一种用于智能家居的压力感应器、控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种智能家居设备，尤其是一种用于智能家居的压力感应器、压力感应器控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]压力感应的目的在于感应室内人的移动，现有技术中，压力感应器作为一种灯光控制的手段，于室内地板、坐垫的设置压力感应器从而控制压力感应器所在的灯光的开与关，现有技术的压力感应器作用单一，不能和智能家居的其他设备形成联动控制。
【发明内容】
[0004]为解决上述技术问题中压力感应器的作用单一、不能与其他智能家居设备形成联动控制的技术缺陷，本发明提供了一种更加智能化、节能的压力感应器。为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案:
[0005]一种用于智能家居的压力感应器，包括:
[0006]Z-WAVE压力处理模块、天线模块E、电源模块、电容式压力传感器S1、比较器Ul、运算放大器U2 ；
[0007]电容式压力传感器SI，用于采集压力信号，并将压力信号发送至运算放大器U2、比较器Ul、Z-WAVE压力处理模块；
[0008]运算放大器U2，用于放大电容式压力传感器SI输出的压力信号，并产生基准信号以发送给与运算放大器U2连接的比较器Ul ;
[0009]比较器U1，用于接收电容式压力传感器SI输出的压力信号与运算放大器输出的基准信号，并对其进行比较，判断电容式压力传感器Si是否有事件产生，且将判断将信号发送给Z-WAVE压力处理模块；
[0010]Z-WAVE压力处理模块，用于接收和处理电容式压力传感器S1、比较器U1、运算放大器U2的输出信号，将处理得到的信号发送给天线模块；
[0011 ] 天线模块，用于所述压力传感器并入到Z-WAVE网络，为所述Z-WAVE压力处理模块与Z-WAVE网络中的设备进行Z-WAVE数据通信；
[0012]电源模块，用于为电容式压力传感器S1、比较器U1、运算放大器U2提供电能。
[0013]相应于压力感应器，本发明还提供一种包括上述压力感应器的压力感应器控制系统，另外还包括控制主机、灯光控制器、灯具；所述压力感应器用于采集所受外力以及外力的变化，并通过Z-WAVE网络向控制主机发送信号；所述控制主机对压力感应器发送的信号进行数据处理，产生灯光控制命令，通过Z-WAVE网络发送给灯光控制器；所述灯光控制器执行所述控制主机发送的灯光控制命令，触发所述灯具的开关或亮度调节。
[0014]进一步地，所述控制主机包括电源模块管理单元、路由控制单元、路由存储单元、ZJIave无线通信单元和Z_Wave存储单元；所述电源模块管理单元为所述路由控制单元、路由存储单元、ZJIave无线通信单元以及Z_Wave存储单元提供工作电源；所述路由存储单元用于为所述路由控制单元存储数据；所述Z_Wave存储单元用于为所述Z_Wave无线通信单元存储数据；所述路由控制单元用于所述控制主机通过以太网接口与所述上位机通信，所述Z_Wave无线通信单元与所述路由控制单元之间通过通用串行总线连接通信；所述Z_Wave无线通信单元用于所述控制主机在所述Z_Wave网络中通信。
[0015]进一步地，所述控制主机还包括用于接收来自WIFI网络的控制信号的WIFI通信单元，所述WIFI通信单元与所述路由控制单元之间通过PCI总线连接通信。
[0016]进一步地，所述控制主机还包括与所述Z_Wave无线通信单元连接的SPI接口单元，用于Z_Wave无线通信单元与外接设备通过SPI总线通信。
[0017]相应地，本发明还提供一种用于智能家居的压力感应器控制系统的控制方法，包括以下步骤:
[0018]上位机与控制主机构成的控制主机为所述Z_Wave网络中的压力感应器、报警系统、灯光控制器的信息进行初始化设置；
[0019]控制主机为Z_Wave网络中的压力感应器、报警系统、灯光控制器设置联动关系；
[0020]上位机控制压力感应器开启数据采集工作，上位机实时显示压力感应器所采集的压力数据；
[0021]当压力感应器检测到所受压力异常时，控制主机根据接收到的数据压力数据，发出灯光控制命令给灯光控制器，灯光控制器执行灯光控制命令，触发灯具的开关或亮度调
-K-T。
[0022]技术效果:
[0023]本发明提供一种用于智能家居的压力感应器，包括:Z-WAVE压力处理模块、天线模块E、电源模块、电容式压力传感器S1、比较器Ul、运算放大器U2 ；
[0024]电容式压力传感器SI，采集压力信号，发送到运算放大器U2、比较器UUZ-WAVE压力处理模块；
[0025]运算放大器U2，接收电容式压力传感器SI所采集到的压力信号并进行运算放大，产生基准信号，发送基准信号到与运算放大器U2连接的比较器Ul ;
[0026]比较器U1，接收电容式压力传感器SI的信号，与基准信号对比，判断SI是否有事件产生，并将信号送出；
[0027]Z-WAVE压力处理模块，接收处理电容式压力传感器S1、比较器Ul、运算放大器U2发送的信号，通过连接Z-WAVE压力处理模块的天线模块发送对信号的处理结果；
[0028]电源模块为电容式压力传感器S1、比较器U1、运算放大器U2提供电能。
[0029]运算放大器U2延时输出基准信号，电容式压力传感器SI受压力时，比较器Ul能够对比受压力的电信号、以及未受压力的基准信号，射频处理接收比较器Ul的信号后能够识别处理地板的受力，持续受力时，基准信号恢复为受压力的基准信号，比较器不输出信号，Z-WAVE压力处理模块停止识别处理其他元件发送过来的信号，本发明的压力传感器能够识别出移动的人体以及放置在地板上的静止物品，更加智能化，调节灯光时更加的节能。
[0030]另外用于智能家居的压力感应器控制系统，包括压力感应器、控制主机、上位机、报警系统、灯光控制器；压力感应器、报警系统、灯光控制器与控制主机连接构成z-wave网络，上位机通过控制主机接入ziave网络并且控制压力感应器、报警系统、灯光控制器。本发明控制系统能够和智能家居的其他设备形成联动控制，使智能家居系统更加智能、节能。
【附图说明】
[0031]图1为Z-WAVE压力处理模块及天线模块电路图；
[0032]图2为运算放大器U2、比较器Ul电路图；
[0033]图3为压力传感器电路图；
[0034]图4为电源模块电路图；；
[0035]图5为压力感应器的示为意配置框图；
[0036]图6为压力传感器控制系统的示为意配置框图；
[0037]图7为本发明的信号放大器的结构框图；
[0038]图8为本发明的信号放大器的数据输入模块电路图；
[0039]图9为本发明的信号放大器的电源转换模块电路图；
[0040]图10为本发明的信号放大器的信号放大模块电路图；
[0041]图11为本发明的信号放大器的中断电路图；
[0042]图12为本发明的信号放大器的闪存模块电路的电路图图；
[0043]图13为本发明的信号放大器的z-wave信号处理模块电路图；
[0044]图14为本发明的信号放大器的电压调整电路的电路图；
[0045]图15为本发明的信号放大器的天线ANTl电路图。
【具体实施方式】
[0046]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0047]实施例一:
[0048]本实施例提供一种用于智能家居的压力感应器，如图5所示，包括Z-WAVE压力处理模块、天线模块E、电源模块、电容式压力传感器S1、比较器U1、运算放大器U2。
[0049]如图1?4所示，电容式压力传感器SI，用于采集压力信号并将压力信号发送到运算放大器U2、比较器Ul，并触发Z-WAVE压力处理模块的工作模式。具体地，电容式压力传感器SI设置第I脚、第2脚、第3脚、第4脚、第5脚、第8脚接数字地；第6脚与电容Ccomp一端，比较器Ul、运算放大器U2、电容CREF —端连接；第7脚Mc连接连接器的第7脚，还接于Z-WAVE压力处理模块的第5脚。
[0050]运算放大器U2，用于接收电容式压力传感器SI所采集到的压力信号并进行运算放大，产生基准信号，并发送基准信号到与运算放大器U2连接的比较器U1。具体地，运算放大器U2设置第I脚接电容CREF另一端、芯片Ul的第2脚、芯片U2的第7脚、第2脚接电容CREF —端、芯片Ul第I脚、电容Ccomp的一端、电容式压力传感器SI的第6脚；第3脚接电源模块BATl的VCC/2 ;第4脚接地；第5脚接电阻R6 —端、射频模块的第15脚；第6脚接射频模块的第15脚；第8脚接电阻R4 —端、电阻R5 —端，电阻R5另一端接地；第9脚接电阻R4另一端、连接器的第9脚；第10脚接电容C3 —端，VCC电源模块，电容C3另一端接地。
[0051]比较器U1，接收电容式压力传感器SI输出的压力信号以及运算放大器输出的基准信号，对接收的信号进行对比，判断电容式压力传感器Si是否有事件产生，并将信号发送给Z-WAVE压力处理模块。具体地，芯片Ul第I脚连接电容Ccomp —端、电容式压力传感器SI的第6脚、芯片U2的第2脚、电容CREF —端；设置第2脚连接芯片U2的第I脚、电容CREF另一端、芯片U2第7脚；设置第3脚接数字地，设置第4脚连接连接器的第8脚、连接Z-WAVE压力处理模块的第4脚，设置第5脚经接数字地的电容C4滤波连接电源模块VCC。
[0052]Z-WAVE压力处理模块，用于接收处理电容式压力传感器S1、比较器U1、运算放大器U2的输出信号，将处理得到的信号发送给天线模块。具体地，Z-WAVE压力处理模块设有第I脚、第2脚、第3脚、第4脚、第5脚、第6脚、第7脚、第8脚、第9脚、第10脚、第11脚、第12脚、第13脚、第14脚、第15脚、第16脚、第17脚、第18脚。第I脚、第6脚、第12脚、第16脚、第17脚接数字地，第2脚经电阻R3连接电源模块VCC。
[0053]天线模块用于将压力感应器并入到Z-WAVE网络，为Z-WAVE压力处理模块与Z-WAVE网络中的设备进行Z-WAVE数据通信其中，天线模块E设有滤波电路，滤波电路连接Z-WAVE压力处理模块的第18脚。
[0054]电源模块为电容式压力传感器S1、比较器U1、运算放大器U2提供电能。其中，电源模块Batl正极经开关输出电源模块VCC，负极接地，电源模块VCC连接电阻Rl的一端，经电阻R2接地，电阻Rl的另一端输出电源模块VCC/2。VCC电源模块滤波电路中，电源模块VCC连接电感LI，电感LI经并联接数字地的电容Cl、电容C2与Z-WAVE压力处理模块的第11脚连接。
[0055]进一步地，压力传感器的工作过程如下:
[0056]启动电源模块，压力感应器进入工作状态，Z-WAVE压力处理模块处于休眠状态；
[0057]当电容式压力传感器SI检测到的环境压力电信号为人体感应的时候，其产生唤醒信号，并发送给Z-WAVE压力处理模块使其从休眠状态切换到工作状态；电容式压力传感器SI采集环境压力电信号发送到比较器Ul、运算放大器U2，运算放大器U2对环境压力电信号进行运算放大处理，产生基准信号，并且把基准信号发送到比较器Ul ;
[0058]电容式压力传感器受到压力变化时，传递压力信号到比较器U1、运算放大器U2，比较器Ul对比压力信号与延时的基准信号，判断电容式压力传感器SI是否有事件产生:比较器Ul对比环境压力信号和经运算