CN214751383U - 一种基于物联网的智能家居控制装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于物联网的智能家居控制装置，包括主控芯片、语音识别模块、传感器、继电器、ZigBee模块、红外模块、NB‑IOT模块、OneNET云平台、用户终端，智能家居控制装置能通过NB‑IoT模块将底层模块与用户终端连接起来，让用户可以通过手机APP实现对家电的控制。若无法使用智能手机，用户可以通过语音对家电发出指令，让智能家居的智能面向了更广泛的人群。系统能通过红外控制控制普通的基于红外操作的家电，且能利用继电器控制插座、饮水机、电子阀门、智能电灯等普通家电以及智能家居。智能家居控制装置还能检测CO、微尘、烟雾浓度，在烟雾、CO浓度异常时发出警报并且用户能通过手机终端关闭危险源。
Description
技术领域
本实用新型涉及物联网领域，尤其涉及一种基于物联网的智能家居控制装置。
背景技术
物联网技术、自动控制技术、计算机技术和芯片技术等现代科学技术的快速发展，以及人们生活水平的提高，使得智能家居产业应运而生。智能家居作为物联网技术的重要应用之一，能让人们的生活更加便利、安全、舒适、智能，具有非常广阔的前景。
智能家居的概念很早就被提出，但直到1984年才首次出现。此后，各西方国家相继推出自己的智能家居解决方案。各科技公司，相继开发出自己的智能家居系统，各大科研机构也在智能家居系统的研发中投入更多的时间与精力。国内智能家居行业起步较晚，但近年来，由于政策的积极推进和技术的飞速发展，不断有企业跻身智能家居行业，智能家居的市场规模逐渐扩大。
本申请在现有技术下进行改进，现有技术中，随着技术的发展，智能家居产品逐渐得到推广，国内外成千上万家公司涉足智能家居行业，但不同公司的产品互不兼容，使用不同公司的家居产品就需要使用不同的软件对其进行操作，给用户带来了极大的不便。而且通过手机对家居进行操作的方式，对于不熟悉智能手机的老人以及没有智能手机的孩子而言十分不友好。虽然智能家居行业具有广阔的市场，但是中国智能家居市场渗透率还很低，这是因为智能家居系统存在成本高、技术不成熟、跨平台不兼容、没有通用标准等问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于物联网的智能家居控制装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
一种基于物联网的智能家居控制装置，包括主控芯片、语音识别模块、传感器、继电器、ZigBee模块、红外模块、NB-IOT模块、OneNET云平台、用户终端，所述语音识别模块负责监听用户指令，采集到语音指令后发送至主控芯片，所述主控芯片根据指令对指定家电进行相应控制，所述传感器包括 CO传感器、烟雾传感器、微尘传感器，所述主控芯片通过ZigBee控制继电器实现传感器数据的传递，从而实现对家电进行控制和对CO、烟雾、粉尘浓度进行监测，所述红外模块通过红外遥控对普通基于红外的家电进行控制，所述继电器用于对电子阀门、智能电灯、饮水机等家电进行控制，所述主控芯片通过NBIOT模块接入至OneNET云平台。
作为本实用新型再进一步的方案：所述主控芯片采用STM32L151低功耗单片机，所述主控芯片负责接收语音识别模块识别到的语音信号、根据用户指令发送相应的红外控制信号、接收并处理传感器数据、通过用户终端与用户交互、控制家电的开启与关闭，所述主控芯片的电路通过AMA1117芯片将两节串联的3.6V的电池转换呈3.3V和5V进行供电，外接一个24MHZ晶振作为高速外部时钟，一个32.768KHZ晶振作为低速外部时钟，利用时钟模块DS2321作为定时器，并可以通过按键进行复位。
作为本实用新型再进一步的方案：所述ZigBee模块采用E18-MS1PA2-PCB 实现无线通信，所述主控芯片与传感器以及家电之间通过ZigBee模块进行通信，所述主控芯片外接有ZigBee模块，用于接收来自传感器的数据以及发送对家电的控制命令，所述传感器以及家电也接有ZigBee模块以实现控制命令的接收和传感器数据的发送，并接有继电器实现对家电的控制。
作为本实用新型再进一步的方案：所述NB-IOT模块由M5310A芯片、RF 天线、SIM卡座、TVS_SMF05C组成，所述M5310A芯片通过OneNET基站将智能家居的控制模块接入OneNET云平台，再与用户终端相连，从而实现用户终端与底层硬件的连接。
作为本实用新型再进一步的方案：所述语音识别模块采用HLK-V20芯片，所述红外模块采用HXD019D芯片，所述ZigBee模块采用CC2530芯片。
本实用新型具有如下有益效果：
智能家居控制装置能通过NB-IoT模块将底层模块与用户终端连接起来，让用户可以通过手机APP实现对家电的控制。若无法使用智能手机，用户可以通过语音对家电发出指令，让智能家居的智能面向了更广泛的人群。系统能通过红外控制控制普通的基于红外操作的家电，且能利用继电器控制插座、饮水机、电子阀门、智能电灯等普通家电以及智能家居。智能家居控制装置还能检测CO、微尘、烟雾浓度，在烟雾、CO浓度异常时发出警报并且用户能通过手机终端关闭危险源。本申请具有成本低、功耗低等特点，具有一定的应用前景。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种基于物联网的智能家居控制装置的智能家居控制装置总体框图；
图2为本实用新型提出的一种基于物联网的智能家居控制装置的主控电路示意图；
图3为本实用新型提出的一种基于物联网的智能家居控制装置的ZigBee 无线通信示意图；
图4为本实用新型提出的一种基于物联网的智能家居控制装置的NB-IOT 网络通信示意图；
图5为本实用新型提出的一种基于物联网的智能家居控制装置的智能家居控制装置流程图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例一
参照图1-4，本实用新型提供的一种基于物联网的智能家居控制装置，包括主控芯片、语音识别模块、传感器、继电器、ZigBee模块、红外模块、NB-IOT 模块、OneNET云平台、用户终端，语音识别模块负责监听用户指令，采集到语音指令后发送至主控芯片，主控芯片根据指令对指定家电进行相应控制，传感器包括CO传感器、烟雾传感器、微尘传感器，主控芯片通过ZigBee控制继电器实现传感器数据的传递，从而实现对家电进行控制和对CO、烟雾、粉尘浓度进行监测，红外模块通过红外遥控对普通基于红外的家电进行控制，继电器用于对电子阀门、智能电灯、饮水机等家电进行控制，主控芯片通过 NBIOT模块接入至OneNET云平台，其中，语音识别模块采用HLK-V20芯片，红外模块采用HXD019D芯片，ZigBee模块采用CC2530芯片。
参照图2，本申请中，主控芯片采用STM32L151低功耗单片机，主控芯片负责接收语音识别模块识别到的语音信号、根据用户指令发送相应的红外控制信号、接收并处理传感器数据、通过用户终端与用户交互、控制家电的开启与关闭，主控芯片的电路通过AMA1117芯片将两节串联的3.6V的电池转换呈3.3V和5V进行供电，外接一个24MHZ晶振作为高速外部时钟，一个 32.768KHZ晶振作为低速外部时钟，利用时钟模块DS2321作为定时器，并可以通过按键进行复位。
参照图3，本申请中，ZigBee模块采用E18-MS1PA2-PCB实现无线通信，主控芯片与传感器以及家电之间通过ZigBee模块进行通信，主控芯片外接有 ZigBee模块，用于接收来自传感器的数据以及发送对家电的控制命令，传感器以及家电也接有ZigBee模块以实现控制命令的接收和传感器数据的发送，并接有继电器实现对家电的控制。
参照图4，本申请中，NB-IOT模块由M5310A芯片、RF天线、SIM卡座、 TVS_SMF05C组成，M5310A芯片通过OneNET基站将智能家居的控制模块接入OneNET云平台，再与用户终端相连，从而实现用户终端与底层硬件的连接。
实施例二
参照图5，本申请中，智能家居控制装置工作流程包括以下步骤：
S1：开始工作后主控芯片先进行初始化，然后检测通信状态是否正常，若通信状态异常，则对主控芯片进行复位；
S2：将语音识别模块设为实时唤醒模式，对用户的命令进行监听，若监听到用户的语音，查询是否为唤醒词，若不是为唤醒词则返回继续监听唤醒词，否则继续识别关键词；
S3：识别到用户继续发出的指令后，查询关键词序号是否存在，若不存在返回继续监听，若存在，通过关键词指令判断要操作的家电类型，若为空调、电视机、机顶盒，调用红外模块发送响应命令，否则通过ZigBee模块发送相应命令，与此同时，主控芯片定时接收传感器的数据，并判断数据是否正常，若不正常则通过蜂鸣器发出警报并通过OneNET云平台向用户终端发送警报；
S4：用户通过用户终端发送指令，NB-IoT模块接收OneNET云平台下发的控制指令，并通过串口发送给底层硬件，硬件判断所要操作的家电类型并进行相应操作。
测试：
写好程序对智能家居控制装置供电，进行智能家居控制装置测试；首先利用HXD019D的红外学习功能学习家电的红外码，然后对主控板说出唤醒词“小科小科”，智能家居控制装置被唤醒后会发出“我在”的回复，然后继续说出命令词，如“打开空调”、“打开电视”等指令，智能家居控制装置识别成功后会回复”已为您打开空调”、“已为您打开电视”并执行相应操作。登录OneNET云平台的开发者中心，设备状态显示为在线状态，说明能成功连接云平台。通过云平台发出对家电的控制指令，可以成功控制相应家电。测试结果表明，系统能成功运行且响应速度较快。
综上所述，智能家居控制装置能通过NB-IoT模块将底层模块与用户终端连接起来，让用户可以通过手机APP实现对家电的控制。若无法使用智能手机，用户可以通过语音对家电发出指令，让智能家居的智能面向了更广泛的人群。系统能通过红外控制控制普通的基于红外操作的家电，且能利用继电器控制插座、饮水机、电子阀门、智能电灯等普通家电以及智能家居。智能家居控制装置还能检测CO、微尘、烟雾浓度，在烟雾、CO浓度异常时发出警报并且用户能通过手机终端关闭危险源。本申请具有成本低、功耗低等特点，具有一定的应用前景。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于物联网的智能家居控制装置，包括主控芯片、语音识别模块、传感器、继电器、ZigBee模块、红外模块、NB-IOT模块、OneNET云平台、用户终端，其特征在于：所述语音识别模块负责监听用户指令，采集到语音指令后发送至主控芯片，所述主控芯片根据指令对指定家电进行相应控制，所述传感器包括CO传感器、烟雾传感器、微尘传感器，所述主控芯片通过ZigBee控制继电器实现传感器数据的传递，从而实现对家电进行控制和对CO、烟雾、粉尘浓度进行监测，所述红外模块通过红外遥控对普通基于红外的家电进行控制，所述继电器用于对电子阀门、智能电灯、饮水机进行控制，所述主控芯片通过NBIOT模块接入至OneNET云平台。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述主控芯片采用STM32L151低功耗单片机，所述主控芯片负责接收语音识别模块识别到的语音信号、根据用户指令发送相应的红外控制信号、接收并处理传感器数据、通过用户终端与用户交互、控制家电的开启与关闭，所述主控芯片的电路通过AMA1117芯片将两节串联的3.6V的电池转换呈3.3V和5V进行供电，外接一个24MHZ晶振作为高速外部时钟，一个32.768KHZ晶振作为低速外部时钟，利用时钟模块DS2321作为定时器，并可以通过按键进行复位。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述ZigBee模块采用E18-MS1PA2-PCB实现无线通信，所述主控芯片与传感器以及家电之间通过ZigBee模块进行通信，所述主控芯片外接有ZigBee模块，用于接收来自传感器的数据以及发送对家电的控制命令，所述传感器以及家电也接有ZigBee模块以实现控制命令的接收和传感器数据的发送，并接有继电器实现对家电的控制。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述NB-IOT模块由M5310A芯片、RF天线、SIM卡座、TVS_SMF05C组成，所述M5310A芯片通过OneNET基站将智能家居的控制模块接入OneNET云平台，再与用户终端相连，从而实现用户终端与底层硬件的连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述语音识别模块采用HLK-V20芯片，所述红外模块采用HXD019D芯片，所述ZigBee模块采用CC2530芯片。
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