CN203084539U - 一种智能家居控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智能家居控制系统，包括控制主机、红外遥控器、窗帘控制器、灯光控制器和环境监测器，控制主机包括第一微控制器模块、Zigbee协调器模块、GSM通信模块、以太网通信模块、第一按键电路模块、红外接收器、门锁驱动电路和声光报警器；红外遥控器包括第二微控制器模块、第二键盘电路模块和红外发射器；窗帘控制器包括第三微控制器模块、第一Zigbee节点模块、步进电机驱动器和步进电机；灯光控制器包括第四微控制器模块、第二Zigbee节点模块和继电器；环境监测器包括第五微控制器模块、第三Zigbee节点模块、温湿度传感器和烟雾传感器。本实用新型设计合理，安装使用方便，智能化程度高，便于推广使用。

Description

一种智能家居控制系统

技术领域

本实用新型涉及智能家居技术领域，尤其是涉及一种智能家居控制系统。

背景技术

随着社会经济结构、家庭人口结构以及信息技术的发展变化以及人类对家居环境的安全性、舒适性、效率性要求的提高，造成家居智能化的需求大大增加，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、智能家居系统设计方案安全防范技术、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。智能家居最重要的一个意义就在于傻瓜化，通过智能设备的逻辑判断与人工智能的功能，真正让人享受轻松、自由、安全的智能生活。但是，目前的智能家居控制系统，大都是控制器通过有线传输控制信号至需要控制的设备，由于电器设备、电源插座等数量多及安放位置的因素，造成家庭内部的电器布线困难，布线还会破坏房间的已有装修。而且，现有技术中的智能家居控制系统，结构较为复杂，运行成本较高，其应用存在很大的局限性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种智能家居控制系统，其结构简单，设计合理，安装使用方便、美观、安全，反应灵敏，智能化程度高，功能完备，实现成本低，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种智能家居控制系统，其特征在于：包括控制主机以及与控制主机无线连接并通信的红外遥控器、窗帘控制器、灯光控制器和环境监测器，所述控制主机包括第一微控制器模块和为控制主机中各用电模块供电的第一供电电池，以及与第一微控制器模块相接的SD卡数据存储模块、Zigbee协调器模块、用于通过GSM网络与用户手机无线连接并通信的GSM通信模块和用于通过Internet网络与用户电脑连接并通信的以太网通信模块，所述第一微控制器模块的输入端接有用于为控制主机提供实时时钟信号的时钟模块、用于输入控制参数的第一按键电路模块和用于接收红外遥控器发送的红外信号的红外接收器，所述第一微控制器模块的输出端接有液晶显示电路模块、用于控制家门开关的门锁驱动电路和用于发出声光报警信号的声光报警器，所述门锁驱动电路的输出端与安装在家门上的电子门锁的输入端相接；所述红外遥控器包括第二微控制器模块和为红外遥控器中各用电模块供电的第二供电电池，所述第二微控制器模块的输入端接有用于输入控制参数的第二键盘电路模块，所述第二微控制器模块的输出端接有用于发送红外信号的红外发射器；所述窗帘控制器包括第三微控制器模块、与第三微控制器模块相接且用于与Zigbee协调器模块无线连接并通信的第一Zigbee节点模块和为窗帘控制器中各用电模块供电的第三供电电池，所述第三微控制器模块的输出端接有步进电机驱动器，所述步进电机驱动器的输出端接有用于带动窗帘布移动的步进电机；所述灯光控制器包括第四微控制器模块、与第四微控制器模块相接且用于与Zigbee协调器模块无线连接并通信的第二Zigbee节点模块和为灯光控制器中各用电模块供电的第四供电电池，所述第四微控制器模块的输出端接有串联在灯光的供电回路中的继电器；所述环境监测器包括第五微控制器模块、与第五微控制器模块相接且用于与Zigbee协调器模块无线连接并通信的第三Zigbee节点模块和为环境监测器中各用电模块供电的第五供电电池，所述第五微控制器模块的输入端接有温湿度传感器和A/D转换电路模块，所述A/D转换电路模块的输入端接有烟雾传感器。

上述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述第一微控制器模块为ARM9微控制器模块。

上述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述第二微控制器模块、第三微控制器模块、第四微控制器模块和第五微控制器模块均为单片机AT89S52。

上述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述Zigbee协调器模块、第一Zigbee节点模块、第二Zigbee节点模块和第三Zigbee节点模块均主要由芯片CC2430构成。

上述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述时钟模块主要由芯片DS1302构成。

上述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述第一按键电路模块安装在家门外，所述第一按键电路模块由十四个按键构成且十四个所述按键分别为开门键、设置键、0～9十个数字键、确认键和取消键。

上述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述第二键盘电路模块由六个按键构成且六个所述按键分别为控制主机开关键、环境监测器开关键、开灯光键、关灯光键、开窗帘键和关窗帘键。

上述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述温湿度传感器为电容式数字温湿度传感器DHT21。

上述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述烟雾传感器为离子式烟雾传感器。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型采用了模块化的设计，结构简单，设计合理，实现方便。

2、本实用新型红外遥控器与控制主机之间，以及控制主机与窗帘控制器、灯光控制器和环境监测器之间，均采用了无线通信方式，无需布设复杂的线路，安装使用方便、美观、安全，不会破坏原有的装修。

3、本实用新型第一微控制器模块采用了ARM9微控制器模块，第二微控制器模块、第三微控制器模块、第四微控制器模块和第五微控制器模块均采用了单片机AT89S52，数据处理速度快，实时性能好，反应灵敏。

4、本实用新型实现了门禁、灯光和窗帘的智能控制，还实现了室内环境温度的实时监控，当异常发生时，能够通过声光报警器进行报警，还能短信报警，智能化程度高，功能完备。

5、本实用新型的实现成本低，真正能够让人享受轻松、自由、安全的智能生活，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本实用新型结构简单，设计合理，安装使用方便、美观、安全，反应灵敏，智能化程度高，功能完备，实现成本低，使用效果好，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的电路原理框图。

附图标记说明:

1—控制主机；             1-1—第一微控制器模块；  1-2—第一供电电池；

1-3—SD卡数据存储模块；   1-4—Zigbee协调器模块；

1-5—GSM通信模块；        1-6—以太网通信模块；    1-7—时钟模块；

1-8—第一按键电路模块；   1-9—红外接收器；

1-10—液晶显示电路模块；  1-11—门锁驱动电路；

1-12—声光报警器；        2—红外遥控器；          2-1—第二微控制器模块；

2-2—第二供电电池；       2-3—第二键盘电路模块；  2-4—红外发射器；

3—窗帘控制器；           3-1—第三微控制器模块；

3-2—第一Zigbee节点模块； 3-3—第三供电电池；

3-4—步进电机驱动器；     3-5—步进电机；          4—灯光控制器；

4-1—第四微控制器模块；  4-2—第二Zigbee     节点模块；

4-3—第四供电电池；      4-4—继电器；       5—环境监测器；

5-1—第五微控制器模块；  5-2—第三Zigbee     节点模块；

5-3—第五供电电池；      5-4—温湿度传感器； 5-5—A/D转换电路模块；

5-6—烟雾传感器。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括控制主机1以及与控制主机1无线连接并通信的红外遥控器2、窗帘控制器3、灯光控制器4和环境监测器5，所述控制主机1包括第一微控制器模块1-1和为控制主机1中各用电模块供电的第一供电电池1-2，以及与第一微控制器模块1-1相接的SD卡数据存储模块1-3、Zigbee协调器模块1-4、用于通过GSM网络6与用户手机7无线连接并通信的GSM通信模块1-5和用于通过Internet网络8与用户电脑9连接并通信的以太网通信模块1-6，所述第一微控制器模块1-1的输入端接有用于为控制主机1提供实时时钟信号的时钟模块1-7、用于输入控制参数的第一按键电路模块1-8和用于接收红外遥控器2发送的红外信号的红外接收器1-9，所述第一微控制器模块1-1的输出端接有液晶显示电路模块1-10、用于控制家门开关的门锁驱动电路1-11和用于发出声光报警信号的声光报警器1-12，所述门锁驱动电路1-11的输出端与安装在家门上的电子门锁10的输入端相接；所述红外遥控器2包括第二微控制器模块2-1和为红外遥控器2中各用电模块供电的第二供电电池2-2，所述第二微控制器模块2-1的输入端接有用于输入控制参数的第二键盘电路模块2-3，所述第二微控制器模块2-1的输出端接有用于发送红外信号的红外发射器2-4；所述窗帘控制器3包括第三微控制器模块3-1、与第三微控制器模块3-1相接且用于与Zigbee协调器模块1-4无线连接并通信的第一Zigbee节点模块3-2和为窗帘控制器3中各用电模块供电的第三供电电池3-3，所述第三微控制器模块3-1的输出端接有步进电机驱动器3-4，所述步进电机驱动器3-4的输出端接有用于带动窗帘布移动的步进电机3-5；所述灯光控制器4包括第四微控制器模块4-1、与第四微控制器模块4-1相接且用于与Zigbee协调器模块1-4无线连接并通信的第二Zigbee节点模块4-2和为灯光控制器4中各用电模块供电的第四供电电池4-3，所述第四微控制器模块4-1的输出端接有串联在灯光的供电回路中的继电器4-4；所述环境监测器5包括第五微控制器模块5-1、与第五微控制器模块5-1相接且用于与Zigbee协调器模块1-4无线连接并通信的第三Zigbee节点模块5-2和为环境监测器5中各用电模块供电的第五供电电池5-3，所述第五微控制器模块5-1的输入端接有温湿度传感器5-4和A/D转换电路模块5-5，所述A/D转换电路模块5-5的输入端接有烟雾传感器5-6。

如图1所示，本实施例中，所述第一微控制器模块1-1为ARM9微控制器模块。所述第二微控制器模块2-1、第三微控制器模块3-1、第四微控制器模块4-1和第五微控制器模块5-1均为单片机AT89S52。

如图1所示，本实施例中，所述Zigbee协调器模块1-4、第一Zigbee节点模块3-2、第二Zigbee节点模块4-2和第三Zigbee节点模块5-2均主要由芯片CC2430构成。所述时钟模块1-7主要由芯片DS1302构成。所述第一按键电路模块1-8安装在家门外，所述第一按键电路模块1-8由十四个按键构成且十四个所述按键分别为开门键、设置键、0～9十个数字键、确认键和取消键。所述第二键盘电路模块2-3由六个按键构成且六个所述按键分别为控制主机开关键、环境监测器开关键、开灯光键、关灯光键、开窗帘键和关窗帘键。所述温湿度传感器5-4为电容式数字温湿度传感器DHT21。所述烟雾传感器5-6为离子式烟雾传感器。

本实用新型的工作原理及工作过程是：用户进门时，首先操作第一按键电路模块1-8中的开门键，然后操作0～9十个数字键，输入开门密码，第一微控制器模块1-1将输入的开门密码与预先设置的开门密码相比对，当正确输入开门密码后，第一微控制器模块1-1通过门锁驱动电路1-11控制电子门锁10打开，家门打开，当错误输入开门密码次数达到三次时，第一微控制器模块1-1控制声光报警器1-12发出声光报警信号，并通过GSM网络6向用户手机7发送报警短信，提醒用户及时报警或采取相应措施，另外，用户还可以通过操作第一按键电路模块1-8中的设置键、0～9十个数字键、确认键和取消键进行密码修改，防止长期使用同一密码被外来人员干扰，有效保证了财产和人身安全。进入家门后，用户可以通过操作红外遥控器2，对室内窗帘和灯光进行自动控制，当用户按下开灯光键或关灯光键时，第二微控制器模块2-1将控制指令通过红外发射器2-4发射出去，第一微控制器模块1-1通过红外接收器1-9接收控制指令并进过分析处理后通过Zigbee协调器模块1-4发送出去，第四微控制器模块4-1再通过第二Zigbee节点模块4-2接收Zigbee协调器模块1-4发送的信号并输出相应的控制信号给继电器4-4，控制继电器4-4接通或断开灯光的供电回路，实现了开灯光或关灯光；当用户按下开窗帘键或关窗帘键时，第二微控制器模块2-1将控制指令通过红外发射器2-4发射出去，第一微控制器模块1-1通过红外接收器1-9接收控制指令并进过分析处理后通过Zigbee协调器模块1-4发送出去，第三微控制器模块3-1再通过第一Zigbee节点模块3-2接收Zigbee协调器模块1-4发送的信号并输出相应的控制信号给步进电机驱动器3-4，步进电机驱动器3-4驱动步进电机3-5带动窗帘布移动，实现了开窗帘或关窗帘，让室内的光线达到用户的要求。另外，用户离开时，还可以通过操作红外遥控器2上的环境监测器开关键，打开环境监测器5，温湿度传感器5-4对室内温湿度进行实时检测并将所检测到的信号实时输出给第五微控制器模块5-1，烟雾传感器5-6对室内烟雾浓度进行实时检测并将所检测到的信号实时输出给A/D转换电路模块5-5，A/D转换电路模块5-5将烟雾传感器5-6输出的模拟信号转换为数字信号后输出给第五微控制器模块5-1，第五微控制器模块5-1对环境中的温湿度信号和烟雾浓度进行分析处理得到温湿度检测值和烟雾浓度检测值后，通过第三Zigbee节点模块5-2发送出去，第一微控制器模块1-1通过Zigbee协调器模块1-4接收第三Zigbee节点模块5-2发送的数据并将温湿度检测值和烟雾浓度检测值分别与预先存储的温湿度阈值和烟雾浓度阈值相比对，当温湿度检测值超出温湿度阈值，或烟雾浓度检测值超出烟雾浓度阈值时，第一微控制器模块1-1通过GSM网络6向用户手机7发送温湿度超限或烟雾浓度超限报警短信，提醒用户及时采取相应措施。由于控制主机1中设置有以太网通信模块1-6，因此，本实用新型还能够通过Internet网络8与用户电脑9连接，实现联网控制。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (9)

1.一种智能家居控制系统，其特征在于：包括控制主机（1）以及与控制主机（1）无线连接并通信的红外遥控器（2）、窗帘控制器（3）、灯光控制器（4）和环境监测器（5），所述控制主机（1）包括第一微控制器模块（1-1）和为控制主机（1）中各用电模块供电的第一供电电池（1-2），以及与第一微控制器模块（1-1）相接的SD卡数据存储模块（1-3）、Zigbee协调器模块（1-4）、用于通过GSM网络（6）与用户手机（7）无线连接并通信的GSM通信模块（1-5）和用于通过Internet网络（8）与用户电脑（9）连接并通信的以太网通信模块（1-6），所述第一微控制器模块（1-1）的输入端接有用于为控制主机（1）提供实时时钟信号的时钟模块（1-7）、用于输入控制参数的第一按键电路模块（1-8）和用于接收红外遥控器（2）发送的红外信号的红外接收器（1-9），所述第一微控制器模块（1-1）的输出端接有液晶显示电路模块（1-10）、用于控制家门开关的门锁驱动电路（1-11）和用于发出声光报警信号的声光报警器（1-12），所述门锁驱动电路（1-11）的输出端与安装在家门上的电子门锁（10）的输入端相接；所述红外遥控器（2）包括第二微控制器模块（2-1）和为红外遥控器（2）中各用电模块供电的第二供电电池（2-2），所述第二微控制器模块（2-1）的输入端接有用于输入控制参数的第二键盘电路模块（2-3），所述第二微控制器模块（2-1）的输出端接有用于发送红外信号的红外发射器（2-4）；所述窗帘控制器（3）包括第三微控制器模块（3-1）、与第三微控制器模块（3-1）相接且用于与Zigbee协调器模块（1-4）无线连接并通信的第一Zigbee节点模块（3-2）和为窗帘控制器（3）中各用电模块供电的第三供电电池（3-3），所述第三微控制器模块（3-1）的输出端接有步进电机驱动器（3-4），所述步进电机驱动器（3-4）的输出端接有用于带动窗帘布移动的步进电机（3-5）；所述灯光控制器（4）包括第四微控制器模块（4-1）、与第四微控制器模块（4-1）相接且用于与Zigbee协调器模块（1-4）无线连接并通信的第二Zigbee节点模块（4-2）和为灯光控制器（4）中各用电模块供电的第四供电电池（4-3），所述第四微控制器模块（4-1）的输出端接有串联在灯光的供电回路中的继电器（4-4）；所述环境监测器（5）包括第五微控制器模块（5-1）、与第五微控制器模块（5-1）相接且用于与Zigbee协调器模块（1-4）无线连接并通信的第三Zigbee节点模块（5-2）和为环境监测器（5）中各用电模块供电的第五供电电池（5-3），所述第五微控制器模块（5-1）的输入端接有温湿度传感器（5-4）和A/D转换电路模块（5-5），所述A/D转换电路模块（5-5）的输入端接有烟雾传感器（5-6）。

2.按照权利要求1所述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述第一微控制器模块（1-1）为ARM9微控制器模块。

3.按照权利要求1所述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述第二微控制器模块（2-1）、第三微控制器模块（3-1）、第四微控制器模块（4-1）和第五微控制器模块（5-1）均为单片机AT89S52。

4.按照权利要求1所述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述Zigbee协调器模块（1-4）、第一Zigbee节点模块（3-2）、第二Zigbee节点模块（4-2）和第三Zigbee节点模块（5-2）均主要由芯片CC2430构成。

5.按照权利要求1所述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述时钟模块（1-7）主要由芯片DS1302构成。

6.按照权利要求1所述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述第一按键电路模块（1-8）安装在家门外，所述第一按键电路模块（1-8）由十四个按键构成且十四个所述按键分别为开门键、设置键、0～9十个数字键、确认键和取消键。

7.按照权利要求1所述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述第二键盘电路模块（2-3）由六个按键构成且六个所述按键分别为控制主机开关键、环境监测器开关键、开灯光键、关灯光键、开窗帘键和关窗帘键。

8.按照权利要求1所述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述温湿度传感器（5-4）为电容式数字温湿度传感器DHT21。

9.按照权利要求1所述的一种智能家居控制系统，其特征在于：所述烟雾传感器（5-6）为离子式烟雾传感器。

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