CN216449913U - 一种基于Arduino技术的环境智能监测系统 - Google Patents

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龚波涛
肖斌
龚淼
张雷
张猷
刘鹏飞
齐秉柱
黄昊
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Abstract

本实用新型提供一种基于Arduino技术的环境智能监测系统,包括树莓派控制板、环境采集模块、供电模块、LCD显示屏、电源模块、云端服务器、报警模块、无线通讯模块,移动终端。环境采集模块包由Arduino开发板与其上的传感器模块实现。树莓派控制板用来处理环境采集模块传输来的参数信息。树莓派控制板接收到各参数信息后对异常信息进行提取,传输到报警模块进行报警;树莓派控制板与云端服务器通过无线通信模块连接;当需要报警时,树莓派控制板通过无线通讯模块将报警信息上传至云端服务器和移动终端。本实用新型能够有效实现环境监测及报警。

Description

一种基于Arduino技术的环境智能监测系统
技术领域
本实用新型属于智能家居控制领域,特别是一种涉及环境监测的智能家居系统。
背景技术
随着社会的进步以及智能化技术的发展,越来越多的智能化产品被应用于家居生活中。智能家居是以住宅为核心载体、以智能为特点额,通过自动控制技术、计算机技术、物联网技术、人工智能技术以及大数据等技术,将环空控制与监测、智能家居、娱乐影音等功能高度集成。然而现有的智能家居监测系统操作手段过于复杂,对于老年人来说不利于操作。并且价格昂贵,安装以及维修的价格高,并没有包含日常生活中一些急需的应用。并且数据传输不稳定,与云端服务器通讯困难。
发明内容
鉴于上述问题,本实用新型提出了一种用于智能家居监测控制系统。
为了实现上述目的,本实用新型采用的技术方案如下:
一种基于Arduino技术的环境智能监测系统,其特征在于:
包括树莓派控制板、环境采集模块、供电模块、LCD显示屏、电源模块、云端服务器、报警模块、无线通讯模块,移动终端;
电源模块为整个系统供电;
树莓派控制板连接环境采集模块和LCD显示屏,其用来处理环境采集模块传输来的参数信息;
报警模块与树莓派控制板连接;树莓派控制板接收到各参数信息后对异常信息进行提取,传输到报警模块进行报警;
树莓派控制板与云端服务器通过无线通信模块连接;当某一参数超标或不达标需要报警时,树莓派控制板通过无线通讯模块将报警信息上传至云端服务器;
所述环境采集模块包由Arduino开发板与其上的传感器模块实现,传感器模块包括天然气传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、地震波传感器、人体红外传感器;上述传感器分别对家居环境中的天然气泄露、温度、湿度、着火烟雾、地震纵波以及人体感应数据进行采集;
树莓派控制板与Arduino开发板之间通过USB串口通讯进行数据传输;
LCD显示屏与云端服务器连接;
树莓派通过无线通讯模块与报警模块和移动终端连接。
进一步地,所述Arduino开发板选择Ardui-no-UNO-R3开发板,Arduino端完成传感器的采集。
进一步地,所述移动终端包括手机、电脑或者IPAD。
进一步地,云端服务器和无线通讯模块基于无线网络通信;其中云端服务器存储接收到的报警信号,并立即向预先存储的终端地址列表中的每一个终端地址发送报警信息。
本实用新型与现有技术相比,其显著优点在于:
(1)使用两大开源硬件树莓派与Arduino联合设计,结合它们的开发优势,制作成为环境智能监测的一个设计原型;
(2)通过云服务可以直接向使用人员手机APP终端、电脑或IPAD等多终端地址及时、准确、有效地发送报警信息;
(3)采用目前已成熟应用的树莓派作为系统的核心处理器,成本较低,并有效地解决了数据传输不稳定、与云端服务器通讯难以实现等缺点;
(4)系统在检测到需要报警时才会上传报警信息到云端服务器,所以服务器并不是一直在工作,这极大地减少了服务器所需的存储空间。
附图说明
图1为本实用新型的系统模块示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本实用新型进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型,并不用于限定本实用新型。
结合图1,一种基于Arduino技术的环境智能监测系统, 包括树莓派控制板、环境采集模块、供电模块、LCD显示屏、电源模块、云端服务器、报警模块、无线通讯模块,移动终端。
电源模块为整个系统供电,输入为220V,输出为5V,为本实用新型提供工作电源。
树莓派控制板选用树莓派B+开发板,其SOC采用Broadcom BCM2835。
所述环境采集模块包由Arduino开发板与其上的传感器模块实现,传感器模块包括天然气传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、地震波传感器、人体红外传感器;上述传感器分别对家居环境中的天然气泄露、温度、湿度、着火烟雾、地震纵波以及人体感应数据进行采集。
Arduino-UNO-R3是一款易用型开源控制器处理器,核心是ATmega328,具有USB口,电源插座,ICSP header 和复位按钮。开发过程中将Arduino-UNO-R3开发板通过串口与树莓派控制板连接。
LCD显示屏主要用于实时的显示当前系统中的参数,包括室内的环境参数,例如天然气是否有泄露、室内温度、室内湿度、室内是否失火产生烟雾、以及是否有外人进入等异常情况。
树莓派控制板连接环境采集模块和LCD显示屏,其用来处理环境采集模块传输来的参数信息。并通过树莓派的软件编程检测各个传感器传来的参数信息是否处在对应的安全标准参数范围内,进而判断某一参数是否达标,当某一参数不达标需要报警时树莓派会报警信息通过无线通讯模块上传至云端服务器以及移动终端或者直接通过报警模块进行报警。
报警模块与树莓派控制板连接;树莓派控制板接收到各参数信息后对异常信息进行提取,传输到报警模块进行报警。
树莓派控制板与云端服务器通过无线通信模块连接;当某一参数超标或不达标需要报警时,树莓派控制板通过无线通讯模块将报警信息上传至云端服务器或者移动终端。
树莓派控制板与Arduino开发板之间通过USB串口通讯进行数据传输。
树莓派通过无线通讯模块与云端服务器和移动终端连接。
移动终端包括手机、电脑或者IPAD。
云端服务器,采用网络运营商提供的稳定的云服务器(不局限于此,也可自建服务器)。云端服务器不需要特别大的存储空间,因为该系统只在检测到需要报警时才会上传报警信息到云端服务器,服务器并不是一直在工作,并且只是存储一些报警信号数据而不是视频数据,所占存储空间较小,此外,在设置的周期时间内云端服务器会自动清除一些老旧的报警信息,不会造成信息数据的一直累加,从而减少了云端服务器的占用空间,节约了系统的成本。
云端服务器和无线通讯模块基于无线网络通信;其中云端服务器存储接收到的报警信号,并立即向预先存储的终端地址列表中的每一个终端地址发送报警信息。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义,“多种”一般包含至少两种,但是不排除包含至少一种的情况。
以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此。对于所属领域技术人员而言,在上述发明的基础上还可以做出其他变化或变形,并且这些变化或变形仍处于本发明的范围内。

Claims (4)

1.一种基于Arduino技术的环境智能监测系统,其特征在于:
包括树莓派控制板、环境采集模块、供电模块、LCD显示屏、电源模块、云端服务器、报警模块、无线通讯模块,移动终端;
电源模块为整个系统供电;
树莓派控制板连接环境采集模块和LCD显示屏,其用来处理环境采集模块传输来的参数信息;
报警模块与树莓派控制板连接;树莓派控制板接收到各参数信息后对异常信息进行提取,传输到报警模块进行报警;
树莓派控制板与云端服务器通过无线通信模块连接;
所述环境采集模块包由Arduino开发板与其上的传感器模块实现,传感器模块包括天然气传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、地震波传感器、人体红外传感器;上述传感器分别对家居环境中的天然气泄露、温度、湿度、着火烟雾、地震纵波以及人体感应数据进行采集;
树莓派控制板与Arduino开发板之间通过USB串口通讯进行数据传输;
LCD显示屏与云端服务器连接;
树莓派通过无线通讯模块与云端服务器和移动终端连接。
2.如权利要求1所述的一种基于Arduino技术的环境智能监测系统,其特征在于:所述Arduino开发板选择Ardui-no-UNO-R3开发板,Arduino端完成传感器的采集。
3.如权利要求1所述的一种基于Arduino技术的环境智能监测系统,其特征在于,所述移动终端包括手机、电脑或者IPAD。
4.如权利要求1所述的一种基于Arduino技术的环境智能监测系统,其特征在于,所述云端服务器和无线通讯模块基于无线网络通信;其中云端服务器存储接收到的报警信号,并立即向预先存储的终端地址列表中的每一个终端地址发送报警信息。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114839912A (zh) * 2022-05-10 2022-08-02 山东浪潮科学研究院有限公司 基于多传感器、Arduino和树莓派的多场景数据监测框架

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