CN104777800A - 集成宿舍管理控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种集成宿舍管理控制系统，包括：系统控制中心、多个控制器和多个传感器；其中，多个控制器的每个控制器分别与宿舍中的各个电器和宿舍门窗相连接，而且多个传感器分别用于感应宿舍内部的环境参数和宿舍内部的人员的活动状态；而且其中，所述多个控制器和所述多个传感器通过ZigBee协议与系统控制中心通信，从而所述多个传感器向系统控制中心传递感测到的宿舍状态信息，并且系统控制中心向所述多个控制器发送控制指令以控制所述多个控制器所连接的各个电器和宿舍门窗；而且，系统控制中心通过无线通信与用户终端通信。

Description

集成宿舍管理控制系统

技术领域

本发明涉及物联网智能控制技术应用领域，更具体地说，本发明涉及一种集成宿舍管理控制系统。

背景技术

传统宿舍中所有的电气设备如风扇，灯，开关等设备都是没有关联的，因此对宿舍设备管理中消耗的时间成本、管理成本、控制成本很高，浪费了宝贵时间。

此外，传统宿舍中常常因为各种原因，导致火灾而引起人身财产安全，因为宿舍管理不善导致私人贵重物品的丢失。同时存在宿舍内部杂乱不堪、管理混乱等难题。

而且，近年来，高校宿舍灾害、学生宿舍盗窃案的频繁发生，造成无谓的生命以及私人财产的损失，这些问题也反映了现有的宿舍管理需要更好的管理系统支持。

总之，现有的宿舍管理系统缺乏相关的自动报警等安全防范功能。而且，现有的宿舍管理系统对于宿舍管理的效率低下，学生的宿舍生活缺乏方便性、合理性，同时存在用电设备资源浪费比较严重等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述方法的不足，本系统采用基于ZigBee无线网络技术、可采用TI公司的CC2530低功耗嵌入式处理器等，利用智能节点终端设备实现对学生宿舍的智能管理与监控，提高宿舍设备使用管理的合理性、财产人身的安全性，使学生宿舍生活更加方便、管理更加人性化，该系统具有广阔的市场应用前景。

为了实现上述技术目的，根据本发明，提供了一种集成宿舍管理控制系统，包括：系统控制中心、多个控制器和多个传感器；其中，多个控制器的每个控制器分别与宿舍中的各个电器和宿舍门窗相连接，而且多个传感器分别用于感应宿舍内部的环境参数和宿舍内部的人员的活动状态；而且其中，所述多个控制器和所述多个传感器通过ZigBee协议与系统控制中心通信，从而所述多个传感器向系统控制中心传递感测到的宿舍状态信息，并且系统控制中心向所述多个控制器发送控制指令以控制所述多个控制器所连接的各个电器和宿舍门窗；而且，系统控制中心通过无线通信与用户终端通信。

优选地，用户终端用于根据从系统控制中心接收的信号向用户提供宿舍状态信息；此外，用户终端用于将用户指令传递至系统控制中心以实现对所述多个控制器的控制，进而实现对宿舍中的各个电器和宿舍门窗的控制。

优选地，用户终端包括计算机终端和手机终端。

优选地，所述无线通信包括WIFI通信和电信通信。

优选地，所述多个控制器包括：与宿舍中的空调连接的空调控制器、与宿舍中的门窗连接的门窗控制器、与宿舍中的灯具连接的灯光控制器、以及与宿舍中的风扇连接的风扇控制器。

优选地，所述环境参数包括宿舍内部的温度、宿舍内部的湿度、宿舍内部的空气质量、以及宿舍内部的烟雾状态。

优选地，所述多个传感器包括：用于感测宿舍内部的温度的温度传感器、用于感测宿舍内部的空气质量的空气质量传感器、用于感测宿舍内部空气的湿度的湿度传感器、红外传感器、用于感测宿舍内部的光线状态的光线强度传感器、布置在宿舍出入口处以感测人员进出状态的红外对射传感器、以及雨滴传感器。

优选地，红外传感器用于监测宿舍室内是否有人走动以及/或者房门是否打开。

本发明提出了一个基于物联网技术的智能宿舍管理系统的方案，利用物联网技术对学生宿舍进行智能管理，对宿舍环境各种信息进行检测和控制。能随时了解学生宿舍的环境状况，实现具有安全保护、电器设备控制、照明管理、环境调节等功能的基于物联网的智能宿舍管理系统，提高学生宿舍管理的便捷性和安全性。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统的总体系统框图。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统的结构框图。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统采用的系统控制中心的功能模块。

图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统采用的传感器节点的功能模块。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。

基于智能物联网控制技术，可以利用智能传感器、RFID系统和智能终端等设备把宿舍内的环境与其它物品通过无线的方式关联起来，方便宿舍设备管理，形成一个能够具有监控功能的宿舍管理系统。这些应用不仅能够提高生活品质，更重要的是提高宿舍管理效、提高宿舍的设备财产及人身的安全性。相比物联网智能宿舍，传统的宿舍缺少管理上的灵活性和效率、人身及财产的安全性以及优质的生活质量。智能宿舍系统在宿舍人身财产安全监控与物品管理方面，较传统宿舍具有更加完善的体系，在保证宿舍的安全基础上，能为学生提供一个安全舒适的环境。

相应地，本发明采用物联网技术把学生宿舍里的相关物品关联起来，形成一个智能系统的管理，给宿舍管理带来极大的方便和高效性。利用无线网络技术使学生随时随地对宿舍的相关设备、环境进行了解和监控。本发明的系统可实现环境监控功能、安全保护功能，学生可以享有更加方便安全的生活保障。本发明的系统成本低、节能环保、智能节点低功耗低辐射，整个系统价格低廉且节能环保，并具有可扩展与升级功能。

下面将描述本发明的优选实施例。

图1示意性地示出了根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统的总体系统框图。

如图1所示，根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统可分为三大模块：环境监控、情景模式、安全监控。其中环境监控模块主要实现对宿舍内环境监测和门窗、电气等设备的控制。可以根据实际的生活要求和习惯爱好而设置情景模式的功能，可通过PC或手机端监控软件进行相关参数设置，将相应的控制数据写入数据库，智能传感器模块通过无线与软件通信，读取相应参数进行自身控制状态的调整，因此自己设置室内的环境参数和相关设备状态。安全监控模块主要是用户可以随时随地监控宿舍火灾和安全防盗等问题。

图2示意性地示出了根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统的结构框图。

如图2所示，根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统具体可包括：系统控制中心100、多个控制器和多个传感器；其中，多个控制器的每个控制器分别与宿舍中的各个电器和宿舍门窗相连接，而且多个传感器分别用于感应宿舍内部的环境参数和宿舍内部的人员的活动状态。

而且其中，所述多个控制器和所述多个传感器通过ZigBee协议与系统控制中心100通信，从而所述多个传感器向系统控制中心100传递感测到的宿舍状态信息，并且系统控制中心100向所述多个控制器发送控制指令以控制所述多个控制器所连接的各个电器和宿舍门窗。

而且，系统控制中心100通过无线通信与用户终端通信。

并且，用户终端用于根据从系统控制中心100接收的信号向用户提供宿舍状态信息；此外，用户终端用于将用户指令传递至系统控制中心100以实现对所述多个控制器的控制，进而实现对宿舍中的各个电器和宿舍门窗的控制。

例如，用户终端包括计算机终端31和手机终端32。所述无线通信包括WIFI通信和诸如GSM通信等的电信通信。

更具体地说，所述多个控制器和所述多个传感器均可采用使用ZigBee协议的处理器，例如CC2530处理器。采用ZigBee协议的优势在于：ZigBee的传输速率低,发射功率仅为1mW,而且采用了休眠模式,功耗低,因此ZigBee设备非常省电。据估算，ZigBee设备仅靠两节5号电池就可以维持长达6个月到2年左右的使用时间。

例如，如图2所示，所述多个控制器包括：与宿舍中的空调连接的空调控制器11、与宿舍中的门窗连接的门窗控制器12、与宿舍中的灯具连接的灯光控制器13、以及与宿舍中的风扇连接的风扇控制器(未示出)等。

所述环境参数包括宿舍内部的温度、宿舍内部的湿度、宿舍内部的空气质量、以及宿舍内部的烟雾状态。

由此，所述多个传感器可包括：用于感测宿舍内部的温度的温度传感器21、用于感测宿舍内部的空气质量的空气质量传感器22、用于感测宿舍内部空气的湿度的湿度传感器23、红外传感器24、用于感测宿舍内部的光线状态的光线强度传感器25、布置在宿舍出入口处以感测人员进出状态的红外对射传感器26、以及雨滴传感器27等。

例如，红外传感器24可用于监测宿舍室内是否有人走动以及/或者房门是否打开。

由此，本发明的系统实现了一种建立在ZigBee协议技术之上的无线传感器网络，用以监控宿舍环境状况。本发明针对现有技术的不足，运用物联网技术实现学生宿舍数据的采集与传输，实现对智能宿舍状态及环境的远程监控。系统使用传感器对监控环境的各项设备进行数据采集，配合控制电路实现宿舍的智能化控制管理。该系统应用物联网关键技术解决传统宿舍中所有的设备控制困难的问题，如自动调节灯的亮度，通过移动智能终端控制设备的状态。科学的管理机制可以大大提高宿舍管理效率。此外，传统宿舍中常常因为各种原因，导致火灾而引起人身财产安全，因为宿舍管理不善导致私人贵重物品的丢失或被盗，针对这些问题系统设计开发了相关的自动报警等安全防范功能。

图3示意性地示出了根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统采用的系统控制中心的功能模块。图4示意性地示出了根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统采用的传感器节点的功能模块。

如图3和图4所示，根据本发明优选实施例的集成宿舍管理控制系统采用的系统控制中心100可包括：GSM通信模块、中央主控制模块、嵌入式网关模块(可通过串口与控制模块上的处理器CC2530通信，进行ZigBee协议与WIFI协议之间通信转换，实现数据传输)等。

其中，传感器及控制模块充当了ZigBee网络中的终端节点。协调器模块，也就是控制模块中的CC2530处理器实现协调器的功能，和嵌入式网关模块组合模块充当控制中心。协调器和各终端节点构成了无线传感器网络通信模块。该系统中的嵌入式网关，通过RS232串口与无线传感器网络进行通信。

CC2530是处理器，运行基于Zigbee协议的程序，核心板上具有常用接口电路与外围器件通信，天线收于收发信息给传感器节点的CC2530处理器CC 2530系统板上必须配备天线用于收发数据。

GSM模块主要用于报警模块，在本系编中采用TC35i作为GSM模块，与协调器通过串口相连进行通信，当发现有异常状况的数据时，GSM模块就会向用户的手机发送报警信息。传感器节点控制模块为终端节点，可以实时地监测宿舍环境信息，采集数据，并把采集到的环境数据信息发送给协调器模块，同时接收来自于协调器的控制命令。协调器与传感器终端节点联合构成无线传感器网络通信模块，彼此之间进行数据和控制信息的传输，同时通过RS232串口与网关进行通信。嵌入式网关主要进行通讯协议之间的转换，实现数据在Zigbee协议与WIFI协议之间的传输功能。PC机与手机的监控软件通过WIFI无线网络与控制模块通信，利用软件程序可以查看宿舍环境设备状态信息，并可以通过软件设置界面对宿舍内的各传感器节点监控设备进行状态预设和管理。

红外传感器可以检测室内行人走动，和红外对射传感器可以检测门窗被打开。光照强度用于检测光的强度，为调节灯光强度提供参数。干簧管传感器通过检测磁力变化情况检测抽屉被拉开的情况，无人情景下将触发控制模块给GSM模块命令，发出报警短信。

系统的硬件设计，具备模块化，集成化，在保持了各部分模块功能的独立性的基础上，还有利于今后系统的升级与扩展，例如增加新功能模块或者增大网络容量。该系统设计的硬件，具有小型化，低功耗，可扩展等特点。

下面描述计算机终端31和手机终端32的应用系统的示例设计。

用户终端的软件系统主要是实现环境状态监控与参数设置功能，可采用B/S架构进行软件的开发，开发有电脑控制软件和手机控制软件，两者皆可实现本系统所述功能，用户可通过PC机或手机登陆系统网站即可以实现远程监控硬件系统，还可以对部分监控设备设置参数，并将数据存入数据库。系统具有不同操作权限，分为管理员权限和普通用户权限。管理员负责对系统软件数据库管理及维护等工作，比如可以预设监控设备的状态，而普通用户只能浏览数据不能修改，但都可以接收报警信息。根据实际需求系统分为环境监控、情景模式、安全监控等三大功能，为用户提供通知智能友好的宿舍管理功能。

环境监控：

本系统设计的环境监控模块界面可以让用户看到宿舍环境状况，例如可以监测宿舍的空气质量，测量温度和湿度，了解电器开关情况，门窗开关状态等设备的状况。可以根据预设参数自动调节室内环境，使用户及时了解宿舍状况，有效控制宿舍的设备。

情景模式：

系统的情景模式是根据学生宿舍的活动情况设计，分为白天模式、夜晚模式、睡眠模式、学习模式，有人模式、离开模式等，其中有些模式可以组合，例如当开启离开模式时，系统会自动关门、关闭灯光等。当开启睡眠模式时，关闭灯光和门窗等，这些控制参数的预设可以根据平时的生活作息习惯再改变。

安全监控：

安全监控模块是为解决近年来传统宿舍出现的危及人身安全及财产安全的问题，此模块可以使用传感器智能地给对火灾、盗窃等问题进行监测，及时地给用户警示，及时阻止危及人身及财产安全事件的发生，如可以用温度和烟雾传感器及时地感知火灾，消除隐患，使用户能在火灾发生早期及时被扑灭，减少人身及财产的损失。

本智能学生宿舍管理系统具有安全性、安装方便、管理高效、操作方便和智能化特点。系统设计具有模块化、小型化，比较适用于集体化管理的场所，除了学生宿舍之外，类似企事业单位宿舍等情况都可以采用，具有较好的开发前景。随着基于ZigBee和WIFI技术的物联网技术的不断发展和完善，该系统将为提高人类居住环境的智能化起着一定的推动作用，该项目具有不错的应用前景和社会经济使用与推广价值。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种集成宿舍管理控制系统，其特征在于包括：系统控制中心、多个控制器和多个传感器；其中，多个控制器的每个控制器分别与宿舍中的各个电器和宿舍门窗相连接，而且多个传感器分别用于感应宿舍内部的环境参数和宿舍内部的人员的活动状态；

而且其中，所述多个控制器和所述多个传感器通过ZigBee协议与系统控制中心通信，从而所述多个传感器向系统控制中心传递感测到的宿舍状态信息，并且系统控制中心向所述多个控制器发送控制指令以控制所述多个控制器所连接的各个电器和宿舍门窗；而且，系统控制中心通过无线通信与用户终端通信。

2.根据权利要求1所述的集成宿舍管理控制系统，其特征在于，用户终端用于根据从系统控制中心接收的信号向用户提供宿舍状态信息；此外，用户终端用于将用户指令传递至系统控制中心以实现对所述多个控制器的控制，进而实现对宿舍中的各个电器和宿舍门窗的控制。

3.根据权利要求1或2所述的集成宿舍管理控制系统，其特征在于，用户终端包括计算机终端和手机终端。

4.根据权利要求1或2所述的集成宿舍管理控制系统，其特征在于，所述无线通信包括WIFI通信和电信通信。

5.根据权利要求1或2所述的集成宿舍管理控制系统，其特征在于，所述多个控制器包括：与宿舍中的空调连接的空调控制器、与宿舍中的门窗连接的门窗控制器、与宿舍中的灯具连接的灯光控制器、以及与宿舍中的风扇连接的风扇控制器。

6.根据权利要求1或2所述的集成宿舍管理控制系统，其特征在于，所述环境参数包括宿舍内部的温度、宿舍内部的湿度、宿舍内部的空气质量、以及宿舍内部的烟雾状态。

7.根据权利要求1或2所述的集成宿舍管理控制系统，其特征在于，所述多个传感器包括：用于感测宿舍内部的温度的温度传感器、用于感测宿舍内部的空气质量的空气质量传感器、用于感测宿舍内部空气的湿度的湿度传感器、红外传感器、用于感测宿舍内部的光线状态的光线强度传感器、布置在宿舍出入口处以感测人员进出状态的红外对射传感器、以及雨滴传感器。

8.根据权利要求1或2所述的集成宿舍管理控制系统，其特征在于，红外传感器用于监测宿舍室内是否有人走动以及/或者房门是否打开。