一种可实现同步控制、自动响应的智能家居系统技术方案

本发明专利技术公开了一种可实现同步控制、自动响应的智能家居系统，包括传感器单元与中心控制器；传感器单元包括相互配合的数据采集传感器及控制传感器；数据采集传感器实现对传感器数据进行接收并通过无线传输至协调器，最终上传至中心控制器，控制传感器实现对步进电机或家用电器的控制；中心控制器实现对无线数据的接收、显示，对系统内的电机、家用电器进行精确控制。本发明专利技术通过对中心控制器操作，即可实现对系统内的多个家用电器和窗户进行同步控制，简单方便；通过继电器控制模块、步进电机控制模块控制家居系统内的家用电器及窗体开关，并能够与中心控制器保持连接，实现智能联动，能够在设定的条件下同步控制多种模块。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种同步控制、自动响应的智能家居系统，具体为组建以无线传输为 组网方式、以嵌入式技术为处理核心的智能家居环境监测报警系统，系统核心通过网络协 调器连接温湿度采集模块、可燃气体报警模块、红外报警模块、继电器控制模块、步进电机 控制模块作为终端节点，通过协调器将信号汇集至智能网关，并通过联动编程最终实现功 能，属于智能家居领域。
技术介绍
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。 随着智能家居领域的不断发展，家居内家用电器的控制成为热点，配合现有的无 线通信技术如WIFI，ZigBee等，可实现人工调节，但人们对家居智能化的要求不断提高：智 能家居系统内的开闭窗装置、风机、电源控制装置等机构分布在家居内的各个角落，系统不 仅仅需要对单一的机构进行控制，还需要对某些机构进行统一控制，以执行一系列动作应 对某一特定环境或事件；同时人们对家居系统的智能化程度要求日益增高，需要家居系统 检测到环境参数、报警参数超标后，自动执行一些动作以便将环境参数恢复到规定范围，或 者针对报警事件进行针对性处理，减少用户的损失；所以智能家居系统的控制模式需要多 样化、复杂化，并且能够实现智能调节的功能。 因此需要专门研究一种可实现同步控制、自动响应的智能家居系统，以满足不断 提高的居民生活需求，提高家居智能化。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种可实现同步控 制、自动响应的智能家居系统，其能够实现对家居电器及窗户的同步控制，并能根据家居环 境参数自动运行相关控制。 为了达到上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现： 一种可实现同步控制、自动响应的智能家居系统，包括传感器单元与中心控制器； 所述传感器单元包括相互配合的数据采集传感器及控制传感器；所述数据采集传感器 通过软硬件设计，至少用以实现对传感器数据进行接收并通过无线传输至协调器，最终上 传至中心控制器，所述控制传感器至少用以通过对无线数据的接收和解析，实现对其连接 的步进电机或家用电器的控制； 通过数据采集传感器及控制传感器两种传感器的相互配合，便可自成小型系统，单独 实现系统智能化响应处理功能； 所述中心控制器至少用以实现对无线数据的接收、显示，对系统内的电机、家用电器进 行精确控制。 其中，所述数据采集传感器包括：温湿度数据采集传感器、红外入侵报警传感器及 可燃气体探测报警传感器。 其中，所述控制传感器包括：步进电机控制传感器与家用电器控制传感器。 优选的，该智能家居系统还包括电机驱动单元，该电机驱动单元将步进电机与无 线模块相结合，通过硬件电路设计及软件编程，实现通过对无线模块发送数据进而控制步 进电机。 进一步，该电机驱动单元经下列步骤制得：将步进电机的驱动器电路进行改进，加 入无线模块，将相应引脚进行对接，在无线模块中进行编程，使其在收到指定数据后发送响 应的电平及脉冲信号，对步进电机进行驱动，控制其正反转，实现对步进电机的远程控制。 优选的，该智能家居系统还包括数据采集单元，至少用于将所连接传感器采集的 数据进行采集整理并上传至中心控制器。 具体的，步骤1 :无线模块与传感器连接。 其中，步骤1使用的方法是：将通信模块与各传感器模块通过硬件电路连接，形成 全新带有无线功能的传感器模块。 步骤2 :无线模块采集传感器数据。 其中，步骤2使用的方法是：对无线模块进行编程，通过硬件电路的引脚对传感器 的数据进行采集。 优选的，该智能家居系统通过设置无线模块来实现中心控制器对无线模块连接的 多个步进电机控制模块、继电器控制模块进行同步控制。 具体为：步骤1 :设置无线通信方式。 其中，步骤1使用的方法是：将系统拓扑设计为星型结构，以中心控制器为中心， 向系统内的所有无线模块发送。 步骤2:对机构进行分组。 其中，步骤2使用的方法是：对系统内的传感器无线模块进行编号，储存在中心控 制器中。 本系统对可能发生的几种突发事件进行了定义及对应执行动作： 瓦斯泄漏事件： 用户可设置室内可燃气体浓度阀值，当系统检测到室内可燃气体浓度超标时进行报 警，系统在报警后启动窗户开启装置，并同时启动排风设备，疏散有毒气体；同时发送报警 短信通知业主。 入侵报警事件： 用户可在外出或休息时对窗体内外安装的红外探测装置进行布防，当系统检测到入侵 行为后进行报警，系统在报警后将启动窗户闭合装置，同时启动门禁电磁锁关闭大门，阻止 人员入侵或人员逃离；并发送报警短信通知业主。 温湿度超标事件： 用户可设置室内温度和湿度阀值，系统通过实时检测可在室内温度超标时，自动开启 空调；室内湿度超标时，自动开启加湿器。 为此需要设计一种帧格式信息，作为中心控制器广播发送的信息数据，并通过编 辑序号及控制指令，实现指定模块接收并执行控制命令。如下表： 其中，该智能家居系统还包括系统自动响应单元，该单元用'于将中心控制器收集的传 感器系统进行分析比对，使得中心控制器在某种设定的条件下自动发送控制指令，控制系 统的步进电机及继电器。 具体为：步骤1 :中心控制器接收并分析传感器数据 其中，步骤1使用的方法是：对中心控制器进行编程，自动接收传感器数据并进行存 储；将存储的数据与系统预设的标准数据进行对比。 步骤2 :中心控制器自动发送控制指令 其中，步骤2用的方法是：对中心控制器编入数据比对程序，设置具体控制指令，明确 传感器编号及命令，并实现发送。 本专利技术的优点在于： (1)该智能家居系统可通过对中心控制器操作，即可实现对系统内的多个家用电器和 窗户进行同步控制，简单方便。 (2)可通过继电器控制模块、步进电机控制模块控制家居系统内的家用电器及窗 体开关，并能够与中心控制器保持连接，实现智能联动，能够在设定的条件下同步控制多种 模块。【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术结构特征和技术要点，下面结合附图和【具体实施方式】对 本专利技术进行详细说明。 图1为本专利技术一优选实施例中的传感器单元的部分结构示意图； 图2为本专利技术一优选实施例中的智能家居系统的硬件连接图； 图3为本专利技术一优选实施例中的智能家居系统无线数据收发流程图。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术实施例做进一步描述： (1)系统搭建 如图1所示，开始搭建智能家居系统，采用ZigBee技术作为无线通信手段。在ZigBee 网络当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可实现同步控制、自动响应的智能家居系统，其特征在于，该智能家居系统包括传感器单元与中心控制器；所述传感器单元包括相互配合的数据采集传感器及控制传感器；所述数据采集传感器通过软硬件设计，至少用以实现对传感器数据进行接收并通过无线传输至协调器，最终上传至中心控制器，所述控制传感器至少用以通过对无线数据的接收和解析，实现对其连接的步进电机或家用电器的控制；所述中心控制器至少用以实现对无线数据的接收、显示，对系统内的电机、家用电器进行精确控制。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐振华，其他发明人请求不公开姓名，
申请(专利权)人：南通航大电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32