CN203399233U

CN203399233U - 装备室内环境传感器的电视机顶盒

Info

Publication number: CN203399233U
Application number: CN201320533988.9U
Authority: CN
Inventors: 丁潮汛
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-01-15
Anticipated expiration: 2023-08-30

Abstract

本实用新型提供了一种装备室内环境传感器的电视机顶盒，所述机顶盒与电视机可以为分离式或一体机。所述电视机顶盒可以为有线电视机顶盒，也可以为互联网电视机顶盒。所述电视机顶盒上设置有传感器盒，所述传感器盒包括传感器盒体、设置在所述传感器盒体上的主板、温度与湿度传感器、噪声传感器、振动传感器、有害气体传感器、粉尘颗粒物传感器、金属丝网保护罩、电源接口、数据传输接口、工作状态指示灯、无线信号收发天线和塑料网状遮罩。本实用新型是室内环境传感器以电视机机顶盒为载体，应用在物联网领域，是室内环境测量、自动控制和物联网技术的综合应用。对居住环境监测、公共安全和物联网产业的发展都有良好的促进作用。

Description

装备室内环境传感器的电视机顶盒

技术领域

本实用新型涉及装备室内环境传感器的电视机顶盒，所述机顶盒与电视机为分离式或为一体机。所述电视机顶盒可以为有线电视机顶盒，也可以为互联网电视机顶盒。

背景技术

当前，中国国内已发放入户的有线电视机顶盒和已上市销售的互联网电视机顶盒均未装备（内置或外置）室内环境传感器。而常见的家庭室内传感器，比如：烟雾报警器、温度与湿度传感器，都是以相互独立的产品进行销售。另外，家庭中不常见的环境传感器，比如：粉尘传感器、可吸入颗粒物传感器、甲醛传感器、振动传感器、噪声传感器，很少实际应用到日常生活中，还停留在工业、气象、环境监测等科研与公共服务领域。

同样，有线或互联网电视机顶盒，功能仍是以收看和点播为主。虽然传统有线电视机在中国地级以上城市已基本完成双向网络改造，但双向网络的功能主要是应用于：收视率原数据采集、网银支付、终端接入状态管理等。例如，公开号为CN201307884、申请号为201120176737.0的实用新型专利提供了一种多功能双向交互数字电视机顶盒，其集成以太网口，利用有线电视网络实现交互功能。

迄今，现有技术中，鲜有装备室内环境传感器的有线（互联网）电视机顶盒。

鉴于近年来，极端天气频现，全球变暖已成为能够直观体验到的事实；淘汰落后和高能耗产业，减少碳排放，是治理环境污染的必经之路。当雾霾、PM2.5、甲醛超标逐渐被人们所熟知，人们在关注室外环境的同时，有必要拥有一种设备，既能方便、精确的实时监测室内环境质量，为用户家庭所用；又能自动汇总至中心数据结点，为政府机构做公众室内环境质量监测。

另外，在进行室内有害气体浓度预警时，人们通常只能购买相应产品，靠用户自身处理报警；在面对地震灾后震级烈度评估、建筑物损坏程度评估时，我们只能采取事后测量和估算，而缺乏灾害发生时的现场数据。因此有必要拥有一种设备，用于有害气体浓度、振动强度数据的定时静默上报和本地记录。上报的目的是为了远程预警；本地记录的目的类似于飞机黑匣子，便于灾后进行数据提取分析。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种装备室内环境传感器的电视机顶盒。

本实用新型提供的一种装备室内环境传感器的电视机顶盒，设置有传感器盒，所述传感器盒内设置有传感器、主板和数据传输接口，所述传感器盒和所述数据传输接口都连接所述主板。

所述传感器可以为选自温度与湿度传感器、噪声传感器、振动传感器、光线强度传感器、有害气体传感器和粉尘颗粒物传感器中的一种或多种。

所述电视机顶盒可以为有线电视机顶盒或互联网电视机顶盒，所述电视机顶盒与电视可以为分离式或为一体机。

所述装备室内环境传感器的电视机顶盒的一种优选设置方式为：所述传感器盒包括传感器盒体、设置在所述传感器盒体上的主板、温度与湿度传感器、噪声传感器、振动传感器、有害气体传感器、粉尘颗粒物传感器、金属丝网保护罩、电源接口、数据传输接口、工作状态指示灯、无线信号收发天线和塑料网状遮罩，所述金属丝网保护罩罩住所述温度与湿度传感器、噪声传感器、振动传感器和有害气体传感器，所述无线信号收发天线设置在所述塑料网状遮罩内，所述粉尘颗粒物传感器设置在所述传感器盒体外部，所述主板连接所述温度与湿度传感器、噪声传感器、振动传感器、有害气体传感器、粉尘颗粒物传感器、电源接口、数据传输接口、工作状态指示灯和无线信号收发天线。

优选为，所述主板上设置电池和可擦写存储器。

优选为，所述金属丝网保护罩的网眼面积不小于1㎜²。

优选为，所述粉尘颗粒物传感器上设置圆形穿透空气流动孔。

优选为，所述传感器盒为外置有线传感器盒，有线连接方式为通用串行总线或串口。

优选为，所述传感器盒为外置无线传感器盒，无线连接方式包括Wi-Fi、蓝牙、2.4G无线、无线1394、无线USB和ZigBee中的至少一种。

优选为，所述传感器盒为内置传感器盒，内置连接方式为通用串行总线或串口或串行外设接口。

优选为，所述传感器盒内设置可编程微处理器。

需要说明的是，上述传感器的类型和各种接口类型并不局限于以上列举的情况，也可以涉及本领域技术人员能想到的其它情况以及随着技术的发展出现的新类别。

本实用新型所述装备室内环境传感器的电视机顶盒具有以下有益效果：

（1）本实用新型通过科技手段，将人们的居住生活环境状况纳入统一监测体系，为国家的民生工程改善提供科学的决策数据支持。

（2）依托有线电视网和互联网的室内环境传感器网络，能够有效预警和处置室内有害气体中毒事件，同时能够为地震灾后建筑物损坏程度评估提供现场数据。

（3）物联网技术已纳入中国国家战略型新兴产业发展规划，本实用新型本质上是基于物联网技术的应用，拥有低成本、易部署、易普及的显著特点，具有较广的应用推广前景，能为国家的物联网产业发展提供良好的应用实践。

附图说明

图1为本实用新型装备室内环境传感器的电视机顶盒的传感器盒俯视线框图；

图2为本实用新型内置传感器盒放置俯视图；

图3为本实用新型外置传感器盒放置俯视图；

图4为利用本实用新型的装备室内环境传感器的电视机顶盒的一种系统拓扑图。

图中：1-温度与湿度传感器；2-噪声传感器；3-振动传感器；4-有害气体传感器；5-金属丝网保护罩；6-粉尘颗粒物传感器；7-电源接口；8-数据传输接口；9-工作状态指示灯；10-无线信号收发天线；11-塑料网状遮罩；12-传感器盒体；102-顶部面板剖面；103-机顶盒后侧；104-机顶盒前侧；1201-外置有线传感器盒；1202-连接线；1203-外置无线传感器盒；1004-无线传输天线；1005-用于无线传输天线的塑料网状罩；01-有线电视运营商的数据采集服务器集群；02-有线电视网络；03-装备室内环境传感器的有线电视机顶盒；04-普通家用电视机；05-另一装备室内环境传感器的互联网电视机顶盒；06-装备室内环境传感器的互联网电视一体机；07-互联网；08-互联网电视运营商的数据采集服务器集群。

具体实施方式

本实用新型是室内环境传感器以电视机顶盒为载体，应用在物联网领域的一种实践。是室内环境测量、自动控制和物联网技术的综合应用。

室内环境传感器技术已非常成熟，室内环境传感器如何走入寻常百姓家中，为科学的环境监测、智能的公共安全预警服务，因此，需要将室内环境传感器以一种可靠、廉价和易于部署的方式入户。而电视机作为普及率最高的家用电器，它是室内环境传感器理想的载体。

本实用新型是通过在电视机顶盒中装备传感器盒，实现环境数据的采集、记录与上报。装备形式按实际部署分为三种，分别为：外置有线传感器盒、外置无线传感器盒和内置传感器盒。各组件采取的技术方案列举如下：

（1）传感器盒内设置的室内传感器有：温度与湿度传感器、有害气体传感器、粉尘颗粒物（PM2.5/10/100等）传感器、噪声传感器和振动传感器。

（2）传感器盒有线连接方式选用：通用串行总线（Universal Serial Bus，简称USB）、串口（Serial Port，通常称为COM接口）。

（3）传感器盒无线连接方式选用：Wi-Fi（基于IEEE802.11标准）、蓝牙（Bluetooth）、2.4G无线（2.4GHz，Industrial Scientific and Medical(ISM)radio bands）、无线1394（WirelessIEEE 1394）、无线USB（Wireless USB）、ZigBee（基于IEEE 802.15标准）。

（4）内置传感器盒连接方式选用：通用串行总线（Universal Serial Bus，简称USB）、串口（Serial Port，通常称为COM接口）、串行外设接口（Serial Peripheral Interface，简称SPI）。

（5）传感器盒内主板设置电池和可擦写存储（Flash），用于在系统异常断电时记录传感器的重要数据，便于后续提取分析，例如：停电、电源插头拔出、地震灾害发生等极端情况。电池和可擦写存储规格参数，在断电后可持续驱动振动传感器和有害气体传感器至少60秒，并写入可擦写存储内至少10240字节的数据。

如图1所示，传感器盒由传感器盒体12、以及设置在传感器盒体12上的主板（图中未示）、温度与湿度传感器1、噪声传感器2、振动传感器3、有害气体传感器4、金属丝网保护罩5、粉尘颗粒物传感器6、电源接口7、数据传输接口8、工作状态指示灯9、无线信号收发天线10和塑料网状遮罩11构成。其中金属丝网保护罩5的网眼面积不小于1㎜²，粉尘颗粒物传感器6上设置有圆形穿透空气流动孔。金属丝网保护罩5罩住所述温度与湿度传感器1、噪声传感器2、振动传感器3和有害气体传感器4。无线信号收发天线10设置在所述塑料网状遮罩11内，粉尘颗粒物传感器6设置在所述传感器盒体12的外部。主板（图中未示）连接所述温度与湿度传感器1、噪声传感器2、振动传感器3、有害气体传感器4、粉尘颗粒物传感器6、电源接口7、数据传输接口8、工作状态指示灯9和无线信号收发天线10。并且主板（图中未示）上设置电池和可擦写存储器。

其中传感器盒内设置可编程微处理器，用于驱动传感器、制定数据采样策略、并与主设备通信控制、电源管理、工作状态指示灯9控制、以及支持后续需求变更能力。

如图2所示，内置传感器盒包括传感器盒体12、顶部面板剖面102、机顶盒后侧103和机顶盒前侧104。

图2所示的放置方式是将图1所示的金属丝网保护罩5和粉尘颗粒物传感器6设置在机顶盒壳体之外，从而粉尘颗粒物传感器6具有更好的室内环境指标采样特性。同时粉尘颗粒物传感器6也能够放置在机顶盒壳体之内，但需要为传感器盒增加隔热、隔音装置，以保证粉尘颗粒物传感器6采样数据的真实性。

如图3所示，机顶盒外设置外置有线传感器盒1201、连接线1202、外置无线传感器盒1203。其中机顶盒上设置有无线传输天线1004和塑料网状罩1005。

图3所示的外置方式是在不更换现有机顶盒硬件的前提下，提供了扩展能力。其中，外置无线传感器盒1203是一种更加灵活的部署方案，因此外置无线传感器盒1203的数据采样不会受到机顶盒的摆放位置的限制，只要外置无线传感器盒1203能够部署在机顶盒无线信号覆盖的范围内，外置无线传感器盒1203就能够采集数据，这样用户能够根据实际需求放置采样点，监控室内的重点位置。同时机顶盒与外置无线传感器盒1203是“一对多”关系，机顶盒能够同时管理和采集多个外置无线传感器盒1203的数据，从而构建家庭内部的室内环境传感器网络。

下面对数据的采集和显示做一些说明。

从传感器盒采样的数据，一方面自动进行本地存储、定时上报；另一方面可直接显示数据给用户，方案如下：

（1）由遥控器某一按键控制显示在电视屏幕。

（2）外置传感器盒或机顶盒增加小型显示屏，如：液晶屏（Liquid Crystal Display，简称LCD）、分段式LCD等，将室内环境数据按一定时间间隔刷新至屏幕。

以下对本实用新型的具体应用进行举例说明。图4呈现的是系统的典型拓扑结构，描述了实现方案中基本设备连接关系。有线电视运营商的数据采集服务器集群01、有线电视网络02、装备室内环境传感器的有线电视机顶盒03、普通家用电视机04、另一装备室内环境传感器的互联网电视机顶盒05、装备室内环境传感器的互联网电视一体机06、互联网（Internet）07和互联网电视运营商的数据采集服务器集群08依次连接。

所述拓扑结构图描述了服务器端与客户端的连接关系，明确了运营商在数据采集、数据分析利用、设备部署和系统运营的主导地位。同时，在软件实现层面，因各家运营商采取的网络协议、终端技术不同，软件实现方案存在多样性，由于是以机顶盒为载体，因此这种多样性并不影响通过有线电视网或互联网，实现终端室内环境数据的采集，最终达到本实用新型预期的目的和效果。

Claims

1.一种装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述电视机顶盒上设置有传感器盒，所述传感器盒内设置有传感器、主板和数据传输接口，所述传感器盒和所述数据传输接口都连接所述主板。

2.根据权利要求1所述的装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述传感器为选自温度与湿度传感器、噪声传感器、振动传感器、光线强度传感器、有害气体传感器和粉尘颗粒物传感器中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述电视机顶盒为有线电视机顶盒或互联网电视机顶盒，所述电视机顶盒与电视为分离式或为一体机。

4.根据权利要求1所述的装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述传感器盒包括传感器盒体、设置在所述传感器盒体上的主板、温度与湿度传感器、噪声传感器、振动传感器、有害气体传感器、粉尘颗粒物传感器、金属丝网保护罩、电源接口、数据传输接口、工作状态指示灯、无线信号收发天线和塑料网状遮罩，所述金属丝网保护罩罩住所述温度与湿度传感器、噪声传感器、振动传感器和有害气体传感器，所述无线信号收发天线设置在所述塑料网状遮罩内，所述粉尘颗粒物传感器设置在所述传感器盒体外部，所述主板连接所述温度与湿度传感器、噪声传感器、振动传感器、有害气体传感器、粉尘颗粒物传感器、电源接口、数据传输接口、工作状态指示灯和无线信号收发天线。

5.根据权利要求1至4任一项所述的装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述主板上设置电池和可擦写存储器。

6.根据权利要求4所述的装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述金属丝网保护罩的网眼面积不小于1㎜²，所述粉尘颗粒物传感器上设置圆形穿透空气流动孔。

7.根据权利要求1至4任一项所述的装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述传感器盒为外置有线传感器盒，有线连接方式为通用串行总线或串口。

8.根据权利要求1至4任一项所述的装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述传感器盒为外置无线传感器盒，无线连接方式包括Wi-Fi、蓝牙、2.4G无线、无线1394、无线USB和ZigBee中的至少一种。

9.根据权利要求1至4任一项所述的装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述传感器盒为内置传感器盒，内置连接方式为通用串行总线或串口或串行外设接口。

10.根据权利要求1至4任一所述的装备室内环境传感器的电视机顶盒，其特征在于，所述传感器盒内设置可编程微处理器。