CN206696882U - 一种现代家居物品智能管理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种现代家居物品智能管理系统，该系统由智能书架与储物柜MCU控制系统和电脑控制系统两大部分组成，其中智能书架与储物柜MCU控制系统包括无线模块、摄像头模块、条形码扫描模块、TFT串口屏模块以及LED定位电路，电脑控制系统包括无线模块、语音模块以及数据库、上位机、GUI界面软件。本实用新型的优点：操作简单，具有现场改装和上手即用双重特点，智能可靠。该装置能够有效的帮助家庭成员通过MCU控制系统和电脑系统的GUI界面进行物品信息储存与阅览，并用物理标识进行定位，通过无线收发器进行物品信息传输并进行远程控制各个外设模块，建立一个家庭物品智能管理系统，通过智能化管理借取和归还家庭物品。

Description

一种现代家居物品智能管理系统

技术领域

本实用新型涉及一种以电脑和MCU控制系统的现代智能设备为辅助的现代家居物品智能管理系统。

背景技术

在家庭生活中，各种小器件数以百计的摆放在家庭的各个地方，人们的记忆有限，常常因为找不到自己想要的东西而苦恼，在这个过程中，不仅只是造成时间上的浪费，还会影响接下来想要做的重要事务，导致很多重要的事不能完成。人们渴望出现一种能快速寻找家庭物品的方法，将所有需要存取的物品进行规范化管理，使得取用物品更加方便和快捷。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种现代家居物品智能管理系统，是一款现代化智能家居产品，用于帮助家庭成员通过对电脑或者智能触摸屏的操作能快速定位家庭物品的位置，并能够对家庭物品进行分类储存与借取的智能化装置，提高家庭成员对家庭物品寻找的效率，节省寻物时间。

本实用新型采用的技术方案如下：一种现代家居物品智能管理系统，主要包括智能书架与储物柜部分和计算机控制与数据处理部分；其特征在于：智能书架与储物柜部分主要由MCU控制系统、条形码扫描仪与串口转TTL模块、摄像头模块、第一无线模块、TFT串口触摸屏、IO口扩展电路、LED灯束电路、按键电路组成；计算机控制与数据处理部分由第二无线模块、电脑主控系统和语音识别模块组成；电脑主控系统分别包括上位机、GUI界面和数据库；所述MCU控制系统分别和TFT串口触摸屏、串口转TTL模块、摄像头模块、第一无线模块、二个IO口扩展电路连接，串口转TTL模块和条形码扫描仪连接，其中一个IO口扩展电路和LED灯束电路连接，另一个IO口扩展电路和按键电路连接；所述第一无线模块和第二无线模块连接，第二无线模块连接和电脑主控系统连接，电脑主控系统和语音识别模块连接。

本实用新型所述MCU控制系统采用STM32,FPGA或者ARM系列的芯片进行编程和控制外围电路；现代家居物品智能管理系统对于控制芯片的要求较高，芯片必修具备传输速度快，数据处理能力强大，存储空间较大的特点，这三种芯片功能强大，可编程管脚多，数据处理能力精确，与各个电路的通信传输速度快，可外置SD卡存储大量的信息。MCU控制系统作为整个智能书架与储物柜硬件电路的核心，首先得处理摄像头与条形码扫描仪传输来的图片与图书编码信息，使两者信息进行匹配并捆绑在一起，之后将按键电路的地址与相对应LED灯的地址捆绑在一起成为图书摆放的位置信息，最后将位置信息与图片信息，图书编码信息捆绑在一起，传输给无线模块。除此之外，还需将先前已经编好的家庭物品收藏取物的GUI界面烧录在单片机内，使MCU控制系统驱动TFT串口触摸屏显示物品收藏与取物界面。通过主计算机或者通过TFT串口屏进行存储物品或者取走物品的操作，把相应的指令传输给智能书架MCU控制系统，使MCU控制系统驱动相应的LED灯和检测相应的按键开关，辅助家庭成员通过观看LED灯的位置找到相应物品的储存位置，通过按键的检测改变储存在MCU控制系统中物品的存储和取走信息，以及位置的记录信息。

本实用新型所述条形码扫描仪与串口转TTL模块：条形码扫描仪在市场上已经相当成熟，可购置廉价且实用的成品，条形码扫描仪用于扫描物品后面的条形码，将条形码内得到的编码信息通过USB转TTL接口，把扫描仪中传输的串口信号转换成TTL信号发送给MCU控制系统，使MCU控制系统记录相应的物品信息。

本实用新型所述摄像头模块采用的摄像头可为OV2640，OV7670摄像头模块，摄像头模块为可编程模块，该摄像头模块主要用于进行物品的拍照，将书籍封面照片的信息或者一般物品的照片信息通过DMA传输与MCU控制系统进行通信，把照片信息与条形码信息捆绑一起保存在MCU控制系统中。

本实用新型所述第一无线模块可选用WIFI模块或者蓝牙模块，该模块主要用于智能书架和储物柜的MCU控制系统与主计算机之间的通信，MCU控制统将所有书架与储物柜中物品编码信息、图片信息、取走或存储信息、位置信息通过无线模块一起传送至主计算机。

本实用新型所述TFT串口触摸屏：用于显示物品管理系统的GUI界面，与MCU控制系统实现双向通信，不仅能显示物品信息界面，还能手指触碰屏幕按钮进行选物品，还物品，存储新物品的命令，驱动MCU控制系统做下一步的操作。

本实用新型所述IO口扩展电路主要用到的芯片可为74HC273，74HC373，74HC374进行并行输入输出的扩展，或者采用74LS595，74LS594，74LS596进行串行输入输出的扩展。

本实用新型所述LED灯束电路用来引导家庭成员进行找物品，借物品以及存储物品的功能，全部的LED灯由MCU控系统接收触摸屏或者主计算机给出的指令进行控制，以LED灯作为管理指示灯进行物品的管理。

本实用新型所述按键电路相当于智能书架的小格子或储物柜每层的地址码，每一个按键与LED灯相绑定作为一个小格子或者储物柜的某层地址码，存储的时候，按一下按键，格子或层数的地址与物品相绑定，归还物品的时候，该按键与LED共同辅助还物品的路径，确保物品归回原位。

本实用新型所述第二无线模块：选用蓝牙或者WIFI模块，该模块实现电脑主控系统与智能书架和储物柜MCU控制系统之间的通信，把从智能书架和储物柜中传输过来的物品照片、编码、位置信息进行收集，传送给电脑主控系统上的上位机。

本实用新型所述语音识别模块：可选用LDV7，LD3320，REC-V2模块，语音识别模块通过识别人说话的声音转换成相应的文字信息与电脑主控系统上位机中的数据库信息进行配对，直接选中相应的物品名称，电脑上位机发送相应的信息给智能书架和储物柜的MCU控制系统，进行找物品引导。该模块主要用于不认字的小孩或者上了年纪不会操作电脑的老人，也可以方便那些不愿手动操作的人群。

本实用新型所述电脑主控系统是整个现代家居物品智能管理系统的核心部分，该电脑主控部分主要是收集所有外围电路传输进来的信息，通过上位机，将这些信息编辑成数据库，并与设计好的GUI界面进行配对，在现代家居物品智能管理系统的GUI界面中进行物品的日常管理工作，在这个GUI界面中，可以编辑收藏物品的信息，及时与外围电路的MCU控制系统中存储的信息进行更新，并且能从该界面中查询到物品是否已取走的信息，也能够查找到物品存放的位置信息，可点击GUI菜单内的功能键，使其发送相应的指令，使指令传送至智能书架和储物柜的MCU控制系统中，驱动MCU控制系统执行对物品进行寻找或者归还等功能。

本实用新型的优点：操作简单，具有现场改装和上手即用双重特点，智能可靠。该装置能够有效的帮助家庭成员通过MCU控制系统和电脑系统的GUI界面进行物品信息储存与阅览，并用物理标识进行定位，通过无线收发器进行物品信息传输并进行远程控制各个外设模块，建立一个家庭物品智能管理系统，通过智能化管理借取和归还家庭物品。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理图。

图2为本实用新型的条形码贴取过程图。

在图中，1、智能书架与储物柜部分，2、计算机控制与数据处理部分 ，3、MCU控制系统，4、TFT串口触摸屏，5、第一无线模块，6、摄像头模块，7、串口转TTL模块，8、IO口扩展电路，9、条形码扫描仪，10、LED灯束电路，11、按键电路，12、第二无线模块，13、电脑主控系统，14、语音识别模块，15、上位机，16、GUI界面，17、数据库。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型是这样来工作和实施的，一种现代家居物品智能管理系统，主要包括智能书架与储物柜部分1和计算机控制与数据处理部分2；其特征在于：智能书架与储物柜部分1主要由MCU控制系统3、条形码扫描仪9与串口转TTL模块7、摄像头模块6、第一无线模块5、TFT串口触摸屏4、IO口扩展电路9、LED灯束电路10、按键电路11组成；计算机控制与数据处理部分2由第二无线模块12、电脑主控系统13和语音识别模块14组成；电脑主控系统13分别包括上位机15、GUI界面16和数据库17；所述MCU控制系统3分别和TFT串口触摸屏4、串口转TTL模块7、摄像头模块6、第一无线模块5、二个IO口扩展电路8连接，串口转TTL模块4和条形码扫描仪9连接，其中一个IO口扩展电路8和LED灯束电路10连接，另一个IO口扩展电路和按键电路连接；所述第一无线模块和第二无线模块连接，第二无线模块12连接和电脑主控系统13的上位机15连接，上位机15连接GUI界面16，GUI界面16连接数据库17，GUI界面16连接语音识别模块14。

如图2所示，本实用新型以物品背后的标签码作为该系统对物品记录信息和定位的方式，书籍背后都印有无源标签码，而普通物品背后没有，所以，对于普通物品需加上一个条形码贴取过程，可使用市场上成熟的条形码打印机进行打印。随后用扫描仪将物品的标签码进行扫描，并用摄像头拍照记录，如果是普通物品，只需拍照模型，而书籍则是拍照封面，与其相对应的条形码进行配对，记录在智能书架与储物柜的MCU控制系统的SD卡中，MCU控制系统再通过无线模块，将信息传输给计算机，计算机将信息记录。

MCU控制系统必须实时与主控电脑保持无线通信，则需要用到无线数据传输模块，成为家庭的无线通信网络，无论是书籍或者是其它小物品可通过MCU控制系统的摄像头以及条形码扫描收录信息，并将信息传送至远程电脑，建立成一个数据库。对于储存物品的书架或者是储物柜则是由MCU控制系统进行控制，通过触摸显示屏的GUI界面可以调用远程电脑的数据库，选择想要取出的物品或者储存相应的物品，控制相应的指示灯亮起，达到定位的效果。远程电脑则负责将数据进行累积成数据库，储存物品图片，位置，编号，编辑好美观的GUI界面，让操作者能容易读取信息，选择出相应的物品。

物品收藏方式：对于收藏书籍时，只需将智能书架分为多个小格子的形式，每个小格子至多只能放5本书，小格子边缘底部放置一个按键和一个LED灯，每当一本书要记录到数据库当中时，进入收藏模式后，收藏5本书以下的小格子LED灯都会亮起，首先记录的标签码会与拍摄的照片配对进行信息存储，随后家庭成员选择一个LED亮着的小格子，说明这个小格子里还有空间可以储存，按下按键，所有LED灯熄灭，书籍的位置就定格在这个小格子当中且位置信息被存储，一个小格子最多只能配对5本书的信息。对于收藏普通物品，智能储物柜不再像每个书架一样分成多个小格子，以及限定放物品的数量，每层储物箱中存放大大小小形态不一的物品，所以很容易辨认出来，只要在每一层的箱子外面放置按键定位电路与LED指示灯，查找到物品放置在哪一层即可进行收藏普通物品。

物品找寻方式：家庭成员可通过两种方式进行寻找物品，第一种为触摸屏找物品方式，每台智能书架和储物柜配一个触摸屏，这种找书模式只能针对于一台书架上的所有书或者一个储物柜上各层放置的普通物品，并且只能查询和寻找物品，不能对物品信息进行修改，在触摸屏上，家庭成员可通过触摸屏中查询到MCU控制系统中存储的物品信息，点击相应的照片或者编码，书架或者书柜上某个小格子或某层的LED会亮起，只需追寻LED灯，就能找到储存物品的位置，将从众多书籍中寻找一本书或者从众多储物柜的夹层里寻找物品的思路缩短为五本书中找一本书和某个书柜中的某一层中寻找物品，很大程度上提高了找物品的效率。另一种找物品方式为计算机找物品方式，从计算机中不仅能查询到所有智能书架与储物柜的储存信息，也能够控制所有书架或者书柜的LED寻找书籍，还能修改存储的物品信息，进行个性化操作。

物品取物与归还方式：在触摸屏上或者在电脑上点击要取走的物品，相应物品的储存位置的LED灯会点亮，按一下按键，LED灯熄灭，视为找到物品，否则LED灯将只维持1分钟的点亮时间。当要取走物品时，只需扫一扫物品后的条形码，系统将自动把物品存储状况改为借走状态。当需归还物品时，再扫一次条形码，无需重新储存物品信息一遍，以前存储该物品位置的LED灯会常量，直到家庭成员归还物品并按下按键以后，系统将会把书籍存储状态改为已存储，LED灯熄灭。

Claims (7)

1.一种现代家居物品智能管理系统，主要包括智能书架与储物柜部分和计算机控制与数据处理部分；其特征在于：智能书架与储物柜部分主要由MCU控制系统、条形码扫描仪与串口转TTL模块、摄像头模块、第一无线模块、TFT串口触摸屏、IO口扩展电路、LED灯束电路、按键电路组成；计算机控制与数据处理部分由第二无线模块、电脑主控系统和语音识别模块组成；电脑主控系统分别包括上位机、GUI界面和数据库；所述MCU控制系统分别和TFT串口触摸屏、串口转TTL模块、摄像头模块、第一无线模块、二个IO口扩展电路连接，串口转TTL模块和条形码扫描仪连接，其中一个IO口扩展电路和LED灯束电路连接，另一个IO口扩展电路和按键电路连接；所述第一无线模块和第二无线模块连接，第二无线模块连接和电脑主控系统连接，电脑主控系统和语音识别模块连接。

2.根据权利要求1所述的一种现代家居物品智能管理系统，其特征在于：所述MCU控制系统采用STM32,FPGA或者ARM系列的芯片。

3.根据权利要求1所述的一种现代家居物品智能管理系统，其特征在于：所述摄像头模块采用的摄像头可为OV2640，OV7670摄像头模块。

4.根据权利要求1所述的一种现代家居物品智能管理系统，其特征在于：所述第一无线模块可选用WIFI模块或者蓝牙模块。

5.根据权利要求1所述的一种现代家居物品智能管理系统，其特征在于：所述IO口扩展电路主要用到的芯片可为74HC273，74HC373，74HC374进行并行输入输出的扩展，或者采用74LS595，74LS594，74LS596进行串行输入输出的扩展。

6.根据权利要求1所述的一种现代家居物品智能管理系统，其特征在于：所述第二无线模块可选用WIFI模块或者蓝牙模块。

7.根据权利要求1所述的一种现代家居物品智能管理系统，其特征在于：所述语音识别模块选用LDV7，LD3320，REC-V2模块。