CN213750726U - 基于物联网的嵌入式智能家居安防系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种基于物联网的嵌入式智能家居安防系统，包括安防模块、数据处理模块、Wi‑Fi模块、至少一条CAN总线、Zigbee模块、网络通信模块和远程监控模块，其中，安防模块通过CAN总线与Zigbee模块连接，安防模块包括烟雾传感器、可燃气体传感器、温湿度传感器、图像传感器、红外传感器和亮度传感器中的一种或多种组合；Zigbee模块与数据处理模块连接，用于收集传感数据并转发给数据处理模块；网络通信模块与数据处理模块连接，并通过网络通道与远程监控模块远程通信连接。利用CAN总线和Zigbee模块，将全屋的安防模块进行统一总线连接，减少了单独布线，同时也为后期扩充安防模块提供基础；另外通过利用网络通信模块和远程监控模块，实现家居安防的远程监控。

Description

基于物联网的嵌入式智能家居安防系统

技术领域

本实用新型涉及家居安防领域，具体而言，涉及基于物联网的嵌入式智能家居安防系统。

背景技术

智能家居系统是利用先进的计算机技术、网络通讯技术、智能云端控制、综合布线技术、医疗电子技术依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖、健康保健、卫生防疫、安防保安等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理。

在申请号为201921775833X的实用新型中，公布了一种嵌入式智能家居安防系统，其包括主控制器，主控制器上连接有安防模块和WiFi模块，述WiFi模块连接端连接有手机端。该实用新型技术方案通过设置安防模块、WiFi模块和手机端，在遇到火灾、天然气泄漏、撬门、撬窗时可以及时报警和通知住户，使得本实用新型的实际使用效果较为理想。

上述实用新型技术方案中，主控制器只有一个，安防模块含有多个传感器，并且不同的传感器分布在室内不同区域，但是由于安防模块与主控制器的连接方式是直接连接，因此增大了布线难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种基于物联网的嵌入式智能家居安防系统，减少布线并且可以远程监控。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种基于物联网的嵌入式智能家居安防系统，包括安防模块、数据处理模块、以及与数据处理模块连接的Wi-Fi模块、CAN总线、Zigbee模块、网络通信模块和远程监控模块，其中，安防模块通过CAN总线与Zigbee模块连接，安防模块包括烟雾传感器、可燃气体传感器、温湿度传感器、图像传感器、红外传感器和亮度传感器中的一种或多种组合；Zigbee模块与数据处理模块连接，用于收集传感数据并转发给数据处理模块；网络通信模块与数据处理模块连接，并通过网络通道与远程监控模块远程通信连接。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

Zigbee模块包括Zigbee主模块和至少一个Zigbee子模块，该至少一个Zigbee子模块通过CAN总线与安防模块连接，并与Zigbee主模块无线连接。

数据处理模块包括主单片机，以及通过主单片机的I/O口连接在主单片机外围的锁存器、RAM存储器、EEPROM存储器和网卡，其中，锁存器用于地址复用，RAM存储器用于存储以太网数据包，EEPROM存储器用于存储IP地址，网卡用于与所述网络通信模块连接。

网络通信模块包括路由器和光调制解调器；路由器连接在所述数据处理模块和所述光调制解调器之间；光调制解调器连接光纤宽带并接入互联网。

远程监控模块包括数据库，以及与该数据库有线或无线通信的终端设备，终端设备为电脑和/或手机。

基于物联网的嵌入式智能家居安防系统还包括SD卡存储器，该SD卡存储器与数据处理模块连接，用于存储传感数据。

相比于现有技术，本实用新型的优势在于：利用CAN总线和Zigbee模块，将全屋的安防模块进行统一总线连接，减少了单独布线，降低了布线难度，同时也为后期扩充安防模块提供基础；另外通过利用Wi-Fi模块实现家居安防的本地监控，利用网络通信模块和远程监控模块实现家居安防的远程监控。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本实用新型的一些实施例，并非对本实用新型的限制。

图1是基于物联网的嵌入式智能家居安防系统的模块连接图。

图2是数据处理模块的电路连接图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细描述。以下的传感器位置描述和布线描述均是以普通家庭的三居室为例说明，其他的诸如民宿、独栋别墅和大平层，本领域技术人员完成可以依据三居室的技术启示完成相关布设。

本实施例的基于物联网的嵌入式智能家居安防系统主要用途是监测屋内多种类型的环境参数，并将各个环境参数发送至远程监控模块，达到安防监控目的。

见图1，本实施例的基于物联网的嵌入式智能家居安防系统包括：安防模块1、CAN总线2、Zigbee模块3、数据处理模块4、Wi-Fi模块5、SD卡存储器6、网络通信模块7和远程监控模块8。

安防模块1包括烟雾传感器、可燃气体传感器、温湿度传感器、图像传感器、红外传感器和亮度传感器中的一种或多种组合，当然也可以增加其他类型的传感器进行数据补充。其中，烟雾传感器采用MQ-5型传感器，用于检测室内烟雾浓度，一般安装在厨房、客厅和各房间处；可燃气体传感器采用MQ-2型传感器，用于检测室内可燃气体溶度，一般安装在厨房；温湿度传感器采用DHT11型传感器，用于检测室内温、湿度，一般安装在客厅和各房间处；图像传感器采用OV7670型传感器，用于获取室内动态图像，一般安装在客厅；红外传感器采用P228型传感器，一般安装在室内入口处；亮度传感器采用TPS856型传感器，一般安装在客厅和房间。由此可知，上述的某些传感器需要在不同区域进行设置，因此数量为多个。

CAN总线2的数量也为多个，其布设原则是厨房、客厅和各个房间分别布设。厨房的安防模块均连接到厨房的CAN总线，客厅的安防模块均连接到客厅的CAN总线，各个房间的安防模块均连接到各个房间的CAN总线。

Zigbee模块3包括Zigbee主模块30和至少一个Zigbee子模块31，Zigbee主模块30和至少一个Zigbee子模块31均采用CC2530芯片。本实施例中，Zigbee子模块31的数量应为多个，其布设原则同样是厨房、客厅和各个房间分别布设，厨房的CAN总线连接到厨房的Zigbee子模块，客厅的CAN总线连接到客厅的Zigbee子模块，各个房间的CAN总线分别连接到各个房间的Zigbee子模块。所有的Zigbee子模块31均与Zigbee主模块30无线连接，对传感数据进行编号后通过无线信号转发至Zigbee主模块30。Zigbee主模块30又与数据处理模块4连接，继续转发传感数据。

见图2，数据处理模块包括主单片机U4、锁存器U5、RAM存储器U6、EEPROM存储器U7和网卡U8。其中，主单片机U4采用80C52型单片机，锁存器U5采用74HC373型CMOS器件，RAM存储器U6采用62256型静态RAM，EEPROM存储器U7采用24C02型IIC总线ROM，网卡U8采用RTL8019AS型全双工即插即用以太网控制器。连接时，Zigbee主模块30与主单片机U4连接，并转送传感数据给主单片机U4，主单片机U4同样主要起到数据中转的作用，即，接收传感数据并进行打包；锁存器U5、RAM存储器U6、EEPROM存储器U7和网卡U8均连接在主单片机U4的外围，锁存器U5用于实现地址的复用，RAM存储器U6用于存储以太网数据包，EEPROM存储器U7用于存储IP地址，网卡U8用于网络通信模块连接，进行数据传输，加载TCP/IP协议连接到互联网。在网卡U8的后端还外接一个隔离LPF滤波器，经RJ-45接口输出。

主单片机U4连接端还连接有Wi-Fi模块5和SD卡存储器6。Wi-Fi模块5，属于物联网传输层，功能是将串口或TTL电平转为符合Wi-Fi无线网络通信标准的嵌入式模块，内置无线网络协议IEEE802.11b.g.n协议栈以及TCP/IP协议栈。SD卡存储器6用于将主单片机U4获取到的传感数据储存起来，便于后期查看，为本地存储。手机端可以通过Wi-Fi模块5获取到SD卡存储器6内的传感数据。

见图1，网络通信模块5包括路由器50和光调制解调器51。路由器50连接在网卡U8和光调制解调器51之间，路由器50工作在网络层，在网络间起网关的作用，根据EEPROM存储器U7中的IP地址决定如何传送数据包。光调制解调器51还连接光纤宽带并接入互联网，光调制解调器51工作在传输层，负责数据光电信号的转换并传输出去。

见图1，远程监控模块6包括数据库60和终端设备。数据库60主要用于存储并依据数据编号归类传感数据，数据库60可以采用运营商(如阿里云、腾讯云)提供的云数据库，也可以采用自建数据库(如，内存容量较大且具备联网功能的电脑)，为远程存储。终端设备为具备联网功能的电脑61或手机62或者两者皆可，通过互联网访问数据库60并下载传感数据，实现远程监控目的。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于物联网的嵌入式智能家居安防系统，包括安防模块、数据处理模块、以及与数据处理模块连接的Wi-Fi模块，其特征在于，还包括至少一条CAN总线、Zigbee模块、网络通信模块和远程监控模块，其中，

安防模块通过CAN总线与Zigbee模块连接，安防模块包括烟雾传感器、可燃气体传感器、温湿度传感器、图像传感器、红外传感器和亮度传感器中的一种或多种组合；

Zigbee模块与数据处理模块连接，用于收集传感数据并转发给数据处理模块；

网络通信模块与数据处理模块连接，并通过网络通道与远程监控模块远程通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于物联网的嵌入式智能家居安防系统，其特征在于，所述Zigbee模块包括Zigbee主模块和至少一个Zigbee子模块，该至少一个Zigbee子模块通过CAN总线与安防模块连接，并与Zigbee主模块无线连接。

3.根据权利要求1所述的基于物联网的嵌入式智能家居安防系统，其特征在于，所述数据处理模块包括主单片机，以及通过主单片机的I/O口连接在主单片机外围的锁存器、RAM存储器、EEPROM存储器和网卡，其中，锁存器用于地址复用，RAM存储器用于存储以太网数据包，EEPROM存储器用于存储IP地址，网卡用于与所述网络通信模块连接。

4.根据权利要求1所述的基于物联网的嵌入式智能家居安防系统，其特征在于，所述网络通信模块包括路由器和光调制解调器，所述路由器连接在所述数据处理模块和所述光调制解调器之间，所述光调制解调器连接光纤宽带并接入互联网。

5.根据权利要求1所述的基于物联网的嵌入式智能家居安防系统，其特征在于，所述远程监控模块包括数据库，以及与该数据库有线或无线通信的终端设备，终端设备为电脑和/或手机。

6.根据权利要求1所述的基于物联网的嵌入式智能家居安防系统，其特征在于，还包括SD卡存储器，该SD卡存储器与数据处理模块连接，用于存储传感数据。

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