CN208550990U - 一种家用地毯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及智能地毯技术领域，特别涉及一种家用地毯。包括控制单元、接口单元和传感器节点单元，控制单元包括主控微处理器、通信模块、显示器、电压调整器和电源电路，传感器节点单元包括节点微处理器、压力传感器、加速度传感器、温度检测器、湿度检测器等。压力传感器和加速度传感器会检测出人体经过该传感器节点单元的动作情况并上报到控制单元，温度检测器和湿度检测器对环境温湿度状态进行实时监测。当地毯编织物上有人摔倒或跌落时，摔倒的状况能够被迅速检测并通过控制单元传递出去，并且在检测到地毯温度和/或湿度超出预设值时可以断开电源电路，可以保证该地毯在高温度和/或高湿度环境下断电，避免引发触电等安全隐患。

Description

一种家用地毯

技术领域

本实用新型涉及智能地毯技术领域，特别涉及一种家用地毯。

背景技术

目前我国人口老龄化情况日趋严重，空巢老人增多，居家养老成为一种重要的养老方式。在没有其他家人在家时，老年人的居家安危是非常值得关注的。由于身体机能衰退，老人的行动能力一般较弱，目前老人跌倒已经跃升到我国65岁以上老年人伤害死亡的首位原因。地毯是一种常用的居家生活用品，是经手工或机械设备进行编结、栽绒或纺织而成的地面铺敷物，有一定厚度，可以卷曲。传统的地毯起到增大摩擦力、跌倒缓冲、改善脚感、装饰家庭、消除噪音的作用。在家里铺设地毯对防止老人摔倒可以起到一定的作用，但是依然无法提供老人摔倒后的后续救援措施。因此，有人提出了智能地毯的概念，在地毯中设置报警电路，在检测到老人摔倒时就发出报警信息给家里其他人。但是，在地毯进水或者环境湿度较大的情况下，设置在地毯内的电路容易短路以致引发触电等事故，存在安全隐患。

发明内容

本实用新型的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种结构简单且在地毯进水或者环境湿度较大的情况下安全性较高的家用地毯。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

提供一种家用地毯，包括固定在所述地毯上的控制单元和与所述控制单元级联的多个接口单元，每个所述接口单元级联传感器节点单元；所述控制单元包括主控微处理器、通信模块、显示器、电压调整器和用于供电的电源电路，所述主控微处理器分别与所述通信模块、显示器、电压调整器通信；所述多个接口单元包括相互级联的多组接口总线驱动器和接口接插件，所述接口单元通过接口接插件分别级联到所述控制单元、所述传感器节点单元；

所述传感器节点单元包括节点微处理器、压力传感器、加速度传感器、温度检测器、湿度检测器、电源保护电路、电压调节电路、电压检测电路、节点总线驱动器和节点接插件；所述传感器节点单元通过所述节点总线驱动器和节点接插件级联所述接口单元；所述电源保护电路一方面连接电压调节电路和电压检测电路，另一方面连接到节点接插件的电源线和地线；所述节点微处理器分别与所述压力传感器、加速度传感器、温度检测器、湿度检测器、电源保护电路通信，所述压力传感器、加速度传感器、温度检测器和湿度检测器分别用于检测并传输压力信号、加速度信号、温度信号和湿度信号给所述控制单元的主控微处理器和所述传感器节点单元的节点微处理器，所述节点微处理器根据收到的所述温度信号和/或所述湿度信号输出切断信号给电源保护电路，所述电源保护电路根据收到的切断信号断开电源电路，所述主控微处理器根据收到的所述压力信号和/或所述加速度信号和/或所述温度信号和/或所述湿度信号输出报警信号给通信模块，所述通信模块根据收到的报警信号发出提醒信号。

优选的，所述控制单元固定在地毯一条侧边外侧的中间位置。

优选的，与所述控制单元级联的多个接口单元均匀排列在所述控制单元所在地毯侧边。

优选的，每个接口单元在垂直于所述控制单元所在侧边的方向上都通过总线级联有多个传感器节点单元。

优选的，所述主控微处理器是型号为stc89c52rc的CMOS 8位单片机。

优选的，所述电压调节电路包括型号为AMS1117的电压调整器。

优选的，所述通信模块包括型号为SIM900A的无线通信模块。

优选的，所述控制单元的信号输出端连接有型号为SH1106 OLED的显示器。

优选的，所述地毯在所述控制单元所在侧边的方向的最大长度不超过预设值M，在与该侧边垂直方向的最大长度不超过预设值N。

本实用新型的有益效果：提供了一种具备湿度监测功能的摔倒报警地毯，当地毯上有人摔倒或跌落时，能够被迅速检测并将消息传递出去，并且在检测到地毯湿度超出预设值时可以断开电源电路，可以在高湿度环境下断电，避免引发触电等安全隐患。

附图说明

利用附图对该家用地毯作进一步说明。

图1为该家用地毯的系统结构示意图；

图2为该家用地毯的控制单元结构框图；

图3为该家用地毯的控制单元电路图；

图4为该家用地毯的接口单元结构框图；

图5为该家用地毯的传感器节点单元结构框图。

具体实施方式

结合以下实施例对本一种家用地毯作进一步描述。

本实施例中的家用地毯如图1所示，包括组成地毯的编织物和中间电路层，中间电路层包括控制单元1、接口单元2和传感器节点单元3，控制单元1设置在地毯的编织物外部，固定在地毯一条侧边的中间位置，地毯内靠近该控制单元1的边沿铺设有相互级联的多个接口单元2，各个接口单元2沿地毯的这条侧边均匀排列，各个接口单元2之间的间隔为30厘米，并且所有接口单元2都通过总线连接到控制单元1。如图4所示，接口单元2由信号总线、接口总线驱动器和接口接插件组成，各个接口接插件之间还连接有电源线和地线。每个接口单元2在垂直于控制单元1所在侧边的方向上都通过总线级联有多个传感器节点单元3，各个传感器节点单元3之间的间隔为40厘米。传感器节点单元3的个数可以根据地毯的尺寸进行调整，为了保证各个传感器节点单元3有良好的检测效果，地毯编织物在控制单元1所在侧边的方向的最大长度不超过预设值M=10米，在与该侧边垂直方向的最大长度不超过预设值N=5米，如果需要更大的面积，可以用几张这样的地毯编织物拼在一起，以满足居家房间和客厅等的需求。

如图2和3所示，控制单元1包括主控微处理器、通信模块、显示器、电压调整器和用于供电的电源电路，主控微处理器分别与通信模块、显示器、电压调整器通信。如图4所示，接口单元包括相互级联的多组接口总线驱动器和接口接插件，接口单元通过接口接插件分别级联到控制单元、传感器节点单元。如图5所示，传感器节点单元3包括节点微处理器、压力传感器、加速度传感器、温度检测器、湿度检测器、电源保护电路、电压调节电路、电压检测电路、节点总线驱动器和节点接插件。传感器节点单元3通过节点总线驱动器和节点接插件级联接口单元，节点微处理器通过节点接插件之间的信号总线与接口单元通信，进一步与控制单元1的主控微处理器通信。

压力传感器、加速度传感器、温度检测器和湿度检测器分别用于检测并传输压力信号、加速度信号、温度信号和湿度信号给控制单元1的主控微处理器和传感器节点单元3的节点微处理器。每个传感器节点单元3分配有独立的地址，其传输压力信号、加速度信号、温度信号和湿度信号给主控微处理器的同时上传其地址信息，主控微处理器作为接收器，处理收到的数据和地址信息并做出判断。主控微处理器可以是但不限于是型号为stc89c52rc的CMOS 8位单片机，可以根据收到的压力信号和加速度信号判断是否有摔倒事件发生，从而检测是否有人摔倒；可以根据收到的温度信号和湿度信号判断地毯内温湿度是否超出安全值，从而监测地毯温湿度状态。

节点微处理器根据收到的温度信号和/或湿度信号输出切断信号给电源保护电路，电源保护电路根据收到的切断信号断开电源电路，主控微处理器根据收到的压力信号和/或加速度信号和/或温度信号和/或湿度信号输出报警信号给通信模块，通信模块根据收到的报警信号发出提醒信号。主控微处理器连接通信模块和显示器，在检测到摔倒发生时，发送报警信号到通信模块和显示器，显示器采用型号是但不限于是SH1106 OLED的显示屏，可以实时显示地毯编织物中传感器节点单元3的工作状态和控制单元发出的提示信息，同时报警信号通过连接到型号为SIM900A的通信模块被传递到监护人手机。节点微处理器连接电源保护电路，电源保护电路一方面连接电压调节电路和电压检测电路，另一方面连接到该传感器节点单元3的两个节点接插件之间的电源线和地线。电源输出的电压经过电压调节电路中连接的型号为AMS1117的电压调整器转换成与各个电路和电器元件适配的电压，转换后的电压要经过电压检测电路检测，如果电压超过安全值，则启动过压保护，将电源保护电路的开关断开以切断电源。同时，如果温度检测器检测到的温度超过安全值，或者由于地毯编织物浸水等原因导致湿度检测器检测到的湿度超过安全值，则由节点微处理器控制电源保护电路的开关断开。

通过控制单元1和各个传感器节点单元3进行实时检测，压力传感器和加速度传感器就会检测出人体经过该传感器节点单元3时的动作情况并上报到主控微处理器，温度检测器和湿度检测器对地毯温湿度状态进行实时监测。在家里仅有老人和/或孩童的情况下，当地毯编织物上有人摔倒或跌落时，摔倒的状况能够被迅速检测并传递出去，并且在检测到地毯温度和/或湿度超出预设值时可以断开电源电路，可以在高湿度环境下断电，避免引发触电等安全隐患。该家用地毯中的全部线路连接都采用防止变形和耐压的柔性导线，而且每个传感器节点单元3的体积都很小，平时使用不会影响脚感。

Claims (9)

1.一种家用地毯，其特征在于，包括固定在所述地毯上的控制单元和与所述控制单元级联的多个接口单元，每个所述接口单元级联传感器节点单元；所述控制单元包括主控微处理器、通信模块、显示器、电压调整器和用于供电的电源电路，所述主控微处理器分别与所述通信模块、显示器、电压调整器通信；所述多个接口单元包括相互级联的多组接口总线驱动器和接口接插件，所述接口单元通过接口接插件分别级联到所述控制单元、所述传感器节点单元；

所述传感器节点单元包括节点微处理器、压力传感器、加速度传感器、温度检测器、湿度检测器、电源保护电路、电压调节电路、电压检测电路、节点总线驱动器和节点接插件；所述传感器节点单元通过所述节点总线驱动器和节点接插件级联所述接口单元；所述电源保护电路一方面连接电压调节电路和电压检测电路，另一方面连接到节点接插件的电源线和地线；所述节点微处理器分别与所述压力传感器、加速度传感器、温度检测器、湿度检测器、电源保护电路通信，所述压力传感器、加速度传感器、温度检测器和湿度检测器分别用于检测并传输压力信号、加速度信号、温度信号和湿度信号给所述控制单元的主控微处理器和所述传感器节点单元的节点微处理器，所述节点微处理器根据收到的所述温度信号和/或所述湿度信号输出切断信号给电源保护电路，所述电源保护电路根据收到的切断信号断开电源电路，所述主控微处理器根据收到的所述压力信号和/或所述加速度信号和/或所述温度信号和/或所述湿度信号输出报警信号给通信模块，所述通信模块根据收到的报警信号发出提醒信号。

2.根据权利要求1所述的一种家用地毯，其特征在于，所述控制单元固定在地毯一条侧边外侧的中间位置。

3.根据权利要求2所述的一种家用地毯，其特征在于，与所述控制单元级联的多个接口单元均匀排列在所述控制单元所在地毯侧边。

4.根据权利要求3所述的一种家用地毯，其特征在于，每个接口单元在垂直于所述控制单元所在侧边的方向上都通过总线级联有多个传感器节点单元。

5.根据权利要求1所述的一种家用地毯，其特征在于，所述主控微处理器是型号为stc89c52rc的CMOS 8位单片机。

6.根据权利要求1所述的一种家用地毯，其特征在于，所述电压调节电路包括型号为AMS1117的电压调整器。

7.根据权利要求1所述的一种家用地毯，其特征在于，所述通信模块包括型号为SIM900A的无线通信模块。

8.根据权利要求1所述的一种家用地毯，其特征在于，所述控制单元的信号输出端连接有型号为SH1106 OLED的显示器。

9.根据权利要求1所述的一种家用地毯，其特征在于，所述地毯在所述控制单元所在侧边的方向的最大长度不超过预设值M，在与该侧边垂直方向的最大长度不超过预设值N。