一種智能家居管理系統(tǒng)技術(shù)方案

本實(shí)用新型專利技術(shù)公開(kāi)了一種智能家居管理系統(tǒng)，包括主控制器，其特征是：所述主控制器分別連接外圍器件管理子系統(tǒng)、外網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)、家庭用電實(shí)施保護(hù)子系統(tǒng)，所述外圍器件管理子系統(tǒng)包括感應(yīng)開(kāi)關(guān)和光敏電阻模塊、振動(dòng)傳感器模塊、繼電器模塊、門(mén)家電管理模塊；所述外網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)包括GSM模塊、局域網(wǎng)視頻監(jiān)控模塊、FM收音機(jī)無(wú)線音頻傳輸模塊。本實(shí)用新型專利技術(shù)大大提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人性化、安全性和自動(dòng)化水平。（*該技術(shù)在2023年保護(hù)過(guò)期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及家居管理領(lǐng)域，具體地講，涉及一種智能家居管理系統(tǒng)。?
技術(shù)介紹
?隨著人們物質(zhì)文化的豐富和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)家居智能化要求越來(lái)越需求，而且能夠?qū)崿F(xiàn)。現(xiàn)在的已經(jīng)有了網(wǎng)絡(luò)控制的單件的智能產(chǎn)品，例如智能冰箱、智能電視、智能空調(diào)。但是還未有家居管理的綜合控制系統(tǒng)。此為現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。?
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
?本技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種智能家居管理系統(tǒng)，大大提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人性化、安全性和自動(dòng)化水平。?本技術(shù)采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)專利技術(shù)目的：?一種智能家居管理系統(tǒng)，包括主控制器，其特征是：所述主控制器分別連接外圍器件管理子系統(tǒng)、外網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)、家庭用電實(shí)施保護(hù)子系統(tǒng)，所述外圍器件管理子系統(tǒng)包括感應(yīng)開(kāi)關(guān)和光敏電阻模塊、振動(dòng)傳感器模塊、繼電器模塊、門(mén)家電管理模塊；所述外網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)包括GSM遠(yuǎn)程控制模塊、外網(wǎng)視頻監(jiān)控模塊、局域網(wǎng)視頻監(jiān)控模塊、收音機(jī)無(wú)線音頻傳輸模塊。作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述家庭用電實(shí)施保護(hù)子系統(tǒng)包括協(xié)處理器，所述協(xié)處理器連接煙霧傳感器模塊、聲光報(bào)警模塊、液晶屏顯示模塊、wifi串口模塊、電量采集模塊。?作為對(duì)本技術(shù)方案的進(jìn)一步限定，所述振動(dòng)傳感器連接報(bào)警器。?與現(xiàn)有技術(shù)相比，本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是：本系統(tǒng)結(jié)合智能家居節(jié)能、安全、自動(dòng)化的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了以主控制器為控制核心大管家智能家居管理系統(tǒng)。摒棄了高費(fèi)用的無(wú)線3G視頻，利用無(wú)線路由器實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)和外網(wǎng)監(jiān)控，只需要連接wifi網(wǎng)絡(luò)或外網(wǎng)，在電腦端和手機(jī)端上利用上位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和家電控制。通過(guò)GSM遠(yuǎn)程控制模塊發(fā)送短信或飛信亦可對(duì)家電進(jìn)行控制。自制無(wú)線波信號(hào)產(chǎn)生器，收音機(jī)無(wú)線音頻傳輸模塊調(diào)到相應(yīng)頻段即可實(shí)現(xiàn)音頻無(wú)線傳輸，這使系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控更加完善，也大大提高了系統(tǒng)設(shè)計(jì)的人性化、安全性和自動(dòng)化水平。此外為方便管理，系統(tǒng)可設(shè)為戶內(nèi)模式和戶外模式兩種。當(dāng)系統(tǒng)為戶外模式時(shí)，震動(dòng)傳感器和報(bào)警器在門(mén)被破壞、打開(kāi)和碰撞時(shí)都會(huì)報(bào)警，GSM也會(huì)發(fā)送短信通知主人，主人可以立即利用相應(yīng)的上位機(jī)查看家里的視頻信息，進(jìn)而進(jìn)行控制，這大大提高了防盜功能。當(dāng)系統(tǒng)設(shè)為戶內(nèi)模式，同時(shí)滿足光線強(qiáng)度弱和有人靠近兩個(gè)條件時(shí)，感應(yīng)開(kāi)關(guān)和光敏電阻模塊控制開(kāi)啟電燈，不滿足條件時(shí)控制電燈關(guān)閉，使系統(tǒng)更為節(jié)能。系統(tǒng)還設(shè)計(jì)了家庭用電實(shí)時(shí)保護(hù)子系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)家庭用電參數(shù)如電壓、功率等信息的實(shí)時(shí)顯示，還能通過(guò)wifi模塊，在手機(jī)和電腦端上，通過(guò)上位機(jī)觀測(cè)等同的信息，在上位機(jī)上可以設(shè)定電壓及功率預(yù)定值，超出預(yù)定值后系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警并自動(dòng)切斷總電源，這樣用戶用電更為安全。?附圖說(shuō)明圖1為本技術(shù)的原理方框圖。?具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本技術(shù)作更進(jìn)一步的詳細(xì)描述。?1、主控制器?????主控制器采用單片機(jī)STM32F103RBT6的核心是ARM32位的Cortex-M3?CPU，最高72MHz工作頻率，在存儲(chǔ)器的0等待周期訪問(wèn)時(shí)可達(dá)1.25DMips/MHz(Dhrystone?2.1)，采用了單周期乘法和硬件除法，這就使得它的處理速度非常快。它的存儲(chǔ)器是從256K至512K字節(jié)的閃存程序存儲(chǔ)器，有高達(dá)64K字節(jié)的SRAM和帶有4個(gè)片選的靜態(tài)存儲(chǔ)器控制器，并支持CF卡、SRAM、PSRAM、NOR和NAND存儲(chǔ)器并行LCD接口，兼容8080/6800模式。外部時(shí)鐘系統(tǒng)采用8M晶振，內(nèi)部時(shí)鐘系統(tǒng)采用8M?RC振蕩器，40K?RC振蕩器和可校準(zhǔn)32K?RTC振蕩器。STM32供電電壓是2.0-3.6V，典型電壓是3.3V。它有84個(gè)中斷源，16內(nèi)核68個(gè)外部，16級(jí)可編程中斷優(yōu)先級(jí)，實(shí)時(shí)響應(yīng)外部中斷，映射至幾乎所有I/O口。它有多達(dá)4個(gè)16位定時(shí)器，每個(gè)定時(shí)器有多達(dá)4個(gè)用于輸入捕獲/輸出比較/PWM或脈沖計(jì)數(shù)的通道和增量編碼器輸入。2、外網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)包括GSM遠(yuǎn)程控制模塊、外網(wǎng)視頻監(jiān)控模塊、局域網(wǎng)視頻監(jiān)控模塊、FM收音機(jī)無(wú)線音頻傳輸模塊。?（1）GSM遠(yuǎn)程控制模塊?GSM模塊內(nèi)置了移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的SMS（短消息）及GPRS（通用分組無(wú)線業(yè)務(wù)）協(xié)議，對(duì)外接口僅為一UART串口。使用單片機(jī)編寫(xiě)AT指令程序，即可通過(guò)GSM模塊發(fā)送短信和打電話，也可以給GSM模塊發(fā)送短信和打電話，從而與GSM模塊相連接的單片機(jī)接收到指令信息作出相應(yīng)的指令動(dòng)作。開(kāi)發(fā)難度適中，有利于實(shí)現(xiàn)。GSM模塊的的工作電壓是5V，因?yàn)樗墓ぷ麟娏鞣逯翟?.3A-2A?左右。（2）外網(wǎng)視頻監(jiān)控模塊?外網(wǎng)控制的基本原理就是“端口映射”+“動(dòng)態(tài)域名”。就是在家里的無(wú)線路由器上做一個(gè)設(shè)置，使得外網(wǎng)對(duì)于路由器上一個(gè)特定的端口的訪問(wèn)會(huì)被路由器重新轉(zhuǎn)到一個(gè)指定的IP主機(jī)和端口，這樣一來(lái)，家里的無(wú)線路由器就等于是一個(gè)“橋”，聯(lián)通了外網(wǎng)和攝像頭上面的路由，使得我們可以在外網(wǎng)控制家居。???????家里的路由器每次開(kāi)機(jī)后，對(duì)外的IP地址都是不同的，那么控制攝像頭就需要每次通過(guò)查詢路由對(duì)外的IP地址，然后重新設(shè)置控制端的IP，這是個(gè)很麻煩的事。“動(dòng)態(tài)域名”就可以完美地解決這個(gè)問(wèn)題，你先向動(dòng)態(tài)域名提供商申請(qǐng)一個(gè)動(dòng)態(tài)域名，這個(gè)域名是不變的，比如：www.sohu.com，提供商會(huì)給一個(gè)賬號(hào)密碼，把這個(gè)賬號(hào)密碼填入路由的動(dòng)態(tài)域名功能里面，每次開(kāi)機(jī)的時(shí)候，路由就會(huì)向域名提供商的服務(wù)器登錄，服務(wù)器就可以獲取本次登錄時(shí)，路由對(duì)外網(wǎng)的地址，然后自動(dòng)幫你把這個(gè)新IP綁定在www.?baidu.com這個(gè)域名上面，這樣一來(lái)，我們就沒(méi)必要每次都去找路由當(dāng)前的IP了，直接輸這個(gè)域名就可以連到我們的路由。本系統(tǒng)選用?WE-F153中星微301攝像頭，130萬(wàn)像素，動(dòng)態(tài)分辨率為640×480，最大視頻傳輸速率為60幀/秒，色彩位數(shù)24位，接口夜視發(fā)光二極管,有效距離為2m(線控），USB電纜長(zhǎng)?1.5m，360度可調(diào)。外型尺寸:35mm?x?75mm?x?57mm，重量為150g。經(jīng)測(cè)試該款攝像頭視頻傳輸流暢，完全滿足設(shè)計(jì)需要。?（3）局域網(wǎng)視頻監(jiān)控模塊?把普通的無(wú)線路由器通過(guò)刷入開(kāi)源的Openwrt系統(tǒng)，使之成為一個(gè)運(yùn)行了Linux系統(tǒng)的小電腦，Openwrt系統(tǒng)就是從思科的路由源碼改造過(guò)來(lái)的，一個(gè)適用于某些特定芯片的路由器的小型Linux系統(tǒng)，有了這個(gè)系統(tǒng)，我們的路由就不再是上網(wǎng)那么簡(jiǎn)單了，我們可以在上面安裝各種程序、驅(qū)動(dòng)，以路由為平臺(tái)，用戶可以自由地加載USB攝像頭、網(wǎng)卡、聲卡、等等設(shè)備。我們就是將其加載了USB攝像頭，我們利用路由器上的程序把USB攝像頭的視頻進(jìn)行編碼，然后通過(guò)wifi返回給上位機(jī)，這樣，我們就可以從上位機(jī)上看到來(lái)自攝像頭的視頻了。同時(shí)路由一般都預(yù)留有TTL串口，TTL串口是用來(lái)調(diào)試或者刷機(jī)用的，我們把這個(gè)TTL串口引出來(lái)，然后通過(guò)安裝在路由里面的Ser2net軟件，就能把來(lái)自WIFI信道的指令轉(zhuǎn)到串口輸出，而串口在這里的作用就是與單片機(jī)芯片MCU通信，讓單片機(jī)知道用戶要讓他做什么動(dòng)作。（4）收音機(jī)無(wú)線音頻傳輸模塊。?無(wú)線電波發(fā)生電路能夠產(chǎn)生無(wú)線電波信號(hào)，遠(yuǎn)方的FM收音機(jī)能夠接收本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種智能家居管理系統(tǒng)，包括主控制器，其特征是：所述主控制器分別連接外圍器件管理子系統(tǒng)、外網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)、家庭用電實(shí)施保護(hù)子系統(tǒng)，所述外圍器件管理子系統(tǒng)包括感應(yīng)開(kāi)關(guān)和光敏電阻模塊、振動(dòng)傳感器模塊、繼電器模塊、門(mén)家電管理模塊；所述外網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)包括GSM模塊、局域網(wǎng)視頻監(jiān)控模塊、FM收音機(jī)無(wú)線音頻傳輸模塊。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種智能家居管理系統(tǒng)，包括主控制器，其特征是：所述主控制器分別連接外圍器件管理子系統(tǒng)、外網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)、家庭用電實(shí)施保護(hù)子系統(tǒng)，所述外圍器件管理子系統(tǒng)包括感應(yīng)開(kāi)關(guān)和光敏電阻模塊、振動(dòng)傳感器模塊、繼電器模塊、門(mén)家電管理模塊；所述外網(wǎng)監(jiān)控子系統(tǒng)包括GSM模塊、局域網(wǎng)視頻監(jiān)控模塊、FM收音機(jī)無(wú)線音頻...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李衛(wèi)兵，史傳寶，王克會(huì)，張傳卓，劉玉斌，劉益辰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：濱州學(xué)院，
類型：實(shí)用新型
國(guó)別省市：