寝室智能安全系统的制作方法

本实用新型涉及一种安全系统，尤其涉及一种寝室智能安全系统。

背景技术：

校园宿舍是学生在校期间除了教室外停留时间最长的场所，近年来寝室安全事件频发，因而其安全性显得尤其重要。

目前，学校宿舍安全主要存在如下问题：一是校园宿舍由于各种违章用电，存在各种安全隐患，也发生了不少事故，这些事故往往发生在晚上和宿舍无人的时候，危及人身安全和财产安全。对于此问题的解决，一方面，目前的校园宿舍普遍还是通过老师和宿舍管理工作人员的人工方式来管理学生宿舍楼中各个寝室的负载用电情况，由于人工方式很难及时发现众多寝室乱用大功率负载电器，仅仅只是采取扣分等软手段，并没有采取相关的行之有效的安全措施，使得存在极大的安全隐患；另一方面，由于现有的智能限电器存在运放电路复杂、体积大、可靠性差且成本高的缺点，也大大限制了校园宿舍的使用；二是存在寝室盗窃的问题，也是主要依靠宿管老师和保安人员进行防治，防盗能力和防盗效率均较低；三是难以对各个寝室内的烟雾情况尤其是出现火灾、烟雾进行防范。

随着 “智慧地球”、“物联网（The Internet of Things）”的概念开始逐步出现，一步步贴近人们的生活，在智能家居中的应用更加完善与成熟。对于广大学生来说，寝室就是学生的“家”，是学生生活与学习的地方。针对寝室的结构与环境相比家庭有很大的区别，必须重新审视寝室智能安全系统。

技术实现要素：

本实用新型解决的技术问题是，克服现有技术的缺陷，提供一种集寝室用电自动通断电调控功能、寝室室内温湿度自动调控功能、GSM通信功能、寝室自动开启安全防盗报警功能等多种功能于一体的寝室智能安全系统。

为了解决上述技术问题，本实用新型通过下述技术方案得以解决：

寝室智能安全系统，包括用于对接收到的信息进行数据存储、数据分析与处理的主控制器、用于采集学生宿舍楼中各个寝室负载用电信号的采样模块、用于将采样模块采集到的负载用电信号转换成电量信号并传输给主控制器的电能计量模块、用于对寝室自动断电或自动恢复供电的智能限电器、用于检测非法人员撬动门或窗的压力传感器、用于检测非法人员进入寝室的红外传感器、用于采集寝室室内温度信息的温度传感器、用于采集寝室室内湿度信息的湿度传感器、用于采集寝室室内烟雾信息的烟雾传感器、用于调节寝室室内温度的温度控制模块、用于调节寝室室内湿度的湿度控制模块、用于与学生宿舍管理中心和寝室成员携带的智能终端进行信息通信的GSM通信模块、用于发送语音报警信息的语音报警模块，温度控制模块依据温度传感器采集的寝室室内温度信息通过主控制器、GSM通信模块、智能终端之间的通信传输将寝室室内的温度实时控制在23度常温；湿度控制模块依据湿度传感器采集的寝室室内湿度信息通过主控制器、GSM通信模块、智能终端之间的通信传输将寝室室内的湿度实时控制在40-60%；电能计量模块、压力传感器、红外传感器、烟雾传感器分别通过主控制器控制语音报警模块发出语音报警，语音报警模块通过GSM通信模块将报警信息以短信通信方式传输至学生宿舍管理中心和智能终端，寝室成员通过智能终端直接报警或通过智能终端将报警信息以短信通信方式传输至GSM通信模块，然后GSM通信模块自动拨打学生宿舍管理中心的电话进行电话报警；其中，采样模块与电能计量模块连接，电能计量模块、压力传感器、红外传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、温度控制模块、湿度控制模块、语音报警模块分别与主控制器连接，智能限电器与主控制器之间通信连接，GSM通信模块分别与主控制器、语音报警模块、学生宿舍管理中心、智能终端进行通信传输，压力传感器固定设置于寝室门或窗中。采用传感器检测技术、GSM通信技术和IIC通信协议、SPI通信协议、UART通信协议、自动化控制技术等多种技术的融合，通过多种传感器节点对寝室室内进行检测，通过传感器外围电路将采集到的数据传送给主控制器，主控制器进行数据分析与处理后做出相应的控制与响应，实现了将寝室用电自动通断电调控功能、寝室室内温湿度自动调控功能、GSM通信功能、寝室自动开启安全防盗报警功能等多种功能集于一体，实现了学生寝室智能化，提高了寝室安全性。

本实用新型专利中，还包括用于检测寝室室内响声的声音检测传感器，声音检测传感器检测到有非法人员进入寝室的声音信号，声音检测传感器通过主控制器控制语音报警模块发出语音报警，语音报警模块通过GSM通信模块将报警信息以短信通信方式传输至学生宿舍管理中心和智能终端，寝室成员通过智能终端直接报警或通过智能终端将报警信息以短信通信方式传输至GSM通信模块，然后GSM通信模块自动拨打学生宿舍管理中心的电话进行电话报警。声音检测传感器与红外传感器的组合设置，从声音信号和光信号两个信号源进行防盗，加强了防盗效果，提高了防盗效率。

作为优选，智能限电器包括用于接收主控制器发送的电量信号的限电器芯片、与限电器芯片连接的断电控制模块，限电器芯片通过布设于学生宿舍楼中的载波通信电缆与主控制器通信连接，主控制器依据预先设定的每个寝室合法用电量经限电器芯片控制断电控制模块对寝室自动断电或自动恢复供电。当有的寝室使用大功率电器导致用电量超出预先设定的每个寝室合法用电量时，主控制器通过限电器芯片控制断电控制模块对相关寝室进行自动断电5分钟之后，自动恢复供电，并将断电信息反馈给学生宿舍管理中心。

作为优选，智能限电器设有控制电路，控制电路包括第一电源端CN1、第二电源端CN2、第三电源端CN3，第一电源端CN1分出两端，第一电源端CN1的一端通过电阻R4分为三条支路，三条支路分别连接有电阻R8、电阻R9和电阻R10，电阻R8和电阻R9连接运算放大器H2，经过二极管D10；第一电源端CN1的另一端由二极管D5通过电阻R3分两条支路，两条支路分别连接有电阻R11和电容C3，电阻R11和电阻R10并联依次经过运算放大器H3、二极管D11和电阻R20之后连接三极管E1，二极管D10连接在二极管D11与电阻R20 之间，电容C3并联电阻R7之后依次连接电阻R12和运算放大器H3；第二电源端CN2依次连接电阻R16、运算放大器H1、电阻R19、电阻R6、运算放大器H4、电阻R25、二极管D5以及三极管E3，电阻R23与三极管E3并联在第二电源端CN2上；电阻R6分别连接到三极管E2、二极管D13和第三电源端CN3，三极管E2与电容C4并联之后分别连接到第一电源端CN1、第二电源端CN2 和第三电源端CN3。

作为优选，运算放大器H4引出两端分别连接到电阻R24和电容C2，电容C2与电容C1并联，电阻R19与三极管E1连接。

作为优选，载波通信电缆与主控制器之间通过通信转换器通信连接。

作为优选，通过温度传感器采集到寝室室内温度高于或低于23度常温的异常温度信息并将所述的异常温度信息经主控制器传输至GSM通信模块，再由GSM通信模块以短信通信方式将所述的异常温度信息传输至智能终端，寝室成员通过智能终端将温度调节信息经GSM通信模块以短信通信方式传输至主控制器，经主控制器对所述的温度调节信息进行数据分析与处理，然后传输至温度控制模块，温度控制模块通过实时启动步进电机从而实时控制寝室室内的空调器的打开来调节寝室室内温度。

为了使寝室室内的温度尽可能保持在23度常温左右，通过温度传感器实时监测寝室室内的温度，当温度高于或低于23度常温时，主控制器通过GSM模块以短信通讯方式提醒携带智能终端的寝室成员是否需要打开室内空调器，如果寝室成员回复“是”，则温度控制模块通过实时启动步进电机自动打开空调器来自动调节寝室室内温度。

作为优选，通过湿度传感器采集到寝室室内湿度低于设定的40%湿度的异常湿度信息并将所述的异常湿度信息经主控制器传输至GSM通信模块，再由GSM通信模块以短信通信方式将所述的异常湿度信息传输至智能终端，寝室成员通过智能终端将湿度调节信息经GSM通信模块以短信通信方式传输至主控制器，经主控制器对所述的湿度调节信息进行数据分析与处理，然后传输至湿度控制模块，湿度控制模块通过实时启动步进电机从而实时控制寝室室内的加湿器的打开来调节寝室室内湿度。

为了使寝室室内的湿度尽可能保持在40%-60%，通过湿度传感器实时监测寝室室内的湿度，当湿度低于40%时，主控制器通过GSM模块以短信通讯方式提醒携带智能终端的寝室成员是否需要打开室内加湿器，如果寝室成员回复“是”，则湿度控制模块通过实时启动步进电机自动打开加湿器来自动调节寝室室内湿度。

作为优选，通过烟雾传感器采集到寝室室内烟雾含量超出预先设定的室内正常烟雾含量的异常烟雾信息并将所述的异常烟雾信息经主控制器控制语音报警模块发出语音报警，同时主控制器将所述的异常烟雾信息传输至GSM通信模块，再由GSM通信模块以短信通信方式将所述的异常烟雾信息传输至学生宿舍管理中心和智能终端，寝室成员通过智能终端直接报警或通过智能终端将报警信息以短信通信方式传输至GSM通信模块，然后GSM通信模块自动拨打学生宿舍管理中心的电话进行电话报警。

作为优选，智能终端为智能手机或平板电脑。

作为优选，还包括为主控制器供电的智能供电模块，智能供电模块包括为主控制器供电的蓄电池、为蓄电池充电的太阳能电池板，蓄电池分别与主控制器、太阳能电池板连接。

本实用新型由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：采用传感器检测技术、GSM通信技术和IIC通信协议、SPI通信协议、UART通信协议、自动化控制技术等多种技术的融合，通过多种传感器节点对寝室室内进行检测，通过传感器外围电路将采集到的数据传送给主控制器，主控制器进行数据分析与处理后做出相应的控制与响应，实现了将寝室用电自动通断电调控功能、寝室室内温湿度自动调控功能、GSM通信功能、寝室自动开启安全防盗报警功能等多种功能集于一体，实现了学生寝室智能化，提高了寝室安全性。

附图说明

图1为本实用新型寝室智能安全系统第一实施例的功能框图。

图2为本实用新型寝室智能安全系统第二实施例的功能框图。

图3为本实用新型智能限电器实施例的控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例1

寝室智能安全系统，如图1、3所示，包括用于对接收到的信息进行数据存储、数据分析与处理的主控制器5、用于采集学生宿舍楼19中各个寝室负载用电信号的采样模块9、用于将采样模块9采集到的负载用电信号转换成电量信号并传输给主控制器5的电能计量模块6、用于对寝室自动断电或自动恢复供电的智能限电器17、用于检测非法人员撬动门或窗的压力传感器7、用于检测非法人员进入寝室的红外传感器8、用于采集寝室室内温度信息的温度传感器12、用于采集寝室室内湿度信息的湿度传感器11、用于采集寝室室内烟雾信息的烟雾传感器10、用于调节寝室室内温度的温度控制模块13、用于调节寝室室内湿度的湿度控制模块18、用于与学生宿舍管理中心3和寝室成员携带的智能终端1进行信息通信的GSM通信模块2、用于发送语音报警信息的语音报警模块4，温度控制模块13依据温度传感器12采集的寝室室内温度信息通过主控制器5、GSM通信模块2、智能终端1之间的通信传输将寝室室内的温度实时控制在23度常温；湿度控制模块18依据湿度传感器11采集的寝室室内湿度信息通过主控制器5、GSM通信模块2、智能终端1之间的通信传输将寝室室内的湿度实时控制在40-60%；电能计量模块6、压力传感器7、红外传感器8、烟雾传感器10分别通过主控制器5控制语音报警模块4发出语音报警，语音报警模块4通过GSM通信模块2将报警信息以短信通信方式传输至学生宿舍管理中心3和智能终端1，寝室成员通过智能终端1直接报警或通过智能终端1将报警信息以短信通信方式传输至GSM通信模块2，然后GSM通信模块2自动拨打学生宿舍管理中心3的电话进行电话报警；其中，采样模块9与电能计量模块6连接，电能计量模块6、压力传感器7、红外传感器8、温度传感器12、湿度传感器11、烟雾传感器10、温度控制模块13、湿度控制模块18、语音报警模块4分别与主控制器5连接，智能限电器17与主控制器5之间通信连接，GSM通信模块2分别与主控制器5、语音报警模块4、学生宿舍管理中心3、智能终端1进行通信传输，压力传感器7固定设置于寝室门或窗中。

本实施例中，还包括用于检测寝室室内响声的声音检测传感器，声音检测传感器检测到有非法人员进入寝室的声音信号，声音检测传感器通过主控制器5控制语音报警模块4发出语音报警，语音报警模块4通过GSM通信模块2将报警信息以短信通信方式传输至学生宿舍管理中心3和智能终端1，寝室成员通过智能终端1直接报警或通过智能终端1将报警信息以短信通信方式传输至GSM通信模块2，然后GSM通信模块2自动拨打学生宿舍管理中心3的电话进行电话报警。声音检测传感器与红外传感器8的组合设置，从声音信号和光信号两个信号源进行防盗，加强了防盗效果，提高了防盗效率。

本实施例中，智能限电器17包括用于接收主控制器5发送的电量信号的限电器芯片171、与限电器芯片171连接的断电控制模块172，限电器芯片171通过布设于学生宿舍楼19中的载波通信电缆20与主控制器5通信连接，主控制器5依据预先设定的每个寝室合法用电量经限电器芯片171控制断电控制模块172对寝室自动断电或自动恢复供电。

本实施例中，智能限电器17设有控制电路，控制电路包括第一电源端CN1、第二电源端CN2、第三电源端CN3，第一电源端CN1分出两端，第一电源端CN1的一端通过电阻R4分为三条支路，三条支路分别连接有电阻R8、电阻R9和电阻R10，电阻R8和电阻R9连接运算放大器H2，经过二极管D10；第一电源端CN1的另一端由二极管D5通过电阻R3分两条支路，两条支路分别连接有电阻R11和电容C3，电阻R11和电阻R10并联依次经过运算放大器H3、二极管D11和电阻R20之后连接三极管E1，二极管D10连接在二极管D11与电阻R20 之间，电容C3并联电阻R7之后依次连接电阻R12和运算放大器H3；第二电源端CN2依次连接电阻R16、运算放大器H1、电阻R19、电阻R6、运算放大器H4、电阻R25、二极管D5以及三极管E3，电阻R23与三极管E3并联在第二电源端CN2上；电阻R6分别连接到三极管E2、二极管D13和第三电源端CN3，三极管E2与电容C4并联之后分别连接到第一电源端CN1、第二电源端CN2 和第三电源端CN3。

本实施例中，运算放大器H4引出两端分别连接到电阻R24和电容C2，电容C2与电容C1并联，电阻R19与三极管E1连接。

本实施例中，载波通信电缆20与主控制器5之间通过通信转换器21通信连接。

本实施例中，通过温度传感器12采集到寝室室内温度高于或低于23度常温的异常温度信息并将所述的异常温度信息经主控制器5传输至GSM通信模块2，再由GSM通信模块2以短信通信方式将所述的异常温度信息传输至智能终端1，寝室成员通过智能终端1将温度调节信息经GSM通信模块2以短信通信方式传输至主控制器5，经主控制器5对所述的温度调节信息进行数据分析与处理，然后传输至温度控制模块13，温度控制模块13通过实时启动步进电机14从而实时控制寝室室内的空调器15的打开来调节寝室室内温度。

本实施例中，通过湿度传感器11采集到寝室室内湿度低于设定的40%湿度的异常湿度信息并将所述的异常湿度信息经主控制器5传输至GSM通信模块2，再由GSM通信模块2以短信通信方式将所述的异常湿度信息传输至智能终端1，寝室成员通过智能终端1将湿度调节信息经GSM通信模块2以短信通信方式传输至主控制器5，经主控制器5对所述的湿度调节信息进行数据分析与处理，然后传输至湿度控制模块18，湿度控制模块18通过实时启动步进电机14从而实时控制寝室室内的加湿器16的打开来调节寝室室内湿度。

本实施例中，通过烟雾传感器10采集到寝室室内烟雾含量超出预先设定的室内正常烟雾含量的异常烟雾信息并将所述的异常烟雾信息经主控制器5控制语音报警模块4发出语音报警，同时主控制器5将所述的异常烟雾信息传输至GSM通信模块2，再由GSM通信模块2以短信通信方式将所述的异常烟雾信息传输至学生宿舍管理中心3和智能终端1，寝室成员通过智能终端1直接报警或通过智能终端1将报警信息以短信通信方式传输至GSM通信模块2，然后GSM通信模块2自动拨打学生宿舍管理中心3的电话进行电话报警。

本实施例中，智能终端1为智能手机或平板电脑。

实施例2

如图2、3所示，与实施例1不同的是本实施例还包括为主控制器5供电的智能供电模块22，智能供电模块22包括为主控制器5供电的蓄电池221、为蓄电池221充电的太阳能电池板222，蓄电池221分别与主控制器5、太阳能电池板222连接。太阳能电池板222与蓄电池221组合形成的智能供电模块22，充分利用了太阳能，使得系统更节能环保。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本实用新型专利的涵盖范围。