專利名稱：全方位智能家居安防控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種適用于私家居所中進行防盜、防火、防有害煙氣等的安全監(jiān)控系統(tǒng)，特別是一種全方位智能家居安防控制系統(tǒng)。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高和居住環(huán)境的不斷升級，智能家居的發(fā)展日益迅速，人們越來越重視居住環(huán)境的安全、舒適和便利?；谥悄芗揖痈拍睿F(xiàn)有技術中已完成家庭安檢控制器和紅外遙控智能電源控制器的設計。在實踐安裝、調(diào)試過程中，用戶通常感到家中如配備太多此類裝置，不僅繁雜，且不利于用戶自身操作和使用，進而帶來一系列裝配與運用的繁瑣、復雜，造成不便。且現(xiàn)有技術中，并未將家庭安防報警、室內(nèi)環(huán)境測控、遙感控制和無線遠程控制等多項現(xiàn)代化服務概念融合在一起，故現(xiàn)有技術在全方位的多功能智能服務上遠遠欠缺，進而有待進一步大力完善。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有的技術存在上述問題，提出了一種基于單片機技術、傳感器技術和GSM無線通訊技術而開發(fā)設計的功能集成、擴展性強、自動化程度高的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)。本實用新型的目的可通過下列技術方案來實現(xiàn):全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，包括安設于家居環(huán)境中的感知集合裝置，所述感知集合裝置電信號傳遞連接信號輸入模塊，所述信號輸入模塊呈輸入連接單片機開發(fā)板，所述單片機開發(fā)板呈輸出連接語音報警器、液晶顯示器及繼電控制器，所述單片機開發(fā)板呈雙向互通連接單片機擴展板，所述單片機擴展板由紅外遙控器遙控連接，所述單片機擴展板與移動手機形成雙向反饋控制連接，且單片機擴展板與移動手機之間互通連接無線通訊模塊。本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)可化分為感知層、數(shù)據(jù)傳輸層、中央處理層、輸出層、應用層及遠程控制層。感知層包括感知集合裝置；數(shù)據(jù)傳輸層包括信號輸入模塊；中央處理層包括單片機開發(fā)板，該單片機開發(fā)板具體為STC 15F2K61S2單片機開發(fā)板，其價格低，上手快，體積小，抗干擾能力強，性價比高；輸出層包括語音報警器、液晶顯示器及繼電控制器；應用層包括語音模塊、參數(shù)顯示模塊、電器開關、燃氣閥門、換氣裝置、窗戶開閉裝置及消防設備等；遠程控制層包括紅外遙控器、單片機擴展板、無線通訊模塊與移動手機，其中單片機擴展板具體為STC 89C52單片機擴展板，無線通訊模塊具體為TC35無線通訊模塊。本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)的作用原理為:感知層通過各種傳感器采集與家居相關的環(huán)境、防火和防盜參數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸層通過相應的接口電路將數(shù)據(jù)采集傳送給STC89C52單片機擴展板，故經(jīng)中央處理層處理、運算后，發(fā)送給輸出層，由輸出層相應接口電路控制相應裝置動作；另外，系統(tǒng)還可通過遠程控制層實現(xiàn)人工遠程安全措施控制。[0008]在上述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中，所述感知集合裝置包括煙霧、可燃氣體傳感器，紅外熱釋電、空調(diào)防盜傳感器，及濕度、溫度、空氣質量檢測傳感器。在上述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中，所述煙霧、可燃氣體傳感器具體指MQ-2煙霧傳感器與MQ-5可燃氣體傳感器。在上述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中，所述紅外熱釋電、空調(diào)防盜傳感器具體指BISS001紅外熱釋電人體檢測傳感器與空調(diào)室外機檢測傳感器。在上述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中，所述濕度、溫度、空氣質量檢測傳感器具體指濕敏電阻傳感器、DS18B20溫度傳感器及SB-AQl空氣質量傳感器。在上述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中，所述繼電控制器電路控制連接電器開關、燃氣閥門、換氣裝置、窗戶開閉裝置及消防設備。在上述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中，所述語音報警器內(nèi)設置存有若干不同真人警報聲音的語音模塊。在上述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中，所述液晶顯示器內(nèi)設置有若干個參數(shù)顯示模塊。在上述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中，所述單片機開發(fā)板內(nèi)設置主程序模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、掃鍵模塊、紅外遙控模塊、語音報警模塊、無線通訊模塊。在上述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中，所述主程序模塊包含采集單元模塊、計算單元模塊及執(zhí)行單元模塊。與現(xiàn)有技術相比，本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)具有以下特點:1、多功能集成，聲光報警、遠程控制和機械動作融為一體，實現(xiàn)了智能家居的自動化:(I)將防盜、防火、空氣質量等多種檢測融為一體。(2)配備GSM無線通訊遠程監(jiān)控和紅外遙感控制，可遙控或發(fā)送短信控制家中相應機械裝置或電器動作。(3)機電一體化,當檢測參數(shù)超標，自動控制相應裝置動作。2、人性化和智能化:既可通過紅外遙控對液晶屏上的參數(shù)進行設定、查詢，也可通過開發(fā)板上按鍵進行調(diào)控操作。即在沒有報警的情況下，可隨時遙控控制相應機械裝置或家用電器動作，也可通過移動手機遠程控制。3、可拓展性、適用性強:該系統(tǒng)功能多、擴展性強，不僅可用于家庭，應對需求完善系統(tǒng)后可普遍應用于高檔小區(qū)、學校、醫(yī)院、企事業(yè)單位等。

圖1是本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)的原理結構示意圖。圖2是本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中傳感器電路示意圖。圖3是本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中單片機開發(fā)板的主程序流程圖。圖4是本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中語音報警電路示意圖。圖5是本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中繼電控制器的輸出控制示意圖。[0031]圖6是本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中繼電控制器的應急電路示意圖。圖7是本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中單片機擴展板電路示意圖。圖8是本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中無線通訊模塊電路示意圖。圖9是本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)中無線通訊模塊流程示意圖。圖中，1、煙霧、可燃氣體傳感器；2、紅外熱釋電、空調(diào)防盜傳感器；3、濕度、溫度、空氣質量檢測傳感器；4、信號輸入模塊；5、STC15F2K61S2單片機開發(fā)板；6、語音報警器；7、液晶顯示器；8、繼電控制器；9、語音模塊；10、參數(shù)顯示模塊；11、電器開關；12、燃氣閥門；13、換氣裝置；14、窗戶開閉裝置；15、消防設備；16、紅外遙控器；17、STC89C52單片機擴展板；18、TC35無線通訊模塊；19、移動手機。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例并結合附圖，對本實用新型的技術方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖1所示，本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)包括安設于家居環(huán)境中的感知集合裝置，感知集合裝置電信號傳遞連接信號輸入模塊4，信號輸入模塊4呈輸入連接單片機開發(fā)板，單片機開發(fā)板呈輸出連接語音報警器6、液晶顯示器7及繼電控制器8，單片機開發(fā)板呈雙向互通連接單片機擴展板，單片機擴展板由紅外遙控器16遙控連接，單片機擴展板與移動手機19形成雙向反饋控制連接，且單片機擴展板與移動手機19之間互通連接無線通訊模塊。本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)可化分為感知層、數(shù)據(jù)傳輸層、中央處理層、輸出層、應用層及遠程控制層。感知層包括感知集合裝置；數(shù)據(jù)傳輸層包括信號輸入模塊4 ;中央處理層包括單片機開發(fā)板，該單片機開發(fā)板具體為STC 15F2K61S2單片機開發(fā)板5，其價格低，上手快，體積小，抗干擾能力強，性價比高；輸出層包括語音報警器6、液晶顯示器7及繼電控制器8 ;應用層包括語音模塊9、參數(shù)顯示模塊10、電器開關11、燃氣閥門12、換氣裝置13、窗戶開閉裝置14及消防設備15等；遠程控制層包括紅外遙控器16、單片機擴展板、無線通訊模塊與移動手機19，其中單片機擴展板具體為STC 89C52單片機擴展板17，無線通訊模塊具體為TC35無線通訊模塊18。本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)的作用原理為:感知層通過各種傳感器采集與家居相關的環(huán)境、防火和防盜參數(shù)，數(shù)據(jù)傳輸層通過相應的接口電路將數(shù)據(jù)采集傳送給STC89C52單片機擴展板17，故經(jīng)中央處理層處理、運算后，發(fā)送給輸出層，由輸出層相應接口電路控制相應裝置動作；另外，系統(tǒng)還可通過遠程控制層實現(xiàn)人工遠程安全措施控制。感知集合裝置包括煙霧、可燃氣體傳感器1，紅外熱釋電、空調(diào)防盜傳感器2，及濕度、溫度、空氣質量檢測傳感器3。其中煙霧、可燃氣體傳感器I具體指MQ-2煙霧傳感器與MQ-5可燃氣體傳感器；紅外熱釋電、空調(diào)防盜傳感器2具體指BISS001紅外熱釋電人體檢測傳感器與空調(diào)室外機檢測傳感器；濕度、溫度、空氣質量檢測傳感器3具體指濕敏電阻傳感器、DS18B20溫度傳感器及SB-AQl空氣質量傳感器。各個傳感器均設置對應傳感器電路，可通過調(diào)節(jié)滑動其內(nèi)變阻器的阻值來調(diào)節(jié)傳感器的預置值，并將各個傳感器的信號接口直接連接到STC15F2K61S2單片機開發(fā)板5的相應I/O 口上。傳感器電路的功能是將防盜、防火和室內(nèi)環(huán)境參數(shù)等信號傳送給STC 15F2K61S2單片機開發(fā)板5，傳感器電路如圖2所示。[0041]單片機開發(fā)板內(nèi)設置主程序模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、掃鍵模塊、紅外遙控模塊、語音報警模塊、無線通訊模塊。其中主程序模塊包含采集單元模塊、計算單元模塊及執(zhí)行單元模塊。如主程序流程圖3，首先，對STC 15F2K61S2單片機開發(fā)板5進行初始化；接著，STC15F2K61S2單片機開發(fā)板5將接在BISS001紅外熱釋電人體檢測傳感器、MQ-2煙霧傳感器、MQ-5可燃氣體傳感器、濕敏電阻傳感器、DS18B20溫度傳感器、SB-AQl空氣質量傳感器及空調(diào)室外機檢測傳感器數(shù)值采集進來，并進行處理；將其與設定值進行比較，若其中一個或多個達到報警條件，就會觸發(fā)相應繼電控制器8動作，同時會觸發(fā)語音報警器6作相應語音報警，以達到自動調(diào)節(jié)環(huán)境狀況和提醒戶主的目的。語音報警器6內(nèi)設置存有若干不同真人警報聲音的語音模塊9。語音報警電路如圖4所示，采用了 WT588D語音芯片，外圍各個傳感器采集的信息超標后，通過STC15F2K61S2單片機開發(fā)板5控制WT588D語音芯片，然后驅動揚聲器及時發(fā)出警告信息?？舍槍θ藗儌€性需求設置不同真人聲音，方便識別警報類別，采取不同應急措施。液晶顯示器7內(nèi)設置有若干個參數(shù)顯示模塊10。在語音報警器6作出聲音報警同時，液晶顯示器7的LCD屏幕進行閃爍并顯示相應字幕以表警示。繼電控制器8電路控制連接電器開關11、燃氣閥門12、換氣裝置13、窗戶開閉裝置14及消防設備15。繼電控制器8的輸出控制和應急電路如圖5和圖6所示，任一項或幾項傳感器的數(shù)據(jù)處理結果超標時，STC 15F2K61S2單片機開發(fā)板5調(diào)控繼電控制器8動作，其中不同傳感器的檢測超標，對應不同繼電控制器8動作，控制相應家電設施或應急裝置動作，同時繼電器指示燈亮。例如，當空氣質量參數(shù)超標時，15F2K61S2單片機開發(fā)板驅動繼電控制器8，進而使排氣扇得電，實施換氣功能，空氣質量恢復正常，排氣扇停轉；當家中瓦斯漏氣、煙霧超標時，15F2K61S2單片機開發(fā)板驅動繼電控制器8，使得窗戶開閉裝置14中電機啟動實現(xiàn)自動開窗，或繼電控制器8打開消防設備15運行。STC 89C52單片機擴展板17電路如圖7所示，因存儲空間受限，設計了 STC89C52單片機擴展板，其目的是連接GSM TC35無線通訊模塊18，并存儲、處理紅外遙控和無線通訊程序。圖中，Pl.0、Pl.1接繼電控制器8 ;P3.0、P3.1與TC35無線通訊模塊18連接；Pl.6、P3.6接短信接收、短信發(fā)送指示燈；P0.2-P0.5連接紅外遙控控制指示燈；P2.0-P2.3與15F2K61S2單片機開發(fā)板相連接，進而調(diào)控繼電控制器8輸出。GSM TC35無線通訊模塊18的電路如圖8所示，圖中24-29引腳與模塊內(nèi)置SM卡連接，開機、聯(lián)網(wǎng)、等待、執(zhí)行命令操作與STC89C52單片機擴展板17相連，實現(xiàn)遠程無線控制和報警提醒。GSM TC35無線通訊模塊18的軟件設計是通過串口發(fā)送AT指令給GSM TC35無線通訊模塊18來實現(xiàn)發(fā)送短信的功能，其流程如圖9所示，首先，串口發(fā)送字符串“AT+CMGF=l\r”給GSM TC35無線通訊模塊18，設置短信為TXT模式。然后，發(fā)送“AT+CMGS=13760727792\r”，設置收信方的手機號碼。接著，將待發(fā)送短信的內(nèi)容發(fā)給GSMTC35無線通訊模塊18。最后，發(fā)送十六進制的OxlA (回車)確認發(fā)送，這樣就能通過GSMTC35無線通訊模塊18最終實現(xiàn)報警通知用戶的功能。在GSM TC35無線通訊模塊18和STC89C52單片機擴展板17的串行通信中，選用定時器Tl在工作方式設定波特率為9600，其初值計算公式如下:
權利要求1.全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，包括安設于家居環(huán)境中的感知集合裝置，所述感知集合裝置電信號傳遞連接信號輸入模塊，所述信號輸入模塊呈輸入連接單片機開發(fā)板，所述單片機開發(fā)板呈輸出連接語音報警器、液晶顯示器及繼電控制器，所述單片機開發(fā)板呈雙向互通連接單片機擴展板，所述單片機擴展板由紅外遙控器遙控連接，所述單片機擴展板與移動手機形成雙向反饋控制連接，且單片機擴展板與移動手機之間互通連接無線通訊模塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，所述感知集合裝置包括煙霧、可燃氣體傳感器，紅外熱釋電、空調(diào)防盜傳感器，及濕度、溫度、空氣質量檢測傳感器。
3.根據(jù)權利要求2所述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，所述煙霧、可燃氣體傳感器具體指MQ-2煙霧傳感器與MQ-5可燃氣體傳感器。
4.根據(jù)權利要求2所述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外熱釋電、空調(diào)防盜傳感器具體指BISS001紅外熱釋電人體檢測傳感器與空調(diào)室外機檢測傳感器。
5.根據(jù)權利要求2所述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，所述濕度、溫度、空氣質量檢測傳感器具體指濕敏電阻傳感器、DS18B20溫度傳感器及SB-AQl空氣質量傳感器。
6.根據(jù)權利要求1所述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，所述繼電控制器電路控制連接電器開關、燃氣閥門、換氣裝置、窗戶開閉裝置及消防設備。
7.根據(jù)權利要求1所述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，所述語音報警器內(nèi)設置存有若干不同真人警報聲音的語音模塊。
8.根據(jù)權利要求1所述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液晶顯示器內(nèi)設置有若干個參數(shù)顯示模塊。
9.根據(jù)權利要求1所述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，所述單片機開發(fā)板內(nèi)設置主程序模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、掃鍵模塊、紅外遙控模塊、語音報警模塊、無線通訊模塊。
10.根據(jù)權利要求9所述的全方位智能家居安防控制系統(tǒng)，其特征在于，所述主程序模塊包含采集單元模塊、計算單元模塊及執(zhí)行單元模塊。
專利摘要本實用新型提供了一種全方位智能家居安防控制系統(tǒng)。它解決了現(xiàn)有家庭檢控及智能遙控存在安裝布局凌亂、操作繁復，且尚未形成一整體配合作用系統(tǒng)的問題。本全方位智能家居安防控制系統(tǒng)包括安設于家居環(huán)境中的感知集合裝置，感知集合裝置電信號傳遞連接信號輸入模塊，信號輸入模塊呈輸入連接單片機開發(fā)板，單片機開發(fā)板呈輸出連接語音報警器、液晶顯示器及繼電控制器，單片機開發(fā)板呈雙向互通連接單片機擴展板，單片機擴展板由紅外遙控器遙控連接，單片機擴展板與移動手機形成雙向反饋控制連接，且單片機擴展板與移動手機之間互通連接無線通訊模塊。本實用新型多功能集成，聲光報警、遠程控制和機械動作融為一體，實現(xiàn)了智能家居的自動化。
文檔編號G05B19/418GK203070066SQ201320028838
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月21日 優(yōu)先權日2013年1月21日
發(fā)明者吳輝, 趙秋玲 申請人:吳輝