一种基于Lora技术的智能多路开关控制系统及控制方法与流程

本发明涉及智能控制技术领域，尤其涉及一种基于lora技术的智能多路开关控制系统及控制方法。

背景技术：

前很多应用场合下的用电器都处于独立、人为机械地去控制其开关，这样做会存在诸多缺陷：

1.在无人时无法及时关闭某些用电器而造成用电浪费。

2.某一用电器发生漏电、火灾等问题时无法及时上报处理，且其它用电器的使用也跟着受到影响。

3.诸多用电器处于杂乱无章的状态，开关繁琐，不符合当前酒店、商场等特殊应用场合的集中管理。

技术实现要素：

本发明提供了一种基于lora技术的智能多路开关控制系统，包括智能多路开关控制装置，所述智能多路开关控制装置包括电源模块、处理控制模块、多路开关模块，所述电源模块与所述处理控制模块相连，所述处理控制模块包括处理器、以及与所述处理器相连的环境检测模块、lora模块，所述处理器与所述多路开关模块相连。

作为本发明的进一步改进，所述环境检测模块包括温湿度检测模块、光照度检测模块和烟雾探测模块；所述处理控制模块还包括人体识别模块、语音识别模块、红外收发模块，所述处理器分别与所述人体识别模块、所述红外收发模块和所述语音识别模块相连。

作为本发明的进一步改进，所述电源模块与所述多路开关模块相连，所述多路开关模块包括依次相连的电流检测单元、继电器和开关按钮。

作为本发明的进一步改进，所述电流检测单元包括依次相连的降压模块、整流模块、滤波模块、稳压模块，所述处理器与所述稳压模块相连。

作为本发明的进一步改进，所述处理器是8位mcu、16位的mcu、32的mcu、dsp、fpga或多核处理器；所述电源模块是交流转直流电路或者电池。

作为本发明的进一步改进，该智能多路开关控制系统还包括云服务器、网关，所述云服务器与所述网关相连，所述网关与多个所述智能多路开关控制装置相连。

本发明还提供了一种运行所述智能多路开关控制系统的控制方法，包括依次执行如下步骤：

采集步骤：通过智能多路开关控制装置采集数据；

数据传输步骤：智能多路开关控制装置通过lora模块将采集到的数据传输至网关；

数据发送步骤：网关将数据发送至云服务器；

分析步骤：云服务器对数据进行分析；

判断步骤：云服务器根据分析的结果判断是否需要向智能多路开关控制装置发送控制指令，若是，那么将控制指令发送至网关，再由网关通过lora模块将指令发送到智能多路开关控制装置，否则结束。

作为本发明的进一步改进，在所述判断步骤中，云服务器根据分析的结果判断是否需要向智能多路开关控制装置发送控制指令，若是，那么将控制指令发送至网关，再由网关通过lora模块将指令发送到智能多路开关控制装置，然后执行反馈判断步骤，否则执行反馈判断步骤；

反馈判断步骤：判断是否需要向客户端进行反馈，若是，那么向客户端反馈，然后执行采集步骤，否则执行采集步骤；

当发生紧急情况时，由智能多路开关控制装置的处理器控制开关，无需等待云服务器的控制指令，只负责将状态及相应数值向云服务器上报，紧急情况包括各路电流检测单元检测到的电流值大于预设的值、烟雾探测模块处理发生火灾的情况、温湿度检测模块检测到过湿、过热的情况。

本发明还提供了一种运行所述智能多路开关控制系统的控制系统，包括：

采集模块：用于通过智能多路开关控制装置采集数据；

数据传输模块：用于智能多路开关控制装置通过lora模块将采集到的数据传输至网关；

数据发送模块：用于网关将数据发送至云服务器；

分析模块：用于云服务器对数据进行分析；

判断模块：云服务器根据分析的结果判断是否需要向智能多路开关控制装置发送控制指令，若是，那么将控制指令发送至网关，再由网关通过lora模块将指令发送到智能多路开关控制装置，否则结束。

作为本发明的进一步改进，在所述判断模块中，云服务器根据分析的结果判断是否需要向智能多路开关控制装置发送控制指令，若是，那么将控制指令发送至网关，再由网关通过lora模块将指令发送到智能多路开关控制装置，然后执行反馈判断模块，否则执行反馈判断模块；

反馈判断模块：判断是否需要向客户端进行反馈，若是，那么向客户端反馈，然后执行采集模块，否则执行采集模块；

当发生紧急情况时，由智能多路开关控制装置的处理器控制开关，无需等待云服务器的控制指令，只负责将状态及相应数值向云服务器上报，紧急情况包括各路电流检测单元检测到的电流值大于预设的值、烟雾探测模块处理发生火灾的情况、温湿度检测模块检测到过湿、过热的情况。

本发明的有益效果是：本发明采用lora通信技术、人体识别、语音识别、红外收发模块、各路开关的过流保护、周围环境监测各个单元模块的结合，利用lora的低功耗、长距离及低价格特点实现楼宇各路开关的集中控制；各路开关的电流检测单元实现用电器的保护并互相不受影响；再配合红外阵列传感器，语音识别模块，红外收发模块，温湿度传感器、光照度传感器、烟雾传感器的综合检测实现多路开关的智能控制与环境调节。

附图说明

图1是本发明的智能多路开关控制装置的原理框图；

图2是本发明的电流检测单元的原理图；

图3是本发明的智能多路开关控制系统的原理框图；

图4是本发明的控制方法流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种基于lora技术的智能多路开关控制系统，包括智能多路开关控制装置，所述智能多路开关控制装置包括电源模块、处理控制模块、多路开关模块，所述电源模块与所述处理控制模块相连，所述处理控制模块包括处理器、以及与所述处理器相连的环境检测模块、lora模块，所述处理器与所述多路开关模块相连。

所述环境检测模块包括温湿度检测模块、光照度检测模块和烟雾探测模块；所述处理控制模块还包括人体识别模块、语音识别模块、红外收发模块，所述处理器分别与所述人体识别模块、所述红外收发模块和所述语音识别模块相连。

所述电源模块与所述多路开关模块相连，所述多路开关模块包括依次相连的电流检测单元、继电器和开关按钮。

如图2所示，所述电流检测单元包括依次相连的降压模块、整流模块、滤波模块、稳压模块，所述处理器与所述稳压模块相连。

处理器可以是8位mcu、16位的mcu、32的mcu、dsp、fpga或多核处理器。电源模块可以是交流转直流电路或者直接是各类电池。

如图3所示，该智能多路开关控制系统还包括云服务器、网关，所述云服务器与所述网关相连，所述网关与多个所述智能多路开关控制装置相连。

网关包括网关的中央处理器、lora通信模块、网关的电源模块、以太网模块或gsm/gprs模块或3g/4g/5g模块或wifi模块、外围设备接口等。

外围设备接口可以是isp、uart、i2c、gpio、usb、hdmi、vga、typec接口等。

各路开关的电流检测单元可以通过交流转直流然后换成电压量通过模数转换器(adc)采集，人体识别模块可以由红外阵列传感器及外围电路组成，温湿度检测模块、光照度检测模块、红外收发模块及烟雾探测模块也可由对应的传感器及外围电路组成，语音识别模块可采用非特定人语音芯片及外围电路组成，多路开关的状态可通过各路继电器控制。

智能多路开关控制装置的各个传感器采集的数值、检测到的各路电流值、人体识别结果以及语音控制指令通过lora模块上传到网关，再由网关上传到云服务器，云服务器根据所得到的信息再结合各路开关实际所控制的用电器进行综合分析、决策，最后将控制指令发到智能多路开关控制装置进行相应控制。

如图4所示，本发明公开了一种运行权所述智能多路开关控制系统的控制方法，包括依次执行如下步骤：

采集步骤：通过智能多路开关控制装置采集数据；

数据传输步骤：智能多路开关控制装置通过lora模块将采集到的数据传输至网关；

数据发送步骤：网关将数据发送至云服务器；

分析步骤：云服务器对数据进行分析；

判断步骤：云服务器根据分析的结果判断是否需要向智能多路开关控制装置发送控制指令，若是，那么将控制指令发送至网关，再由网关通过lora模块将指令发送到智能多路开关控制装置，然后执行反馈判断步骤，否则执行反馈判断步骤；

反馈判断步骤：判断是否需要向客户端进行反馈，若是，那么向客户端反馈，然后执行采集步骤，否则执行采集步骤；当发生紧急情况时，由智能多路开关控制装置的处理器控制开关，无需等待云服务器的控制指令，只负责将状态及相应数值向云服务器上报，紧急情况包括各路电流检测单元检测到的电流值大于预设的值、烟雾探测模块处理发生火灾的情况、温湿度检测模块检测到过湿、过热的情况。

各路开关具体所控制的用电器首先在云服务器注册登记，该过程可通过手机等终端app进行。

本发明优先处理紧急情况，当各路电流检测单元检测到的电流值大于预设的值时，本地直接断开相应开关，并向云服务器发报警指令，过流保护的值可接受云服务器端配置；烟雾探测模块处理发生火灾的情况；温湿度检测模块亦可对过湿、过热的紧急情况进行处理。所有紧急情况直接由智能多路开关控制装置的处理器控制开关，无需等待云服务器的控制指令，只负责将状态及相应数值向云服务器上报。

本发明还公开了一种运行所述智能多路开关控制系统的控制系统，包括：

采集模块：用于通过智能多路开关控制装置采集数据；

数据传输模块：用于智能多路开关控制装置通过lora模块将采集到的数据传输至网关；

数据发送模块：用于网关将数据发送至云服务器；

分析模块：用于云服务器对数据进行分析；

判断模块，云服务器根据分析的结果判断是否需要向智能多路开关控制装置发送控制指令，若是，那么将控制指令发送至网关，再由网关通过lora模块将指令发送到智能多路开关控制装置，然后执行反馈判断模块，否则执行反馈判断模块；

反馈判断模块：判断是否需要向客户端进行反馈，若是，那么向客户端反馈，然后执行采集模块，否则执行采集模块；

当发生紧急情况时，由智能多路开关控制装置的处理器控制开关，无需等待云服务器的控制指令，只负责将状态及相应数值向云服务器上报，紧急情况包括各路电流检测单元检测到的电流值大于预设的值、烟雾探测模块处理发生火灾的情况、温湿度检测模块检测到过湿、过热的情况。

红外收发模块用于空调等红外遥控器的学习与红外发射控制空调等设备，学习到的数据存在云服务器中，红外学习过程的控制可通过结合手机等终端app完成。

人体识别模块用于检测当前环境是否有人，与光照度检测模块结合可用来控制照明开关及温湿度调节，与温湿度检测模块结合可用于控制空调的开关，具体控制与各路开关实际所控制的用电器相关，由云服务器决策。

人刚进入或离开环境以及上述的紧急情况发生时采集所有信息并上报云服务器，其它无特殊情况定时采集上报。

当云服务器的控制指令与本地开关按钮的控制冲突时，优先响应本地开关按钮的控制，并将对应开关状态上传至云服务器，上述紧急情况除外。

例如，在商场中，在每个区域安装智能多路开关控制装置，并将照明、空调等接到智能多路开关控制装置的不同开关上，然后在云服务器上注册登记。智能多路开关控制装置的各个环境检测模块采集的数值、检测到的各路电流值、人体识别结果以及语音控制指令通过lora模块上传到网关，再由网关上传到云服务器，云服务器根据所得到的信息再结合各路开关实际所控制的用电器进行综合分析、决策，最后将控制指令发到智能多路开关控制装置进行相应控制与环境调节，决定是否开关或调节相应区域的照明、空调等用电器，同时该系统对各种漏电、火灾等紧急情况做相应的关电处理并将信息上报云服务器。

本发明采用各种传感器与智能策略的结合有效地解决了无法及时关闭某些用电器而造成的用电浪费的问题，并且使漏电、火灾等紧急情况得到及时处理，由于各路开关都有独立的过流保护机制，各路用电互不影响，由于采用lora技术，所以功耗可以做到低，适合各种特殊应用场合下对用电的集中管理。

综上，本发明采用lora通信技术、人体识别、语音识别、各路开关的过流保护、周围环境监测各个单元模块的结合，利用lora的低功耗、长距离及低价格特点实现楼宇各路开关的集中控制；各路开关的电流检测单元实现用电器的保护并互相不受影响；再配合红外阵列传感器，语音识别模块，温湿度传感器、光照度传感器、烟雾传感器、红外收发模块的综合检测实现多路开关的智能控制与环境调节。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。