CN213025052U - 一种智能家居模型 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种智能家居模型，该模型至少包括：房屋模型框体、主控板、与主控板通信接口连接的通信模块、置于模型框体内的光照‑窗帘联动系统、空调温度智能控制系统、开关电源模块、WiFi模块和云平台；从而实现空调温度智能控制、光照‑窗帘联动、可燃气检测报警、植物自动浇灌等场景，全栈实践一个完整的物联网系统的终端设计、嵌入式设计、通信组网、物联网平台、前后端设计。本实用新型将各种家居设备有机地结合在一起，实现家居设备的自动控制、信息共享和相互联通，可以作为智能家居系统沙盘验证，验证系统的可行性或用于智能家居设计的培训等，提供了一种智能家居的廉价解决方案。

Description

一种智能家居模型

技术领域

本实用新型涉及智能家居技术领域，特别是涉及基于LoRa的智能家居模型设计。

背景技术

2010年之后，智能家居市场明显看到了增长的势头，智能家居进入了快速发展的阶段。目前，各大厂商已经开始大量布局智能家居，尽管目前为止并没有出现具有代表性的行业案例，预示着该行业在我国仍旧处于初级发展阶段，但是已经有很多厂商意识到智能家居系统的发展是大势所趋，是未来发展的必然需求。

近几年LoRa技术的发展十分迅速，基于LoRa的解决方案对物联网行业的持续增长起到重要的推动作用。但是就国内而言，此项技术和市场总体仍处于起步阶段，还需要各方的持续投入和共同努力。

本实用新型借助物联网平台和嵌入式技术，基于LoRa通信模式，搭建一座智能家居模型，将各种家居设备有机地结合在一起，实现家居设备的自动控制、信息共享和相互联通。

发明内容

本实用新型实施例旨在搭建一个物联网智能家居模型，实现空调温度智能控制、光照-窗帘联动等其他功能，作为智能家居系统的沙盘验证。

本实用新型采用的技术方案是：

一种智能家居模型，所述智能家居模型至少包括：房屋模型框体、主控板、与主控板通信接口连接的通信模块、置于模型框体内的光照-窗帘联动系统、空调温度智能控制系统、开关电源模块、WiFi模块和云平台；

所述空调温度智能控制系统由温度传感器和用于模拟空调的半导体制冷器组成，温度传感器通过数据传输接口与主控板连接，主控板通过IO口传输控制指令至继电器，通过继电器控制半导体制冷器；

所述光照-窗帘联动系统由卷帘式窗帘、光敏电阻和与卷帘式窗帘中卷轴连接的步进电机组成，所述光敏电阻通过数据传输接口与主控板连接，主控板通过IO口与步进电机连接，输出脉冲信号控制步进电机工作；

开关电源模块与主控板、光照-窗帘联动系统、空调温度智能控制系统连接，提供电源；

所述WiFi模块与通信模块通过通信接口连接，将主控板发出的信息发送至云平台。

进一步地，所述智能家居模型还包括可燃气检测报警系统，可燃气检测报警系统包括烟雾气敏传感器模块和蜂鸣器，烟雾气敏传感器通过数据传输接口与主控板连接，主控板通过IO口传输控制指令至继电器，通过继电器控制蜂鸣器。

进一步地，所述智能家居模型还包括植物自动浇灌系统，植物自动浇灌系统包括土壤、置于土壤内部的土壤湿度检测器和水泵，土壤湿度检测器通过数据传输接口与主控板连接，主控板通过IO口传输控制指令至继电器，通过继电器控制水泵。

进一步地，所述主控板的型号为STM32。

进一步地，所述通信模块为LoRa通信模块，LoRa通信模块包括E32-433T20DC和射频芯片，射频芯片为SX1278。

进一步地，所述WiFi模块型号为ESP8266。

本实用新型提供的智能家居模型的有益效果是：

1、可以作为智能家居系统沙盘验证，验证系统的可行性；

2、可以用于智能家居设计的培训；

3、提供了一种智能家居的廉价解决方案。

附图说明

图1为智能家居模型结构连接示意图。

图2为智能家居模型结构布置示意图。

具体实施方式

本实用新型提供了一种智能家居模型，所述智能家居模型至少包括：房屋模型框体、主控板、与主控板通信接口连接的通信模块、置于模型框体内的光照-窗帘联动系统、空调温度智能控制系统、开关电源模块、WiFi模块和云平台；

开关电源模块用于为智能家居模型各模块提供电源；

其中，空调温度智能控制系统包含一个温度传感器和一个半导体制冷器。工作时，温度传感器感知室内温度，温度传感器通信接口采用I2C通信协议，将采集得到的数据传输至主控板，主控板通过IO口传输控制指令至继电器，通过继电器控制模拟空调的半导体制冷器，若温度高于设定温度则打开空调，否则关闭空调。工作时，半导体制冷器接12V开关电源，工作功率为50W。

其中，光照-窗帘联动系统包括卷帘式窗帘、一个光敏电阻和一个与卷帘式窗帘中卷轴连接的步进电机，步进电机控制卷帘式窗帘的升降。卷帘式窗帘安装固定在房屋模型框体中对应的窗户上；工作时，光敏电阻感知室内亮度，光敏电阻通过A0口将采集得到的模拟信号传输给主控板，主控板通过IO口输出脉冲信号控制步进电机工作：若室内过亮且窗帘打开，则关闭窗帘；若室内过暗且窗帘关闭，则打开窗帘。工作时，步进电机接5V电压。

所述WiFi模块与通信模块通过通信接口连接，将主控板发出的信息发送至云平台。

所述智能家居模型可以根据实现功能的需要选择增减系统，例如还可以可燃气检测报警系统、植物自动浇灌系统等，整体的智能家居模型结构连接示意如图1所示。

其中，可燃气检测报警系统包含一个烟雾气敏传感器模块和一个蜂鸣器。模拟工作时，可以在房屋模型框体中直接充入甲烷等气体，模拟可燃气体，烟雾气敏传感器检测室内可燃气体浓度并通过D0口将数字信号传递给主控板，主控板判断可燃气体浓度是否超过标准，通过IO口将控制指令传递给继电器，通过继电器控制蜂鸣器作业：若可燃气体浓度过高，则打开蜂鸣器报警，否则关闭蜂鸣器。

其中，植物自动浇灌系统包括土壤、一个置于土壤内的土壤湿度检测器和一个水泵。工作时，土壤湿度检测器检测室内植物土壤湿度并将检测到的结果传递给主控板，主控板通过继电器控制水泵作业，若湿度低则打开水泵，否则关闭水泵。

作为优选方案，本实用新型的主控平台选择为STM32。上述温度传感器、光敏电阻；烟雾气敏传感器、土壤湿度检测器等传感器均直接与主控板STM32相连，完成各项数据的采集之后，送往主控板进行数据分析与保存。主控板程序存储器容量为64KB，电压2V～3.6V，工作温度为-40℃～85℃，拥有4个定时器，一个SPI接口，一个IIC接口，2个串口，2个ADC模块以及37个GPIO端口。

本实施例开关电源模块输出功率75W，输出电压5V和12V。

另外，作为优选，通信模块选用LoRa通信模块，具体包括E32-433T20DC和射频芯片为SX1278，LoRa通信模块通信方式为UART串口通信，通信距离3000米。LoRa通信模块的通信方式为串口通信，模块与控制主板的串口2相连接，主控板通过串口2将处理完成的信息发送。LoRa通信模块的另一端通过E32-433T20DC和ESP8266相连接。ESP8266为WiFi模块，通信方式为串口通信。将E32-433T20DC和ESP8266的Rx,Tx互相连接，ESP8266将主控板发出的信息发送到云端。

进一步地，还可以在模型中设置沙发、茶几、床等家具，如图2所示，使模型更逼真美观。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化或变动。这里无需也无法把所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种智能家居模型，其特征在于，所述智能家居模型至少包括：房屋模型框体、主控板、与主控板通信接口连接的通信模块、置于模型框体内的光照-窗帘联动系统、空调温度智能控制系统、开关电源模块、WiFi模块和云平台；

所述空调温度智能控制系统由温度传感器和用于模拟空调的半导体制冷器组成，温度传感器通过数据传输接口与主控板连接，主控板通过IO口传输控制指令至继电器，通过继电器控制半导体制冷器；

所述光照-窗帘联动系统由卷帘式窗帘、光敏电阻和与卷帘式窗帘中卷轴连接的步进电机组成，所述光敏电阻通过数据传输接口与主控板连接，主控板通过IO口与步进电机连接，输出脉冲信号控制步进电机工作；

开关电源模块与主控板、光照-窗帘联动系统、空调温度智能控制系统连接，提供电源；

所述WiFi模块与通信模块通过通信接口连接，将主控板发出的信息发送至云平台。

2.根据权利要求1所述的智能家居模型，其特征在于，所述智能家居模型还包括可燃气检测报警系统，可燃气检测报警系统包括烟雾气敏传感器模块和蜂鸣器，烟雾气敏传感器通过数据传输接口与主控板连接，主控板通过IO口传输控制指令至继电器，通过继电器控制蜂鸣器。

3.根据权利要求1所述的智能家居模型，其特征在于，所述智能家居模型还包括植物自动浇灌系统，植物自动浇灌系统包括土壤、置于土壤内部的土壤湿度检测器和水泵，土壤湿度检测器通过数据传输接口与主控板连接，主控板通过IO口传输控制指令至继电器，通过继电器控制水泵。

4.根据权利要求1-3任一项所述的智能家居模型，其特征在于，所述主控板的型号为STM32。

5.根据权利要求1-3任一项所述的智能家居模型，其特征在于，所述通信模块为LoRa通信模块，LoRa通信模块包括E32-433T20DC和射频芯片，射频芯片为SX1278。

6.根据权利要求1-3任一项所述的智能家居模型，其特征在于，所述WiFi模块型号为ESP8266。

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