CN205644143U - 一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，属于智能家居领域。本实用新型是在家庭安防系统实时监控的前提下，根据家庭情况实际需要有选择性的进行视频监控和选择安防系统的不同工作模式，以减少资源浪费和成本花费。本实用新型的各种无线传感器模块通过Zigbee模块连接到中央处理器模块，中央处理器模块通过4G通信模块与用户手机通信，中央处理器模块连接视频采集模块发送视频采集指令并接收视频信息，中央处理器模块连接执行模块来执行相应操作。本实用新型系统不仅易于实时监控和进行相应操作，还能根据实际需求选择不同工作模式和视频监控，具有安装方便、成本低、人性化、安全性高、有效安防等特点。

Description

一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统

技术领域

本实用新型涉及家庭安全监控技术，具体涉及一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，可以根据家庭情况选择性监控，提高监控系统利用率和减少浪费，属于智能家居领域。

背景技术

随着社会的发展，人们的工作压力不断增加，生活节奏的加快使人们对家庭的照顾时间越来越少，家中老人、小孩的人身安全问题和家中财物失窃等财产安全问题的发生屡见不鲜，也引起了社会越来越多的关注。

现有的家庭监控系统虽然也能够通过无线传感器网络和视频监控进行实时监控和做出相应动作，但是不能根据家庭具体情况和人们的需要进行相应的调整、主动监控和报警，并且还会产生大量的资源浪费和成本花费。因此，为解决以上问题，需要对现有的监控系统进行改进，以克服现有技术的缺陷。

实用新型内容

为了解决上述现有的技术问题，本实用新型提供一种智能的远程监控家庭安防系统，旨在解决现有家庭安防监控系统的不足。为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统包括各种无线传感器模块、Zigbee模块、视频采集模块、中央处理器模块、4G模块、用户手机和执行模块；所述各种无线传感器模块通过Zigbee模块的无线网络协议连接到中央处理器模块，所述中央处理器模块与视频采集模块连接，所述中央处理器模块通过4G模块与用户手机通信，所述中央处理器模块连接执行模块；所述各种无线传感器模块包括温度检测模块、烟雾检测模块、CO检测模块、门窗磁开关模块、玻璃破碎探测器和红外检测模块；所述执行模块包括燃气阀、排气装置、油烟机、水阀、电闸、悬挂式干粉灭火器、家电设备、门禁锁和报警器。

进一步地：所述的中央处理器模块与用户手机通过短信方式相互传送命令信息；视频数据通过4G模块经4G网络传输，4G模块的型号采用华为ME909S-821模块。

进一步地：所述的各种无线传感器模块通过Zigbee模块中的IEEE802.15.4协议连接到中央处理器模块，其中Zigbee模块采用的型号为CC2530。

进一步地：所述的用户可以根据实际需求通过手机远程控制使安防系统进入不同工作模式，工作模式可分为：无人在家模式；老少在家模式；夜间睡眠模式；家人都在模式。

进一步地：所述用户手机采用具有Android操作系统的智能手机，在Android系统上设计人性化APP，此APP只接收家庭安防系统发送的短信消息和视频数据，并且通过此APP可以选择家庭安防系统工作模式和了解家庭基本情况，并根据具体情况用户可以在APP中进行操作，使家庭安防系统做出相应的动作；或者进行视频采集压缩传送，了解家庭具体情况后再做相应的操作。

进一步地：所述手机终端APP界面分为3大部分，分别为：视频采集控制部分，用来下达需要进行视频采集的指令；对执行模块进行相应控制部分，用来下达要控制执行模块种某些设备的指令；工作模式选择部分，用来对家庭安防系统选择工作模式。

进一步地：所述视频采集模块是网络摄像头，摄像头模块采用DCS-930摄像头，其内部存在数字化视频压缩控制器，摄像头与中央处理器模块连接，中央处理器模块采用S3C2440，把摄像头连接到互联中，用户手机就可以打开浏览器远程监控。

进一步地：所述中央处理器模块得到视频采集命令时，根据发生情况的传感器位置和实际发生的情况，对在发生情况范围的视频采集模块发出视频采集信息命令，其余视频采集模块选择性工作或者不工作。

本实用新型所提供的一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统与现有技术比较有以下优点：对家庭环境提供了实时监控功能，使人们能够及时详细的了解家庭情况；对家庭安防系统不同工作模式的选择，可以使需要监控的无线传感器工作，其他不需要的无线传感器停止工作，家庭环境需要进行视频采集时，中央处理器模块根据发生情况的传感器和实际情况，选择合适位置的视频采集模块进行视频采集，只有部分视频采集模块工作，采集的视频数据量减少，从模式选择和视频选择性采集方面，此系统能有效的减少资源浪费；在保证家庭安防系统实时监控和家庭安全的前提下，在对不同的硬件进行比较后，选择了合适的硬件，减少了成本的花费；并且此系统具有安装方便、人性化、安全性高、有效安防等特点。

附图说明

图1是本实用新型的实施例的一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统结构示意图；

图中：1-各种传感器模块，2-温度检测模块，3-烟雾检测模块，4-CO检测模块，5-门窗磁开关模块，6-玻璃破碎探测器，7-红外检测模块，8-Zigbee模块，9-视频采集模块，10-中央处理器模块，11-4G模块，12-用户手机，13-执行模块，14-燃气阀，15-排气装置，16-油烟机，17-水阀，18-电闸，19-悬挂式干粉灭火器，20-家电设备，21-门禁锁，22-报警器。

图2是本实用新型的实施例的工作流程框图。

图3是本实用新型的实施例的不同模式选择框图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本实用新型的示范性实施例进行描述。为了清除和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。还需要说明的一点是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的装置结构和处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

参见说明书附图1所示，本实用新型提供了一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，所述系统包括各种无线传感器模块1、Zigbee模块8、视频采集模块9、中央处理器模块10、4G模块11、用户手机12和执行模块13；其中，所述中央处理器模块10通过Zigbee无线网络协议连接各传感器模块1，所述中央处理器模块10与视频采集模块9连接，所述中央处理器模块10通过4G通信模块11与用户手机12通信，所述中央处理器模块10连接执行模块13；所述各种传感器模块1包括温度检测模块2、烟雾检测模块3、CO检测模块4、门窗磁开关模块5、玻璃破碎探测器6和红外检测模块7；所述执行模块13包括燃气阀14、排气装置15、油烟机16、水阀17、电闸18、悬挂式干粉灭火器19、家电设备20、门禁锁21和报警器22。

此外，根据一种实现方式，如图1所示，所述Zigbee模块8的型号为CC2530，它能够以非常低的材料成本建立强大的网络节点，CC2530结合了领先的RF收发器的优良性能，处理器采用增强型8051 CPU，系统内可编程闪存，8-KB RAM。

此外，根据一种实现方式，如图1所示，所述视频采集模块9摄像头采用DCS-930摄像头模块，能够支持有线和无线，图像传输最高可达30帧/秒，ARM处理器，支持WEP、WPA、WPA2无线加密标准，内置4M闪存，32M内存，包含Mydlink服务平台，支持远程监控，成本低廉。

此外，根据一种实现方式，如图1所示，所述中央处理器模块10采用S3C2440处理器。该处理器采用32位ARM920T构架，工作频率高达533MHZ，片上集成TFT、USB HOST、DEVICE、SD Card、Camera接口，同时还拥有8通道10位的ADC转换器，4通道PWM定时器和1通道内部定时器和看门狗定时器，无需配置额外的组件，极大的节省了成本。

此外，根据一种实现方式，如图1所示，所述4G模块11的型号为华为ME909S-821模块，支持LTE(FDD)、LTE(TDD)、TD-SCDMA、GPRS、GSM，内置UDP、TCP/IP协议栈，上行最大网速50Mbps，其中使用Mini-PCIE接口，可以方便的与通信设备进行连接。

此外，根据一种实现方式，如图1所示，用户可以通过手机终端APP选择整个安防系统进入不同的工作模式，其中模式分为无人在家全运行模式；有老人小孩在家模式；夜间睡眠模式；白天家人都在家活动模式，如图3所示。

参见说明书附图2所示，本实用新型提供的一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统选择无人在家全运行模式的工作过程如下：

步骤1：手机用户选择系统工作在无人在家全运行模式后，系统开始正常运行。

步骤2：在正常工作的各种传感器模块1，在检测到有情况发生时，每个传感器模块1对检测到的信号进行相应的处理，处理后把数据通过Zigbee模块传送给中央处理器模块10。

步骤3：中央处理器模块10通过Zigbee模块8接收到传感器模块1传过来的数据，对数据进行相应的处理判断，判断发生的情况是否属实。如果属实，中央处理器模块(10)通过4G模块11发送符合实际情况的信息给用户手机12；否则，则不执行上述操作。

步骤4：用户手机在接收到家庭安防系统发过来的信息后，手机APP会通过响铃、震动等动作及时提醒用户家里有情况发生。

步骤5：用户打开APP看到提醒信息内容后，根据情况确定如何处理，可以不作反应，或者通过操作APP向中央处理器模块10发送能指导执行模块13进行相应动作的命令或发送视频采集命令。

步骤6：中央处理器模块10在得到用户手机12发送来的命令信息后，做出相应的动作。如果发送的是指导执行模块13动作的命令，中央处理器模块10根据发送过来的命令信息，对执行模块13进行相应操作；如果发送的的是视频采集命令信息，则中央处理器模块10根据上述传感器发生的位置信息和实际发生的情况选择适合位置和情况的视频采集模块9进行视频采集。

步骤7：在得到视频采集命令的视频采集模块9会对家庭环境进行一定时间的视频采集，并对采集到的视频进行压缩处理，减少视频空间大小和传送所占的带宽，然后把视频数据传送给中央处理器模块10。

步骤8：中央处理器模块10在得到视频采集模块9传送过来的视频数据后，对视频进行必要处理。

步骤9：中央处理器模块10对4G模块11进行网络传输数据的操作，通过4G模块11经互联网络发送视频给手机终端APP。

步骤10：当手机终端APP接收到视频，马上提醒用户，用户在看到家庭详细情况后，通过APP做出相应的命令发送给中央处理器模块10。

步骤11：中央处理器模块10根据发送过来的命令信息，对执行模块13进行相应操作。

此外，根据一种实现方式，如图3所示，选择有老人小孩在家模式，系统中的红外检测模块7停止工作，门窗磁开关5部分工作，其他传感器模块1正常工作。

此外，根据一种实现方式，如图3所示，选择夜间睡觉模式，系统中的红外检测模块7停止工作，其他传感器模块1正常工作。

此外，根据一种实现方式，如图3所示，选择白天家人都在家活动模式，红外检测模块7、门窗磁开关模块5、玻璃破碎探测器6停止工作，其他模块正常工作。

本实用新型结构设计合理，家庭安防系统不仅包括不同工作模式，也可以对视频采集与否和采集的位置进行选择，功能全，易于安装，成本低，人性化，安全性高，在保证家庭安防系统实时监控的同时，减少了资源浪费和成本花费。

上述实施例对本实用新型的具体描述，只用于对本实用新型的进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据上述实用新型的内容对本实用新型做出一些非本质的改进和调整均落入本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，其特征在于：所述系统包括各种无线传感器模块(1)、Zigbee模块(8)、视频采集模块(9)、中央处理器模块(10)、4G模块(11)、用户手机(12)和执行模块(13)；其中所述各种无线传感器模块(1)通过Zigbee模块(8)连接到中央处理器模块(10)；所述中央处理器模块(10)与视频采集模块(9)连接；所述中央处理器模块(10)通过4G通信模块(11)与用户手机(12)通信；所述中央处理器模块(10)连接执行模块(13)。

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，其特征在于：所述各种无线传感器模块(1)包括温度检测模块(2)、烟雾检测模块(3)、CO检测模块(4)、门窗磁开关模块(5)、玻璃破碎探测器(6)和红外检测模块(7)。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，其特征在于：所述执行模块(13)包括燃气阀(14)、排气装置(15)、油烟机(16)、水阀(17)、电闸(18)、悬挂式干粉灭火器(19)、家电设备(20)、门禁锁(21)和报警器(22)。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，其特征在于：各种无线传感器模块(1)通过Zigbee模块(8) 中的IEEE802.15.4协议连接到中央处理器模块(10)，其中Zigbee模块(8)采用的型号为CC2530。

5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，其特征在于：中央处理器模块(10)与用户手机(12)通过短信方式相互传送命令信息；视频数据通过4G模块(11)经4G网络传输，4G模块(11)的型号采用华为ME909S-821模块。

6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，其特征在于：所述视频采集模块(9)是网络摄像头，摄像头模块(9)采用DCS-930摄像头，其内部存在数字化视频压缩控制器，摄像头与中央处理器模块(10)连接，中央处理器模块(10)采用S3C2440，把摄像头连接到互联网中，用户手机(12)就可以打开浏览器远程监控。

7.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的远程监控家庭安防系统，其特征在于：在中央处理器模块(10)得到用户手机(12)发来的视频采集命令时，根据发生情况的传感器位置和实际发生的情况，对在发生情况范围的视频采集模块(9)发出视频采集命令，其余视频采集模块(9)选择性工作或者不工作。