一种基于通讯技术的智能家居用可控式旋转式储物柜的制作方法

本发明涉及智能家居技术领域，具体为一种基于通讯技术的智能家居用可控式旋转式储物柜。

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。智能家居是在互联网影响之下物联化的体现。智能家居通过物联网技术将家中的各种设备(如音视频设备、照明系统、窗帘控制、空调控制、安防系统、数字影院系统、影音服务器、影柜系统、网络家电等)连接到一起，提供家电控制、照明控制、电话远程控制、室内外遥控、防盗报警、环境监测、暖通控制、红外转发以及可编程定时控制等多种功能和手段。与普通家居相比，智能家居不仅具有传统的居住功能，兼备建筑、网络通信、信息家电、设备自动化，提供全方位的信息交互功能，甚至为各种能源费用节约资金。

智能家居作为一个新生产业，处于一个导入期与成长期的临界点，市场消费观念还未形成，但随着智能家居市场推广普及的进一步落实，培育起消费者的使用习惯，智能家居市场的消费潜力必然是巨大的，产业前景光明。目前现有的智能家居大都集中在智能电器、智能灯光以及安全防护等方面，对于像储物柜一类的家具涉及较少。由于现在的住房越来越紧张，人居居住面积十分有限，储物空间也更加有限，储物柜作为必不可少的家具，现有的储物柜存在以下几个缺点：

(1)一般的大型组合储物柜体积大重量大，移动时需要几个人配合才可完成，十分不方便；

(2)储物柜的结构方向基本都是固定化结构，不能够自动旋转，即便具有旋转功能也需要人工控制，对于有特殊要求的储物柜入红酒存储柜，如果不能够及时旋转，长时间光照或者光照不充足就会影响红酒品质。

技术实现要素：

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种基于通讯技术的智能家居用可控式旋转式储物柜，包括储物柜脚，所述储物柜脚的采用实木制成并且分隔成上下两层，下层暗室内部为中空结构，上层通过隔板分隔成多个隔间，储物柜脚的下表面四角处均安装有行走轮机构，储物柜脚的上层隔间内固定安装有旋转驱动机构，所述储物柜脚的隔间上方架接有组合旋转柜体，所述组合旋转柜体的每个单元底部分别与对应的旋转驱动机构相连接；所述旋转驱动机构的驱动控制端通过导线连接有智能控制电路板，所述智能控制电路板镶嵌在储物柜脚底部暗室内；

所述旋转驱动机构包括旋转支撑座，所述旋转支撑座为圆盘形固定底座，旋转支撑座的边沿均匀开凿有定位孔，定位孔中插接有定位柱，定位柱末端插接在储物柜脚的壁板内，定位柱使得旋转支撑座与储物柜脚之间形成一个高度可调的储物空间，储物空间内固定安装有液压马达，所述旋转支撑座的中心位置开凿有圆形螺旋孔，液压马达的驱动轴位于圆形螺旋孔正下方，圆形螺旋孔内插接有螺旋轴，所述螺旋轴的顶端套接有向心球转轴，所述向心球转轴套接在组合旋转柜体下方；

所述智能控制电路板包括嵌入式控制模块，所述嵌入式控制模块用于进行旋转操作控制，所述嵌入式控制模块的电源引脚处通过导线连接有稳压供电模块，所述稳压供电模块为整个装置供电，所述嵌入式控制模块的a/d端口连接有信息采集模块，所述信息采集模块用于进行储物柜及周围环境参量采集操作，嵌入式控制模块的i/o输出驱动端连接有动作执行模块，所述动作执行模块连接至旋转驱动机构的控制端；所述嵌入式控制模块的通信端口还连接有物联网通信模块，物联网通信模块用于进行远程信息交互和联网控制操作。

作为本发明一种优选的技术方案，所述行走轮机构包括行走轮和行走驱动马达，所述行走轮的轮轴处穿接有旋转轴，旋转轴末端套接有传动齿轮，所述传动齿轮上套接有传动链条，传动链条的另一端套接到行走驱动马达的驱动轴前端，所述行走驱动马达的控制端通过导线连接至动作执行模块的输出端，行走驱动马达安装在储物柜脚角落的暗格内。

作为本发明一种优选的技术方案，所述液压马达的驱动轴侧边安装有扭矩测量仪，所述扭矩测量仪用于测量液压马达转动时的扭矩大小，液压马达的输出轴前端通过法兰套接有减速器，所述减速器用于缓冲调节液压马达的转速，减速器的转轴通过接头法兰套接在螺旋轴的末端。

作为本发明一种优选的技术方案，所述向心球转轴采用了双列调心轴承，轴承的外表面侧边为球面，上下表面为圆环，中心开凿有通孔，轴承外壳内部通过转子隔磁环隔成上下两个转轨，转轨内均匀卡接有磁性钢珠转子，上下轨道的磁性钢珠转子分别组成4个磁极，上下两端共8个磁极，分别组成x、y轴正负方向的球面磁极。

作为本发明一种优选的技术方案，所述组合旋转柜体包括旋转柜体和旋转底座，所述旋转柜体的外形为圆柱体，四周表面均开凿有储物格，储物格横截面呈扇形，扇形顶点为旋转柜体圆心，中心为圆形支撑柱，每个储物格内部通过隔板分隔成多层；圆形支撑柱的末端插接在旋转底座上，旋转底座也为圆盘结构，旋转底座的表面为圆柱形铁块凸起，凸起套接在向心球转轴内部。

作为本发明一种优选的技术方案，所述嵌入式控制模块包括嵌入式控制器，所述嵌入式控制器采用stm32f103系列控制器芯片，芯片外围连接有时钟晶振、复位电路、液晶显示器和输入键盘组成最小系统，芯片内置有rom和ram存储单元，嵌入式控制器的直接读写控制模块还外接有ddr存储器。

作为本发明一种优选的技术方案，所述稳压供电模块包括隔离变压器和蓄电池，所述隔离变压器用于交流市电转换成低压电输出，一部分通过交流开关输出至行走轮机构、旋转驱动机构中点击的交流输入端，一部分给蓄电池充电，所述蓄电池输出低压直流电并经过直流稳压器稳压输出至嵌入式控制模块源引脚。

作为本发明一种优选的技术方案，所述信息采集模块包括传感器组，所述传感器组包括转速传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器，分别安装在储物柜脚上表面，传感器组输出信号至滤波放大器，所述滤波放大器输出信号至模数转换器，所述模数转换器将转换后的数字信号送入至嵌入式控制器进行处理。

作为本发明一种优选的技术方案，所述动作执行模块包括电子开关组、功率调节器，所述电子开关组中电子开关的常闭端串联在稳压供电模块与行走轮机构、旋转驱动机构之间，所述功率调节器连接至嵌入式控制器的spwm波输出引脚，输出端还连接有驱动放大器，所述放大驱动器连接至相应的驱动电机速度控制端子。

作为本发明一种优选的技术方案，所述物联网通信模块包括wifi收发模块和4g模块，所述wifi收发模块采用esp8266无线wifi集成模块，该模块内部集成有wifi信号转换串口，wifi信号转换串口连接至嵌入式控制器的uart串口，所述4g模块采用lm9105集成模块，模块内集成有基带芯片和微带天线。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明一种基于通讯技术的智能家居用可控式旋转式储物柜基于物联网技术，利用嵌入式控制器搭建控制平台，利用信息采集模块采集实时数据，根据内置设定程序进行分析处理后作出反馈，控制动作执行模块接通相应的工作模块，以旋转驱动机构带动储物柜体整体转动，实现完全自动化旋转，以行走驱动机构实现柜子的整体移动，实现自动移动，更加方便，利用物联网模块中的wifi收发模块与4g模块接入互联网络，实现网络数据共享和远程控制，从而达到智能家居的要求。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明空心板结构示意图；

图3为本发明行走机构结构示意图；

图4为本发明旋转驱动机构结构示意图；

图5为本发明嵌入式控制模块芯片引脚图；

图6为本发明wifi收发模块原理图。

图中标号为：

1-储物柜脚；2-行走轮机构；3-旋转驱动机构；4-组合旋转柜体；5-智能控制电路板；6-透明保护罩；7-嵌入式控制模块；8-稳压供电模块；9-信息采集模块；10-动作执行模块；11-物联网通信模块。

201-行走轮；202-行走驱动马达；203-传动齿轮。

301-旋转支撑座；302-定位柱；303-液压马达；304-螺旋轴；305-向心球转轴；306-扭矩测量仪；307-减速器。

401-旋转柜体；402-旋转底座；403-储物格；404-圆形支撑柱。

701-嵌入式控制器；702-ddr存储器。

801-隔离变压器；802-蓄电池；803-直流稳压器。

901-传感器组；902-滤波放大器；903-模数转换器。

1001-电子开关组；1002-功率调节器；1003-驱动放大器。

1101-wifi收发模块；1102-4g模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1所示，一种基于通讯技术的智能家居用可控式旋转式储物柜，包括储物柜脚1，所述储物柜脚1的采用实木制成并且分隔成上下两层，下层暗室内部为中空结构，上层通过隔板分隔成多个隔间，储物柜脚1的下表面四角处均安装有行走轮机构2，储物柜脚1的上层隔间内固定安装有旋转驱动机构3，所述储物柜脚1的隔间上方架接有组合旋转柜体4，所述组合旋转柜体4的每个单元底部分别与对应的旋转驱动机构3相连接；所述旋转驱动机构3的驱动控制端通过导线连接有智能控制电路板5，所述智能控制电路板5镶嵌在储物柜脚1底部暗室内；所述智能控制电路板5的表面罩接有透明保护罩6，所述透明保护罩6采用防水绝缘材料制成，且透明保护罩6与柜板连接处镶嵌有橡胶密封圈；所述储物柜脚1用于支撑主体并且安装控制结构，所述行走轮机构2用于带动整个装置自由行走，所述旋转驱动机构3用于驱动组合旋转柜体4转动，所述智能控制电路板5用于实现智能控制操作；

如图4所示，所述旋转驱动机构3包括旋转支撑座301，所述旋转支撑座301为圆盘形固定底座，所述旋转支承座301为旋转结构的主体基座，所述旋转支撑座301的边沿均匀开凿有定位孔，定位孔中插接有定位柱302，定位柱302末端插接在储物柜脚1的壁板内，定位柱302使得旋转支撑座301与储物柜脚1之间形成一个高度可调的储物空间，通过拉伸定位柱302即可以进行储物空间高度的调节，储物空间内固定安装有液压马达303，所述液压马达303为旋转驱动机构3的核心驱动结构，液压马达303通过外部控制转动，转动时带动上部结构工作；所述旋转支撑座301的中心位置开凿有圆形螺旋孔，液压马达303的驱动轴位于圆形螺旋孔正下方，圆形螺旋孔内插接有螺旋轴304，所述螺旋轴304的顶端套接有向心球转轴305，所述向心球转轴305套接在组合旋转柜体4下方，所述螺旋轴304与液压马达303的驱动轴套接，旋转轴304随着液压马达303转动而转动，从而带动顶部的向心球转轴305转动，向心球转轴305与顶部的组合旋转柜体4；

如图2所示，所述智能控制电路板5包括嵌入式控制模块7，所述嵌入式控制模块7用于进行为整个装置的核心控制系统，所述嵌入式控制模块7的电源引脚处通过导线连接有稳压供电模块8，所述稳压供电模块8为整个装置供电，所述嵌入式控制模块7的a/d端口连接有信息采集模块9，所述信息采集模块9用于进行储物柜及周围环境参量采集操作，嵌入式控制模块7的i/o输出驱动端连接有动作执行模块10，所述动作执行模块10连接至旋转驱动机构3的控制端；所述嵌入式控制模块7的通信端口还连接有物联网通信模块11，物联网通信模块11用于进行远程信息交互和联网控制操作。

如图3所示，所述行走轮机构2包括行走轮201和行走驱动马达202，所述行走轮201的轮轴处穿接有旋转轴，旋转轴末端套接有传动齿轮203，所述传动齿轮203上套接有传动链条，传动链条的另一端套接到行走驱动马达202的驱动轴前端，所述行走驱动马达202的控制端通过导线连接至动作执行模块10的输出端，行走驱动马达202安装在储物柜脚1角落的暗格内；所述行走驱动马达202为整个装置的控制结构，行走驱动马达202工作时，将带动传动齿轮203转动，传动齿轮203通过耦合，带动行走轮201转动，从而实现整体装置的移动。

如图4所示，所述液压马达303的驱动轴侧边安装有扭矩测量仪306，所述扭矩测量仪306用于测量液压马达303转动时的扭矩大小，液压马达303的输出轴前端通过法兰套接有减速器307，所述减速器307用于缓冲调节液压马达303的转速，减速器307的转轴通过接头法兰套接在螺旋轴304的末端，所述液压马达303的输出轴转动，转动的扭力矩随着转速的不同而改变，所述扭矩测量仪306用于测量扭力矩的变化，所述扭矩测量仪306测量的值传输至嵌入式控制模块7，所述减速器307套接在液压马达303上，通过联轴器联动传动改变液压马达303的输出转速。

如图4所示，所述向心球转轴305采用了双列调心轴承，轴承的外表面侧边为球面，上下表面为圆环，中心开凿有通孔，轴承外壳内部通过转子隔磁环隔成上下两个转轨，转轨内均匀卡接有磁性钢珠转子，上下轨道的磁性钢珠转子分别组成4个磁极，上下两端共8个磁极，分别组成x、y轴正负方向的球面磁极，每个定子磁极绕制有激磁线圈。避免了径向平动控制对径向扭动控制的干扰，减小了其自身剩磁对外界的磁干扰，可作为空间用磁悬浮万向动量轮等旋转部件的无接触支承，提高动量轮的控制力矩精度。

所述组合旋转柜体4包括旋转柜体401和旋转底座402，所述旋转柜体401的外形为圆柱体，四周表面均开凿有储物格403，储物格403横截面呈扇形，扇形顶点为旋转柜体圆心，中心为圆形支撑柱404，每个储物格403内部通过隔板分隔成多层，可以根据需求进行隔板的增加和减少；圆形支撑柱404的末端插接在旋转底座402上，旋转底座402也为圆盘结构，旋转底座402的表面为圆柱形铁块凸起，凸起套接在向心球转轴305内部，所述旋转柜体401采用实木制成，柜体401表面涂覆有保护漆，所述旋转底座402用于与下方的旋转结构相连接，随着旋转驱动机构3工作，旋转底座402也相应地转动，从而带动圆形支撑柱404转动，进而带动整个柜体旋转，达到旋转的目的。

如图5所示，所述嵌入式控制模块7包括嵌入式控制器701，所述嵌入式控制器701采用stm32f103系列控制器芯片，芯片外围连接有时钟晶振、复位电路、液晶显示器和输入键盘组成最小系统，芯片内置有rom和ram存储单元，嵌入式控制器701的直接读写控制模块还外接有ddr存储器702，所述嵌入式控制器701采用stm32f103c8t6是一款集成电路，芯体尺寸为32位，程序存储器容量是64kb，需要电压2v-3.6v，工作温度为-40℃-85℃，可以实现高速数据采集、指令执行，且可以实现无线通信控制，体积小便于集成化发展，所述ddr存储器702作为外接存储器实现存储扩展，以供记录实时采集到的数据。

所述稳压供电模块8包括隔离变压器801和蓄电池802，所述隔离变压器801用于交流市电转换成低压电输出，一部分通过交流开关输出至行走轮机构2、旋转驱动机构3中点击的交流输入端，一部分给蓄电池802充电，所述蓄电池802输出低压直流电并经过直流稳压器803稳压输出至嵌入式控制模块7电源引脚，直流稳压器803采用集成dc-dc电路模块，输出为2v-10v可调，控制端连接有pwm波驱动信号，可以根据实际需求输出不同的电压以满足不同芯片的供电。

所述信息采集模块9包括传感器组901，所述传感器组901包括转速传感器、电流传感器、温度传感器、湿度传感器和红外传感器，分别安装在储物柜脚1上表面，传感器组901输出信号至滤波放大器902，所述滤波放大器902输出信号至模数转换器903，所述模数转换器903将转换后的数字信号送入至嵌入式控制器701进行处理，所述传感器组901用于进行环境及实时参数采集，包括当前的电机转速、驱动电流、环境温度与湿度以及是否有物体接近，采集到的信号经过滤波放大器902进行杂波滤除后再进行放大操作，得到纯净放大后的信号经过模数转换器903转换成数字信号输入至嵌入式控制模块7。

所述动作执行模块10包括电子开关组1001、功率调节器1002，所述电子开关组1001中电子开关的常闭端串联在稳压供电模块8与行走轮机构2、旋转驱动机构3之间，所述功率调节器1002连接至嵌入式控制器701的spwm波输出引脚，输出端还连接有驱动放大器1003，所述放大驱动器1003连接至相应的驱动电机速度控制端子，所述嵌入式控制器701在接收到模数转换器903的信号后将数据进行分析处理，判断当前的状态是否有满足实际需求，将决定输出信号以控制实际模型操作，所述电子开关组1001由高低电平控制实现开关操作，所述功率调节器1002根据嵌入式控制器701输出占空比调整后的spwm波，再通过放大驱动器1003将spwm波的信号放大后送入至电机的驱动端电机动作。

如图2和图6，所述物联网通信模块11包括wifi收发模块1101和4g模块1102，所述wifi收发模块1101采用esp8266无线wifi集成模块，该模块内部集成有wifi信号转换串口，wifi信号转换串口连接至嵌入式控制器701的uart串口，所述4g模块1102采用lm9105集成模块，模块内集成有基带芯片和微带天线，所述wifi收发模块1101可以与家庭内部的无线路由器进行互相通信，形成小型局域网，实现互相之间的信息交互，成为物联网络，提高智能化程度，所述4g模块1102用于插接4g电话卡，基于网络协议接入现有的移动网络，通过将数据发送上传至网络端口，结合智能手机端专门开发的app，可以进行远程的数据交互控制。

本发明创新点在于：基于物联网技术，利用嵌入式控制器搭建控制平台，利用信息采集模块采集实时数据，根据内置设定程序进行分析处理后作出反馈，控制动作执行模块接通相应的工作模块，以旋转驱动机构带动储物柜体整体转动，实现完全自动化旋转，以行走驱动机构实现柜子的整体移动，实现自动移动，更加方便，利用物联网模块中的wifi收发模块与4g模块接入互联网络，实现网络数据共享和远程控制，从而达到智能家居的要求。

采用太阳能供电方式，给喷射浮选除油装置和水污染质分离净化装置供电，使其正常运作，并且将厨房用水单独处理，将经过喷射浮选除油装置处理的厨房用水和其他生活用水一起输送至水污染质分离净化装置进行处理，利用好氧反应，将臭氧发生器产生的臭氧通入净水槽中，臭达到生活污水净化利用的效果，成本低廉，可以大量处理生活用水。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。