CN203689658U - 一种基于泛在网络的住宅小区智能安防系统 - Google Patents
一种基于泛在网络的住宅小区智能安防系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种基于泛在网络的住宅小区智能安防系统，包括家庭传感器节点和小区传感器节点、家庭集中控制器、小区集中控制器、报警装置及远程主机；所述家庭传感器节点通过短距离无线通信网络与家庭集中控制器相连接并通信；所述小区传感器节点通过短距离无线通信网络与小区集中控制器相连接并通信；所述家庭集中控制器通过GSM/GPRS网络与小区集中控制器相连接；所述小区集中控制器通过USB/RS232接口与远程主机相连接并通信。本装置低误报率、可靠性高。
Description
技术领域
本实用新型涉及智能家居技术领域，尤其涉及一种基于泛在网络的住宅小区智能安防系统
背景技术
从智能家居概念在我国推广的10多年时间里，虽然有很多公司推出了自己的智能家居系统。但现在智能家居系统其监控目标主要专注于某一个家庭，缺乏小区整体联动监控与报警功能，同时现有很多智能家居产品其通信主要采用Lonworks、BACnet、CAN、EIB等现场总线，尽管通过这些总线技术能够实现相关控制与管理，但无疑会给建筑施工、家居装修带来额外的工作，即为实现智能家居系统进行额外的布线工作。
泛在网（Ubiquitous Network）是指基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、传递、存储、认知、决策、使用等服务，网络具有超强的环境感知、内容感知及其智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用。泛在感知网络强调了人们的实际生活需求，如完善高龄者生活照顾、有效利用医疗设施机构、营造放心安全的生活环境等，同时利用信息通讯技术解决社会实际问题，包括使用网络技术、安全认证、软件应用、配置技术等。传统的GSM技术已经开始慢慢地被3G（GPRS）通信技术代替，未来的4G也成为各家通信运营商的主力重点，更大的带宽和更好的数据传输让随时随地的接入变得可能。与此同时，新的短距离无线通信技术ZigBee，低能耗蓝牙更加满足了简洁而高效的网络及路由要求，让更便宜和小型的商品变得可能。目前，使用较广泛的近距无线通信技术是蓝牙(Bluetooth)，无线局域网802.11(Wi-Fi)和ZigBee。ZigBee联盟成立于2001年8月，ZigBee主要应用在短距离范围之内并且数据传输速率不高的各种电子设备之间。目前，标准制订工作已完成。ZigBee协议比蓝牙、高速率个人区域网或802.11x无线局域网更简单实用。与蓝牙相比，ZigBee更简单、速率更慢、功率及费用也更低。它的基本速率是250kbit/s，当降低到28kbit/s时，传输范围可扩大到134m，可与254个节点联网并获得更高的可靠性。这些技术和研究成果为泛在感知技术大范围应用奠定了重要基础。
基于以上原因，为解决上述通信问题的困难和实现家庭、小区安防联动控制，本项目研制一种基于泛在感知技术（短距离无线通信和GSM/GPRS移动通信技术）的低误报率、可靠性高的智能住宅小区安全防范系统，实现住宅及其小区防火防盗功能的一体化管理，系统具备自动监测、本地报警和远程监控，从而有效保证居民的生命和财产的安全，并提高住宅小区安全防范的智能化管理水平。
发明内容
针对以上现有技术中的不足，本实用新型的目的在于提供一种低误报率、可靠性高的智能住宅小区安全防范系统。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：一种基于泛在网络的住宅小区智能安防系统，其包括家庭传感器节点和小区传感器节点、家庭集中控制器、小区集中控制器、报警装置及远程主机；
所述家庭传感器节点包括设置于家庭中的家庭温湿度传感器节点、家庭火灾传感器节点、家庭盗窃监测节点及家庭煤气泄漏监测节点；所述家庭传感器节点通过短距离无线通信网络与家庭集中控制器相连接并通信；所述小区传感器节点包括小区传感器节点包括设置于小区内的小区温湿度传感器节点Ⅱ、小区火灾传感器节点及小区盗窃监测节点；所述小区传感器节点通过短距离无线通信网络与小区集中控制器相连接并通信；
所述家庭集中控制器或小区集中控制器包括主控芯片、GSM/GPRS无线通信模块、按键及显示模块；所述GSM/GPRS无线通信模块、按键及显示模块分别与主控芯片相连接；
所述家庭集中控制器通过GSM/GPRS网络与小区集中控制器相连接；所述小区集中控制器通过USB/RS232接口与远程主机相连接并通信。
进一步的，所述家庭集中控制器的主控芯片采用STM32F103RBT6处理器。
进一步的，所述GSM/GPRS无线通信模块采用西门子TC35GSM模块。
进一步的，所述按键采用4*4矩阵式按键,矩阵键盘主要用IO接口线组成行和列结构，键位设置在行、列的交点上。
进一步的，所述报警装置采用N沟道的MOS管2N7000扩流实现报警。
本实用新型的优点及有益效果如下：
本实用新型提供了一种基于泛在感知技术（短距离无线通信和GSM/GPRS移动通信技术）的低误报率、可靠性高的智能住宅小区安全防范系统，实现住宅及其小区防火防盗功能的一体化管理，系统具备自动监测、本地报警和远程监控，从而有效保证居民的生命和财产的安全，并提高住宅小区安全防范的智能化管理水平。
附图说明
图1为本实用新型一优选实施例基于泛在网络的住宅小区智能安防系统示意图；
图2为本实用新型结构集中控制器示意图。
具体实施方式
下面结合附图给出一个非限定性的实施例对本实用新型作进一步的阐述。
如图1-图2所示，一种基于泛在网络的住宅小区智能安防系统，其包括家庭传感器节点和小区传感器节点、家庭集中控制器、小区集中控制器、报警装置及远程主机；
所述家庭传感器节点包括设置于家庭中的家庭温湿度传感器节点、家庭火灾传感器节点、家庭盗窃监测节点及家庭煤气泄漏监测节点；所述家庭传感器节点通过短距离无线通信网络与家庭集中控制器相连接并通信；所述小区传感器节点包括小区传感器节点包括设置于小区内的小区温湿度传感器节点Ⅱ、小区火灾传感器节点及小区盗窃监测节点；所述小区传感器节点通过短距离无线通信网络与小区集中控制器相连接并通信；
所述家庭集中控制器或小区集中控制器包括主控芯片、GSM/GPRS无线通信模块、按键及显示模块；所述GSM/GPRS无线通信模块、按键及显示模块分别与主控芯片相连接；
所述家庭集中控制器通过GSM/GPRS网络与小区集中控制器相连接；所述小区集中控制器通过USB/RS232接口与远程主机相连接并通信。
优选的，所述家庭集中控制器的主控芯片采用STM32F103RBT6处理器。
优选的，所述GSM/GPRS无线通信模块采用西门子TC35GSM模块。
优选的，所述按键采用4*4矩阵式按键,矩阵键盘主要用IO接口线组成行和列结构，键位设置在行、列的交点上。
优选的，所述报警装置采用N沟道的MOS管2N7000扩流实现报警。传感器包括温湿度传感器、火灾传感器、盗窃检测传感器和煤气泄漏检测传感器。各个节点采用微处理器实现信息采集，并通过短距离无线通信模块向家庭集中控制器或小区集中控制器发送信息，但家庭集中控制器只能接收家庭传感器节点信息，小区集中控制器也只能接收小区传感器节点信息。优选的，温湿度传感器（SHT1X）温湿度传感器节点选择了SHT1X系列的温湿度传感器，SHT1X系列传感器是单芯片传感器，是一款含有已校准数字信号输出的温湿度复合传感器。它应用专业的工业COMS过程微加工技术，确保了产品具有极高的可靠性与长期的稳定性。同时传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。因此，SHT1X系列单芯片传感器具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比高等优点。煤气泄漏传感器（ECO-SURE）现代居室装修材料大多会造成室内不同程度空气污染，比如甲醛、苯和苯类化合物、氡等；煤气、天然气等不完全燃烧也会产生许多有毒气体，比如CO、CO2、SO2、CH4等，危害人们的身体健康。ECO-SURE是采用+12V直流电压供电，输出4～20mA模拟电流信号，准确度高。
盗窃检测传感器采用HR-SC501；家庭集中器和小区集中器，分别管理家庭中的节点和小区中的节点。两种集中器所含功能模块相同，家庭集中控制器主要处理居民家中火灾、盗窃、煤气泄漏等传感器节点信息采集和家庭成员紧急呼叫功能，并具备报警控制功能。
本次设计选用32位64脚STM32F103RBT6为主控芯片，STM32F103R8T6是ST旗下的一款常用的增强型系列微控制器，适用于通信、电子、工业控制等多从领域，其主要具有一下特点：
①核心：ARM32位Cortex M3CPU，72MHz高达90DMips、1.25Dmips/MHz，采用单周期硬件乘法和除法；
②存储器：从32K字节至128K字节内存程序存储器，从6K字节至20K字节SRAM，多重自举功能；
③时钟、复位和供电管理：2.0至3.6V供电和I/O管脚，上电/断电复位（POR/PDR）、可编程电压监测器（PVD）、掉电监测器，内嵌4至16MHz高速晶体振荡器，内嵌40kHz的RC振荡器，内嵌PLL供应CPU时钟，内嵌使用外部32kHz晶体的RTC振荡器；
④低功耗：3种省电模式睡眠、停机和待机模式，VBAT为RTC和后背寄存器供电；
⑤定时器：3个同步16位定时器，每个定时器有均有4个用于输入捕获/输出比较/PWM或脉冲计数的通道；
⑥9个通信接口：2个I2C接口，3个USART接口，支持ISO7816、LIN、1rDA接口和调制控制，2个SPI同步串行接口，CAN接口（2.0B主动），USB2.0全速接口；
总体来说，STM32F103RBT6具有高速的处理速率，具有较大的存储量，同时含有多条USART串行通信接口。在本文设计中，其作为主要数据处理中心、短信识别中心、短信发送中心以及显示和控制等人机接口。其最小系统电路和8位51系列单片机电路相似，主要包含晶振电路、复位电路、下载电路，系统电路较51电路的不同的是它支持多种下载方式、在线仿真，同时可以选择启动方式。设计采用SPI下载和硬件方式控制系统系统启动，对应原理图中分别为PX、PUSB。A端口低8位主要用于控制8个LED指示灯，A9/A10用于与TC35的串口通信，A10/A11/A12和C口高8位主要用于控制NRF90无线收发模块。B端口低8位主要用于控制128*64液晶的数据引脚，高八位用于控制矩阵键盘区。C口的低8位主要用于控制液晶读写的信号线。
优选的，CC2530是TI的第二代用于IEEE802.15.4应用的射频收发芯片。
优选的，集中器的主控芯片STM32和GSM模块所需供电电压不同，STM32芯片采用3.3V供电，TC35模块采用4.2V供电电压，本设计中采用LM2576S为电源芯片。
以上这些实施例应理解为仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的保护范围。在阅读了本实用新型的记载的内容之后，技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本实用新型权利要求所限定的范围。
Claims (5)
1.一种基于泛在网络的住宅小区智能安防系统，其特征在于：包括家庭传感器节点(1)和小区传感器节点(2)、家庭集中控制器(3)、小区集中控制器(4)、报警装置(5)及远程主机(6)；
所述家庭传感器节点(1)包括设置于家庭中的家庭温湿度传感器节点、家庭火灾传感器节点、家庭盗窃监测节点及家庭煤气泄漏监测节点；所述家庭传感器节点(1)通过短距离无线通信网络与家庭集中控制器(3)相连接并通信；所述小区传感器节点(2)包括小区传感器节点(2)包括设置于小区内的小区温湿度传感器节点Ⅱ、小区火灾传感器节点及小区盗窃监测节点；所述小区传感器节点(2)通过短距离无线通信网络与小区集中控制器(4)相连接并通信；
所述家庭集中控制器(3)或小区集中控制器(4)包括主控芯片(7)、GSM/GPRS无线通信模块、按键及显示模块；所述GSM/GPRS无线通信模块、按键及显示模块分别与主控芯片相连接；
所述家庭集中控制器(3)通过GSM/GPRS网络与小区集中控制器(4)相连接；所述小区集中控制器(4)通过USB/RS232接口与远程主机(6)相连接并通信。
2.根据权利要求1所述的基于泛在网络的住宅小区智能安防系统，其特征在于：所述家庭集中控制器(3)的主控芯片采用STM32F103RBT6处理器。
3.根据权利要求1所述的基于泛在网络的住宅小区智能安防系统，其特征在于：所述GSM/GPRS无线通信模块采用西门子TC35GSM模块。
4.根据权利要求1所述的基于泛在网络的住宅小区智能安防系统，其特征在于：所述按键采用4*4矩阵式按键,矩阵键盘主要用IO接口线组成行和列结构，键位设置在行、列的交点上。
5.根据权利要求1所述的基于泛在网络的住宅小区智能安防系统，其特征在于：所述报警装置(5)采用N沟道的MOS管2N7000扩流实现报警。
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| CN104914761A (zh) * | 2015-05-13 | 2015-09-16 | 重庆邮电大学 | 一种基于互联网的远程环境检测与电器控制系统 |
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2014
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