一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)扇管理系統(tǒng)及工作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于智能家居領(lǐng)域，尤其涉及一種基于傳感器網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)扇管理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 風(fēng)扇在日常生活中被廣泛使用，在學(xué)生宿舍、餐館、教室、辦公室等公共場合常被 使用。相對于空調(diào)有節(jié)約電能、空氣流通、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 智能風(fēng)扇種類繁多，信息采集方式、控制方法多種多樣，通過對風(fēng)扇的控制能達(dá)到 節(jié)約電能的目的。有基于溫度傳感器控制葉片轉(zhuǎn)速、基于光傳感器控制風(fēng)扇開關(guān)、壓力傳感 器控制開關(guān)等方法。
[0004] 現(xiàn)有專利以臺(tái)扇為主，大多都是涉及調(diào)速、控制開/關(guān)，較少控制風(fēng)扇搖頭范圍； 傳感器普遍裝在風(fēng)扇上、獨(dú)個(gè)椅子上、獨(dú)個(gè)書桌上、天花板等建筑物上。不能靈活應(yīng)用于學(xué) 生宿舍、辦公室等多人共用搖頭風(fēng)扇的復(fù)雜場合。
[0005] 隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，傳感網(wǎng)絡(luò)終端被應(yīng)用農(nóng)業(yè)、智能電網(wǎng)、智能家居等領(lǐng)域， 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中普遍采用的Zigbee協(xié)議中，網(wǎng)絡(luò)由三種節(jié)點(diǎn)組成：協(xié)調(diào)器，路由器，末端 設(shè)備。多個(gè)末端設(shè)備分布在不同的位置，可以使上述問題得到解決，同時(shí)，電子設(shè)備的價(jià)格 變低也使通過無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的方式解決上述問題變成可能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種風(fēng)扇管理系統(tǒng)及工作方法，以通過各傳感器節(jié)點(diǎn)采集人 體方位和室內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)扇的智能控制。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種風(fēng)扇管理系統(tǒng)，包括匯聚節(jié)點(diǎn)、分布于 室內(nèi)的若干個(gè)帶有編號(hào)的傳感器節(jié)點(diǎn)，以及由所述匯聚節(jié)點(diǎn)控制的若干智能風(fēng)扇；其中所 述傳感器節(jié)點(diǎn)，適于感知人體方位和室內(nèi)溫度；所述匯聚節(jié)點(diǎn)適于根據(jù)人體方位和室內(nèi)溫 度信息實(shí)現(xiàn)各智能風(fēng)扇自動(dòng)控制；并將室內(nèi)數(shù)據(jù)，即人體方位、溫度信息、傳感器節(jié)點(diǎn)編號(hào) 數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)。
[0008] 優(yōu)選的，所述智能風(fēng)扇包括：裝在風(fēng)扇內(nèi)的控制模塊；所述控制模塊與匯聚節(jié)點(diǎn) 通訊以實(shí)時(shí)根據(jù)人體方位和室內(nèi)溫度信息控制智能風(fēng)扇，即啟停、吹風(fēng)范圍和風(fēng)速。
[0009] 優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)風(fēng)扇工作范圍、轉(zhuǎn)速、開/關(guān)的控制，所述智能風(fēng)扇還包括：用于 調(diào)節(jié)吹風(fēng)范圍的步進(jìn)電機(jī)、基于電容容抗調(diào)壓的旋鈕開關(guān)，以及控制該旋鈕開關(guān)的微型步 進(jìn)電機(jī)；所述步進(jìn)電機(jī)、微型步進(jìn)電機(jī)通過控制模塊控制。
[0010] 優(yōu)選的為了檢測溫度信息，所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括：檢測重量的壓力傳感器，檢測人 體溫度的第一溫度傳感器，以及檢測室內(nèi)溫度的第二溫度傳感器；其中通過壓力傳感器和 第一溫度傳感器確定所述人體方位。
[0011] 優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)手機(jī)和電腦對體重信息和溫度信息的查詢，以及對風(fēng)扇的控制， 所述匯聚節(jié)點(diǎn)還包括用于構(gòu)成傳感器網(wǎng)絡(luò)的無線模塊，該傳感器網(wǎng)絡(luò)通過一網(wǎng)關(guān)與所述上 位機(jī)相連，且手機(jī)或PC端適于通過訪問該上位機(jī)獲得室內(nèi)數(shù)據(jù)和/或控制風(fēng)扇工作。
[0012] 又一方面，本發(fā)明還提供了一種風(fēng)扇控制方法，包括：自動(dòng)控制方法，該自動(dòng)控制 的方法的步驟如下： 步驟S100,通過傳感器節(jié)點(diǎn)感知人體方位和室內(nèi)溫度；以及步驟S200, 一匯聚節(jié)點(diǎn)根 據(jù)人體方位和室內(nèi)溫度信息實(shí)現(xiàn)各智能風(fēng)扇自動(dòng)控制，即控制風(fēng)扇的啟停、吹風(fēng)范圍、風(fēng) 速；和/或?qū)⑹覂?nèi)數(shù)據(jù)，即人體方位、溫度信息、傳感器節(jié)點(diǎn)編號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)。
[0013] 優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)手機(jī)和電腦對體重信息和溫度信息的查詢，以及對風(fēng)扇的控制， 所述風(fēng)扇控制方法還包括手動(dòng)控制方法，該手動(dòng)控制方法的步驟包括：通過手機(jī)或PC機(jī)接 入所述上位機(jī)進(jìn)行室內(nèi)數(shù)據(jù)查看，并發(fā)出風(fēng)扇控制指令，以調(diào)節(jié)風(fēng)扇的啟停、吹風(fēng)范圍、風(fēng) 速。
[0014] 優(yōu)選的，為了實(shí)現(xiàn)通過壓力傳感器和第一溫度傳感器來判斷人體方位，所述人體 方位通過壓力傳感器獲得重量和第一溫度傳感器獲得的溫度確定；以及所述壓力傳感器安 裝于座位的腿部，適于當(dāng)人坐時(shí)觸發(fā)。
[0015] 優(yōu)選的，所述上位機(jī)為服務(wù)器，該服務(wù)器中建立一用于存放有匯聚節(jié)點(diǎn)發(fā)送的室 內(nèi)數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，以便于手機(jī)或PC機(jī)訪問。
[0016] 優(yōu)選的，為了方便地查詢信息，安全地控制風(fēng)扇，所述室內(nèi)數(shù)據(jù)中還包括房間號(hào)及 對應(yīng)密碼，以適于用于查看某一房間內(nèi)室內(nèi)數(shù)據(jù)。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明通過各傳感器節(jié)點(diǎn)采集人體方位和室內(nèi)溫度，實(shí)現(xiàn) 對風(fēng)扇的智能控制；本發(fā)明還有效將智能風(fēng)扇應(yīng)用于宿舍、辦公室等場合，讓人們在涼爽的 同時(shí)節(jié)約電能；同時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)通過電腦和手機(jī)對體重、溫度信息的查詢以及對智能風(fēng)扇的 控制。
【附圖說明】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0019] 圖1為本發(fā)明的基于傳感網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)扇管理系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖； 圖2為風(fēng)扇管理系統(tǒng)通信和控制的示意圖； 圖3為傳感器節(jié)點(diǎn)組成示意圖； 圖4為智能風(fēng)扇組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以 示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0021] 實(shí)施例1 圖1為本發(fā)明的基于傳感網(wǎng)絡(luò)的風(fēng)扇管理系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。
[0022] 圖2為風(fēng)扇管理系統(tǒng)通信和控制的示意圖。
[0023] 如圖1和圖2所不，本發(fā)明的一種風(fēng)扇管理系統(tǒng)，包括匯聚節(jié)點(diǎn)、分布于室內(nèi)的若 干個(gè)帶有編號(hào)的傳感器節(jié)點(diǎn)，以及由所述匯聚節(jié)點(diǎn)控制的若干風(fēng)扇；其中所述傳感器節(jié)點(diǎn)， 適于感知人體方位和室內(nèi)溫度；所述匯聚節(jié)點(diǎn)適于根據(jù)人體方位和室內(nèi)溫度信息實(shí)現(xiàn)各智 能風(fēng)扇自動(dòng)控制；并將室內(nèi)數(shù)據(jù)，即人體方位、溫度信息、傳感器節(jié)點(diǎn)編號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送至上位 機(jī)。
[0024] 所述智能風(fēng)扇包括：裝在風(fēng)扇內(nèi)的控制模塊；所述控制模塊與匯聚節(jié)點(diǎn)通訊以實(shí) 時(shí)根據(jù)人體方位和室內(nèi)溫度信息控制智能風(fēng)扇，即啟停、吹風(fēng)范圍和風(fēng)速。
[0025] 所述匯聚節(jié)點(diǎn)可以位于獨(dú)立設(shè)置，或者設(shè)置于智能風(fēng)扇內(nèi)，即與控制模塊相連。
[0026] 本實(shí)施例的另一種可選的實(shí)施方式，所述匯聚節(jié)點(diǎn)和控制模塊可以采用一處理單 元來實(shí)現(xiàn)，所述處理單元例如采用片上系統(tǒng)CC2530F256。
[0027] 所述匯聚節(jié)點(diǎn)或控制模塊與一通信模塊相連，所述室內(nèi)數(shù)據(jù)通過通信模塊將數(shù)據(jù) 發(fā)送至網(wǎng)關(guān)后接入所述上位機(jī)，所述上位機(jī)為服務(wù)器。所述通信模塊模塊選用Zigbee通信 模塊。
[0028] 圖3為傳感器節(jié)點(diǎn)組成示意圖。
[0029] 所述傳感器節(jié)點(diǎn)包括：檢測重量的壓力傳感器，檢測人體溫度的第一溫度傳感器， 以及檢測室內(nèi)溫度的第二溫度傳感器；其中通過壓力傳感器和第一溫度傳感器確定所述人 體方位。其中，所述壓力傳感器其為金屬應(yīng)變式壓力傳感器，型號(hào)為BF-Ik應(yīng)變片，應(yīng)變片 電阻值為謂2?〇,1Ω,靈敏系數(shù)為2M0.1%,受到壓力之后的電阻值為Ι^Ι+Μ,其中 電阻變化量M = 式中為靈敏系數(shù)f為軸向應(yīng)變值。可選的，壓力傳感器與信號(hào)調(diào) 理電路相連，經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行濾波之后與一節(jié)點(diǎn)處理器相連，該節(jié)點(diǎn)處理器包含的 12位AD相連接，將壓力轉(zhuǎn)變?yōu)閷?yīng)的數(shù)字信號(hào)。具體的，所述各傳感器節(jié)點(diǎn)中包括與節(jié)點(diǎn) 處理器相連的Zigbee無線發(fā)送模塊，且通過Zigbee發(fā)送所述人體方位和室內(nèi)溫度至匯聚 節(jié)點(diǎn)；可選的，節(jié)點(diǎn)處理器也可以采用片上系統(tǒng)CC2530F256。
[0030] 第一溫度傳感器可以選用熱敏電阻分壓的方式來實(shí)現(xiàn)，第二溫度傳感器可以采用 溫度傳感器DS18B20,所述熱敏電阻和溫度傳感器DS18B20與所述節(jié)點(diǎn)處理器相連。
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