专利名称：一种基于无线传感网络的智能家居监控系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及智能家居领域，具体涉及一种智能家居监控系统。
背景技术：
无线传感网络是由大量随机分布的传感器节点通过无线通信技术，以自组织和多跳的方式构成的无线网络，其目的是实现数据的采集、处理和传输，并报告给用户。该技术集成了三大基础技术:传感器技术、计算机技术和通信技术。美国国家仪器(NationalInstruments，简称)有限公司在一定程度上促进了无线传感网络技术的迅速发展，而无线传感网络技术发展的同时也为智能家居的发展带来了巨大的市场价值。尽管我国智能家居企业尚处于初级阶段，但随着相关的智能家居系统、理论不断地发展和完善，不久，智能家居的产业必将更加成熟。目前相关的智能家居产品在国内外已经出现不少，但大部分产品抑或价格昂贵、抑或移动不便、布线复杂，抑或操作复杂，抑或难以扩展。一种价格低廉、移动轻便、布线简单、便于操作、容易扩展的智能家居监控设备往往是企业和人民群众所急切需要的。
实用新型内容本实用新型的目的在于，提供一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，该系统具备低功耗、易扩展、易操作等特点，可以解决上述问题。本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于，包括复数个监控子系统，所述监控子系统包括底层传感器组、无线传感网络模块、设备控制器模块；所述底层传感器组连接所述无线传感网络模块，所述无线传感网络模块连接所述设备控制器模块；所述无线传感网络模块包括测量节点、网关，所述无线传感网络模块通过所述测量节点连接所述底层传感器组，并通过所述网关连接至一计算机终端。本实用新型通过传感器组来实现对某个物理量的测量与感应，并通过计算机终端统一显示控制，功耗低、易操作。而且单个监控子系统方便接入或移出整个测量网络，易安装、易扩展、易拆卸。所述网关与所述计算机终端之间通过网络路由器相连，所述网关通过以太网电缆接入所述网路路由器。所述测量节点与所述网关之间通过无线通信模块通信连接。所述测量节点采用四节碱性电池供电，所述网关采用24V电源供电。所述设备控制器模块与所述无线传感网络模块之间通过I/O端口连接。所述底层传感器组包括复数个传感器，所述传感器通过调理电路连接测量节点，所述调理电路包括滤波电路、放大电路。所述传感器可以是热释电人体红外传感器、烟雾传感器、一氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器和/或光敏传感器等。本实用新型设有多个传感器，通过多个传感器来实现对某个物理量的测量与感应，测量准确度高。所述设备控制器模块可以是控制灯具、空调、窗帘等设备开关的开关控制模块。也可以连接一报警模块，所述设备控制器模块是一用于控制报警模块的工作状态的报警控制模块。所述监控子系统包括一用于监控防盗入侵情况的防盗监控子系统，所述防盗监控子系统的底层传感器组采用热释电人体红外传感器，所述防盗监控子系统的设备控制器模块连接一语音报警模块，所述设备控制器模块是一用于控制语音报警模块的工作状态的语首报警控制t旲块。所述监控子系统包括一用于监控火灾情况的火灾监控子系统，所述火灾监控子系统的底层传感器组采用温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器，所述火灾监控子系统的设备控制器模块连接一报警模块，所述设备控制器模块是一用于控制报警模块的工作状态的报警控制模块。所述监控子系统包括一用于监控有害气体浓度的有害气体监控子系统，所述有害气体监控子系统的底层传感器组采用一氧化碳浓度传感器和/或烟雾传感器，所述有害气体监控子系统的设备控制器模块连接一无线报警模块，所述设备控制器模块是一用于控制无线报警模块的工作状态的无线报警控制模块。所述监控子系统包括一用于监控室内温湿度的环境舒适度监控子系统，所述环境舒适度监控子系统的底层传感器组采用温度传感器和湿度传感器，所述环境舒适度监控子系统的设备控制器模块连接一语音报警模块，所述设备控制器模块是一用于控制语音报警模块的工作状态的语音报警控制模块。所述监控子系统包括一用于监控室内照明开关的智能照明监控子系统，所述环境舒适度监控子系统的底层传感器组采用光敏传感器，所述环境舒适度监控子系统的设备控制器模块是一用于控制灯具开关的开关控制模块。上述5个监控子系统可以在计算机终端上以选项卡的形式呈现各个子系统的界面。与现有技术相比，本系统通过对传感器采集到的信号滤波、放大等处理后经无线传感网络上传至个人计算机，得到的各个传感器信号，并进行相应的处理，根据不同的要求进行控制的节点I/o端口以驱动相应的控制器，最后实现对相应设备的控制。
图1为本实用新型的一种结构示意图；图2为无线传感网络模块的构成示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。参照图1和图2，一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，主要包括复数个监控子系统。监控子系统包括底层传感器组1、无线传感网络模块2、设备控制器模块；底层传感器组I连接无线传感网络模块2，无线传感网络模块2连接设备控制器模块4 ;无线传感网络模块2包括测量节点21、网关22，无线传感网络模块2通过测量节点21连接底层传感器组1，并通过网关22连接至一计算机终端3。本实用新型通过传感器组来实现对某个物理量的测量与感应，并通过计算机终端3统一显示控制，功耗低、易操作。而且单个监控子系统方便接入或移出整个测量网络，易安装、易扩展、易拆卸。网关22与计算机终端3之间通过网络路由器相连，网关22通过以太网电缆接入网路路由器。测量节点21与网关22之间通过无线通信模块通信连接。测量节点21采用四节碱性电池供电，网关22采用24V电源供电。设备控制器模块4与无线传感网络模块2之间通过I/O端口连接。底层传感器组I包括复数个传感器，传感器通过调理电路连接测量节点21，调理电路包括滤波电路、放大电路。传感器可以是热释电人体红外传感器、烟雾传感器、一氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器和/或光敏传感器等。本实用新型设有多个传感器，通过多个传感器来实现对某个物理量的测量与感应，测量准确度高。设备控制器模块4可以是控制灯具、空调、窗帘等设备开关的开关控制模块。也可以连接一报警模块，设备控制器模块4是一用于控制报警模块的工作状态的报警控制模块。监控子系统包括一用于监控防盗入侵情况的防盗监控子系统，防盗监控子系统的底层传感器组I采用热释电人体红外传感器，防盗监控子系统的设备控制器模块4连接一语音报警模块，设备控制器模块4是一用于控制语音报警模块的工作状态的语音报警控制模块。监控子系统包括一用于监控火灾情况的火灾监控子系统，火灾监控子系统的底层传感器组I采用温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器，火灾监控子系统的设备控制器模块4连接一报警模块，设备控制器模块4是一用于控制报警模块的工作状态的报警控制模块。监控子系统包括一用于监控有害气体浓度的有害气体监控子系统，有害气体监控子系统的底层传感器组I采用一氧化碳浓度传感器和/或烟雾传感器，有害气体监控子系统的设备控制器模块4连接一无线报警模块，设备控制器模块4是一用于控制无线报警模块的工作状态的无线报警控制模块。监控子系统包括一用于监控室内温湿度的环境舒适度监控子系统，环境舒适度监控子系统的底层传感器组I采用温度传感器和湿度传感器，环境舒适度监控子系统的设备控制器模块4连接一语音报警模块，设备控制器模块4是一用于控制语音报警模块的工作状态的语音报警控制模块。监控子系统包括一用于监控室内照明开关的智能照明监控子系统，环境舒适度监控子系统的底层传感器组I采用光敏传感器，环境舒适度监控子系统的设备控制器模块4是一用于控制灯具开关的开关控制模块。上述5个监控子系统可以在计算机终端3上以选项卡的形式呈现各个子系统的界面。更具体地，本实用新型可通过以下步骤来实现:步骤一:将温度、火焰、光敏、气体传感器和热释电人体红外传感器组成的底层传感器组I分别固定在房间合适的位置上，以便采集相应的信息。其中，在容易监测到室内有无人体活动的位置，安装相应的红外传感器用于照明监控系统，而在易被盗贼入侵、而室内活动的人又无法被检测到的合适位置安装相应的红外传感器，用于防盗监控系统；[0036]步骤二:通过对传感器采集到的信号经调理电路(滤波和放大)后，得到的信号范围在0-5V之内，以满足测量节点21的输入要求；步骤三:将采集到的信号连接至无线传感网络模块2中测量节点21相应的输入端，每个节点采用四节碱性电池供电，并固定节点，同时将网关22连接至网络路由器，采用24V电源供电；设备控制器模块4输入端连接到节点相应的数字I/O端；步骤四:通过在计算机终端3利用LabVIEW软件分别针对每个子系统进行编程，以对测量节点21每个通道上的数据进行处理判断和控制相应的数字I/O端，并设计友好的人机交互界面；步骤五:通过利用LabVIEW自带的Web发布工具对交互界面以网页的形式进行发布，实现其远程监控的功能。在步骤四中，设置了三种模式:在家模式、离家模式和睡眠模式，当运行本程序时以供用户选择。对每个子系统实现的功能描述如下:防盗监控子系统主要利用热释电人体红外传感器分别对相应位置进行防盗监控。在任何模式下，始终开启该监控系统，一旦检测到非法入侵情况(盗情)，则立刻进行声音报警，同时向用户或物业管理中心发送报警信息。火灾监控子系统则利用三组传感器:温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器进行综合判断分析当前环境中是否有火灾发生的情况。在任何模式下始终开启该系统，若同时检测到火宅险情时，立刻进行声音报警，并向用户或物业管理中心发送报警信息。有害气体监控子系统主要针对一氧化碳、天燃气、甲烷这类有害气体。在气体传感器模块中预先设定CO气体单次测定最高浓度为2.4ppm (即3mg/m3)。在家模式和睡眠模式下，当探测到室内有害气体浓度超过该值时，自动进行语音和文本提示；若在离家模式下检测到一定浓度的有害气体时，则向用户或物业管理中心发送报警信息。环境舒适度监控子系统主要利用温度和湿度两组传感器进行判断当前环境的舒适度。当检测到室内温度低于16°C或高于30°C时进行语音和文本提示；当检测到室内湿度低于45%或高于65%时也进行相应的语音和文本提示。在家模式和睡眠模式下启动该系统，离家模式下自动关闭该系统。智能照明监控子系统主要利用一个人体红外传感器和三个光敏传感器进行判断。该系统在在家模式，当检测到室内的亮度低于601ux左右，自动点亮相应的灯泡。睡眠模式下，预先设置所有灯泡为熄灭状态，当室内的亮度低于601ux左右，同时检测到房间内有人在活动时，自动点亮相应的灯泡；在离家模式下，首先判断当前室内灯泡的状态，若有未关闭的灯泡，则提醒用户关灯。本实用新型具有实时性好、低功耗、易扩展、易操作、安装简单、移动方便等特点，能够适用于广大中低收入家庭。针对当前许多家居产品误报、漏报等情况，拥有本系统能有准确读取当前家居环境状况、并预防重大事故的发生，对于社会家居安全有一定的促进作用。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。
权利要求1.一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于，包括复数个监控子系统，所述监控子系统包括底层传感器组、无线传感网络模块、设备控制器模块； 所述底层传感器组连接所述无线传感网络模块，所述无线传感网络模块连接所述设备控制器|旲块； 所述无线传感网络模块包括测量节点、网关，所述无线传感网络模块通过所述测量节点连接所述底层传感器组，并通过所述网关连接至一计算机终端。
2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于:所述底层传感器组包括复数个传感器，所述传感器通过调理电路连接测量节点，所述调理电路包括滤波电路、放大电路。
3.根据权利要求2所述的一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于:所述传感器是热释电人体红外传感器、烟雾传感器、一氧化碳浓度传感器、温度传感器、湿度传感器和/或光敏传感器。
4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于:所述测量节点与所述网关之间通过一无线通信模块通信连接； 所述网关与所述计算机终端之间通过网络路由器相连，所述网关通过以太网电缆接入所述网路路由器。
5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于:所述设备控制器模块与所述无线传感网络模块之间通过I/o端口连接。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于:所述监控子系统包括一用于监控防盗入侵情况的防盗监控子系统，所述防盗监控子系统的底层传感器组采用热释电人体红外传感器，所述防盗监控子系统的设备控制器模块连接一语音报警模块，所述设备控制器模块是一用于控制语音报警模块的工作状态的语音报警控制模块。
7.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于:所述监控子系统包括一用于监控火灾情况的火灾监控子系统，所述火灾监控子系统的底层传感器组采用温度传感器、烟雾传感器和火焰传感器，所述火灾监控子系统的设备控制器模块连接一报警模块，所述设备控制器模块是一用于控制报警模块的工作状态的报警控制模块。
8.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于:所述监控子系统包括一用于监控有害气体浓度的有害气体监控子系统，所述有害气体监控子系统的底层传感器组采用一氧化碳浓度传感器和/或烟雾传感器，所述有害气体监控子系统的设备控制器模块连接一无线报警模块，所述设备控制器模块是一用于控制无线报警模块的工作状态的无线报警控制模块。
9.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于:所述监控子系统包括一用于监控室内温湿度的环境舒适度监控子系统，所述环境舒适度监控子系统的底层传感器组采用温度传感器和湿度传感器，所述环境舒适度监控子系统的设备控制器模块连接一语音报警模块，所述设备控制器模块是一用于控制语音报警模块的工作状态的语音报警控制模块。
10.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，其特征在于:所述监控子系统包括一用于监控室内照明开关的智能照明监控子系统，所述环境舒适度监控子系统的底层传感器组采用光敏传感器，所述环境舒适度监控子系统的设备控制器模块是一用于控制灯`具开关的开关控制模块。
专利摘要一种基于无线传感网络的智能家居监控系统，涉及智能家居领域，它包括复数个监控子系统，监控子系统包括底层传感器组、无线传感网络模块、设备控制器模块；底层传感器组连接无线传感网络模块， 无线传感网络模块连接设备控制器模块；无线传感网络模块包括测量节点、网关， 无线传感网络模块通过测量节点连接底层传感器组，并通过网关连接至一计算机终端。本实用新型通过传感器组来实现对某个物理量的测量与感应，并通过计算机终端统一显示控制，功耗低、易操作。而且单个监控子系统方便接入或移出整个测量网络，易安装、易扩展、易拆卸。
文档编号H04L29/08GK202918322SQ20122060855
公开日2013年5月1日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者蒋敏兰, 陆鑫潮, 李慧芬 申请人:浙江师范大学