一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统的制作方法

本发明涉及智能家居技术领域，特别涉及一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统领域。

背景技术：

在大数据技术高度发展的当下，建设高安全性智能安全家居系统是现代智能家居发展的一个重要方向，智能家居是利用先进的计算机嵌入式芯片、数据网络通信技术、通信线路布线技术，并参照人体工程学原理以及充分融合大众用户的个性需求，将与日常家庭生活密切相关的电子设备、电器以及其他生活设施紧密地连接在一起，如电视、空调、洗衣机、照明灯具、室内窗帘、家庭环境传感器和安防监控设备等，现有的高安全性智能安全家居系统大多朝着提高防盗和自动化水平的方向发展。

例如现有的中国专利号为201810364730.8公开了一种智能家居控制系统，操作者可以通过动作信息对智能家居控制系统中的家用设备进行操作，在提高智能家居控制系统安全性的同时，使得操作者不再需要使用遥控器对家用设备进行操作，只要通过动作就能够按照自己的意愿控制家用设备，但是此种智能家居系统不适合独居且行动不便的老年人和患者使用，对行动不便的独居老人和患者而言，由于一些突发意外(比如摔倒、晕厥)易对独居老人和患者造成伤害，且发生伤害后无法得到及时合理且有效的救助，这时就需要一种能够适合于独居老人和患者的智能家居系统，为了解决上述问题，我们提出一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统，可以有效解决背景技术中的问题：现有的智能家居系统不适合独居且行动不便的老年人使用，对行动不便的独居老人和患者而言，由于一些突发意外易对独居老人和患者造成伤害，且发生伤害后无法得到及时合理且有效的救助，这时就需要一种能够适合于独居老人和患者的智能家居系统。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统，包括开关控制单元、烟火辨别模块、主控制器、无线传输模块、人身安全模块、防盗安全模块、报警模块、自适应电源、行为模拟模块、人机交互模块和识别传感模块；

所述主控制器适于控制整个系统的运行，所述烟火辨别模块适于通过分布在屋内的多个烟雾和煤气泄漏传感器来识别火灾和煤气泄漏危害；

所述开关控制单元适于控制门窗和电器的开关，所述无线传输模块适于提供无线局域网以实现各个模块的互相连接，所述人身安全模块适于识别人体的基本情况；

所述防盗安全模块适于通过密码锁等安全装置以保障财产安全，所述报警模块适于通过综合人身安全和防盗安全的情况进行报警，所述自适应电源适于为整个系统运行提供备用电源；

所述行为模拟模块适于对使用者的行为进行模拟以判断使用者的身体状况，所述人机交互模块适于通过人机交互平台控制和观察房屋内部的情况，所述识别传感模块适于通过多个传感器来识别屋内人员和屋内部的整体情况。

本发明进一步的改进在于，所述识别传感模块包括设置在房屋内部的监控探头、设置在屋内底板内部的压力传感器、设置在各个模块接口处的端口识别传感器、设置在屋内人员手臂的智能手环、设置在房间各个部位的多种环境传感器和设置在房屋门窗上的门窗传感器，所述监控探头适于对房间内部进行无死角全方位监控，所述压力传感器适于感受底板的受力情况来识别屋内的人员是否摔倒，所述智能手环适于识别屋内人员的脉搏和血压等身体指标，所述端口识别传感器适于识别各个模块连接接口是否连通，所述门窗传感器包括设置在房屋防护门表面的门禁装置和设置在窗户表面的光照、风速和雨水等传感器。

本发明进一步的改进在于，所述人身安全模块可实现对检测老年人身体情况的识别，所述识别步骤如下：

s1：通过设置在地板上的压力传感器感受地板的压力变化，并通过设置在屋内的声音传感器感受老人发生碰撞的声响，以此初步判断老人是否摔倒并快速记录该时间段屋内各种环境的基本情况；

s2：主控制器控制智能手环呈现开启模式，智能手环内部的重心感应器以感应患者的重心，判断患者是否真的摔倒，智能手环同时测量老人的脉搏和血压以快速判断老人的目前的身体情况；

s3：主控制器通过视频回放的方式，结合房屋内部当时的各种环境的基本情况建立房屋内部的虚拟模型；

s4：主控制器对患者的摔倒时的动作在模型中模拟出来，并寻找在摔倒过程中与正常动作不同的异常行为，并快速通过物联网结合当时的基本情况找到该异常行为发生的原因；

s5：通过识别传感模块识别患者现在的情况并结合患者发生异常的原因以判断患者的现在的身体情况，这样为医护人员、社区人员和患者的亲属提供最佳的解决方案。

本发明进一步的改进在于，所述人机交互模块包括安装在家庭内部的家庭显示终端、安装在社区管理部门的社区终端、安装在医院等安全部门的安全部门终端和安装在独居老人子女或亲人手机上的移动手机终端，所述家庭显示终端适于根据家庭人员改变家用电器的运行情况，所述社区终端适于实时显示社区中各个屋内的基本情况，所述安全部门终端适于通过探测报警信号对各个屋内的各种情况进行快速处理，所述移动手机终端适于对老人屋内的各种情况进行实时监测。

本发明进一步的改进在于，所述行为模拟模块适于对老人摔倒的过程进行全过程模拟，在异常行为识别阶段，首先对患者的摔倒过程的视频进行提取，找出异常行为的基本情况，然后通过互联网和大数据寻找老人摔倒前的异常行为与老人现在的行为进行比较来识别异常行为发生的原因，最后结合患者的摔倒后的基本情况加权平均后来发布患者的受伤等级和受伤原因，以给医护人员提供治疗的判断依据。

本发明进一步的改进在于，所述开关控制单元通过控制电机来对门窗控制模块进行控制，所述开关控制单元通过控制电机的转动以带动屋门转动以实现屋门的开关，所述开关控制单元通过控制电机的转动以带动窗和窗帘的移动以满足对屋内采光和通风的需求，所述开关控制单元通过对各个电性开关的控制来控制屋内各个用电器械的通断电以满足使用者对屋内的各个电器的使用需要。

本发明进一步的改进在于，所述无线传输模块为新型cc2530无线芯片，这样可形成传输距离远和传输速率快的zigbee无线传感网，所述zigbee无线传感网相对其他无线传感技术具备很好的适应性，新型cc2530无线芯片与设计的节点外围控制电路可以很好地实现设备节点间数据的互通互联，结合系统中语音控制技术，形成高效的智能化交互控制平台。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

通过设置的人身安全模块、行为模拟模块和识别传感模块配合使用，通过对独居人员的行为动作进行快速追踪，同时行为模拟模块对独居人员的行为进行模拟和分析，并结合多个识别传感器收集的环境和独居人员的身体的基本数据，并通过大数据分析以判断人员的身体状态和病情，进而使医护人员、社区工作人员和亲属快速了解独居患者的情况，为医护人员的救治提供时间和有效的科学依据，特别适合独居且行动不便的老年人使用，具有较好的创造性和智能化水平。

附图说明

图1为本发明一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统的整体系统示意图。

图2为本发明一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统的识别传感模块系统示意图。

图3为本发明一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统的人机交互模块系统示意图。

图4为本发明一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统的人身安全模块系统示意图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一号”、“二号”、“三号”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例1

如图1-4所示，一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统，包括开关控制单元、烟火辨别模块、主控制器、无线传输模块、人身安全模块、防盗安全模块、报警模块、自适应电源、行为模拟模块、人机交互模块和识别传感模块；

主控制器适于控制整个系统的运行，烟火辨别模块适于通过分布在屋内的多个烟雾和煤气泄漏传感器来识别火灾和煤气泄漏危害；

开关控制单元适于控制门窗和电器的开关，无线传输模块适于提供无线局域网以实现各个模块的互相连接，人身安全模块适于识别人体的基本情况；

防盗安全模块适于通过密码锁等安全装置以保障财产安全，报警模块适于通过综合人身安全和防盗安全的情况进行报警，自适应电源适于为整个系统运行提供备用电源；

行为模拟模块适于对使用者的行为进行模拟以判断使用者的身体状况，人机交互模块适于通过人机交互平台控制和观察房屋内部的情况，识别传感模块适于通过多个传感器来识别屋内人员和屋内部的整体情况。

识别传感模块包括设置在房屋内部的监控探头、设置在屋内底板内部的压力传感器、设置在各个模块接口处的端口识别传感器、设置在屋内人员手臂的智能手环、设置在房间各个部位的多种环境传感器和设置在房屋门窗上的门窗传感器，监控探头适于对房间内部进行无死角全方位监控，压力传感器适于感受底板的受力情况来识别屋内的人员是否摔倒，智能手环适于识别屋内人员的脉搏和血压等身体指标，端口识别传感器适于识别各个模块连接接口是否连通，门窗传感器包括设置在房屋防护门表面的门禁装置和设置在窗户表面的光照、风速和雨水等传感器。

人身安全模块可实现对检测老年人身体情况的识别，识别步骤如下：

s1：通过设置在地板上的压力传感器感受地板的压力变化，并通过设置在屋内的声音传感器感受老人发生碰撞的声响，以此初步判断老人是否摔倒并快速记录该时间段屋内各种环境的基本情况；

s2：主控制器控制智能手环呈现开启模式，智能手环内部的重心感应器以感应患者的重心，判断患者是否真的摔倒，智能手环同时测量老人的脉搏和血压以快速判断老人的目前的身体情况；

s3：主控制器通过视频回放的方式，结合房屋内部当时的各种环境的基本情况建立房屋内部的虚拟模型；

s4：主控制器对患者的摔倒时的动作在模型中模拟出来，并寻找在摔倒过程中与正常动作不同的异常行为，并快速通过物联网结合当时的基本情况找到该异常行为发生的原因；

s5：通过识别传感模块识别患者现在的情况并结合患者发生异常的原因以判断患者的现在的身体情况，这样为医护人员、社区人员和患者的亲属提供最佳的解决方案。

人机交互模块包括安装在家庭内部的家庭显示终端、安装在社区管理部门的社区终端、安装在医院等安全部门的安全部门终端和安装在独居老人子女或亲人手机上的移动手机终端，家庭显示终端适于根据家庭人员改变家用电器的运行情况，社区终端适于实时显示社区中各个屋内的基本情况，安全部门终端适于通过探测报警信号对各个屋内的各种情况进行快速处理，移动手机终端适于对老人屋内的各种情况进行实时监测。

行为模拟模块适于对老人摔倒的过程进行全过程模拟，在异常行为识别阶段，首先对患者的摔倒过程的视频进行提取，找出异常行为的基本情况，然后通过互联网和大数据寻找老人摔倒前的异常行为与老人现在的行为进行比较来识别异常行为发生的原因，最后结合患者的摔倒后的基本情况加权平均后来发布患者的受伤等级和受伤原因，以给医护人员提供治疗的判断依据。

开关控制单元通过控制电机来对门窗控制模块进行控制，开关控制单元通过控制电机的转动以带动屋门转动以实现屋门的开关，开关控制单元通过控制电机的转动以带动窗和窗帘的移动以满足对屋内采光和通风的需求，开关控制单元通过对各个电性开关的控制来控制屋内各个用电器械的通断电以满足使用者对屋内的各个电器的使用需要。

无线传输模块为新型cc2530无线芯片，这样可形成传输距离远和传输速率快的zigbee无线传感网，zigbee无线传感网相对其他无线传感技术具备很好的适应性，新型cc2530无线芯片与设计的节点外围控制电路可以很好地实现设备节点间数据的互通互联，结合系统中语音控制技术，形成高效的智能化交互控制平台。

通过采用上述技术方案：本发明通过设置的人身安全模块、行为模拟模块和识别传感模块配合使用，通过对独居人员的行为动作进行快速追踪，同时行为模拟模块对独居人员的行为进行模拟和分析，并结合多个识别传感器收集的环境和独居人员的身体的基本数据，并通过大数据分析以判断人员的身体状态和病情，进而使医护人员、社区工作人员和亲属快速了解独居患者的情况，为医护人员的救治提供时间和有效的科学依据，特别适合独居且行动不便的老年人使用，具有较好的创造性和智能化水平。

需要说明的是，本发明为一种基于zigbee的高安全性智能家居控制系统，在使用时，老人在房屋内部活动，通过设置在地板上的压力传感器感受地板的压力变化，并通过设置在屋内的声音传感器感受老人发生碰撞的声响，以此初步判断老人是否摔倒并快速记录该时间段屋内各种环境的基本情况，主控制器控制智能手环呈现开启模式，智能手环内部的重心感应器以感应患者的重心，判断患者是否真的摔倒，智能手环同时测量老人的脉搏和血压以快速判断老人的目前的身体情况，主控制器通过视频回放的方式，结合房屋内部当时的各种环境的基本情况建立房屋内部的虚拟模型，主控制器对患者的摔倒时的动作在模型中模拟出来，并寻找在摔倒过程中与正常动作不同的异常行为，并快速通过物联网结合当时的基本情况找到该异常行为发生的原因，行为模拟模块对老人摔倒的过程进行全过程模拟，在异常行为识别阶段，首先对患者的摔倒过程的视频进行提取，找出异常行为的基本情况，然后通过互联网和大数据寻找老人摔倒前的异常行为与老人现在的行为进行比较来识别异常行为发生的原因，最后结合患者的摔倒后的基本情况加权平均后来发布患者的受伤等级和受伤原因，以给医护人员提供治疗的判断依据，人机交互模块包括安装在家庭内部的家庭显示终端、安装在社区管理部门的社区终端、安装在医院等安全部门的安全部门终端和安装在独居老人子女或亲人手机上的移动手机终端，家庭显示终端根据家庭人员改变家用电器的运行情况，社区终端实时显示社区中各个屋内的基本情况，安全部门终端通过探测报警信号对各个屋内的各种情况进行快速处理，移动手机终端对老人屋内的各种情况进行实时监测，本发明通过设置的人身安全模块、行为模拟模块和识别传感模块配合使用，通过对独居人员的行为动作进行快速追踪，同时行为模拟模块对独居人员的行为进行模拟和分析，并结合多个识别传感器收集的环境和独居人员的身体的基本数据，并通过大数据分析以判断人员的身体状态和病情，进而使医护人员、社区工作人员和亲属快速了解独居患者的情况，为医护人员的救治提供时间和有效的科学依据，特别适合独居且行动不便的老年人使用，具有较好的创造性和智能化水平。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。