定不变；
91：表示短信中心号码类型，一般固定不变；
68：表示中国地区代码，一般固定不变；
3108506905F0：表示福建漳州移动短信中心号码13800596500；
1100：发送短信的编码方式，一般固定不变；
0B：目的地址长度；
81：目的地址类型；
3106969506F6：表示接收号码为13606959606；
0008：表示中文字符方式；
08：表示短信长度；
71646C146CC46F0F：发送中文短信“煤气泄漏”的UNICODE码；
01：发送结束标志位，表示短信码结束。
系统下位机软件设计：
系统下位机软件采用C语言模块化编程，图10为下位机主程序流程图。图10给出了系统的各种工作状态，描述了系统软件需要处理的各个功能模块。
系统上位机硬件设计：
系统上位机的单片机电路、电源电路、CC1100模块连接电路同下位机。系统上位机单片机和PC机之间经过RS232接口转换电路以串口形式通信，图11给出RS232接口电路。
系统上位机软件设计：
系统上位机软件设计包含单片机软件设计和PC机控制界面设计。上位机单片机软件设计简单，不再介绍。PC机控制界面采用VB编程实现。
系统样机测试结果表明，系统能实现预定的手机终端控制下位机、下位机报警信息以中文短信息的形式发送到手机终端、PC机控制设置下位机等功能，且工作稳定。
系统借鉴成熟可靠的GSM网络和无线射频模块进行无线传输，解决了系统室内外布线带来的局限和安全隐患，实现了GSM远程控制、上位机射频无线控制等功能。该设计对新型智能家居系统的设计具有较好的参考价值。
Claims (3)
1.基于移动通信和射频发射接收的智能家居系统，其特征在于设有下位机、上位机和手机终端；
所述下位机设有下位机单片机电源电路、烟雾检测电路、液化气检测电路、红外热释检测电路、液晶显示电路、时钟电路、红外遥控接收电路、家电控制电路、下位机无线发射接收电路、移动通信模块电路和下位机电源；
所述上位机设有电脑、上位机无线收发射接收电路、串行接口电路及上位机电源和上位机单片机；
所述下位机电源为家电控制电路、下位机无线发射接收电路、烟雾检测电路、液化气检测电路、红外热释检测电路、液晶显示电路、时钟电路和下位机单片机供应电源；下位机单片机接收烟雾检测、液化气检测、红外热释检测的报警信息，并将信息通过移动通信模块电路发送出去；下位机单片机接收时钟电路数据进行计时；红外遥控接收电路将红外指令数据送下位机单片机并由下位机单片机执行该红外指令；下位机单片机接收下位机无线发射接收电路的指令数据并执行命令；下位机单片机接收移动通信通信模块电路的指令数据并执行命令；下位机单片机将显示信息送液晶显示电路；
所述上位机电源为上位机单片机、串行接口电路、上位机无线发射接收电路提供电源；上位机单片机经过串行接口电路将数据送到电脑；上位机单片机经过串行接口电路接收电脑的指令数据送到上位机无线发射接收电路，将数据无线发射送往下位机；
手机终端通过移动通信网络将命令数据送到下位机的移动通信模块电路再送到下位机单片机，由下位机单片机控制家电控制电路实现家电的远程开关机及系统布防撤防；烟雾检测电路、液化气检测电路、红外热释检测电路检测到的报警信息经移动通信模块电路发送短信息到手机终端显示报警信息；上位机单片机将电脑发出的指令数据由上位机无线发射接收电路发送到下位机无线发射接收电路，下位机无线发射接收电路接收该指令并由下位机单片机执行该命令。
2.如权利要求1所述基于移动通信和射频发射接收的智能家居系统，其特征在于所述下位机电源为家电控制电路供应+12V电源，为下位机无线发射接收电路供应+3.3V电源，为烟雾检测电路、液化气检测电路、红外热释检测电路、液晶显示电路、时钟电路和下位机单片机供应+5V电源。
3.如权利要求1所述基于移动通信和射频发射接收的智能家居系统，其特征在于所述上位机电源为上位机单片机、串行接口电路提供+5V电源，为上位机无线发射接收电路提供+3.3V电源。
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| CN104537797A (zh) * | 2015-01-06 | 2015-04-22 | 湘潭大学 | 一种智能安防实验设备 |
| CN104766456A (zh) * | 2014-01-06 | 2015-07-08 | 上海本星电子科技有限公司 | 以便携式智能设备为控制中枢的智能交互系统 |
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2013
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Legal Events
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| GR01 | Patent grant | ||
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
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