基于物联网的智能家居控制装置

1.基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于，包括：连接家居外部网络的家居网关，所述家居网关连接家居中心控制器，语音、视频采集控制器、门禁控制器、照明控制器、家电控制器、家居环境传感器、家居报警器、执行器、网络连接器中的一种或者一种以上的组合通过有线或/和无线网络的方式连接家居网关。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述家居网关连接的家居外部网络包括：手机运营商的移动网络、无线互联网、有线互联网和有线电视网络。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述门禁控制器包括：门磁传感器、RFID读卡器、RFID门禁控制器和人脸识别器。
4.根据权利要求1所述的基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述照明控制器包括：吊灯控制器、壁灯控制器、射灯控制器。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述家居环境传感器包括：温度传感器、湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、煤气传感器。
6.根据权利要求1所述的基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述家居报警器包括：烟雾报警器、煤气报警器和入侵报警器。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述执行器包括窗帘控制器。
8.根据权利要求1至7任一所述的基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于：所述无线网络为无线Zigbee网络。

基于物联网的智能家居控制装置\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及智能家居控制技术领域，具体地说，涉及一种基于物联网的智能家居控制装置。 \n背景技术\n[0002] 物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“The Internet of things”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。\n[0003] 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、 智能家居-系统设计方案安全防范技术、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。\n[0004] 而现有的智能家居控制往往功能较为薄弱，无法满足现代家居的需求，同时也难以实现有网络即可控制的目的。 \n实用新型内容\n[0005] 本实用新型针对现有的智能家居控制功能较为薄弱，无法满足现代家居需求的不足，提供一种基于物联网的智能家居控制装置。\n[0006] 本实用新型所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现：\n[0007] 一种基于物联网的智能家居控制装置，其特征在于，包括：连接家居外部网络的家居网关，所述家居网关连接家居中心控制器，语音、视频采集控制器、门禁控制器、照明控制器、家电控制器、家居环境传感器、家居报警器、执行器、网络连接器中的一种或者一种以上的组合通过有线或/和无线网络的方式连接家居网关。\n[0008] 本实用新型中，所述家居网关连接的家居外部网络包括：手机运营商的移动网络、无线互联网、有线互联网和有线电视网络。\n[0009] 所述门禁控制器包括：门磁传感器、RFID读卡器、RFID门禁控制器和人脸识别器。\n[0010] 所述照明控制器包括：吊灯控制器、壁灯控制器、射灯控制器。\n[0011] 所述家居环境传感器包括：温度传感器、湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、煤气传感器。\n[0012] 所述家居报警器包括：烟雾报警器、煤气报警器和入侵报警器。\n[0013] 所述执行器包括窗帘控制器。\n[0014] 本实用新型中，所述无线网络为无线Zigbee网络。\n[0015] 本实用新型基于物联网的智能家居控制装置，通过设置各种与家电、家居相关的传感器、控制器、执行器及识别装置，以及有线网、无线网络的物理连接，实现了对家居内物品的自动控制和手动实时控制，大大提高了家居生活的品质。\n附图说明\n[0016] 以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。\n[0017] 图1为本实用新型的结构示意图。\n具体实施方式\n[0018] 为了使本实用新型的技术手段、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。\n[0019] 本实用新型的主旨在于，通过对现有智能家居控制各种需求的分析，发现现有智能家居控制功能较为薄弱，无法满足现代家居需求的不足，通过本实用新型提供一种基于物联网的智能家居控制装置。\n[0020] 参见图1，本实用新型的基于物联网的智能家居控制装置，包括家居网关1，家居网关1连接家居外部网络2，以实现家居内部与外部网络的连接，家居外部网络2则包括手机运营商的移动网络、无线互联网、有线互联网和有线电视网络等。\n[0021] 家居网关1连接一家居中心控制器3，家居中心控制器3是整个智能家居控制装置的核心，通过家居网关1控制家居控制装置各个组件的工作，这些组件可以包括语音、视频采集控制器4、门禁控制器5、照明控制器6、家电控制器7、家居环境传感器8、家居报警器9、执行器10、网络连接器11等，上述组件通过有线或者无线网络的方式与家居网关1连接，在家居中心控制器3的控制下进行工作。\n[0022] 这些组件根据不同家居的需求可以设置一种或者一种以上的任意组合，每一组件都可以通过有线或者无线网络的方式与家居网关1进行连接，对于采用有线网络还是无线网络方式与家居网关1连接，根据其自身或者控制的设备的需求进行选择，例如：控制设备和传感设备采用就近连接的方式接入到各个控制节点上，以减少布线的长度，增强美观感。\n[0023] 对于无线网络较好的是采用无线Zigbee网络，Zigbee是基于IEEE802.15.4标准的低功耗个域网协议。根据这个协议规定的技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZigBee就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术，也正适合家居智能控制的需求。\n[0024] 对于门禁控制器5可以包括门磁传感器、RFID读卡器、RFID门禁控制器和人脸识别器；照明控制器6包括吊灯控制器、壁灯控制器、射灯控制器；家居环境传感器8包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、烟雾传感器、煤气传感器；家居报警器9包括烟雾报警器、煤气报警器和入侵报警器；执行器10包括窗帘控制器。\n[0025] 为了进一步说明本实用新型，一下通过一个具体的实例进行说明：\n[0026] 语音控制器及模块\n[0027] 语音控制器模块主要为进行语音控制提供输入接口，语音控制器模块集成了语音识别处理器和一些配套的外部电路，包括AD、DA转换器、麦克风接口、声音输出接口等，可以实现语音识别/声控/人机对话功能，并且识别的关键词语列表都可以任意动态编辑。\n[0028] 本语音控制器通过快速而稳定的优化算法，完成非特定人语音识别,不需要用户事先训练和录音，识别准确率95%；每次识别最多可以设置50项候选识别句，每个识别句可以是单字、词组或短句，长度为不超10个汉字或者79个字节的拼音串。另一方面，识别句内容可以动态编辑修改，因此可由一个系统支持多种场景。\n[0029] 视频云台摄像头\n[0030] 摄像头采用海康DS-2AF1-401X高速云台高清型网络摄像头。DS-2AF1-401X采用\n1/4"索尼高性能CCD，图像清晰；精密电机驱动,反应灵敏，运转平稳，精度偏差少于0.1度，在任何速度下图像无抖动；支持RS485控制下对HIKVISION、Pelco-P/D协议的自动识别；支持三维智能定位功能，配合DVR和客户端软件可实现点击跟踪和放大；支持多语言菜单及操作提示功能，用户界面友好；支持数据断电不丢失；球机可水平方向360°连续旋转,垂直方向-2～90°旋转，无监视盲区；水平预置点速度最高可达400°/s, 垂直预置点速度最高可达200°/s；支持8条巡航扫描，每条可添加32个预置点；水平键控速度为\n0.1°～300°/s，垂直键控速度为0.1°～90°/s；支持4条花样扫描，总记录时间大于\n10分钟；支持比例变倍功能，旋转速度可以根据镜头变倍倍数自动调整；支持守望功能，预置点/花样扫描/巡航扫描/水平扫描/垂直扫描/随机扫描/帧扫描/全景扫描可在空闲状态停留指定时间后自动调用(包括上电后进入的空闲状态)；智能终端可以通过摄像头控制程序支持多路视频同时接入，将多路视频数据传输到指控中心，用户可以通过界面方便地调节每个摄像头拍摄的角度和距离。指控中心的视频服务器实时存储每个摄像头采集到的数据，以供以后分析。\n[0031] 门磁传感器\n[0032] 门磁传感器是一种带常开触点的23mmX14mmX6mm小型法兰式安装门磁开关。机壳设计便于螺丝或胶粘安装，非常适合LED灯负载控制、位置与限制传感、安全、门窗警报系统和线性制动器。\n[0033] 门磁传感器为磁场驱动的小型法兰式安装门磁开关。此传感器应安装于一个固定的表面，驱动磁铁安装于活动的表面。靠近或远离磁场将决定干簧开关的吸合和断开。机壳设计便于螺丝或3M胶粘安装。\n[0034] RFID读卡设备\n[0035] RFID读卡设备是一款13.56MHZ的可读可写、支持Mifare one S50 、Mifare one S70以及其它兼容卡片的读卡设备。采用了高集成度的读写卡芯片FM1702NL，符合ISO14443 TYPE A标准。IC卡为非接触式卡,卡存储EEPROM大小为1K字节。\n[0036] 门禁控制器\n[0037] 门禁控制器电路采用美国威星主芯片，工作稳定功耗低，上锁防撬功能；内置突波吸收器、电流过载保护装置；同时具备门状态和锁状态双路侦测输出，特别适合室内木门及玻璃门安装，锁体轻巧，锁体长度小于17公分，可接12/24VDC双电源，可带锁信号反馈功能（LSS），铝材采用阳极氧化处理锁体与铁板表面镀锌防锈处理。\n[0038] 门禁控制器规格参数：锁体尺寸：长170mm；锁体尺寸：长170x宽35x高21(mm)；\n吸板尺寸：长130x宽32x高11(mm)；产品重量：1.2kg；承受拉力：180Kg(350lbs)；工作电压：DC12V/DC24V；工作电流：DC12V/300mA，DC24V/150mA；具有断电开门的特点。\n[0039] RFID门禁控制器\n[0040] RFID门禁控制器是一款集RFID读卡设备与门禁控制器于一体的智能非接触式识别、可远程网络控制的门禁控制设备。RFID读卡设备将RFID卡的信息存储到其flash中，如果有门禁权限的卡被RFID设备识别，它将驱动门禁控制器，将门打开。RFID门禁控制器由于有远程网络控制功能，用户可以通过广域网，实现对门权限的远程控制。\n[0041] 人脸识别设备\n[0042] 实训工位的门口可通过人脸识别和RFID功能对门禁系统进行联动控制，对进入实训工位的人员进行身份识别和门禁控制，并按照预定的设置进行出入记录。\n[0043] 人脸识别技术是一种最自然的生物特征识别技术，符合人的认知规律，算法复杂度是指纹算法的10倍以上，与指纹识别相比，人脸识别具有如下优势：\n[0044] 1）直观性强，显示人脸\n[0045] 2）非接触性，健康卫生\n[0046] 3）安全性好，杜绝伪认\n[0047] 4）方便快捷，识别准确\n[0048] 人脸识别设备性能指标如下：\n[0049] 识别速度：<1s；识别率：>99%；角度范围：水平：±20°, 垂直：±20°，识别距离：30～80cm。\n[0050] 红外对射、红外幕屏、门磁传感器的控制器\n[0051] 红外对射、红外幕屏、门磁传感器的控制器是采用TI CC2530芯片，利用Zigbee协议栈，远程监控红外对射、红外幕屏、门磁传感器的节点。其采用标准Zigbee协议，用户可以方便的通过智能终端（手机或PC机）远程控制红外对射、红外幕屏和门磁传感器，并可以根据这些传感器上报来的状态信息采取联动控制。\n[0052] 红外对射传感器\n[0053] 红外对射传感器采用的单光束红外对射技术探测距离可达20米。红外对射传感器规格参数如下：工作电压:DC12～24V；供电电流：>50mA，工作温度：-30～+50℃，外型尺寸：49.2×76×21.6mm。\n[0054] 红外幕屏传感器\n[0055] 红外幕屏传感器规格参数如下：工作电压：DC9～16V；静态电流：≤20mA(DC \n12V时)；环境温度：-10℃～+50℃；安装方式：壁挂或吸顶；安装高度：2m左右；探测角度：15°；探测距离：6m；探测范围：6*0.7m(安装高度在3.6m时)；报警输出：常闭；尺寸：\n86.5×48.5×32mm。\n[0056] 吊灯、壁灯、射灯的控制器\n[0057] 灯光控制单元可以根据室内现有光照情况自动调节室内灯光开关和亮度，在保证室内明亮的前提下节省能源。灯光控制模块是支持PWM调光的降压型LED驱动器，其转换效率高，驱动能力强，工作性能稳定，具有短路保护等功能。LED灯模块采用12V电源适配器供电，工作电流为350mA。每个驱动器可驱动3路LED灯。\n[0058] 电视控制器\n[0059] 电视控制器是一款Zigbee协议转红外协议的学习型红外控制器。电视控制器采用TI CC2530芯片集成的Zigbee协议栈，实现了Zigbee协议和红外协议的转换。用户可以通过Zigbee协议实现对电视的远程控制，具有很好的用户体验。电视遥控器规格参数如下：适应性强：可以学习市面上98%的电视，空调，音响，VCD，投影机，电风扇，DV等；可以学习红外载波15kHz～80kHz；以红外码为单位组织可以支持108个单码按键，36个双码按键；掉电数据不丢失；同时支持多个设备的控制；控制指令简单；\n[0060] 光照传感器\n[0061] 光照传感器是利用半导体的光电效应制成的一种电阻值随入射光的强弱而改变的电阻器；入射光强，电阻减小，入射光弱，则电阻增大。光照传感器规格参数如下：基板:L\n7.0mm±0.2mm×W5.9mm±0.1mm×H2.4mm ；引线长:L36mm±0.2mm /引线直径：￠0.5mm ；\n封装类型：属环氧树脂封装/直插型（DIP)。\n[0062] 环境监控传感器的控制器\n[0063] 环境监控传感器的控制器是采用TI CC2530芯片，利用Zigbee协议栈，远程监控环境传感器的节点。其采用标准Zigbee协议，用户可以方便地通过智能终端（手机或PC机）通过广域网实时远程监控环境传感器汇报上来的数据，并且根据这些数据，与其他设备（排气扇、增湿器等）进行联动控制。\n[0064] 智能窗帘控制单元\n[0065] 智能窗帘控制单元可以根据室内光照情况和用户的需求自动控制窗帘的开关。窗帘控制单元包括窗帘电机、窗帘轨道和无线传感器网络节点。无线传感器网络节点可以采用标准Zigbee协议，用户可以方便地通过智能终端（手机或PC机）进行远程控制和窗帘状态读取。在连接时，节点与窗帘电机有线连接。\n[0066] 温湿度传感器\n[0067] 温湿度传感器为测量环境的温湿度而设置。温湿度传感器包括一个电容式聚合体测湿元件和一个能隙式测温元件，并与一个14位的A/D 转换器以及串行接口电路在同一芯片上实现无缝连接。因此，该产品具有品质卓越、超快响应、抗干扰能力强、性价比极高等优点。具体指标为：采用两线数字输出；湿度量范围：0～100%RH；温度测量范围：-40～+123.8℃；湿度测量精度： ±2.0%RH；温度测量精度：±0.3℃；响应时间：8s(tau63%)；低功耗：80μW(12位测量，1次/s)。具有极高的可靠性与卓越的长期稳定性。\n[0068] 烟雾报警传感器\n[0069] 烟雾报警传感器能够准确地检测烟雾，当烟雾浓度超过限量时，传感器发生声光告警，并向采集器输出告警信号。烟雾报警传感器规格参数如下：安装方式： 吸顶安装；SMT工艺制造，稳定性强；防尘、防虫、抗白光干扰设计；电源：DC12～24V；静态电流：\n≤2mA；报警电流：≤10mA；工作温度：-10℃～+50℃ ；报警输出：继电器输出；灵敏度：3%/m；外形尺寸：直径100mm，高46mm。\n[0070] 煤气报警传感器\n[0071] 煤气报警传感器采用新一代探测器采用低功耗电路设计，最新纳米技术传感器，能够敏感探测燃气的浓度，当天燃气浓度达到一定标准时，探测器声光报警。煤气报警传感器规格参数如下：感应气体：煤气、液化石油气和天然气；报警浓度 煤气： 0.1～0.5%、天然气： 0.1～0.3%、液化石油气： 0.1～0.5%；工作电压:12V/24V ；工作电流:<100MA ；工作温度: -10℃～55℃；工作湿度:<97%；产品尺寸:R=104mm,H=51mm。\n[0072] 煤气、烟雾报警控制器\n[0073] 煤气、烟雾报警控制器是采用TI CC2530芯片，利用Zigbee协议栈，远程监控环境传感器的节点。其采用标准Zigbee协议，用户可以方便的通过智能终端（手机或PC机）通过广域网实时远程监控煤气、烟雾传感器汇报上来的数据，并且自动分析这些数据，一旦发生紧急情况，可以自动通过广域网给用户报警。\n[0074] 排风、增湿设备和控制器\n[0075] 排风、增湿设备控制器是采用TI CC2530芯片，利用Zigbee协议栈，远程监控环境传感器的节点。其采用标准Zigbee协议，用户可以方便的通过智能终端（手机或PC机）通过广域网实时远程各种环境传感器汇报上来的数据，并且分析这些数据结合用户的需求，远程控制排风、增湿设备。\n[0076] 智能网关\n[0077] 智能网关是一个基于NXP LPC3250 ARM9微处理器的无线软硬件平台。采用模块化的设计理念开发，注重稳定性与可靠性，非常适合于物联网和无线传感器网络教学、科研及应用。它极大地简化了用户的开发过程，降低了开发成本和设计风险。开发平台除了CC1000和cc2420射频模块，还支持外扩USB通用摄像头、USB WiFi网卡、WCDMA 3G模块，方便用户进行各种无线通信协议开发。智能网关支持WiFi网络、有线网络、Zigbee网络，使用户可以通过多种方式与广域网进行连接。智能网关支持USB通用摄像头，用户可以通过有线、无线WiFi两种方式对家居的状态进行实时监控。\n[0078] 以上仅就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化。总之，凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。