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CN108833231A - 一种基于物联网的家居安防装置及其使用方法 - Google Patents

一种基于物联网的家居安防装置及其使用方法 Download PDF

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CN108833231A CN201810680609.6A CN201810680609A CN108833231A CN 108833231 A CN108833231 A CN 108833231A CN 201810680609 A CN201810680609 A CN 201810680609A CN 108833231 A CN108833231 A CN 108833231A
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李千目
侯君
李渊
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Abstract

本发明提供一种基于物联网的家居安防装置及其使用方法，包括家电联网模块、智能控制模块、环境监测模块、安全防卫模块、小区服务模块、协调模块、继电器组件、家庭网关、中央控制模块、无线传输模块、以太网模块、监测中心、数据采集模块、超值报警模块、数据存储模块；所述智能控制模块用于控制家居用电器的开关启停，并具有自动调节功能；本发明中的控制单元与家居设备的数据交换能够及时、有效、高速且准确的完成，同时家居设备也能够准确可靠的接收中控端的设备控制指令，能够针对系统运行时的数据管理记录和运行后的数据进行处理，具有组网灵活、设备添加方便、使用安装成本低以及节约资源的优点。

Description

一种基于物联网的家居安防装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及智能家居设备领域，具体为一种基于物联网的家居安防装置及其使用方法。
背景技术
智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的管理系统，提升家居安全性、便利性、舒适性、艺术性，并实现环保节能的居住环境。
市面上的智能家居安防系统具有许多的缺陷，一方面是价格高，对于普通的大众来说，安装智能家居系统需要花费极高的经济成本，因此目前国内智能家居的安装场所，多为一些别墅区，一般的家庭较少安装；另一方面则是智能家居产品的操作不够人性化，因为造成用户体验感差，且智能家居的安防控制范围较窄。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的家居安防装置及其使用方法，解决了上述提到的市面上的智能家居安防系统具有许多的缺陷，一方面是价格高，对于普通的大众来说，安装智能家居系统需要花费极高的经济成本，因此目前国内智能家居的安装场所，多为一些别墅区，一般的家庭较少安装；另一方面则是智能家居产品的操作不够人性化，因为造成用户体验感差，且智能家居的安防控制范围较窄。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于物联网的家居安防装置及其使用方法，包括家电联网模块、智能控制模块、环境监测模块、安全防卫模块、小区服务模块、协调模块、继电器组件、家庭网关、中央控制模块、无线传输模块、以太网模块、监测中心、数据采集模块、超值报警模块、数据存储模块；
所述家电联网模块用户将家居内各种用电器通过无线连接组成网络，交换家电信息；
所述智能控制模块用于控制家居用电器的开关启停，并具有自动调节功能；
所述环境监测模块用于实时监测采集房屋内部及外围图像以及噪声，并将采集的数据以数据流的形式通过串行接口与所述协调模块通信；
所述安全防卫模块将家庭可视对讲、门禁控制、防盗报警单元有机整合；
所述小区服务模块用于接入小区物业的管理系统中；
所述协调模块为各子系统和所述中央控制模块通讯的媒介，用于将所述中央控制模块下发的控制指令进行解析，并驱动各子系统运行；
所述家庭网关用于在家庭内部控制网络中提供协议转换、设备管理、网络管理，并作为连接家庭内部控制网络与云服务器的联通设备；
所述继电器组件用于接收来自所述中央控制模块的控制指令，并按需反馈执行后的状态；
所述超值报警模块由蜂鸣警报器和光电感应开关组成，并内置超值门限值，通过RS485串行接口与所述中央控制模块通信；
所述数据存储模块用于实时存储系统数据，并提供数据查询端口，供用户查询现实数据和历史数据；
所述无线传输模块基于无线网络实现对家居内各用电器的远程监控；
所述以太网模块用于所述监测中心和所述中央控制器连接；
所述数据采集模块用于采集所述传感器组件监测的模拟信号，转换为制定格式的数字量后上传至所述中央控制模块中。
优选的，所述智能控制模块包括窗帘控制、灯光控制、冰箱控制、空调控制、燃气控制、水表控制和电表控制。
优选的，所述家庭网关内置API接口、WEB服务器以及协议转换模块，所述API接口用于为WEB服务器和上层应用程序提供接口，所述WEB服务器提供网页配置和控制服务支持，所述协议转换模块将家庭外网TCP/IP协议转换为家庭内网ZigBee无线控制协议，提供利用设备终端通过互联网远程登录访问家庭内部设备的功能。
优选的，所述家庭网关还包括网关数据库，用于保存家庭内部的设备信息以及场景信息，主要包括设备功能表、设备代码表、功能类型表、设备类型表以及系统产品表。
优选的，所述数据存储模块包括实时数据库和历史数据库，所述实时数据库用于存储当前采集的各项数据，所述历史数据库用于存储历史同期采集的数据，并提供数据对比列表，供用户实时查询。
优选的，所述继电器组件包括灯源开关驱动继电器、窗帘驱动继电器、智能插座继电器、地暖驱动继电器、新风驱动继电器以及空调驱动继电器。
优选的，所述中央控制模块还与电源模块连接，所述电源模块用于为所述中央控制模块提供稳压电源，由稳压模块、DC-DC变换器以及整流模块构成。
优选的，所述中央控制模块还提供了人机交互界面端口，用于用户实时查询家中各用电器的状态以及家居外围的图像资料。
优选的，所述无线传输模块为蓝牙无线传输、GPRS无线传输、3G/4G无线传输、WIFI无线传输或ZigBee通信网络传输。
优选的，使用时，通过家电联网模块用户将家居内各种用电器通过无线连接组成网络，交换家电信息，智能控制模块控制家居用电器的开关启停，并具有自动调节功能，环境监测模块实时监测采集房屋内部及外围图像以及噪声，并将采集的数据以数据流的形式通过串行接口与协调模块通信，安全防卫模块将家庭可视对讲、门禁控制、防盗报警单元有机整合，小区服务模块用于接入小区物业的管理系统中，协调模块为各子系统和所述中央控制模块通讯的媒介，用于将中央控制模块下发的控制指令进行解析，并驱动各子系统运行，家庭网关在家庭内部控制网络中提供协议转换、设备管理、网络管理，并作为连接家庭内部控制网络与云服务器的联通设备，继电器组件接收来自中央控制模块的控制指令，并按需反馈执行后的状态，超值报警模块由蜂鸣警报器和光电感应开关组成，并内置超值门限值，通过RS485串行接口与中央控制模块通信，数据存储模块用于实时存储系统数据，并提供数据查询端口，供用户查询现实数据和历史数据，无线传输模块基于无线网络实现对家居内各用电器的远程监控，以太网模块用于监测中心和中央控制器连接，数据采集模块用于采集所述传感器组件监测的模拟信号，转换为制定格式的数字量后上传至中央控制模块中。
(三)有益效果
本发明提供了一种基于物联网的家居安防装置及其使用方法，具备以下有益效果：
通过家电联网模块用户将家居内各种用电器通过无线连接组成网络，交换家电信息，智能控制模块控制家居用电器的开关启停，并具有自动调节功能，环境监测模块实时监测采集房屋内部及外围图像以及噪声，并将采集的数据以数据流的形式通过串行接口与协调模块通信，实现对家用电器的智能控制，并将智能电器进行组网。
通过安全防卫模块将家庭可视对讲、门禁控制、防盗报警单元有机整合，小区服务模块用于接入小区物业的管理系统中，协调模块为各子系统和所述中央控制模块通讯的媒介，用于将中央控制模块下发的控制指令进行解析，并驱动各子系统运行，将小区服务系统与家居安防系统联组，实现对家居内外环境的分级控制和监控。
利用家庭网关在家庭内部控制网络中提供协议转换、设备管理、网络管理，并作为连接家庭内部控制网络与云服务器的联通设备，继电器组件接收来自中央控制模块的控制指令，并按需反馈执行后的状态，实现智能家居网络与外网监控设备的连接，实时监测家居内的安防环境。
超值报警模块由蜂鸣警报器和光电感应开关组成，并内置超值门限值，通过RS485串行接口与中央控制模块通信，数据存储模块用于实时存储系统数据，并提供数据查询端口，供用户查询现实数据和历史数据，通过报警模块实现当家居安防环境出现异常状况时，实时报警，利用数据库查询历史数据以及实时数据。
本发明中无线传输模块基于无线网络实现对家居内各用电器的远程监控，以太网模块用于监测中心和中央控制器连接，数据采集模块用于采集所述传感器组件监测的模拟信号，转换为制定格式的数字量后上传至中央控制模块中，通过数据采集模块采集家中各种数据指标，在家中无人时亦可实时监控，确保水、电、煤气的使用安全。
附图说明
图1为本发明安防系统原理框图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
本发明实施例提供一种基于物联网的家居安防装置及其使用方法，包括家电联网模块、智能控制模块、环境监测模块、安全防卫模块、小区服务模块、协调模块、继电器组件、家庭网关、中央控制模块、无线传输模块、以太网模块、监测中心、数据采集模块、超值报警模块、数据存储模块；
所述家电联网模块用户将家居内各种用电器通过无线连接组成网络，交换家电信息；
所述智能控制模块用于控制家居用电器的开关启停，并具有自动调节功能，所述智能控制模块包括窗帘控制、灯光控制、冰箱控制、空调控制、燃气控制、水表控制和电表控制；
所述环境监测模块用于实时监测采集房屋内部及外围图像以及噪声，并将采集的数据以数据流的形式通过串行接口与所述协调模块通信；
所述安全防卫模块将家庭可视对讲、门禁控制、防盗报警单元有机整合；
所述小区服务模块用于接入小区物业的管理系统中；
所述协调模块为各子系统和所述中央控制模块通讯的媒介，用于将所述中央控制模块下发的控制指令进行解析，并驱动各子系统运行；
所述家庭网关用于在家庭内部控制网络中提供协议转换、设备管理、网络管理，并作为连接家庭内部控制网络与云服务器的联通设备，所述家庭网关内置API接口、WEB服务器以及协议转换模块，所述API接口用于为WEB服务器和上层应用程序提供接口，所述WEB服务器提供网页配置和控制服务支持，所述协议转换模块将家庭外网TCP/IP协议转换为家庭内网ZigBee无线控制协议，提供利用设备终端通过互联网远程登录访问家庭内部设备的功能，所述家庭网关还包括网关数据库，用于保存家庭内部的设备信息以及场景信息，主要包括设备功能表、设备代码表、功能类型表、设备类型表以及系统产品表；
所述继电器组件用于接收来自所述中央控制模块的控制指令，并按需反馈执行后的状态，所述继电器组件包括灯源开关驱动继电器、窗帘驱动继电器、智能插座继电器、地暖驱动继电器、新风驱动继电器以及空调驱动继电器；
所述超值报警模块由蜂鸣警报器和光电感应开关组成，并内置超值门限值，通过RS485串行接口与所述中央控制模块通信；
所述中央控制模块还与电源模块连接，所述电源模块用于为所述中央控制模块提供稳压电源，由稳压模块、DC-DC变换器以及整流模块构成，所述中央控制模块还提供了人机交互界面端口，用于用户实时查询家中各用电器的状态以及家居外围的图像资料；
所述数据存储模块用于实时存储系统数据，并提供数据查询端口，供用户查询现实数据和历史数据，所述数据存储模块包括实时数据库和历史数据库，所述实时数据库用于存储当前采集的各项数据，所述历史数据库用于存储历史同期采集的数据，并提供数据对比列表，供用户实时查询；
所述无线传输模块基于无线网络实现对家居内各用电器的远程监控，所述无线传输模块为蓝牙无线传输、GPRS无线传输、3G/4G无线传输、WIFI无线传输或ZigBee通信网络传输；
所述以太网模块用于所述监测中心和所述中央控制器连接；
所述数据采集模块用于采集所述传感器组件监测的模拟信号，转换为制定格式的数字量后上传至所述中央控制模块中。
使用时，通过家电联网模块用户将家居内各种用电器通过无线连接组成网络，交换家电信息，智能控制模块控制家居用电器的开关启停，并具有自动调节功能，环境监测模块实时监测采集房屋内部及外围图像以及噪声，并将采集的数据以数据流的形式通过串行接口与协调模块通信，安全防卫模块将家庭可视对讲、门禁控制、防盗报警单元有机整合，小区服务模块用于接入小区物业的管理系统中，协调模块为各子系统和所述中央控制模块通讯的媒介，用于将中央控制模块下发的控制指令进行解析，并驱动各子系统运行，家庭网关在家庭内部控制网络中提供协议转换、设备管理、网络管理，并作为连接家庭内部控制网络与云服务器的联通设备，继电器组件接收来自中央控制模块的控制指令，并按需反馈执行后的状态，超值报警模块由蜂鸣警报器和光电感应开关组成，并内置超值门限值，通过RS485串行接口与中央控制模块通信，数据存储模块用于实时存储系统数据，并提供数据查询端口，供用户查询现实数据和历史数据，无线传输模块基于无线网络实现对家居内各用电器的远程监控，以太网模块用于监测中心和中央控制器连接，数据采集模块用于采集所述传感器组件监测的模拟信号，转换为制定格式的数字量后上传至中央控制模块中。
综上所述，通过家电联网模块用户将家居内各种用电器通过无线连接组成网络，交换家电信息，智能控制模块控制家居用电器的开关启停，并具有自动调节功能，环境监测模块实时监测采集房屋内部及外围图像以及噪声，并将采集的数据以数据流的形式通过串行接口与协调模块通信，实现对家用电器的智能控制，并将智能电器进行组网。
其次，通过安全防卫模块将家庭可视对讲、门禁控制、防盗报警单元有机整合，小区服务模块用于接入小区物业的管理系统中，协调模块为各子系统和所述中央控制模块通讯的媒介，用于将中央控制模块下发的控制指令进行解析，并驱动各子系统运行，将小区服务系统与家居安防系统联组，实现对家居内外环境的分级控制和监控。
并且，利用家庭网关在家庭内部控制网络中提供协议转换、设备管理、网络管理，并作为连接家庭内部控制网络与云服务器的联通设备，继电器组件接收来自中央控制模块的控制指令，并按需反馈执行后的状态，实现智能家居网络与外网监控设备的连接，实时监测家居内的安防环境。
并且，超值报警模块由蜂鸣警报器和光电感应开关组成，并内置超值门限值，通过RS485串行接口与中央控制模块通信，数据存储模块用于实时存储系统数据，并提供数据查询端口，供用户查询现实数据和历史数据，通过报警模块实现当家居安防环境出现异常状况时，实时报警，利用数据库查询历史数据以及实时数据。
并且，本发明中无线传输模块基于无线网络实现对家居内各用电器的远程监控，以太网模块用于监测中心和中央控制器连接，数据采集模块用于采集所述传感器组件监测的模拟信号，转换为制定格式的数字量后上传至中央控制模块中，通过数据采集模块采集家中各种数据指标，在家中无人时亦可实时监控，确保水、电、煤气的使用安全。
并且，本发明中的控制单元与家居设备的数据交换能够及时、有效、高速且准确的完成，同时家居设备也能够准确可靠的接收中控端的设备控制指令，能够针对系统运行时的数据管理记录和运行后的数据进行处理，具有组网灵活、设备添加方便、使用安装成本低以及节约资源的优点。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于物联网的家居安防装置，其特征在于：包括家电联网模块、智能控制模块、环境监测模块、安全防卫模块、小区服务模块、协调模块、继电器组件、家庭网关、中央控制模块、无线传输模块、以太网模块、监测中心、数据采集模块、超值报警模块、数据存储模块；
所述家电联网模块用户将家居内各种用电器通过无线连接组成网络，交换家电信息；
所述智能控制模块用于控制家居用电器的开关启停，并具有自动调节功能；
所述环境监测模块用于实时监测采集房屋内部及外围图像以及噪声，并将采集的数据以数据流的形式通过串行接口与所述协调模块通信；
所述安全防卫模块将家庭可视对讲、门禁控制、防盗报警单元有机整合；
所述小区服务模块用于接入小区物业的管理系统中；
所述协调模块为各子系统和所述中央控制模块通讯的媒介，用于将所述中央控制模块下发的控制指令进行解析，并驱动各子系统运行；
所述家庭网关用于在家庭内部控制网络中提供协议转换、设备管理、网络管理，并作为连接家庭内部控制网络与云服务器的联通设备；
所述继电器组件用于接收来自所述中央控制模块的控制指令，并按需反馈执行后的状态；
所述超值报警模块由蜂鸣警报器和光电感应开关组成，并内置超值门限值，通过RS485串行接口与所述中央控制模块通信；
所述数据存储模块用于实时存储系统数据，并提供数据查询端口，供用户查询现实数据和历史数据；
所述无线传输模块基于无线网络实现对家居内各用电器的远程监控；
所述以太网模块用于所述监测中心和所述中央控制器连接；
所述数据采集模块用于采集所述传感器组件监测的模拟信号，转换为制定格式的数字量后上传至所述中央控制模块中。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的家居安防装置，其特征在于：所述智能控制模块包括窗帘控制、灯光控制、冰箱控制、空调控制、燃气控制、水表控制和电表控制。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的家居安防装置，其特征在于：所述家庭网关内置API接口、WEB服务器以及协议转换模块，所述API接口用于为WEB服务器和上层应用程序提供接口，所述WEB服务器提供网页配置和控制服务支持，所述协议转换模块将家庭外网TCP/IP协议转换为家庭内网ZigBee无线控制协议，提供利用设备终端通过互联网远程登录访问家庭内部设备的功能。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的家居安防装置，其特征在于：所述家庭网关还包括网关数据库，用于保存家庭内部的设备信息以及场景信息，主要包括设备功能表、设备代码表、功能类型表、设备类型表以及系统产品表。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的家居安防装置，其特征在于：所述数据存储模块包括实时数据库和历史数据库，所述实时数据库用于存储当前采集的各项数据，所述历史数据库用于存储历史同期采集的数据，并提供数据对比列表，供用户实时查询。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的家居安防装置，其特征在于：所述继电器组件包括灯源开关驱动继电器、窗帘驱动继电器、智能插座继电器、地暖驱动继电器、新风驱动继电器以及空调驱动继电器。
7.根据权利要求1所述的一种物联网农业用定量浇水装置，其特征在于：所述中央控制模块还与电源模块连接，所述电源模块用于为所述中央控制模块提供稳压电源，由稳压模块、DC-DC变换器以及整流模块构成。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的家居安防装置，其特征在于：所述中央控制模块还提供了人机交互界面端口，用于用户实时查询家中各用电器的状态以及家居外围的图像资料。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的家居安防装置，其特征在于：所述无线传输模块为蓝牙无线传输、GPRS无线传输、3G/4G无线传输、WIFI无线传输或ZigBee通信网络传输。
10.一种基于物联网的家居安防装置的使用方法，其特征在于：使用时，通过家电联网模块用户将家居内各种用电器通过无线连接组成网络，交换家电信息，智能控制模块控制家居用电器的开关启停，并具有自动调节功能，环境监测模块实时监测采集房屋内部及外围图像以及噪声，并将采集的数据以数据流的形式通过串行接口与协调模块通信，安全防卫模块将家庭可视对讲、门禁控制、防盗报警单元有机整合，小区服务模块用于接入小区物业的管理系统中，协调模块为各子系统和所述中央控制模块通讯的媒介，用于将中央控制模块下发的控制指令进行解析，并驱动各子系统运行，家庭网关在家庭内部控制网络中提供协议转换、设备管理、网络管理，并作为连接家庭内部控制网络与云服务器的联通设备，继电器组件接收来自中央控制模块的控制指令，并按需反馈执行后的状态，超值报警模块由蜂鸣警报器和光电感应开关组成，并内置超值门限值，通过RS485串行接口与中央控制模块通信，数据存储模块用于实时存储系统数据，并提供数据查询端口，供用户查询现实数据和历史数据，无线传输模块基于无线网络实现对家居内各用电器的远程监控，以太网模块用于监测中心和中央控制器连接，数据采集模块用于采集所述传感器组件监测的模拟信号，转换为制定格式的数字量后上传至中央控制模块中。
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