[發(fā)明專利]一種基于Arduino的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)及方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910506690.0
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110262330A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發(fā)明（設計）人: 陳文杰;吳宗澤;麥達明;蔡倩倩;李建中
• 申請（專利權）人: 廣東工業(yè)大學
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042;G01D21/02;G08C17/02
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 張金福

1.一種基于Arduino的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括監(jiān)測傳感模塊、Arduino UNO中央控制平臺模塊、紅外模塊、WiFi模塊、繼電器模塊、云服務器模塊、數(shù)據(jù)庫模塊、瀏覽器模塊及家居設備；所述監(jiān)測傳感模塊包括人體紅外傳感器、溫濕度傳感器、光照度傳感器、氣體傳感器、煙霧傳感器及用于語音采集與識別的語音識別模塊；所述紅外模塊包括紅外接收模塊與紅外發(fā)射模塊；所述家居設備包括加濕器、空調(diào)、智能燈泡、電動窗簾及排氣扇中的任意一種或多種；

人體紅外傳感器、溫濕度傳感器、光照度傳感器、氣體傳感器、煙霧傳感器及語音識別模塊的輸出端與所述Arduino UNO中央控制平臺模塊的輸入端單向電連接；所述ArduinoUNO中央控制平臺模塊的輸出端與紅外發(fā)射模塊的輸入端為單向電連接；所述Arduino UNO中央控制平臺模塊的輸入端與紅外接收模塊的輸出端為單向電連接；所述Arduino UNO中央控制平臺模塊與WiFi模塊為雙向通信連接；所述Arduino UNO中央控制平臺模塊的輸出端與繼電器模塊輸入端單向電連接，所述繼電器模塊的輸出端與所述家居設備的電動窗簾、排氣扇為單向電連接；所述紅外模塊通過控制信號將空調(diào)、加濕器與Arduino UNO中央控制平臺模塊連接；所述WiFi模塊通過無線局域網(wǎng)將智能燈泡與Arduino UNO中央控制平臺模塊連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的基于Arduino的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述人體紅外傳感器通過人體溫度發(fā)射的紅外線監(jiān)測室內(nèi)是否有人，監(jiān)測范圍為7米以內(nèi)；所述溫濕度傳感器通過感濕端與測溫端對濕度和溫度進行檢測；所述光照度傳感器通過光敏二極管對室內(nèi)光照度進行檢測；所述氣體傳感器檢測CO₂氣體，用于分析室內(nèi)人的數(shù)量對空氣流動的影響，所述煙霧傳感器用于檢測廚房區(qū)域可燃氣體及粉塵的濃度；所述語音識別模塊通過指令對家居設備的開關進行控制。

3.根據(jù)權利要求1所述的基于Arduino的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述Arduino UNO中央控制平臺模塊通過不同的IO接口與所述監(jiān)測傳感模塊的數(shù)據(jù)接口進行電連接，獲取監(jiān)測傳感模塊采集的數(shù)據(jù)，Arduino UNO中央控制平臺模塊將獲取的傳感器數(shù)據(jù)打包成字符串，經(jīng)WiFi模塊利用MQTT協(xié)議將數(shù)據(jù)傳輸至云服務器，通過流分析服務切割數(shù)據(jù)字符串，并存儲進數(shù)據(jù)庫中，所述瀏覽器查看并讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，對環(huán)境數(shù)據(jù)進行設置且反饋到云服務器，云服務器利用MQTT協(xié)議將瀏覽器設置的環(huán)境數(shù)據(jù)傳輸至WiFi模塊，Arduino UNO中央控制平臺模塊通過WiFi模塊獲得瀏覽器對環(huán)境數(shù)據(jù)的設置值，調(diào)節(jié)控制家居設備。

4.根據(jù)權利要求3所述的基于Arduino的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述Arduino UNO中央控制平臺模塊在獲取監(jiān)測傳感模塊采集的數(shù)據(jù)后，首先與環(huán)境數(shù)據(jù)閾值進行比較分析，然后將數(shù)據(jù)進行傳輸和存儲。

5.根據(jù)權利要求4所述的基于Arduino的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境數(shù)據(jù)閾值包括溫度閾值、濕度閾值、CO₂氣體濃度閾值、煙霧濃度閾值及光照度閾值。

6.根據(jù)權利要求1所述的基于Arduino的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，空調(diào)遙控器、加濕器遙控器對紅外接收模塊發(fā)射紅外控制信號，紅外接收模塊將接收到的紅外控制信號傳輸至Arduino UNO中央控制平臺模塊，Arduino UNO中央控制平臺模塊將控制信號存儲記錄，通過紅外發(fā)射模塊產(chǎn)生與空調(diào)遙控器、加濕器遙控器同樣的控制信號，控制空調(diào)與加濕器。

7.根據(jù)權利要求6所述的基于Arduino的智能家居環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外發(fā)射模塊的有效控制范圍為8.5米。