CN212229477U

CN212229477U - 可扩展的智能家居系统

Info

Publication number: CN212229477U
Application number: CN202020974633.3U
Authority: CN
Inventors: 胡万贤; 王萌; 黄先栋; 左佳兴; 陈加伟
Original assignee: Nanjing College of Information Technology
Current assignee: Nanjing College of Information Technology
Priority date: 2020-06-01
Filing date: 2020-06-01
Publication date: 2020-12-25
Anticipated expiration: 2030-06-01

Abstract

本实用新型公开了一种可扩展的智能家居系统，包括：采集并将安防信息向智能网关传输的安防监测模块；采集并将环境信息向智能网关传输的环境监测模块；采集并将声音信息向智能网关传输的声音传感模块；与智能网关连接的家居设备；接收安防信息、环境信息、声音信息、家居设备的状态信息并转发给控制模块，以及接收控制模块的控制指令并转发至相应的报警模块和家居设备的智能网关；接收智能网关转发的信息，通过智能网关向相应的家居设备和/或报警模块发送控制指令的控制模块；接收智能网关转发的报警控制指令进行报警的报警模块。本申请的系统兼容多种连接方式，使用方便，节约成本。

Description

可扩展的智能家居系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居，具体涉及一种可扩展的智能家居系统。

背景技术

智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。现有的物联网智能家居基于各厂家自己的生态，各个协议不兼容，不可跨协议或品牌重新配置和扩展。为实现对家中各式设备的连接控制，需要设置多套设备或系统，不仅会增加设备及其维护成本，还会增加操作控制的复杂性，对用户提出一定的技术要求，给用户的使用带来使用障碍。

实用新型内容

实用新型目的：本申请的目的在于提供一种可扩展的智能家居系统，用于解决现有智能家居系统不可跨协议重新配置和扩展，操作不方便的缺陷。

技术方案：本实用新型提供了一种可扩展的智能家居系统，包括：

采集并将安防信息向智能网关传输的安防监测模块；采集并将环境信息向智能网关传输的环境监测模块；采集并将声音信息向智能网关传输的声音传感模块；与智能网关连接的家居设备；接收安防信息、环境信息、声音信息、家居设备的状态信息并转发给控制模块，以及接收控制模块的控制指令并转发至相应的报警模块和家居设备的智能网关；接收智能网关转发的信息，通过智能网关向相应的家居设备和/或报警模块发送控制指令的控制模块；接收智能网关转发的报警控制指令进行报警的报警模块；其中，家居设备包括智能家电、智能开关、窗帘控制器。

进一步地，智能网关包括：

供安防监测模块、环境监测模块、声音传感模块以及家居设备与智能网关建立有线连接的有线接口；

供安防监测模块、环境监测模块、声音传感模块以及家居设备与智能网关建立连接的无线传输模块；

供控制模块与智能网关建立连接的控制模块接口。

进一步地，有线接口包括RJ45接口、usb接口、I/O端口中的一种或多种；无线传输模块包括红外射频模块、433mhz无线通信模块、tcp/ip协议控制模块、 mqtt协议控制模块、zigbee协议控制模块、WiFi模块和蓝牙模块中的一种或多种；控制模块接口包括以太网接口和WIFI接口。

进一步地，智能网关还包括：

存储智能家居用户数据及预设数据的存储器；

以及将安防信息与用户数据比对，将环境信息与预设数据进行比对，并根据对比结果向智能家电和/或报警模块发送控制指令的数据处理器。

进一步地，安防监测模块包括与智能网关分别连接的红外传感器、指纹采集模块和摄像头；用户数据包括用户人脸图像、用户指纹。

进一步地，环境监测模块包括温湿度传感器、气体浓度传感器；预设数据包括控制模块预设的温度阈值、湿度阈值和气体浓度阈值。

进一步地，智能网关还包括将有线接口和无线传输模块接收的数据转换为控制模块所需的数据格式，并将从控制模块接收的控制指令对应转换为有线接口和无线传输模块支持的数据格式的数据转换器。

进一步地，报警模块包括声音报警模块和信息提醒模块；声音报警模块可采用蜂鸣器，信息提醒模块可采用与智能网关连接的移动终端。

有益效果：与现有技术相比，本申请提供的智能家居系统提供多种接入方式，能否兼容多种类型的家居设备配置，用户可根据需求通过控制模块自行选择需要接入的设备，使用方便，节约成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例的智能家居系统框图；

图2为本实用新型实施例中智能家居系统中智能网关的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述：

本实用新型提供了一种可扩展的智能家居系统，如图1所示，包括：安防监测模块101、环境监测模块102、声音传感模块103、家居设备104、报警模块 105、智能网关106、控制模块107。

安防监测模块101用于采集并将安防信息向智能网关106传输；在本实施例中，安防监测模块101包括与智能网关106分别连接的红外传感器、指纹采集模块和摄像头，用于采集红外信息、用户指纹信息以及人脸信息并发送至智能网关 106。环境监测模块102包括与智能网关106连接的温湿度传感器、气体浓度传感器，具体实施时，气体浓度传感器可根据需求选取CO浓度传感器等来检测室内有害气体浓度。声音传感模块103用于供用户通过语音控制职能家居系统。在具体实施例中，声音传感模块可选用麦克风设备录入语音指令。

家居设备104与智能网关106连接，将家居设备的状态信息发送至智能网关 106。本实施例中，家居设备包括智能家电(包括但不限于智能空调、电视机、冰箱、音响等)、智能开关(例如灯光智能开关等)、窗帘控制器等。在具体实施时，用户可根据实施需求添加相应的家居设备种类。

智能网关106用于接收并将安防监测模块101、环境监测模块102、声音传感模块103及家居设备104采集的安防信息、环境信息、声音信息、家居设备的状态信息并转发给控制模块107，以及接收控制模块107的控制指令并转发至相应的报警模块105和家居设备104。智能网关的106的结构如图2所示，包括有线接口201、无线传输模块202、控制模块接口203、数据转换器204、存储器 205以及数据处理器206。

其中，有线接口201与无线传输模块均用于供安防监测模块、环境监测模块、声音传感模块以及家居设备与智能网关建立连接，有线接口包括RJ45接口、usb 接口、I/O端口中的一种或多种；无线传输模块包括红外射频模块、433mhz无线通信模块、tcp/ip协议控制模块、mqtt协议控制模块、zigbee协议控制模块、 WiFi模块和蓝牙模块中的一种或多种。通过上述设置，智能网关可以满足多种外部连接的需求，使用范围广。

控制模块接口203供控制模块与智能网关建立连接，本实施例中，控制模块接口包括以太网接口和WIFI接口来兼容不同控制模块的连接需求。

有线接口、无线传输模块需要实现与控制模块接口的数据交互，但由于接口不同，支持的数据格式也不相同，数据转换器204用于将有线接口和无线传输模块接收的数据转换为控制模块所需的数据格式，并将从控制模块接收的控制指令对应转换为有线接口和无线传输模块支持的数据格式。

本实用新型中通过在智能网关106中设置存储器205和数据处理器206来实现基本的自动控制。其中，存储器205用于存储智能家居用户数据及预设数据；用户数据包括初始录入的用户人脸图像、用户指纹；预设数据包括控制模块通过控制模块接口写入的温度阈值、湿度阈值和气体浓度阈值。数据处理器206用于将安防信息与用户数据比对，将环境信息与预设数据进行比对，并根据对比结果向智能家电和/或报警模块发送控制指令。在本实施例中，存储器205和数据处理器106可以集成设置于单片机中实现，也可以在单片机之外另外连接存储单元作为存储器。

控制模块107用于接收智能网关转发的信息，通过智能网关向相应的家居设备和/或报警模块发送控制指令的控制模块；接收智能网关转发的报警控制指令进行报警。在本实施例中，控制模块可采用个人电脑、智能手机或平板电脑来实现。通过控制模块控制职能家电的开关、运行状态以及向智能网关中写入环境信息。

本实施例中，报警模块包括声音报警模块和信息提醒模块；声音报警模块可采用蜂鸣器电路连接智能网关来实现，信息报警模块可采用与智能网关连接的移动终端，如用户的智能手机，使用户在远程不在线的情况下也能知悉智能家居系统的异常信息，以便用户登录控制模块所在终端进行及时处理。

工作过程说明：

初始设置：

(1)录入安防信息：可通过指纹采集模块和摄像头录入有权限的用户的指纹和人脸图像，并将其存储至智能网关的存储器中；

(2)调整系统中的设备成员：用户可根据自身需求将智能家居设备加入至智能家居系统中；对于现有的智能家电，可根据需求通过控制模块所在的终端选择加入智能家居系统的家居设备。

(3)环境需求设置：用户可通过控制模块所在终端设置所需的温度、湿度、气体浓度中的一个或多个，并写入至智能网关中。

运行过程：

环境监测：环境监测模块实时监测环境数据(温度、湿度、气体浓度)，并传输至智能网关，智能网关将接收的环境数据与设置的环境参数进行比对，并对相应的智能家电发送调节指令。例如，智能网关比对当前温度低(高)于预设温度时，向智能空调发送升温(降温)指令，控制空调提高(降低)室内温度；对于气体浓度而言，仅在有害气体浓度高于参数时，通过空气净化器降低有害气体浓度；低于浓度参数时，不做处理。

安防监测：当红外传感器感应到有人靠近时，摄像头采集人脸信息，并将采集到的人脸图像发送至智能网关，当其通过指纹模块录入指纹时，将录入的指纹信息发送至智能网关；智能网关的数据处理器将采集的人脸和指纹信息分别与存储器中存储的用户人脸图像和用户指纹信息进行比对，二者匹配成功则允许控制系统。若其中之一匹配不成功，则智能网关向蜂鸣器发送报警指令，蜂鸣器发出声音预警，提醒用户；同时，智能网关向移动终端发送预警信息，提示用户及时处理。

系统运行过程中，用户认可通过控制模块重新设置环境参数，或添加新的权限用户的人脸和指纹信息。

Claims

1.一种可扩展的智能家居系统，其特征在于，包括：

采集并将安防信息向智能网关传输的安防监测模块；

采集并将环境信息向智能网关传输的环境监测模块；

采集并将声音信息向智能网关传输的声音传感模块；

与智能网关连接的家居设备；

接收安防信息、环境信息、声音信息、家居设备的状态信息并转发给控制模块，以及接收控制模块的控制指令并转发至相应的报警模块和家居设备的智能网关；

接收智能网关转发的信息，通过所述智能网关向相应的家居设备和/或报警模块发送控制指令的控制模块；

接收智能网关转发的报警控制指令进行报警的报警模块；

其中，所述家居设备包括智能家电、智能开关、窗帘控制器。

2.根据权利要求1所述的智能家居系统，其特征在于，所述智能网关包括：

供所述安防监测模块、所述环境监测模块、所述声音传感模块以及所述家居设备与所述智能网关建立有线连接的有线接口；

供所述安防监测模块、所述环境监测模块、所述声音传感模块以及所述家居设备与所述智能网关建立连接的无线传输模块；

供所述控制模块与所述智能网关建立连接的控制模块接口。

3.根据权利要求2所述的智能家居系统，其特征在于，所述有线接口包括RJ45接口、usb接口、I/O端口中的一种或多种；

所述无线传输模块包括红外射频模块、433mhz无线通信模块、tcp/ip协议控制模块、mqtt协议控制模块、zigbee协议控制模块、WiFi模块和蓝牙模块中的一种或多种；

所述控制模块接口包括以太网接口和WIFI接口。

4.根据权利要求2所述的智能家居系统，其特征在于，所述智能网关还包括：

存储智能家居用户数据及预设数据的存储器；

5.根据权利要求4所述的智能家居系统，其特征在于，所述安防监测模块包括与所述智能网关分别连接的红外传感器、指纹采集模块和摄像头；所述用户数据包括用户人脸图像、用户指纹。

6.根据权利要求4所述的智能家居系统，其特征在于，所述环境监测模块包括温湿度传感器、气体浓度传感器；所述预设数据包括所述控制模块预设的温度阈值、湿度阈值和气体浓度阈值。

7.根据权利要求2所述的智能家居系统，其特征在于，所述智能网关还包括将有线接口和无线传输模块接收的数据转换为控制模块所需的数据格式，并将从控制模块接收的控制指令对应转换为有线接口和无线传输模块支持的数据格式的数据转换器。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的智能家居系统，其特征在于，所述报警模块包括声音报警模块和信息提醒模块；所述声音报警模块可采用蜂鸣器，所述信息提醒模块可采用与所述智能网关连接的移动终端。