CN212302713U - 一种智能家居在线监测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种智能家居在线监测装置，包括一氧化碳数据采集模块、控制模块、无线收发模块和报警模块；所述一氧化碳数据采集模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端分别与所述无线收发模块以及报警模块相互连接，所述无线收发模块用于将所述一氧化碳数据采集模块采集的一氧化碳浓度信息发送至智能终端，所述报警模块用于当检测到一氧化碳超标时进行报警，一氧化碳数据采集模块将采集的一氧化碳浓度信息发送至控制模块，控制模块检测到浓度超标则驱动报警模块发出警报并且通过无线收发模块发送是智能终端，可实时监测室内一氧化碳浓度。

Description

一种智能家居在线监测装置

技术领域

本实用新型涉及智能家居设备领域，具体涉及一种智能家居在线监测装置。

背景技术

智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等)连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。

在实际生活中，安全用气已经成为人们备受警惕的问题，通常人们依靠嗅觉来感知是否有煤气(即一氧化碳)泄漏，当有煤气泄漏时再开窗通风，这样并不能保证及时发现煤气泄漏且及时采取措施的情况，在某种程度上增加了不安全和不稳定因素，为了减少并杜绝各种因燃气泄漏而引发的爆炸及火灾事故，市面上也出现了多种一氧化碳检测器，当检测到一氧化碳浓度超标时发出报警声通知用户，在一定程度上有效减少了因燃气泄漏引发的爆炸。

专利申请号为CN201920255705.6的中国实用新型专利，公开了一种一氧化碳监控系统，该包括主控制模块、一氧化碳探测器、报警器、显示模块、电源模块和排风模块；所述一氧化碳探测器，用于检测所述一氧化碳安装位置处的一氧化碳浓度；所述显示模块，用于显示所述一氧化碳浓度；所述主控制模块，用于接收所述一氧化碳浓度，并控制所述显示模块显示所述一氧化碳浓度，还用于当判断到所述一氧化碳浓度超过预置浓度阈值时，触发所述报警器和所述排风模块，使得所述报警器发出报警信号，所述排风模块进行空气交换；所述电源模块，用于对所述主控制模块、所述一氧化碳探测器、所述报警器、所述显示模块、所述排风模块提供电能。

但上述专利的缺点在于，不能远程实时监控一氧化碳浓度情况，且采集精度不高，整体稳定性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点，提供一种智能家居在线监测装置，结合一氧化碳数据采集模块和无线收发模块将采集一氧化碳数据传输至智能终端，可实时监测一氧化碳浓度的情况，且稳定性高，采集精度高。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种智能家居在线监测装置，包括一氧化碳数据采集模块、控制模块、无线收发模块和报警模块；

所述一氧化碳数据采集模块包括型号为7E/F的一氧化碳传感器，积分放大电路，第一负载电阻和场效应管；

所述一氧化碳传感器的R引脚与所述场效应管的漏极连接，所述一氧化碳传感器的W引脚与所述场效应管的源极连接，所述场效应管的栅极接正电源，所述一氧化碳传感器的C引脚和R引脚共同接入所述积分放大电路，所述一氧化碳传感器的W引脚与所述场效应管的源极的连接处与所述第一负载电阻的一端连接，所述第一负载电阻的另一端作为输出端与所述控制模块电连接；

所述控制模块的输出端分别与所述无线收发模块以及报警模块相互连接，所述无线收发模块用于将所述一氧化碳数据采集模块采集的一氧化碳浓度信息发送至智能终端，所述报警模块用于当检测到一氧化碳超标时进行报警。

本实用新型的有益效果是，7E/F一氧化碳传感器采用三电极检测的方式，引入参考电极，控制了敏感电极的点位，有效提高了传感器的选择性和响应性，使其零漂小，寿命长，线性度好，积分放大电路能消除失调电压实现积分补偿，采用场效应管组成恒电位电路，为一氧化碳传感器的W电极和R电极提供稳定的电极电位，采集精度高、稳定性高，一氧化碳数据采集模块将采集的一氧化碳浓度信息发送至控制模块，控制模块检测到浓度超标则驱动报警模块发出警报并且通过无线收发模块发送是智能终端，可实时监测室内一氧化碳浓度。

进一步，所述一氧化碳数据采集模块包括一氧化碳传感器和隔离放大电路，所述一氧化碳传感器的输出端与所述隔离放大电路的输入端连接，所述隔离放大电路的输出端与所述控制模块电连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，一氧化碳传感器将采集的一氧化碳浓度通过隔离放大输入至控制模块，隔离放大电路输入与输出之间绝缘，能在噪声环境下以高阻抗、高共模抑制能力传送信号。

进一步，还包括检测电路，所述检测电路的输入端与一氧化碳数据采集模块的输出端连接，所述检测电路的输出端接电源正极。

采用上述进一步方案的有益效果是，当一氧化碳采集模块输出低电平或者0 电位时，检测电路检测到一氧化碳数据采集模块运行异常，可提醒用户对一氧化碳采集模块进行维护。

进一步，所述检测电路包括振动器和第一二极管，所述振动器的一端分别与所述一氧化碳数据采集模块的输出端和所述第一二极管的阳极连接，所述振动器的另一端分别与所述第一二极管的阴极连接和电源正极连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，当一氧化碳采集模块输出0电位时，振动器发出振动提醒用户一氧化碳检测模块运行异常，第一二极管在这里的作用是防止振动器振动时产生高电压损害一氧化碳检数据测模块。

进一步，所述无线收发模块为WIFI、ZigBee、蓝牙、UWB、NFC中的一种或多种。

采用上述进一步方案的有益效果是，使用无线传输模块综合成本低,性能更稳定，组网灵活,可扩展性好,即插即用。管理人员可以迅速将新的无线监控点加入到现有网络中,不需要为新建传输铺设网络、增加设备,轻而易举地实现远程无线监控。

进一步，所述无线收发模块包括型号为CC Debugger调试器、型号为CC2530F256RHAT的主控单元、以及滤波电路，所述调试器与所述主控单元电连接，所述主控单元的第二十二引脚与第二十三引脚之间设置有第一晶振，所述主控单元的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端连接有天线接口，所述主控单元还与所述控制模块连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，通过调试器下载程序到主控单元，主控单元根据指令将一氧化碳浓度信息传输至滤波电路，滤波电路对杂波滤出后通过天线将信息传输至智能终端，其中智能终端可以使手机、电脑和服务器。

进一步，所述滤波电路为NC滤波电路。

采用上述进一步方案的有益效果是，设置NC滤波电路滤除杂波，减少干扰，增强电路稳定性。

进一步，所述报警模块包括NPN型三极管、第二负载电阻、第三电阻、继电器、第二续流二极管和蜂鸣器；

所述继电器的第一端接电源正极，所述继电器的第二端与所述NPN型三极管的集电极连接，所述续流二极管的阴极与所述继电器的第一端连接，所述续流二极管的阳极与所述继电器的第二端连接，所述继电器的常开触点串联在所述蜂鸣器和外接电源之间；

所述三极管的基极通过所述第二负载电阻与所述控制模块的输出端连接，所述三极管的发射极接地，所述第三电阻的一端与所述三极管的基极连接，所述第三电阻的另一端与所述三极管的发射极连接。

采用上述进一步方案的有益效果是，控制模块检测到输出为低电平时，三极管截止，继电器线圈无电流通过，则继电器释放，相反，当检测到一氧化碳浓度超过设定的阈值时，控制模输出高电平时，三极管饱和，继电器线圈有电流通过，则继电器吸合，驱动蜂鸣器报警；当输入报警单元模块的电流由+VCC 变为0V时，三极管由饱和变为截止，这样继电器电感线圈中的电流突然失去了流通通路，若无第二续流二极管，将在线圈两端产生较大的反向电动势，极性为下正上负，电压值可达一百多伏，加上电源电压的作用足以损坏三极管，因此设置第二续流二极管进行放电，使三极管集电极对地的电压最高不超过 +VCC+0.7V。

进一步，所述控制模块具体位为型号为STC89C52的单片机。

采用上述进一步方案的有益效果是，控制模块采用STC89C52的单片机，低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。

进一步，所述智能终端为手机、电脑、平板、智能镜子、智能电视中的一种或多种。

采用上述进一步方案的有益效果是，智能终端为手机、电脑、平板、智能镜子、智能电视中的一种或多种方便用户进行监测。

附图说明

图1为本实用新型的整体连接关系；

图2为本实用新型一氧化碳数据采集模块电路结构图；

图3为本实用新型无线传输模块电路结构简图；

图4为本实用新型控制模块电路结构简图；

图5为本实用报警模块电路结构简图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本实用新型的技术方案，但本实用新型的保护范围不局限于以下。

实施例1

如图1所示，一种智能家居在线监测装置，包括一氧化碳数据采集模块、控制模块、无线收发模块和报警模块；

所述一氧化碳数据采集模块的输出端与所述控制模块的输入端连接，所述控制模块的输出端分别与所述无线收发模块以及报警模块相互连接，所述无线收发模块用于将所述一氧化碳数据采集模块采集的一氧化碳浓度信息发送至智能终端，所述报警模块用于当检测到一氧化碳超标时进行报警。

一氧化碳数据采集模块将采集的一氧化碳浓度信息发送至控制模块，控制模块检测到浓度超标则驱动报警模块发出警报并且通过无线收发模块发送是智能终端，可实时监测室内一氧化碳浓度。

如图2所示，所述一氧化碳数据采集模块包括型号为7E/F的一氧化碳传感器，积分放大电路，第一负载电阻RT和场效应管T；

所述一氧化碳传感器的R引脚与所述场效应管T的漏极连接，所述一氧化碳传感器的W引脚与所述场效应管T的源极连接，所述场效应管T的栅极接正电源，所述一氧化碳传感器的C引脚和R引脚共同接入所述积分放大电路，所述一氧化碳传感器的W引脚与所述场效应管T的源极的连接处与所述第一负载电阻RT的一端连接，所述第一负载电阻RT的另一端作为输出端与所述控制模块电连接。

具体实时，如图4所示，控制模块采用STC89652芯片，所述第一负载电阻 RT的另一端作为输出端与单片机的A/D接口连接，如第三十八引脚PO.1，所述智能终端为手机、电脑、平板、智能镜子、智能电视中的一种或多种。

采用上述进一步方案的有益效果是，智能终端为手机、电脑、平板、智能镜子、智能电视中的一种或多种方便用户进行监测。

7E/F一氧化碳传感器采用三电极检测的方式，引入参考电极，控制了敏感电极的点位，有效提高了传感器的选择性和响应性，使其零漂小，寿命长，线性度好，积分放大电路能消除失调电压实现积分补偿，采用场效应管T组成恒电位电路，为一氧化碳传感器的W电极和R电极提供稳定的电极电位。

如图2所示，具体实时，电容C1、电阻R02、电阻R01、电阻R03、放大器 U1组成积分放大电路。

还包括检测电路，所述检测电路的输入端与一氧化碳数据采集模块的输出端连接，所述检测电路的输出端接电源正极。

当一氧化碳采集模块输出低电平或者0电位时，检测电路检测到一氧化碳数据采集模块运行异常，可提醒用户对一氧化碳采集模块进行维护。

具体实施时，如图2所示,所述检测电路包括振动器M和第一二极管D01，所述振动器M的一端分别与所述一氧化碳数据采集模块的输出端和所述第一二极管D01的阳极连接，所述振动器M的另一端分别与所述第一二极管DO1的阴极连接和电源正极连接。

当一氧化碳采集模块输出0电位时，振动器M发出振动提醒用户一氧化碳检测模块运行异常，第一二极管D01在这里的作用是防止振动器M振动时产生高电压损害一氧化碳检数据测模块。

所述无线收发模块包括型号为CC Debugger调试器、型号为CC2530F256RHAT 的主控单元、以及滤波电路，所述调试器与所述主控单元电连接，所述主控单元的第二十二引脚与第二十三引脚之间设置有第一晶振，所述主控单元的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端连接有天线接口，所述主控单元还与所述控制模块连接。

通过调试器下载程序到主控单元，主控单元根据指令将一氧化碳浓度信息传输至滤波电路，滤波电路对杂波滤出后通过天线将信息传输至智能终端，其中智能终端可以使手机、电脑和服务器。

所述滤波电路为NC滤波电路。设置NC滤波电路滤除杂波，减少干扰，增强电路稳定性。

如图3所示和图4所示，具体实施时，控制模块使用深圳市元基盛业科技有限公司提供的STC89C52芯片，无线传输模块使用深圳市纳艾斯科技有限公司提供的CC2530F256RHAT芯片为主控单元，CC2530F256RHAT芯片与STC89C52芯片之间可通过串口通信，在本实施例中，将CC2530F256RHAT芯片的I/O口，如第十二引脚P0_7定义为数据发送口与STC89C52芯片的第十引脚P3.0数据接收口连接，将第十三引脚P0_6定义为数据接收口与所述STC89C52芯片的第十引脚P3.1数据发送口连接。CC2530F256RHAT适应2.4-GHzIEEE802.15.4的RF收发器，具有极高的接收灵敏度和抗干扰性能，可编程的输出功率高达4.5dBm，且只需极少的外接元件，只需一个晶振，即可满足网状网络系统需要。调试器使用CC Debugger，CC2530F256RHAT芯片的第二十二引脚XOSC_Q1与第二十三引脚XOSC_Q2之间设置有第一晶振Y1，CC2530F256RHAT芯片的第二十五引脚RF_P和CC2530F256RHAT芯片的第二十六引脚RF_N之间设置有NC滤波电路，NC 滤波电路的输出端连接有第一天线接口，设置NC滤波电路滤除杂波,减少干扰。

如图3所示，NC滤波电路包括第二十三电容C23，第二十三电容C23的一端与所CC2530F256RHAT芯片的第二十六引脚RF_N连接，第二十三电容C23的另一端与第四电感L4的一端连接，第四电感L4的另一端接地；第二十三电容 C23远离CC2530F256RHAT芯片的第二十六引脚RF_N的一端与第二十四电容C24 的一端连接，第二十四电容C24的另一端与第六电感L6的一端连接，第六电感 L6的另一端与第三十一电容C31的一端连接，第三十一电容C31的另一端与 CC2530F256RHAT芯片的第二十五引脚RF_P连接，第三十一电容C31远离CC2530F256RHAT芯片的第二十五引脚RF_P的一端与第三十四电容C34连接，第三十四电容C34另一端接地。

如图5所示，具体实施时，所述报警模块包括NPN型三极管G、第二负载电阻RT2、第三电阻R05、继电器K、第二续流二极管D02和蜂鸣器D；

所述继电器K的第一端接电源正极，所述继电器K的第二端与所述NPN型三极管G的集电极连接，所述续流二极管D02的阴极与所述继电器K的第一端连接，所述续流二极管D02的阳极与所述继电器K的第二端连接，所述继电器K 的常开触点串联在所述蜂鸣器D和外接电源之间；

所述三极管G的基极通过所述第二负载电阻RT2与所述控制模块的输出端连接，所述三极管G的发射极接地，所述第三电阻R05的一端与所述三极管G 的基极连接，所述第三电阻R05的另一端与所述三极管的发射极连接。

在本实施例中，第二负载电阻RT2与单片机的I/O口连接，如第二十六引脚P2.5。

控制模块检测到输出为低电平时，三极管G截止，继电器K线圈无电流通过，则继电器K释放，相反，当检测到一氧化碳浓度超过设定的阈值时，控制模输出高电平时，三极管饱G和，继电器K线圈有电流通过，则继电器K吸合，驱动蜂鸣器D报警；当输入报警单元模块的电流由+VCC变为0V时，三极管G由饱和变为截止，这样继电器K电感线圈中的电流突然失去了流通通路，若无第二续流二极管D02，将在线圈两端产生较大的反向电动势，极性为下正上负，电压值可达一百多伏，加上电源电压的作用足以损坏三极管，因此设置第二续流二极管D02进行放电，使三极管G集电极对地的电压最高不超过+VCC+0.7V。

所述控制模块具体位为型号为STC89C52的单片机。

控制模块采用STC89C52的单片机，低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，具有8K字节系统可编程Flash存储器。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护。

Claims (10)

1.一种智能家居在线监测装置，其特征在于，包括一氧化碳数据采集模块、控制模块、无线收发模块和报警模块；

所述一氧化碳数据采集模块包括型号为7E/F的一氧化碳传感器，积分放大电路，第一负载电阻和场效应管；

所述一氧化碳传感器的R引脚与所述场效应管的漏极连接，所述一氧化碳传感器的W引脚与所述场效应管的源极连接，所述场效应管的栅极接正电源，所述一氧化碳传感器的C引脚和R引脚共同接入所述积分放大电路，所述一氧化碳传感器的W引脚与所述场效应管的源极的连接处与所述第一负载电阻的一端连接，所述第一负载电阻的另一端作为输出端与所述控制模块电连接；

所述控制模块的输出端分别与所述无线收发模块以及报警模块相互连接，所述无线收发模块用于将所述一氧化碳数据采集模块采集的一氧化碳浓度信息发送至智能终端，所述报警模块用于当检测到一氧化碳超标时进行报警。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一氧化碳数据采集模块包括一氧化碳传感器和隔离放大电路，所述一氧化碳传感器的输出端与所述隔离放大电路的输入端连接，所述隔离放大电路的输出端与所述控制模块电连接。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括检测电路，所述检测电路的输入端与一氧化碳数据采集模块的输出端连接，所述检测电路的输出端接电源正极。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述检测电路包括振动器和第一二极管，所述振动器的一端分别与所述一氧化碳数据采集模块的输出端和所述第一二极管的阳极连接，所述振动器的另一端分别与所述第一二极管的阴极连接和电源正极连接。

5.根据权利要求1或2任一所述的装置，其特征在于，所述无线收发模块为WIFI、ZigBee、蓝牙、UWB、NFC中的一种或多种。

6.根据权利要求1或2任一所述的装置，其特征在于，所述无线收发模块包括型号为CCDebugger调试器、型号为CC2530F256RHAT的主控单元、以及滤波电路，所述调试器与所述主控单元电连接，所述主控单元的第二十二引脚与第二十三引脚之间设置有第一晶振，所述主控单元的输出端与所述滤波电路的输入端连接，所述滤波电路的输出端连接有天线接口，所述主控单元还与所述控制模块连接。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述滤波电路为NC滤波电路。

8.根据权利要求1或2任一所述的装置，其特征在于，所述报警模块包括NPN型三极管、第二负载电阻、第三电阻、继电器、第二续流二极管和蜂鸣器；

所述继电器的第一端接电源正极，所述继电器的第二端与所述NPN型三极管的集电极连接，所述续流二极管的阴极与所述继电器的第一端连接，所述续流二极管的阳极与所述继电器的第二端连接，所述继电器的常开触点串联在所述蜂鸣器和外接电源之间；

所述三极管的基极通过所述第二负载电阻与所述控制模块的输出端连接，所述三极管的发射极接地，所述第三电阻的一端与所述三极管的基极连接，所述第三电阻的另一端与所述三极管的发射极连接。

9.根据权利要求1或2任一所述的装置，其特征在于，所述控制模块具体为型号为STC89C52的单片机。

10.根据权利要求1或2任一所述的装置，其特征在于，所述智能终端为手机、电脑、平板、智能镜子、智能电视中的一种或多种。

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