CN212009351U - 一种智能家居监控电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能家居监控电路，包括STM32控制模块、WIFI通讯电路、烟雾监测电路、温湿度测量电路、电压转换电路、按键电路、电机驱动电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路和液晶显示电路，所述WIFI通讯电路、烟雾监测电路、温湿度测量电路、电压转换电路、按键电路、电机驱动电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路和液晶显示电路均与STM32控制模块连接；所述WIFI通讯电路用于与移动终端无线通信；本实用新型的智能家居监控电路简单可靠，价格较低，各功能符合现代智能家居对家电智能控制的需求，采用无线通信模块可与移动终端配合完成对家电的远程控制。

Description

一种智能家居监控电路

技术领域

本实用新型可以应用在智能家居行业，特别是涉及到智能家庭远程监控的领域，具体涉及一种智能家居监控电路。

背景技术

随着我国经济和科学水平的不断发展，人们不再局限于吃饱穿暖的消费观念，而是追求安全、舒适、时尚的个性化生活。智能化的概念开始逐渐渗透到各行各业，对人们的生活产生了巨大的影响，同时也使得人们对家居生活水平的要求变得更高。当代家居系统的设计正由满足简单日常生活需求朝着智能化、人性化、数字化的方向发展，智能家居系统逐渐走入大众视野，越来越受到人们的青睐。智能家居具有智能、安全、便捷等优势，提高了人们生活质量，具有广阔的市场前景。目前市面上越来越多样化的智能家居产品，基于Android的智能家居监控系统是目前的研究热点之一。目前需要一种智能家居监控电路来满足现代智能家居对家电智能控制以及环境监测的需求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足提供一种智能家居监控电路，本智能家居监控电路简单可靠，价格较低，各功能符合现代智能家居对家电智能控制以及环境监测的需求，采用无线通信模块可与移动终端配合完成对家电的远程控制。

为实现上述技术目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种智能家居监控电路，包括STM32控制模块、WIFI通讯电路、烟雾监测电路、温湿度测量电路、电压转换电路、按键电路、电机驱动电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路和液晶显示电路，所述WIFI通讯电路、烟雾监测电路、温湿度测量电路、电压转换电路、按键电路、电机驱动电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路和液晶显示电路均与STM32控制模块连接；所述WIFI通讯电路用于与移动终端无线通信；

所述STM32控制模块包括STM32F103RCT6单片机，所述STM32F103RCT6单片机的引脚1通过电阻R6连接3.3V电源，所述STM32F103RCT6单片机的引脚32、引脚48、引脚64、引脚19和引脚13均连接3.3V电源，所述STM32F103RCT6单片机的引脚7同时与电阻R4一端、按钮S5一端和电容C5的一端连接，电阻R4另一端连接3.3V电源，按钮S5和电容C5的另一端均连接地线，所述STM32F103RCT6单片机的引脚6同时与电阻R2的一端、晶振Y1的一端和电容C3的一端连接，所述STM32F103RCT6单片机的引脚5同时与电阻R2的另一端、晶振Y1的另一端和电容C4的一端连接，所述电容C3和电容C4的另一端均连接地线，所述STM32F103RCT6单片机的引脚18、引脚63、引脚47、引脚31和引脚12均连接地线。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述WIFI通讯电路采用USR-C215 WiFi模块，所述USR-C215 WiFi模块的引脚1连接地线，USR-C215 WiFi模块的引脚2连接3.3V电源，USR-C215 WiFi模块的引脚5连接STM32F103RCT6单片机的引脚42，USR-C215 WiFi模块的引脚6连接STM32F103RCT6单片机的引脚43。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述烟雾监测电路采用MQ-2烟雾传感器，所述MQ-2烟雾传感器的引脚1连接地线，MQ-2烟雾传感器的引脚3连接STM32F103RCT6单片机的引脚17，MQ-2烟雾传感器的引脚4连接5 V电源。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述温湿度测量电路采用DHT11温湿度传感器，所述DHT11温湿度传感器的引脚GND连接地线，DHT11温湿度传感器的引脚DATA连接STM32F103RCT6单片机的引脚30且该引脚DATA通过电阻R5连接3.3V电源，DHT11温湿度传感器的引脚VDD连接3.3V电源。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电压转换电路采用LM1117芯片，所述LM1117芯片的引脚1用于输入5V电源，所述LM1117芯片的引脚2连接地线，所述LM1117芯片的引脚3用于输出3.3V电源。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述按键电路包括按键KEY1、按键KEY2、按键KEY3和按键KEY4，所述按键KEY1、按键KEY2、按键KEY3和按键KEY4的一端连接地线，按键KEY1的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚26，按键KEY2的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚27，按键KEY3的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚55，按键KEY4的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚56。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述蜂鸣器报警电路包括三极管QR1、电阻R3、续流二极管U2和蜂鸣器LS1，所述电阻R3一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚61，所述电阻R3另一端连接三极管QR1的基极，三极管QR1的集电极连接3.3V电源，三极管QR1的发射极同时连接蜂鸣器LS1的一端和续流二极管U2的负极，蜂鸣器LS1的另一端和续流二极管U2的正极均连接地线。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电机驱动电路包括L298N电机驱动芯片，所述L298N电机驱动芯片的引脚VCC连接5V电源，所述L298N电机驱动芯片的引脚IN2连接STM32F103RCT6单片机的引脚52，所述L298N电机驱动芯片的引脚IN1连接STM32F103RCT6单片机的引脚53，所述L298N电机驱动芯片的引脚VSS连接12V电源，所述L298N电机驱动芯片的引脚OUT1和引脚OUT2均与电机连接。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述继电器控制电路采用SRD-05VDC-SL-C继电器模块，所述SRD-05VDC-SL-C继电器模块的引脚IN连接STM32F103RCT6单片机的引脚54，SRD-05VDC-SL-C继电器模块的引脚VCC连接3.3V电源，引脚GND连接地线，引脚NO和引脚COM连接在家用电器的供电电源的线路中。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述液晶显示电路采用Nokia5110显示屏，所述Nokia5110显示屏的引脚1连接STM32F103RCT6单片机的引脚24，Nokia5110显示屏的引脚2连接STM32F103RCT6单片机的引脚11，Nokia5110显示屏的引脚3连接STM32F103RCT6单片机的引脚10，Nokia5110显示屏的引脚4连接STM32F103RCT6单片机的引脚9，Nokia5110显示屏的引脚5连接STM32F103RCT6单片机的引脚8，Nokia5110显示屏的引脚6连接3.3V电源，Nokia5110显示屏的引脚8连接地线。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型电路简单可靠，价格较低，模块化设计易于更换维修，各功能符合现代智能家居对家电智能控制的需求。采用无线通信模块可与移动终端配合完成对家电的远程控制。

本实用新型的智能家居监控电路，可在连接家用WIFI的状态下使用手机APP对家庭环境进行在线监控并对小型家电衣柜进行无线远程控制，其具体功能如下：温湿度测量电路可监测家庭环境温湿度并通过液晶显示电路实时显示；当环境参数超限时自动报警；使用手机APP远程控制继电器控制电路从而控制照明或小型家电的开关；使用手机APP远程自动控制电机驱动电路从而控制窗帘的开度；烟雾监测电路监测的烟雾值超限时，蜂鸣器报警电路自动报警，减少火灾隐患。

附图说明

图1为本实用新型整体电路框图。

图2为本实用新型整体电路原理示意图。

具体实施方式

下面根据附图1-2对本实用新型的具体实施方式作出进一步说明：

为了实现智能家居控制，设计了如图1所示的一种基于单片机的智能家居监控电路。主要包括STM32控制模块、WIFI通讯电路、烟雾监测电路、温湿度测量电路、电压转换电路、按键电路、电机驱动电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路和液晶显示电路，所述WIFI通讯电路、烟雾监测电路、温湿度测量电路、电压转换电路、按键电路、电机驱动电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路和液晶显示电路均与STM32控制模块连接；所述WIFI通讯电路用于与移动终端无线通信。移动终端为手机APP。

如图2所示，所述STM32控制模块包括STM32F103RCT6单片机，所述STM32F103RCT6单片机的引脚1通过电阻R6连接3.3V电源，所述STM32F103RCT6单片机的引脚32、引脚48、引脚64、引脚19和引脚13均连接3.3V电源，所述STM32F103RCT6单片机的引脚7同时与电阻R4一端、按钮S5一端和电容C5的一端连接，电阻R4另一端连接3.3V电源，按钮S5和电容C5的另一端均连接地线，所述STM32F103RCT6单片机的引脚6同时与电阻R2的一端、晶振Y1的一端和电容C3的一端连接，所述STM32F103RCT6单片机的引脚5同时与电阻R2的另一端、晶振Y1的另一端和电容C4的一端连接，所述电容C3和电容C4的另一端均连接地线，所述STM32F103RCT6单片机的引脚18、引脚63、引脚47、引脚31和引脚12均连接地线。

如图2所示，所述WIFI通讯电路采用USR-C215 WiFi模块，所述USR-C215 WiFi模块的引脚1连接地线，USR-C215 WiFi模块的引脚2连接3.3V电源，USR-C215 WiFi模块的引脚5连接STM32F103RCT6单片机的引脚42，USR-C215 WiFi模块的引脚6连接STM32F103RCT6单片机的引脚43。

如图2所示，所述烟雾监测电路采用MQ-2烟雾传感器，所述MQ-2烟雾传感器的引脚1连接地线，MQ-2烟雾传感器的引脚3连接STM32F103RCT6单片机的引脚17，MQ-2烟雾传感器的引脚4连接5 V电源。

如图2所示，所述温湿度测量电路采用DHT11温湿度传感器，所述DHT11温湿度传感器的引脚GND连接地线，DHT11温湿度传感器的引脚DATA连接STM32F103RCT6单片机的引脚30且该引脚DATA通过电阻R5连接3.3V电源，DHT11温湿度传感器的引脚VDD连接3.3V电源。

如图2所示，所述电压转换电路采用LM1117芯片，所述LM1117芯片的引脚1用于输入5V电源，所述LM1117芯片的引脚2连接地线，所述LM1117芯片的引脚3用于输出3.3V电源。

如图2所示，所述按键电路包括按键KEY1、按键KEY2、按键KEY3和按键KEY4，所述按键KEY1、按键KEY2、按键KEY3和按键KEY4的一端连接地线，按键KEY1的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚26，按键KEY2的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚27，按键KEY3的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚55，按键KEY4的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚56。

如图2所示，所述蜂鸣器报警电路包括三极管QR1、电阻R3、续流二极管U2和蜂鸣器LS1，所述电阻R3一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚61，所述电阻R3另一端连接三极管QR1的基极，三极管QR1的集电极连接3.3V电源，三极管QR1的发射极同时连接蜂鸣器LS1的一端和续流二极管U2的负极，蜂鸣器LS1的另一端和续流二极管U2的正极均连接地线。

如图2所示，所述电机驱动电路包括L298N电机驱动芯片，所述L298N电机驱动芯片的引脚VCC连接5V电源，所述L298N电机驱动芯片的引脚IN2连接STM32F103RCT6单片机的引脚52，所述L298N电机驱动芯片的引脚IN1连接STM32F103RCT6单片机的引脚53，所述L298N电机驱动芯片的引脚VSS连接12V电源，所述L298N电机驱动芯片的引脚OUT1和引脚OUT2均与电机连接。

如图2所示，所述继电器控制电路采用SRD-05VDC-SL-C继电器模块，所述SRD-05VDC-SL-C继电器模块的引脚IN连接STM32F103RCT6单片机的引脚54，SRD-05VDC-SL-C继电器模块的引脚VCC连接3.3V电源，引脚GND连接地线，引脚NO和引脚COM连接在家用电器的供电电源的线路中。

如图2所示，所述液晶显示电路采用Nokia5110显示屏，所述Nokia5110显示屏的引脚1连接STM32F103RCT6单片机的引脚24，Nokia5110显示屏的引脚2连接STM32F103RCT6单片机的引脚11，Nokia5110显示屏的引脚3连接STM32F103RCT6单片机的引脚10，Nokia5110显示屏的引脚4连接STM32F103RCT6单片机的引脚9，Nokia5110显示屏的引脚5连接STM32F103RCT6单片机的引脚8，Nokia5110显示屏的引脚6连接3.3V电源，Nokia5110显示屏的引脚8连接地线。

上述电路的工作原理如下：

STM32控制模块采用STM32F103RCT6单片机作为整个系统的主控制器，完成对数据的计算、处理、传输及控制各模块之间的协调工作。通过晶振Y1、滤波电容C3、C4及电阻R2构成晶振电路来给单片机提供时钟电路。

WIFI通讯电路采用USR-C215无线WiFi模块，USR-C215模块硬件上集成了MAC、基频芯片、射频收发单元、以及功率放大器；其中内置低功耗运行机制，模块可以有效地进行低功耗运行；支持 WiFi 协议以及TCP/IP 协议，设备的联网功能通过简单配置即可实现。

烟雾监测电路由烟雾传感器MQ-2构成。MQ-2气体传感器使用二氧化锡SnO2作为气敏材料，其具有在清洁空气中电导率较低的特性。当传感器周围环境中存在可燃气体时，随着可燃气体浓度的增大，传感器中的电导丝的电导率也随之增大。使用对应的电路，能够将电导丝的电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的电压输出信号。

温湿度测量电路中，DHT11温湿度传感器的供电电压为3－5.5V。传感器上电后，要等待 1s 以越过不稳定状态，在此期间无需发送任何指令。

电压转换电路中，LM1117是一个低压差电压调节器，将5V电压转换为3.3V电压，为STM32控制模块供电。图中C6、C7、C8、C9为滤波电容。

按键电路中，采用4个按键设置温湿度报警的上限值，KEY1为提高温度报警值；KEY2为降低温度报警值；KEY3为提高湿度报警值；KEY4为降低湿度报警值。

蜂鸣器报警电路中，三极管QR1起开关作用，其基极的高电平使三极管饱和导通，使蜂鸣器发声;而基极低电平则使三极管关闭，蜂鸣器停止发声。R3接在三极管的基极和主控制器IO口之间，防止I0口电压过大被烧毁。U2为续流二极管。

电机驱动电路采用L298N电机驱动芯片，其控制电压接+5V电源电压，驱动电压外接+12V直流稳压电源，通过OUT1和OUT2端口输出控制电机运行。电机用于控制窗帘的开启和关闭。

继电器控制电路采用JQC3-FF继电器模块控制电路驱动空调、洗衣机、照明电路等小型家用电器的开关。继电器模块的控制侧三个引脚：Vcc正极5V供电、GND负极、IN信号输入，高电平触发，受控侧接冰箱等家用电器。

本实施例的继电器模块一共6个引脚。继电器控制侧有三个接口：Vcc正极5V供电，GND负极，IN信号输入，高电平触发。这三个端口共地。受控侧也有三个接口：NO常开端，COM公共端，NC常闭端。这三个相当于开关。在IN端未被触发时，NC常闭端与COM公共端导通，NO常开端断开。在IN端触发时，NC常闭端与COM公共端断开，NO常开端导通。控制家用电器时受控侧用NO端接“火线入”，COM接“火线出”。

液晶显示电路采用Nokia5110显示屏，该电路是一种单色图形液晶，使用串行SPI通信协议，单片机可直接驱动，通讯速率最大4Mbps，可全速显示。依次显示当前温度、当前湿度、上限报警温度、下限报警温度、上限报警湿度、下限报警湿度、烟雾浓度是否超限信息。

本实用新型的智能家居监控电路，可在连接家用WIFI的状态下使用手机APP对家庭环境进行在线监控并对小型家电衣柜进行无线远程控制，其具体功能如下：可监测家庭环境温湿度并实时显示；当环境参数超限时自动报警；使用手机APP远程控制照明和小型家电的开关；使用手机APP远程自动控制窗帘的开度；烟雾值超限自动报警，减少火灾隐患。

本实施例的电路可通过基于WIFI通信的移动终端APP控制，实现智能家居环境在线监控和报警，智能家电远程在线控制等功能。该电路工作可靠、智能化程度高，可应用于智能家居远程监控领域中。测试表明，此电路性能良好，操作简单且人性化，智能化程度高，具有广泛的应用前景。

以上所述，仅以本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可想轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之类。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种智能家居监控电路，其特征在于：包括STM32控制模块、WIFI通讯电路、烟雾监测电路、温湿度测量电路、电压转换电路、按键电路、电机驱动电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路和液晶显示电路，所述WIFI通讯电路、烟雾监测电路、温湿度测量电路、电压转换电路、按键电路、电机驱动电路、蜂鸣器报警电路、继电器控制电路和液晶显示电路均与STM32控制模块连接；所述WIFI通讯电路用于与移动终端无线通信；

所述STM32控制模块包括STM32F103RCT6单片机，所述STM32F103RCT6单片机的引脚1通过电阻R6连接3.3V电源，所述STM32F103RCT6单片机的引脚32、引脚48、引脚64、引脚19和引脚13均连接3.3V电源，所述STM32F103RCT6单片机的引脚7同时与电阻R4一端、按钮S5一端和电容C5的一端连接，电阻R4另一端连接3.3V电源，按钮S5和电容C5的另一端均连接地线，所述STM32F103RCT6单片机的引脚6同时与电阻R2的一端、晶振Y1的一端和电容C3的一端连接，所述STM32F103RCT6单片机的引脚5同时与电阻R2的另一端、晶振Y1的另一端和电容C4的一端连接，所述电容C3和电容C4的另一端均连接地线，所述STM32F103RCT6单片机的引脚18、引脚63、引脚47、引脚31和引脚12均连接地线。

2.根据权利要求1所述的智能家居监控电路，其特征在于：所述WIFI通讯电路采用USR-C215 WiFi模块，所述USR-C215 WiFi模块的引脚1连接地线，USR-C215 WiFi模块的引脚2连接3.3V电源，USR-C215 WiFi模块的引脚5连接STM32F103RCT6单片机的引脚42，USR-C215WiFi模块的引脚6连接STM32F103RCT6单片机的引脚43。

3.根据权利要求2所述的智能家居监控电路，其特征在于：所述烟雾监测电路采用MQ-2烟雾传感器，所述MQ-2烟雾传感器的引脚1连接地线，MQ-2烟雾传感器的引脚3连接STM32F103RCT6单片机的引脚17，MQ-2烟雾传感器的引脚4连接5 V电源。

4.根据权利要求3所述的智能家居监控电路，其特征在于：所述温湿度测量电路采用DHT11温湿度传感器，所述DHT11温湿度传感器的引脚GND连接地线，DHT11温湿度传感器的引脚DATA连接STM32F103RCT6单片机的引脚30且该引脚DATA通过电阻R5连接3.3V电源，DHT11温湿度传感器的引脚VDD连接3.3V电源。

5.根据权利要求4所述的智能家居监控电路，其特征在于：所述电压转换电路采用LM1117芯片，所述LM1117芯片的引脚1用于输入5V电源，所述LM1117芯片的引脚2连接地线，所述LM1117芯片的引脚3用于输出3.3V电源。

6.根据权利要求5所述的智能家居监控电路，其特征在于：所述按键电路包括按键KEY1、按键KEY2、按键KEY3和按键KEY4，所述按键KEY1、按键KEY2、按键KEY3和按键KEY4的一端连接地线，按键KEY1的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚26，按键KEY2的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚27，按键KEY3的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚55，按键KEY4的另一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚56。

7.根据权利要求6所述的智能家居监控电路，其特征在于：所述蜂鸣器报警电路包括三极管QR1、电阻R3、续流二极管U2和蜂鸣器LS1，所述电阻R3一端连接STM32F103RCT6单片机的引脚61，所述电阻R3另一端连接三极管QR1的基极，三极管QR1的集电极连接3.3V电源，三极管QR1的发射极同时连接蜂鸣器LS1的一端和续流二极管U2的负极，蜂鸣器LS1的另一端和续流二极管U2的正极均连接地线。

8.根据权利要求7所述的智能家居监控电路，其特征在于：所述电机驱动电路包括L298N电机驱动芯片，所述L298N电机驱动芯片的引脚VCC连接5V电源，所述L298N电机驱动芯片的引脚IN2连接STM32F103RCT6单片机的引脚52，所述L298N电机驱动芯片的引脚IN1连接STM32F103RCT6单片机的引脚53，所述L298N电机驱动芯片的引脚VSS连接12V电源，所述L298N电机驱动芯片的引脚OUT1和引脚OUT2均与电机连接。

9.根据权利要求8所述的智能家居监控电路，其特征在于：所述继电器控制电路采用SRD-05VDC-SL-C继电器模块，所述SRD-05VDC-SL-C继电器模块的引脚IN连接STM32F103RCT6单片机的引脚54，SRD-05VDC-SL-C继电器模块的引脚VCC连接3.3V电源，引脚GND连接地线，引脚NO和引脚COM连接在家用电器的供电电源的线路中。

10.根据权利要求9所述的智能家居监控电路，其特征在于：所述液晶显示电路采用Nokia5110显示屏，所述Nokia5110显示屏的引脚1连接STM32F103RCT6单片机的引脚24，Nokia5110显示屏的引脚2连接STM32F103RCT6单片机的引脚11，Nokia5110显示屏的引脚3连接STM32F103RCT6单片机的引脚10，Nokia5110显示屏的引脚4连接STM32F103RCT6单片机的引脚9，Nokia5110显示屏的引脚5连接STM32F103RCT6单片机的引脚8，Nokia5110显示屏的引脚6连接3.3V电源，Nokia5110显示屏的引脚8连接地线。

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