一种基于无人机的智能家居系统的制作方法

本发明涉及无人机应用技术领域，尤其涉及一种基于无人机的智能家居系统。

背景技术：

随着科技技术的迅猛发展，比如，互联网技术、移动智能终端等，智能控制的应用范围越来越广泛，几乎被应用至各行各业。目前，智能家居技术已经成为全世界范围的研究热点，而且，各研究单位在智能家居的某一方面都有所发展。

目前大部分智能家居系统中均包含有监控这部分的内容，而监控这部分常用的是监控摄像头，监控摄像头一般被固定在墙壁的某一个角落，用于监控某一范围，当需要对室内多个地方进行监控时，便需要同时利用到多个监控摄像头，多个监控摄像头的引入使得布线变得非常麻烦，降低了灵活性。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于无人机的智能家居系统，以克服上述现有技术中的不足。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于无人机的智能家居系统，包括无人机、智能手机、中继服务器、远程控制终端、智能充电平台；

智能手机搭载于无人机的云台上，并用于进行监控以及进行视频通话，同时通过中继服务器与远程控制终端进行数据的交互；

远程控制终端通过中继服务器与无人机建立连接，并控制无人机的飞行；

无人机包括第一控制模块、第一电源模块、电池电量监测模块、第一无线通讯模块、第一定位模块；第一电源模块、电池电量监测模块、第一无线通讯模块、第一定位模块分别与第一控制模块电连接；电池电量监测模块还与第一电源模块电连接，并用于监测第一电源模块剩余电量信息；第一定位模块用于定位无人机在室内的坐标位置；

智能充电平台包括具有行走功能的底座、无线充电装置、供电电源；无线充电装置设置在底座上，并用于为无人机进行充电续航；供电电源设置在底座上，用于为智能充电平台的用电部分供电；

中继服务器设置在底座上，并用于控制底座行走以及控制无线充电装置；第一控制模块通过第一无线通讯模块与中继服务器之间进行数据交互；中继服务器内设有追踪模块；中继服务器接收第一定位模块获得的无人机位置，并由追踪模块确定行走路径，使得智能充电平台到达无人机所在位置。

本发明的有益效果是：通过将无人机引入到智能家居中，并且在无人机上安装能进行监控以及进行视频通话的智能手机，然后由远程控制终端控制无人机进行飞行以及控制智能手机进行监控，代替现有技术中的多个监控摄像头，使得智能家居的灵活性得到了大大的提升，在监控过程中，还可以进行视频通话，了解室内使用者的具体情况，此外引入的智能充电平台克服了无人机续航时间短的问题，同时还能确保服务质量，本发明还具备智能化程度高、操作方便的特点。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，智能充电平台还包括电控升降装置；电控升降装置设置在底座与无线充电装置之间，并用于调节无线充电装置距地面的高度；电控升降装置与中继服务器电连接。

采用上述进一步的有益效果是：能适用于不同身高的使用者，提升了服务质量。

进一步，智能充电平台还包括语音控制装置；语音控制装置与中继服务器电连接；语音控制装置包括语音对比模块、与语音对比模块电连接的语音存储模块、语音采集模块；语音采集模块，用于采集语音指令；语音存储模块，用于存储电控升降装置上升、下降、停止的语音控制指令；语音对比模块，用于接收语音采集模块所传输的语音指令，并与语音存储模块内预存储的语音控制指令进行指令的验证，同时将验证结果传输至中继服务器。

进一步，无线充电装置包括内部中空且上部开口的壳体、设置在壳体内的无线充电模块、设置在壳体开口端的活动板、多个设置在活动板与壳体之间的调节件、第二控制模块；无线充电模块与第二控制模块电连接；第二控制模块与供电电源电连接；每个调节件均包括设置在固定座、弹簧、卡板、压力传感器；固定座设置在壳体上；卡板可上下移动的设置在固定座内；弹簧的一端伸入到固定座内，并与卡板连接，弹簧的另一端与活动板连接；压力传感器设置在固定座内，且位于卡板与壳体之间；压力传感器与第二控制模块电连接；第二控制模块与中继服务器之间无线连接。

采用上述进一步的有益效果是：操控方便、简单，提升了智能化程度。

进一步，还包括第二定位装置；第二定位装置固定在室内；第二定位装置与中继服务器无线连接，用于在无人机从智能充电平台上起飞后，中继服务器控制智能充电平台返回到第二定位装置的设定位置。

采用上述进一步的有益效果是：能让智能充电平台不使用后返回到第二定位装置的设定位置，不影响使用者们的活动，智能化程度高。

进一步，还包括通过安装架固定在无人机的起落架上的监测装置；监测装置包括第三控制模块、第二电源模块、传感器组、第二无线通讯模块；第二电源模块、传感器组、第二无线通讯模块分别与第三控制模块电连接；第三控制模块通过第二无线通讯模块与中继服务器之间进行数据交互。

进一步，监测装置还包括报警模块；报警模块与第三控制模块电连接；报警模块具有声报警功能。

进一步，传感器组包括可燃气体浓度监测传感器、温度传感器、湿度传感器中的一种或几种的组合。

采用上述进一步的有益效果是：监测范围广，便于了解室内情况。

进一步，还包括若干与中继服务器无线连接的智能家电；智能家电包括空调、电视机、照明装置、电控窗帘中的一种或几种的组合。

采用上述进一步的有益效果是：扩大了控制范围，进一步实现了智能家居。

进一步，还包括非接触式体温检测装置；非接触式体温检测装置包括外壳、非接触式体温检测模块、第四控制模块、第三无线通讯模块、第三电源模块；第三无线通讯模块、第三电源模块分别与非接触式体温检测模块电连接，第四控制模块通过第三无线通讯模块与中继服务器之间进行数据交互；外壳固定在无人机的起落架上。

采用上述进一步的有益效果是：能根据非接触式体温检测装置检测到的体温信息，了解使用者的健康状况。

附图说明

图1为本发明所述基于无人机的智能家居系统的框图；

图2为图1中无人机的结构示意图；

图3为图1中安装架的结构示意图；

图4为图1中智能充电平台的结构示意图；

图5为图4中无线充电装置的结构示意图；

图6为图5中A处放大图；

图7为图5中拆除活动板后的结构示意图；

图8为图1中无人机与中继服务器之间的电路框图；

图9为语音控制装置与中继服务器之间的电路框图；

图10为非接触式体温检测装置与中继服务器之间的电路框图；

图11为监测装置与中继服务器之间的电路框图；

图12为智能充电平台与中继服务器之间的电路框图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、无人机，110、第一控制模块，120、第一电源模块，130、电池电量监测模块，140、第一无线通讯模块，150、第一定位模块，

2、智能手机，

3、中继服务器，310、追踪模块，

4、远程控制终端，

5、智能充电平台，510、底座，520、无线充电装置，521、壳体，522、无线充电模块，523、活动板，524、调节件，5241、固定座，5242、弹簧，5243、卡板，5244、压力传感器，525、第二控制模块，530、供电电源，540、电控升降装置，550、语音控制装置，551、语音对比模块，552、语音存储模块，553、语音采集模块，

6、第二定位装置，

7、安装架，

8、监测装置，810、第三控制模块，820、第二电源模块，830、传感器组，840、第二无线通讯模块，850、报警模块，

9、智能家电，

10、非接触式体温检测装置，1010、第三电源模块，1020、非接触式体温检测模块，1030、第四控制模块，1040、第三无线通讯模块。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种基于无人机的智能家居系统，包括无人机1、智能手机2、中继服务器3、远程控制终端4、智能充电平台5，其中中继服务器3的核心控制部分为计算机。

如图1、图2、图4、图8所示，智能手机2搭载于无人机1的云台上，并用于进行监控以及进行视频通话，同时通过中继服务器3与远程控制终端4进行数据的交互；远程控制终端4通过中继服务器3与无人机1建立连接，并控制无人机1的飞行。

无人机1包括第一控制模块110、第一电源模块120、电池电量监测模块130、第一无线通讯模块140、第一定位模块150，本实施例中只陈述出无人机1包括了某一些技术特征，并不代表无人机1只含有这些技术特征，主要是因为在本发明中涉及到了这些比较重要技术特征，因此只陈述出了这些。第一电源模块120、电池电量监测模块130、第一无线通讯模块140、第一定位模块150分别与第一控制模块110电连接；第一定位模块150用于定位无人机1在室内的坐标位置；第一电源模块120支持无线充电；电池电量监测模块130还与第一电源模块120电连接，并用于监测第一电源模块120剩余电量信息，在电池电量监测模块130监测到第一电源模块120的剩余电量小于某一个值时，电池电量监测模块130会将信息发送给第一控制模块110，第一控制模块110再由第一无线通讯模块140发送给中继服务器3，同时第一定位模块150也会将此时无人机1在室内的坐标位置，发送给第一控制模块110，第一控制模块110再由第一无线通讯模块140发送给中继服务器3，在电池电量监测模块130监测到第一电源模块120的电量为饱满时，电池电量监测模块130也会发送信息给第一控制模块110。

智能充电平台5包括具有行走功能的底座510、无线充电装置520、供电电源530。无线充电装置520设置在底座510上，并用于为无人机1进行充电续航；供电电源530设置在底座510上，用于为智能充电平台5的用电部分供电，供电电源530包括大规格的蓄电池以及相应转换装置；中继服务器3设置在底座510上，并用于控制底座510行走以及控制无线充电装置520；第一控制模块110通过第一无线通讯模块140与中继服务器3之间进行数据交互；中继服务器3内设有追踪模块310；中继服务器3接收第一定位模块150获得的无人机1位置，并由追踪模块310确定行走路径，使得智能充电平台5到达无人机1所在位置。底座510包括载体、动力装置、轮体，动力装置驱动轮体运动，从而使载体移动。

如图4所示，智能充电平台5还包括电控升降装置540；电控升降装置540设置在底座510与无线充电装置520之间(电控升降装置540的一端与底座510连接，另一端与无线充电装置520连接)，并用于调节无线充电装置520距地面的高度，这样当无人机1降落在无线充电装置520上后，无人机1云台上的智能手机2能够相对与用户而言处于合适的高度。电控升降装置540与底座510之间和电控升降装置540与无线充电装置520之间均采用螺栓连接。电控升降装置540与中继服务器3电连接，其中，连接时，是电控升降装置540的电控部分通过数据传输线与中继服务器3电连接。底座510与无线充电装置520之间设置的电控升降装置540的数量可以是一个，也可以是两个或者更多。电控升降装置540在选择时可以是电控升降杆、电控升降柱或电动升降架，由于这些结构在现有技术中是比较成熟的，因此不在此处赘述。

如图9所示，为了方便控制电控升降装置540进行升降，既可以采用手动调节，具体为：通过与中继服务器3连接的控制开关进行调节，控制开关上设有上升按键和下降按键，松开按键，电控升降装置540停止升或降。本实施例中，为了提高智能充电平台5的智能化程度，通过语音控制装置550来进行控制调节，其中，语音控制装置550与中继服务器3电连接。

语音控制装置550的具体结构为：

语音控制装置550包括语音对比模块551、语音存储模块552、语音采集模块553，其中，语音存储模块552和语音采集模块553分别与语音对比模块551电连接。语音采集模块553，用于采集语音指令；语音存储模块552，用于存储电控升降装置540上升、下降、停止的语音控制指令(上升、下降、停止的语音控制指令由事先用户自己导入进去)；语音对比模块551，用于接收语音采集模块553所传输的语音指令，并与语音存储模块552内预存储的语音控制指令进行指令的验证，同时将验证结果传输至中继服务器3，中继服务器3再控制电控升降装置540的电控部分进行工作，从而完成对电控升降装置540的升降。

如图5、图6、图7、图12所示，无线充电装置520包括内部中空且上部开口的壳体521、无线充电模块522、活动板523、多个调节件524、第二控制模块525，其中，活动板523设置在壳体521的开口端，并且可在壳体521内上下运动，多个调节件524设置在活动板523与壳体521之间，并且多个调节件524规则的分布，无线充电模块522和第二控制模块525设置在壳体521的内部，无线充电模块522与第二控制模块525电连接；第二控制模块525通过导线与供电电源530电连接。壳体521的横截面形状既可以是圆形，也可以是矩形或多边形。本实施例中是以壳体521的横截面形状为圆形为例，为圆形时，多个调节件524规则的分布指：每两个相邻的调节件524之间夹角相等，同时多个调节件524是共圆分布。

在本实施例中，调节件524的具体结构为：

每个调节件524均包括设置在固定座5241、弹簧5242、卡板5243、压力传感器5244；固定座5241设置在壳体521上，其中，固定座5241与壳体521之间采用螺钉连接，固定座5241上沿着固定座5241的轴线设有阶梯状通孔，固定座5241上的阶梯状通孔远离壳体521的一端的直径小于靠近壳体521的一端的直径；卡板5243设置在固定座5241上的阶梯状通孔内，并且卡板5243可在固定座5241内上下移动，在上下移动过程中，卡板5243不会脱离固定座5241；弹簧5242的一端伸入到固定座5241内，并与卡板5243连接，弹簧5242的另一端与活动板523连接；压力传感器5244设置在固定座5241内，且位于卡板5243与壳体521之间。压力传感器5244与第二控制模块525电连接；第二控制模块525与中继服务器3之间无线连接。

如图1所示，还包括第二定位装置6；第二定位装置6固定在室内的某一角落，当然，设置的这个角落以不影响人们的活动为主要考虑方面；第二定位装置6与中继服务器3无线连接，在无人机1从智能充电平台5上起飞后，智能充电平台5便会处于闲置状态，智能充电平台5此时的停留位置有可能会影响到人们的活动，为了避免出现这种情况，中继服务器3内的追踪模块310根据第二定位装置6发送的位置信息，然后确定行走路径，并控制智能充电平台5返回到的设定位置(第二定位装置6设置位置)。中继服务器3是根据压力传感器5244是否出现压力变化来判断无人机1是否停留在智能充电平台5上，当压力传感器5244检测数据变大时，表示无人机1停留在智能充电平台5上，压力传感器5244的数据变大后由变小时，表示无人机1从智能充电平台5上起飞了，此时智能充电平台5才会执行返回到第二定位装置6设置位置的这个步骤。

如图2、图3、图11所示，还包括通过安装架7固定在无人机1的起落架上的监测装置8；监测装置8包括第三控制模块810、第二电源模块820、传感器组830、第二无线通讯模块840；第二电源模块820、传感器组830、第二无线通讯模块840分别与第三控制模块810电连接；第三控制模块810通过第二无线通讯模块840与中继服务器3之间进行数据交互。传感器组830包括可燃气体浓度监测传感器、温度传感器、湿度传感器中的一种或几种的组合，这样可以根据需要监测室内的具体情况，可燃气体浓度监测传感器用于监测室内可燃气体的浓度，其中可燃气体包括煤气；温度传感器用于监测室内的温度；湿度传感器用于监测室内的湿度。

安装架7的具体结构为：

安装架7包括安装板以及两根连接管，两根连接管分别固定在安装板的两端，每根连接管的两端均设有连接带，连接带可以绑在无人机1的起落架上，或采用螺钉固定在无人机1的起落架上，连接带的主要作用是：防止安装架7从无人机1的起落架上脱落。监测装置8固定在安装板上，采用的固定方式可以是螺钉连接，也可以是粘接，监测装置8固定在安装板上后，不影响云台上智能手机2的运动。

如图11所示，监测装置8还包括报警模块850；报警模块850与第三控制模块810电连接；报警模块850具有声报警功能，在监测室内出现某一问题后，报警模块850会报警提示，这样可以方便周围邻居或物业巡逻人员了解。

如图1所示，还包括若干与中继服务器3无线连接的智能家电9；智能家电9包括空调、电视机、照明装置、电控窗帘中的一种或几种的组合。

如图10所示，还包括非接触式体温检测装置10。体温是人体最基本的生理参数，对于日常护理和病情检测都非常的重要。非接触式体温检测装置10包括外壳、非接触式体温检测模块1020、第四控制模块1030、第三无线通讯模块1040、第三电源模块1010；第三无线通讯模块1040、第三电源模块1010分别与非接触式体温检测模块1020电连接，第四控制模块1030通过第三无线通讯模块1040与中继服务器3之间进行数据交互；外壳固定在无人机1的起落架上，外壳与起落架之间的连接方式为螺钉连接。

在使用时：智能充电平台5首先是停放在第二定位装置6的设置位置，无人机1停留在智能充电平台5上。当需要无人机1进行工作时，通过远程控制终端4发送指令给中继服务器3，中继服务器3再发送指令给无人机1，并控制无人机1进行飞行，同时远程控制终端4控制智能手机2开启摄像头，进入监控模式，操控无人机1在室内飞行，了解室内的具体情况，无人机1巡查完后，控制其返回到智能充电平台5上，进行待机以及充电。

远程控制终端4的操作者若想无人机1飞行到某一位置后，与该位置的人进行通话(在以下陈述中将这个人称为使用者)，若通过无人机1上的智能手机2进行视频通话，此时无人机1需要进行悬停，由于无人机1受其上电池的限制，续航时间一般较短(目前行业中比较常见的问题)，因此悬停一段时间后，无人机1便会出现电量低的情况，而电池电量监测模块130一直监测第一电源模块120剩余电量信息，为了能确保视频通话的持续进行，当电池电量监测模块130监测到第一电源模块120的剩余电量少于20％或10％或15％(具体数值根据用户自己设定)，电池电量监测模块130会将检测信息发送给第一控制模块110，第一控制模块110通过第一无线通讯模块140将检测信息发送给中继服务器3，中继服务器3将控制智能充电平台5的底座510进入工作状态，同时无人机1上的第一定位模块150也会将无人机1此时的位置信息发送给第一控制模块110，第一控制模块110通过第一无线通讯模块140将检测信息发送给中继服务器3，中继服务器3内的追踪模块310根据第一定位模块150的位置信息来确定路径，中继服务器3根据追踪模块310确定的路径控制底座510向无人机1的方向运行。

智能充电平台5抵达无人机1的正下方后，无人机1进行降落，同时降落完成后，无人机1关闭动力系统(无人机1关闭动力系统的指令由远程控制终端4发出)。

无人机1停落在活动板523上，由于无人机1的自重，使得活动板523下行，活动板523下行过程中会使得弹簧5242压缩，同时压力传感器5244受压，监测数据变大，此时，压力传感器5244会将数据信息传输给第二控制模块525，第二控制模块525再传输给中继服务器3，中继服务器3最后控制无线充电模块522开始为无人机1进行充电，活动板523上不停留无人机1时，压力传感器5244监测数据会变小(或者说是恢复到用户设定的初始零位值，此处的用户是指操作者)，压力传感器5244同样会将信息最终反馈到中继服务器3，中继服务器3关闭无线充电模块522，这样可以有效的节约电能，无人机1飞离智能充电平台5后，第二定位装置6会传输定位信息给中继服务器3，中继服务器3内的追踪模块310确定智能充电平台5与第二定位装置6之间的路径，中继服务器3根据追踪模块310确定的路径控制智能充电平台5返回到第二定位装置6的设定位置。

无人机1停落在活动板523上后，难免会出现无人机1距离地面过高或过低的情况(此处的过高或过低是相对于使用者的身高确定的)，使用者为了方便通讯可以通过语音控制装置550控制电控升降装置540进行上升、下降，具体为：使用者发出语音指令，语音采集模块553采集语音指令，语音对比模块551收到语音采集模块553采集的语音指令后，调用语音存储模块552内存储的上升、下降、停止的语音控制指令，并进行对比分析，确定是否为语音存储模块552内存储的上升、下降、停止的语音控制指令，若是，语音对比模块551则将信息发送给中继服务器3，中继服务器3控制电控升降装置540进行相应的上升或下降，高度合适后，使用者再次发出语音指令，使得电控升降装置540停止执行上升或下降，并停留在相应高度。

此外，若使用者为疾病患者，控制者利用远程控制终端4，通过中继服务器3控制无人机1上的非接触式体温检测装置10对使用者进行体温的检测，方便了解身体状况。由于非接触式体温检测在现有技术中是比较成熟的技术，因此在此不对非接触式体温检测模块1020的具体电路进行详细的描述。

无人机1在进行飞行过程中，远程控制终端4还可以通过中继服务器3控制无人机1上的监测装置8对室内的具体情况进行监测，比如，可燃气体浓度、湿度、温度等，远程控制终端4还可以通过中继服务器3控制智能家电9的开关，其中智能家电9包括空调、电视机、照明装置、电控窗帘中的一种或几种的组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。