[發明專利]一種基于WIFI技術的智能家居控制與安防系統

在審

• 申請號: 201911117078.0
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN110716443A
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 于天河;吳步
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: G05B15/02
• 分類號: G05B15/02;G05B19/418
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明是一種基于WIFI技術的智能家居控制與安防系統，屬于物聯網技術領域。本發明提供了一種能夠幫助人們遠程獲取室內的環境信息、紅外控制電器設備開關、室內視頻監控、火災精準報警、語音控制和LCD界面顯示信息的方法。數據采集模塊利用煙霧傳感器、溫度傳感、一氧化碳傳感器進行數據采集實現精準判斷室內火災；WIFI無線通信模塊與語音模塊互聯控制室內電器多功能開關，紅外控制模塊實現對室內所有紅外可控設備的控制；視頻模塊達到對室內視頻圖像的采集；加速度傳感器模塊可以監測建筑的振動的頻率和方向，可以實時監測建筑的安全狀況，LCD顯示采集到的數據信息。本發明主要用于智能家居的控制和安防。

技術領域

本發明具體涉及一種基于WIFI無線傳輸的單片機多數據采集以及家用設備智能控制系統，屬于物聯網技術領域。

背景技術

隨著科學技術的發展和人們生活水平的提高，人們越來越注重自己生活環境的舒適、安全與便利。嵌入式技術的發展使得微處理器系統的性能不斷提高，價格不斷下降。云計算技術的應用，更是給智能家居帶來了新的概念和發展機遇。物聯網技術的興起使各種家庭設備互相連接成為可能，智能家居是以家庭環境為基礎，融合傳感器技術、網絡通訊技術、自動控制技術、人工智能技術等，通過家庭信息管理平臺，將家居生活的有關設備連接在一起，構建高效的住宅設施與管理系統，從而提升家居的方便性和安適性。智能家居作為順應人們需求的產物，將成為未來家居生態的核心。

目前傳統的家居還存在很大的缺陷和不足，一是智能家居產品太多太雜，大多數都是只具有單一功能的設備，而且不同設備之間不兼容，難以做到智能家居的系統化；二是對非專業人員來說，無法將眾多系統組件成智能家居系統；三是安裝維護工作繁瑣，大多數的家庭并不是從裝修就開始考慮到智能家居的需求的，更多的情況是對已有的住房進行改造，這就造成了二次裝修，重新布線等麻煩以及設備在房屋原有的基礎上搭建不方面。

發明內容

為了克服上述智能家居的各種不足之處，本發明提出了一種功能齊全的可快速實現智能化的家居控制和安防系統，與現有技術相比，該設備有效解決了一下幾個關鍵問題：一方面有效解決人們遠程獲取室內的環境信息、并將所有信息通過LCD界面顯示出來，方便用戶查看；在控制室內電器設備、火災報警、安全提醒方面，采用多傳感器融合技術和語音識別技術，提高火災檢測的準確性和家庭控制的智能化；另一方面可以將所有功能集成到一個設備上，而且該設備容易在家庭中進行搭建，不對房屋結構造成二次損害，而且該系統針對后期可能需要對設備進行升級的問題，可以不需要拆開設備實現遠程對設備進行升級改造。

本發明所涉及的一種基于WIFI技術的智能家居控制與安防系統的技術方案具體如下：

該系統的設計主要部分包括以下幾個方面：2個STM32主控MCU模塊、環境檢測模塊、火災檢測模塊、語音識別模塊、紅外信號收發模塊、加速度檢測模塊、攝像頭采集模塊、外部存儲模塊、WIFI通信模塊、LCD顯示模塊；考慮到使用方便性和能耗問題設計了電源模塊，設備將由220V市電直接供電，內部設計交流轉直流穩壓電路，輸出12V直流電壓，給通訊及數據采集板和圖像及振動采集板供電。兩塊MCU分別處理不同的任務，它們之間通過USART直接連接實現數據的交互功能。

所述的環境檢測模塊包含對家庭環境的各種數據監測,包括BME280對環境的溫濕度、大氣壓強采集，BH1750對光照強度采集以及PM2.5等一系列數據。通過各個模塊的傳輸協議與STM32F103主控模塊之間進行數據的傳輸，為了方便查看傳輸的數據，通過LCD界面實現將環境數據顯示到LCD界面上。

所述的火災監測模塊主要根據火災發生過程通常會伴隨著光、煙霧、溫度、有毒氣體濃度的變化，根據分析這些數據的變化特征，可以判斷火災發生不同狀態，本系統將采集的環境溫度、煙霧濃度、一氧化碳濃度數據作為探測火災的特征參量，并對數據進行融合處理，綜合判斷檢測環境的火災發生情況，當處于危險狀態下，單片機模塊通過檢測內部數據的閾值將通過語音控制模塊發出語音報警功能。