CN204719438U - 一种基于Zigbee的智能家居系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及基于Zigbee的智能家居系统，其特征在于，包括远程监控终端、与市电连接的智能插座、中央处理器、Zigbee中继通信节点、连接因特网的WiFi中继通信模块、具有序号的喷淋装置、电动推拉窗、换气扇、空气清新器、加湿器、具有LED发光芯片的照明灯、摄像头、存储器、红外传感器、声音检测器、烟雾传感器、湿度传感器、CO浓度传感器、氧气浓度传感器、光照强度传感器、空气质量传感器和具有SIM卡的第一GSM通信模块，各传感器上设Zigbee通信模块，烟雾传感器和湿度传感器均设在喷淋装置上。该智能家居系统既能实时了解家中安防情况，又能在第一时间对家中出现的火灾或煤气泄漏事故采取自动救助措施。

Description

一种基于Zigbee的智能家居系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种基于Zigbee的智能家居系统。

背景技术

近年来，随着智能化设备的不断普及，智能因素逐渐被引入到人们的家居生活中。这种融入了智能因素的家居生活体验即为智能家居。智能家居是伴随着计算机技术、通信技术和硬件设备的逐渐成熟而发展起来的新型家居方式。智能家居的兴起为人们的日常生活带来了诸多的便利，也令现有的家居生活具备了多种智能化的功能。例如，当人们离开家外出时，人们希望通过随身携带的终端设备，如智能手机或者平板电脑等来实时了解家中的情况，以防止家中出现被盗、火灾或者煤气泄漏等严重事故的发生。

然而，现有的智能家居系统只能提供报警信息给用户随身携带的终端设备、消防中心或急救中心，以待外来人员施展救援。然而，针对火灾或者煤气泄漏事故发生的初期，现有智能家居系统在提供报警提示后，却不能在灾情发生的初期采取有力的自动灭火措施或者急救措施，等救援人员赶来往往耽误了最佳的补救时间，给人们造成了严重的财产损失，危害了人们的健康。

因此，现有的智能家居系统在出现火灾或者煤气泄漏的事故时，无法在第一时间提供有力的自动补救措施，以将损失降低到最低，进而难以满足人们对家居系统智能化的要求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能满足用户实时远程了解家中安防情况，又能对家中出现的火灾或者煤气泄漏事故采取自动补救措施的基于Zigbee的智能家居系统。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于Zigbee的智能家居系统，其特征在于，包括远程监控终端、与市电连接的智能插座、中央处理器、Zigbee中继通信节点、连接因特网的WiFi中继通信模块、具有序号的喷淋装置、电动推拉窗、换气扇、空气清新器、加湿器、具有LED发光芯片的照明灯、摄像头、存储器、红外传感器、声音检测器、烟雾传感器、湿度传感器、CO浓度传感器、氧气浓度传感器、光照强度传感器、空气质量传感器和具有SIM卡的第一GSM通信模块；

所述远程监控终端内具有蓝牙模块以及与第一GSM通信模块通信的第二GSM通信模块，烟雾传感器和湿度传感器均设置在喷淋装置上；

所述智能插座包括断电检测模块、继电控制模块、电量计数器以及分别与WiFi中继通信模块、电量计数器连接的WiFi通信模块，继电控制模块分别连接断电检测模块和电量计数器；

所述喷淋装置、电动推拉窗、换气扇、空气清新器、加湿器、照明灯和摄像头上均设置有蓝牙模块、连接WiFi中继通信模块的WiFi通信模块；

所述照明灯上还设置有热电转换模块、光电转换模块和储电模块，所述储电模块分别连接LED发光芯片、热电转换模块和光电转换模块；

所述中央处理器分别连接Zigbee中继通信节点、WiFi中继通信模块、存储器和第一GSM通信模块；

所述红外传感器、声音检测器、烟雾传感器、湿度传感器、CO浓度传感器、氧气浓度传感器、光照强度传感器和空气质量传感器上均设置有Zigbee通信模块。

进一步地，所述智能家居系统还包括连接中央处理器的报警器。

进一步地，所述远程监控终端为智能手机或平板电脑或PC电脑。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：在人们外出时，温度传感器、湿度传感器、光照强度传感器、红外传感器、烟雾传感器、CO浓度传感器、声音检测器分别将对应检测的数据经Zigbee中继通信节点发送给中央处理器，中央处理器判断红外数据和/或声音数据超过预先设定的阈值时，则将有外来人员进入报警信息经第一GSM通信模块发送给远程监控终端，实现家居安防报警提醒，同时，中央处理器命令摄像头录制当前视频数据，视频数据保存至存储器，以便后续提供给警方进行案情侦破。当中央处理器接收到某个烟雾传感器发送来的烟雾数据达到预设的阈值时，中央处理器命令该烟雾传感器对应的喷淋装置启动喷淋，对该喷淋装置所处的附近区域在第一时间进行喷淋灭火。当中央处理器接收的CO浓度达到预设的阈值时，则中央处理器命令电动推拉窗推开窗户，并命令换气扇启动换气，使室外空气进入室内，稀释CO浓度，提高室内空气中的氧气含量，从而第一时间为煤气中毒人员提供救护。人们利用远程监控终端发送获取当前照片数据给中央处理器，由中央处理器命令摄像头拍摄照片，并将照片经第一GSM通信模块或WIFI中继通信模块发送给远程监控终端，供人们根据照片显示的家居情况采取对应措施。

附图说明

图1为本实用新型实施例中基于Zigbee的智能家居系统的结构示意图；

图2(a)、(b)、(c)、(d)、(e)、(f)分别为图1所示系统中喷淋装置、电动推拉窗、换气扇、空气清新器、加湿器和摄像头对应的设置结构示意图；

图3为图1所示系统中照明灯的设置结构示意图；

图4为图1所示系统中智能插座的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图4所示，本实用新型实施例中基于Zigbee的智能家居系统，包括远程监控终端1、与市电连接的智能插座2、中央处理器3、Zigbee中继通信节点4、连接因特网的WiFi中继通信模块5、具有序号的喷淋装置6、电动推拉窗7、换气扇8、空气清新器9、加湿器10、具有LED发光芯片11的照明灯12、摄像头13、存储器14、红外传感器15、声音检测器16、烟雾传感器17、湿度传感器18、CO浓度传感器19、氧气浓度传感器20、光照强度传感器21、空气质量传感器22和具有SIM卡的第一GSM通信模块23；

远程监控终端1内具有蓝牙模块101以及与第一GSM通信模块23通信的第二GSM通信模块102，烟雾传感器17和湿度传感器18均设置在喷淋装置6上；

智能插座2包括断电检测模块201、继电控制模块202、电量计数器203以及分别与WiFi中继通信模块5、电量计数器203连接的WiFi通信模块24，继电控制模块202分别连接断电检测模块201和电量计数器203；

喷淋装置6、电动推拉窗7、换气扇8、空气清新器9、加湿器10、照明灯12和摄像头13上均设置有配对蓝牙模块25、连接WiFi中继通信模块5的WiFi通信模块24；照明灯12上还设置有热电转换模块121、光电转换模块122和储电模块123，储电模块123分别连接LED发光芯片11、热电转换模块121和光电转换模块122；

中央处理器3分别连接Zigbee中继通信节点4、WiFi中继通信模块5、存储器14和第一GSM通信模块23；

红外传感器15、声音检测器16、烟雾传感器17、湿度传感器18、CO浓度传感器19、氧气浓度传感器20、光照强度传感器21和空气质量传感器22上均设置有Zigbee通信模块26。远程监控终端1可以选择使用智能手机或平板电脑或PC电脑。其中，

中央处理器3通过WiFi中继通信模块5、各电器设备上的WiFi通信模块24，实现中央处理器3对喷淋装置6、电动推拉窗7、换气扇8、空气清新器9、加湿器10、照明灯12和摄像头13的控制。另外，远程监控终端1通过其内设置的蓝牙模块101、各电器设备上的配对蓝牙模块25，实现连接、控制喷淋装置6、电动推拉窗7、换气扇8、空气清新器9、加湿器10、照明灯12和摄像头13的目的。

智能插座2，用于连接外部的市电，当市电出现故障断电时，则由断电检测模块201检测，并由继电控制模块202断电，以防止市电故障对家居系统的影响；电量计数器203对该家居系统的用电情况计数，同时由WiFi通信模块24将用电量经WiFi中继通信模块5、中央处理器3、第一GSM通信模块23发送给远程监控终端1。

Zigbee中继通信节点4，作为各Zigbee通信模块26发送数据的转发中心，用于将各Zigbee通信模块26发送来的数据分别发送给中央处理器3。

WiFi中继通信模块5，连接因特网，实现该家居系统与外网的通信连接，方便用户利用远程监控终端1通过因特网实时了解家居情况和控制家居中的电器设备；与各电器设备中的WiFi通信模块24建立通信，使该家居系统中的智能插座2、中央处理器3、喷淋装置6、电动推拉窗7、换气扇8、空气清新器9、加湿器10、照明灯12和摄像头13构建成一个局域内的通信网络，实现中央处理器3对家居区域内各电器设备的控制。

喷淋装置6，接收中央处理器3发送的喷淋命令，对喷淋装置6所处的附近区域进行喷淋灭火。其中，具有序号的喷淋装置6具有多个，且遍布设置在家居中的不同区域，以实现对家居的全覆盖。例如喷淋装置6的编号分别为01号、02号、…、14号。当05号喷淋装置6上的Zigbee通信模块发送的烟雾数据超过预先设定的阈值时，中央处理器3确定该烟雾数据为05号喷淋装置6上烟雾传感器检测的数据，则中央处理器3命令05号喷淋装置6对其所处的附近区域进行喷淋灭火。在喷淋装置6启动喷淋工作后，喷淋装置6上的湿度传感器18实时将检测的当前室内湿度数据发送给中央处理器3，并由中央处理器3通过控制喷淋装置6的喷淋量，使室内的湿度达到不利于燃烧的数据条件，从而抑制燃烧的蔓延。

加湿器10通过其上设置的Zigbee通信模块，接收中央处理器3发送的加湿指令，调整家居中的室内湿度至满足人体的舒适度。

照明灯12通过其上设置的Zigbee通信模块，接收中央处理器3发送的亮度调节指令，对家居中的室内光照强度实现调整。同时，照明灯12中的热电转换模块121、光电转换模块122实时地分别将照明灯12工作时产生的热量、光照能量转换为电能，然后将转换后的电能储存至储电模块123中，一旦市电出现断电，则由储电模块123对LED发光芯片11进行供电，以满足家居中针对急救情况下的临时照明需要。其中，热电转换模块121，用于将热量转换为电能；光电转换模块122，用于将光照能量转换为电能。

第一GSM通信模块23，用于利用GSM网络经第二GSM通信模块102将中央处理器3命令发送的数据给远程监控终端1，实现报警提醒；同时，远程监控终端1利用第二GSM通信模块102、第一GSM通信模块23将控制电器设备指令发送给中央处理器3，然后由中央处理器3命令各电器设备执行对应的操作。

中央处理器3，接收各传感器发送的检测数据，并根据接收的红外数据、声音数据、烟雾数据、湿度数据和空气质量数据作出如下操作：

(a)当红外数据和/或声音数据超过预先设定阈值时，表示家居情况出现异常、有外来人员运动，则中央处理器3发送报警提示信息给远程监控终端1，以实现安防报警提醒；

(b)当判断接收的烟雾数据超过预先设定阈值时，表示有火灾危险，进而确定发送该烟雾数据的烟雾传感器所对应的喷淋装置6，然后中央处理器3命令该喷淋装置6对喷淋装置6所处的附近区域进行喷淋灭火；

(c)在判断红外数据、烟雾数据或声音数据超过预先设定阈值时，则命令摄像头13对当前的室内情况录制视频，视频数据保存到存储器14中；接收WiFi中继通信模块5或第一GSM通信模块23转发的远程监控终端1的指令，命令电器执行对应的操作；

(d)当判断接收的CO浓度数据超过预先设定的阈值时，中央处理器3命令电动推拉窗7推开窗户，并命令换气扇8启动换气，使室外空气进入室内，稀释CO浓度，提高室内空气中的氧气含量，从而第一时间为煤气中毒人员提供救护；

(e)当判断接收的湿度数据未达到不利于燃烧的条件时，中央处理器3继续命令喷淋装置6进行喷淋，直到中央处理器3接收的湿度数据达到不利于燃烧的条件时，则命令喷淋装置6停止喷淋；

(f)当判断接收的空气质量数据超过预先设定的阈值时，中央处理器3命令空气清新器9开启空气清新工作，最终使得空气质量达到满足人们的舒适度要求。

为了使用户通过远程监控终端1控制家居中的电器做出报警提示，以做出及时应对，作为改进，本实施例中的智能家居系统还包括连接中央处理器3的报警器27。中央处理器3判断红外数据、声音数据、烟雾数据或CO浓度数据超过预先分别设定的阈值时，中央处理器3命令报警器27进行鸣笛报警。

以下结合图1至图4，对本实用新型实施例中智能家居系统的工作情况做出说明：

(1)红外传感器15、声音检测器16、烟雾传感器17、湿度传感器18、CO浓度传感器19、氧气浓度传感器20、光照强度传感器21和空气质量传感器22分别实时检测室内的对应数据，并将检测的数据经Zigbee通信模块26、Zigbee中继通信节点4发送给中央处理器3；

(2)中央处理器3判断接收的红外数据和/或声音数据超过预先设定的阈值时，则中央处理器3命令摄像头13录制视频，保存视频到存储器14中，利用第一GSM通信模块23发送报警提示信息给远程监控终端1；

(3)用户根据远程监控终端1接收的报警提示信息，发送拍照指令使摄像头17拍摄照片后，然后反馈拍摄的照片给远程监控终端1，由用户根据照片情况做出研判后，做出报警及应对措施；

(4)中央处理器3判断接收的烟雾数据超过预先设定阈值时，表示有火灾危险，进而确定发送该烟雾数据的烟雾传感器所对应的喷淋装置6，然后中央处理器3通过WiFi中继通信模块5、喷淋装置6上的Zigbee通信模块26转发喷淋命令给该喷淋装置6，由该喷淋装置6对其所处的附近区域进行喷淋灭火；

(5)当判断接收的湿度数据未达到不利于燃烧的条件时，中央处理器3继续命令喷淋装置6进行喷淋，直到中央处理器3接收的湿度数据达到不利于燃烧的条件时，则命令喷淋装置6停止喷淋；此时说明室内的湿度较大，对于室内发生的燃烧具有抑制作用，有利于避免火势的继续扩大；

(6)当中央处理器3判断接收的CO浓度数据超过预先设定的阈值时，中央处理器3命令电动推拉窗7推开窗户，并命令换气扇8启动换气，使室外空气进入室内，稀释CO浓度，提高室内空气中的氧气含量；

(7)如果家居内因发生火灾导致断电，则由照明灯12上的储电模块123为LED发光芯片11供电，使照明灯12发光；

(8)用户根据远程监控终端1接收的家居中的湿度或光照强度情况，发送对应的调湿指令或者提高光照强度指令经第一GSM通信模块23、第二GSM通信模块102给中央处理器3，然后由中央处理器3分别命令空加湿器7以及照明灯12执行对应操作，使得温湿度数据以及光照强度数据满足用户的需要值时，则用户发送关闭指令，完成利用远程监控终端1对家居内电器设备的控制。

Claims (3)

1.一种基于Zigbee的智能家居系统，其特征在于，包括远程监控终端、与市电连接的智能插座、中央处理器、Zigbee中继通信节点、连接因特网的WiFi中继通信模块、具有序号的喷淋装置、电动推拉窗、换气扇、空气清新器、加湿器、具有LED发光芯片的照明灯、摄像头、存储器、红外传感器、声音检测器、烟雾传感器、湿度传感器、CO浓度传感器、氧气浓度传感器、光照强度传感器、空气质量传感器和具有SIM卡的第一GSM通信模块；

所述远程监控终端内具有蓝牙模块以及与第一GSM通信模块通信的第二GSM通信模块，烟雾传感器和湿度传感器设置在喷淋装置上；

所述智能插座包括断电检测模块、继电控制模块、电量计数器以及分别与WiFi中继通信模块、电量计数器连接的WiFi通信模块，继电控制模块分别连接断电检测模块和电量计数器；

所述喷淋装置、电动推拉窗、换气扇、空气清新器、加湿器、照明灯和摄像头上均设置有蓝牙模块、连接WiFi中继通信模块的WiFi通信模块；

所述照明灯上还设置有热电转换模块、光电转换模块和储电模块，所述储电模块分别连接LED发光芯片、热电转换模块和光电转换模块；

所述中央处理器分别连接Zigbee中继通信节点、WiFi中继通信模块、存储器和第一GSM通信模块；

所述红外传感器、声音检测器、烟雾传感器、湿度传感器、CO浓度传感器、氧气浓度传感器、光照强度传感器和空气质量传感器上均设置有Zigbee通信模块。

2.根据权利要求1所述的基于Zigbee的智能家居系统，其特征在于，还包括连接中央处理器的报警器。

3.根据权利要求1或2所述的基于Zigbee的智能家居系统，其特征在于，所述远程监控终端为智能手机或平板电脑或PC电脑。