CN203825455U

CN203825455U - 一种家居监控系统

Info

Publication number: CN203825455U
Application number: CN201420159729.9U
Authority: CN
Inventors: 彭; 夏凯
Original assignee: Sichuan University of Science and Engineering
Current assignee: Sichuan University of Science and Engineering
Priority date: 2014-04-02
Filing date: 2014-04-02
Publication date: 2014-09-10
Anticipated expiration: 2024-04-02

Abstract

本实用新型公开了一种家居监控系统，包括：采集节点和传感节点，其中，采集节点包括：第一Zigbee模块和与其相连接的第一MCU模块，传感节点包括：第二Zigbee模块和与其相连接的第二MCU模块，且第一Zigbee模块和第二Zigbee模块相通信，其中，所述第一Zigbee模块连接有智能终端，所述第二Zigbee模块连接有传感器模块和微波监控模块，并且，第一MCU模块又分别连接有继电器控制板和通信模块，且第一Zigbee模块和第二Zigbee模块分别连接各自的Zigbee中心节点。其当有可燃性气体泄漏、火灾、盗贼入侵等意外情况发生时可以及时接收到系统发出的警告，减少因火灾、盗贼入侵等情况带来的损失。

Description

一种家居监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种家居监控系统。

背景技术

智能家居是在互联网的影响之下物联化体现。

智能家居通过物联网技术将家中的各种设备（如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、网络家电以及三表抄送等）连接到一起，提供家电控制、照明控制、窗帘控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，集系统、结构、服务、管理为一体的高效、舒适、安全、便利、环保的居住环境，提供全方位的信息交互功能。帮助家庭与外部保持信息交流畅通，优化人们的生活方式，帮助人们有效安排时间，增强家居生活的安全性，甚至为各种能源费用节约资金。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种家居监控系统。

本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：

一种家居监控系统，包括：

采集节点和传感节点，其中，采集节点包括：第一Zigbee模块和与其相连接的第一MCU模块，传感节点包括：第二Zigbee模块和与其相连接的第二MCU模块，且第一Zigbee模块和第二Zigbee模块相通信，其中，所述第一Zigbee模块连接有智能终端，所述第二Zigbee模块连接有传感器模块和微波监控模块，并且，第一MCU模块又分别连接有继电器控制板和通信模块，且第一Zigbee模块和第二Zigbee模块分别连接各自的Zigbee中心节点。

进一步地，所述智能终端选取智能手机、平板或者电脑。

进一步地，所述通信模块选取GSM模块。

进一步地，所述第一MCU模块又连接至第一显示屏模块，所述第二MCU模块又连接有第二显示屏模块。

进一步地，所述传感器为电离式气体传感器。

本实用新型采取了上述方案以后，结合ZigBee、智能手机、嵌入式、GSM网络、微波、电离式气体传感器等技术，具有操作便捷、可靠等优点，让用户感受智能家居带来的安全性、便利性、舒适性和艺术性，体验不一样的现代生活，且当有可燃性气体泄漏、火灾、盗贼入侵等意外情况发生时可以及时接收到系统发出的警告，减少因火灾、盗贼入侵等情况带来的损失。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。

图1是本实用新型家居监控系统的电路示意图；

图2是本实用新型家居监控系统的工作流程的示意图；

图3是本实用新型家居监控系统的工作流程的示意图；

图4是本实用新型家居监控系统的工作流程的示意图；

图5是本发明家居监控系统中基于Zigbee控制模块通信设计原理图；

图6是本发明家居监控系统中GSM网络通信设计原理图；

图7是本发明中单片机主电路设计原理图；

图8是本发明中电磁继电器电路设计原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细地说明。

具体来说，本系统以智能家居和智能手机为平台，并结合ZigBee、智能手机、嵌入式、GSM网络、微波、电离式气体传感器等技术，改变了传统的Zigbee应用方式，搭建了基于智能手机的家居监控系统。

其方便用户在家时通过PC机或智能手机实时查看住宅环境情况，并能在以上两种终端上查看相应的参数、控制用电设备的电源，方便且能节约能耗；用户离家时，可通过短信进行家庭环境情况查询；当有可燃性气体泄漏、火灾、盗贼入侵等意外情况发生时可以及时接收到系统发出的警告，减少因火灾、盗贼入侵等情况带来的损失。利用微波方式进安防系统的检测，改良了红外模块易受环境影响的缺点；系统内部所需要的电压小，功耗低，安全系数高；具有操作便捷、可靠等优点，让用户感受智能家居带来的安全性、便利性、舒适性和艺术性，体验不一样的现代生活。

如图1所示，所述种家居监控系统，包括：采集节点和传感节点，其中，采集节点包括：第一Zigbee模块和与其相连接的第一MCU模块（Micro ControlUnit，微控制单元，如单片机），传感节点包括：第二Zigbee模块和与其相连接的第二MCU模块，且第一Zigbee模块和第二Zigbee模块相通信，其中，所述第一Zigbee模块连接有智能终端，所述第二Zigbee模块连接有传感器模块和微波监控模块，并且，第一MCU模块又分别连接有继电器控制板和通信模块，且第一Zigbee模块和第二Zigbee模块分别连接各自的Zigbee中心节点。

其中，MCU模块连接着各个传感器以及通信模块，负责信息的采集、判断、通信等重要任务，是整个系统的核心。在芯片的选择上，我们选择了国内的宏晶公司生产的STC15FK60S2。

进一步地，所述智能终端选取智能手机、平板或者电脑。

进一步地，所述通信模块选取GSM模块。

进一步地，所述传感器为电离式气体传感器、微波模块或者其他传感器模块，在此不详细描述。

其中，本系统的软件分为：

中心节点配置软件（PC机）、智能手机软件、GSM模块程序、微波模块程序、ZigBee模块程序、可燃气体传感器程序。

中心节点配置软件（PC机）采用C++编写的服务器配置软件，通过该软件可将用户的电脑、智能手机与Zigbee无线网络进行连接，创新性地实现了用户在家可通过PC机软件以及智能手机端软件实时查看家庭环境情况。

在短距离无线通信中，主要采用蓝牙和Zigbee技术。两者在技术上都采用2.4GHz频段，穿墙性能差距并不明显，但在功耗和成本上，蓝牙模块明显会高于Zigbee模块。而Zigbee技术可通过Zigbee网络中继器进行数据的中继转发，可拓展Zigbee网络的覆盖范围，并实现信息的远距离传输和查看，实现无线监控。

本软件可在WinXP及Win32环境下工作，可通过配置Zigbee网络的中心节点的IP地址，使其为Zigbee网络的服务器，采集各个节点的数据，并发送到PC机以及智能手机端，方便用户实时查询。

可同时最多实时检测四个网络节点的温度、光强等环境参数，并能以图形化的形式实时显示相应的参数。在Zigbee网络可通过PC机端软件关闭照明设备的电源，实现远程灯控。

智能手机软件是在Eclipse+ADT的环境下，通过Java进行Socket编程，实现当用户在Zigbee网络覆盖范围内时，Andriod与Zigbee网络进行互联，远程查看住宅环境的情况并进行相应的控制。

通过软件运行界面可以看到，首先应该选择“连接”选项，在连接选项中输入中心节点通过PC机软件配置好的Zigbee中心节点的IP地址（默认情况下为192.168.1.100），智能手机与中心节点之间的互连。

通信连接建立好之后，便能接收由Zigbee无线网络发送到手机端的各个Zigbee节点的环境参数，用户可点击温度检测、光强检测等按键查看不同节点所在位置的的环境参数，便于用户了解住宅环境里各个房间的环境参数。同时，在厨房的可燃性气体浓度超过一定界限值时，用户的手机便会收到系统发出的警告短信。

单片机通过UART端口与GSM模块进行通信，GSM模块上电后需要单片机发送指令进行GSM模块初始化，在单片机发初始化指令后，GSM模块会返回模块当前的状态信息，单片机通过接收到的返回指令，判断GSM模块的状态信息，做出相应的处理。

其中，采集节点，上电后负责建立网络，并开启允许绑定功能；

传感节点，上电后加入网络，自动发起绑定请求，待采集节点建立绑定后，将采集到的微波传感器信号、电离式烟感探测头、可燃气体传感器信号进行判断，若有紧急情况发生，则将事件发送到采集节点，由采集结点将事件交由MCU，MCU将事件通过GSM模块发送到用户手机。

ZigBee模块启动代码需要完成初始化硬件平台和软件架构所需要的各个模块，为操作系统的运行做好准备工作，主要分为初始化系统时钟，检测芯片工作电压、初始化堆栈、初始化各个硬件模块、初始化FLASH存储、形成芯片MAC地址、初始化非易失量、初始化MAC层协议、初始化化应用帧层协议、初始化操作系统等十余部分。

其主要工作流程如图2、图3、图4。

其中，结合具体电路图进行说明，图5是本发明家居监控系统中基于Zigbee控制模块通信设计原理图。

图6是本发明家居监控系统中GSM网络通信设计原理，其中，

电路图中VBAT为正电源输入端，VRTC引脚为备用电源输入端。RXD、TXD为模块与外部通信的引脚，用于接收指令和发送指令。MIC1P、MIC1N为麦克风信号输入引脚，SPK1P、SPK2N为语音输出引脚，这四个脚工作时实现语音信号的输入与输出。

图7是本发明中单片机主电路设计原理图。

MCU连接着各个传感器以及通信模块，负责信息的采集、判断、通信等重要任务，是整个系统的核心。

图8是本发明中电磁继电器电路设计原理图。

继电器是实现控制功能的开关元件，可控制电路的导通和断开，实现用小电流控制大电流的作用，可广泛应用于自动控制、遥控等控制电路中。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种家居监控系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的家居监控系统，其特征在于，所述智能终端选取智能手机、平板或者电脑。

3.根据权利要求1或2所述的家居监控系统，其特征在于，所述通信模块选取GSM模块。

4.根据权利要求1或2所述的家居监控系统，其特征在于，所述第一MCU模块又连接至第一显示屏模块，所述第二MCU模块又连接有第二显示屏模块。

5.根据权利要求1或2所述的家居监控系统，其特征在于，所述传感器为电离式气体传感器。