一種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、至少兩個(gè)設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、信息處理終端、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊和遠(yuǎn)程用戶(hù)管理端，至少兩個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、至少兩個(gè)設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)均與信息處理終端連接，信息處理終端與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊連接，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊與遠(yuǎn)程用戶(hù)管理端通信連接，信息處理終端包括用于處理接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的第一微處理器單元、用于將第一微處理器單元處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和用戶(hù)觸摸信號(hào)輸入的TFT彩屏顯示模塊、用于與環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)相互通信的第一無(wú)線(xiàn)通信單元、用于串口通信和燒錄程序的第一串口單元、以及第一供電單元。本實(shí)用新型靈活性良好、維護(hù)維修方便、擴(kuò)展功能較高、智能化程度良好。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)與智能家居的交叉領(lǐng)域，涉及一種基于無(wú)線(xiàn)傳感 器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)。 -種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的不斷提高，人們對(duì)家居環(huán)境的要求越來(lái)越高。同時(shí) 由于"低碳經(jīng)濟(jì)"成為熱點(diǎn)話(huà)題，低碳、環(huán)保成為世界制造業(yè)的大勢(shì)所趨，因此作為綠色建筑 的核心部分--智能家居系統(tǒng)將降低家庭的能耗，改變?nèi)藗兊纳盍?xí)慣，提高人們的生活 質(zhì)量，促使家庭實(shí)現(xiàn)生活的現(xiàn)代化，給人們的家居生活帶來(lái)全新的感受。因此智能家居系統(tǒng) 的開(kāi)發(fā)和建設(shè)是未來(lái)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然趨勢(shì)。
[0003] 傳統(tǒng)智能家居系統(tǒng)往往采用被動(dòng)模式，采用有線(xiàn)方式，需要專(zhuān)業(yè)人員施工，需要專(zhuān) 門(mén)公司維護(hù)，而且其施工周期長(zhǎng)，施工費(fèi)用高，系統(tǒng)靈活性差，維護(hù)維修難，擴(kuò)展功能低，建 成后用戶(hù)無(wú)法更新升級(jí)。還有安全保護(hù)、環(huán)境調(diào)節(jié)、照明管理、健康監(jiān)測(cè)、家電控制等問(wèn)題無(wú) 法有效的解決。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服已有家居系統(tǒng)的靈活性較差、維護(hù)維修麻煩、擴(kuò)展功能較低、智能化程度 較低的不足，本實(shí)用新型提供了一種靈活性良好、維護(hù)維修方便、擴(kuò)展功能較高、智能化程 度良好的基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)。
[0005] 本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] 一種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、至少兩 個(gè)設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、信息處理終端、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊和遠(yuǎn)程用戶(hù)管理端，所述至少兩個(gè)環(huán)境 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、至少兩個(gè)設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)均與所述信息處理終端連接，所述信息處理終端與所述 數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊連接，所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊與所述遠(yuǎn)程用戶(hù)管理端通信連接，其中，所 述的信息處理終端包括用于處理接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的第一微處理器單元、用于將第一微處理 器單元處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和用戶(hù)觸摸信號(hào)輸入的TFT彩屏顯示模塊、用于信息處理 終端與環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)相互通信的第一無(wú)線(xiàn)通信單元、用于串口通信和燒錄 程序的第一串口單元、以及用于為第一微處理器單元、第一無(wú)線(xiàn)通信單元、第一串口單元和 TFT彩屏顯示模塊供電的第一供電單元，所述第一微處理器單元、第一無(wú)線(xiàn)通信單元、第一 串口單元和TFT彩屏顯示模塊均與第一供電單元連接，第一無(wú)線(xiàn)通信單元、第一串口單元 和TFT彩屏顯示模塊均與第一微處理器單元連接。
[0007] 進(jìn)一步，所述的環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括用于采集家居室內(nèi)環(huán)境信息的傳感器模塊、用 于處理傳感器模塊的采集信息的第二微處理器單元、用于與信息處理終端之間相互通信的 第二無(wú)線(xiàn)通信單元、用于串口通信和燒錄程序的第二串口單元、以及用于為第二微處理器 單元、第二無(wú)線(xiàn)通信單元、第二串口單元和傳感器模塊供電的第二供電單元，所述第二微處 理器單元、第二無(wú)線(xiàn)通信單元、第二串口單元和傳感器模塊均與第二供電單元連接，所述傳 感器模塊、第二無(wú)線(xiàn)通信單元和第二串口單元均與第二微處理器單元連接，所述第二無(wú)線(xiàn) 通信單元與第一無(wú)線(xiàn)通信單元無(wú)線(xiàn)連接。
[0008] 再進(jìn)一步，所述的傳感器模塊為以下一種或至少兩種以上組合：（1)用于采集室 內(nèi)溫濕度信息的溫濕度傳感器；（2)用于采集室內(nèi)光照強(qiáng)度信息的光敏傳感器；（3)用于采 集室內(nèi)空氣質(zhì)量的灰塵傳感器；(4)用于采集煙霧濃度的煙霧傳感器；(5)用于采集火焰強(qiáng) 度的火焰?zhèn)鞲衅?。也可以采用其他?lèi)型的傳感器。
[0009] 更進(jìn)一步，所述的設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)包括用于處理控制命令和被控設(shè)備的工作狀態(tài)信 息的第三處理器單元、用于與信息處理終端之間相互通信的第三無(wú)線(xiàn)通信單元、用于串口 通信和燒錄程序的第三串口單元、用于被控設(shè)備的控制模塊、以及用于為第三微處理器單 元、第三無(wú)線(xiàn)通信單元、第三串口單元和被控設(shè)備的控制模塊供電的第三供電單元，所述第 三微處理器單元、第三無(wú)線(xiàn)通信單元、第三串口單元和被控設(shè)備的控制模塊均與第三供電 單元連接，所述被控設(shè)備的控制模塊、第三無(wú)線(xiàn)通信單元和第三串口單元均與第三微處理 器單元連接，所述第三無(wú)線(xiàn)通信單元與第一無(wú)線(xiàn)通信單元無(wú)線(xiàn)連接。
[0010] 所述的被控設(shè)備的控制模塊包括LED燈控制電路、紅外監(jiān)控報(bào)警電路和電控鎖控 制電路，也可以包括其他控制模塊。
[0011] 本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在：本實(shí)用新型將無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)運(yùn)用到智 能家居系統(tǒng)中，采用低功耗、低成本、多功能和部署簡(jiǎn)易的環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)， 讓所有節(jié)點(diǎn)自組織成一個(gè)無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)，并提供遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸和設(shè)備控制功能，最終實(shí) 現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境信息的采集、處理和傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)設(shè)備的檢測(cè)和控制。本實(shí)用新型可有效 解決傳統(tǒng)家居存在的問(wèn)題，具有無(wú)需布線(xiàn)、擴(kuò)展靈活、不占空間、低能耗、高效率、綠色環(huán)保 等特點(diǎn)，為智能家居系統(tǒng)提供一種全新的解決手段，可優(yōu)化人們的生活方式和居住環(huán)境，滿(mǎn) 足人們對(duì)生活環(huán)境智能、舒適、安全要求。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012] 圖1是本實(shí)用新型的智能家居系統(tǒng)的工作狀態(tài)示意圖；
[0013] 圖2是本實(shí)用新型的信息處理終端的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014] 圖3是本實(shí)用新型的環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖4是本實(shí)用新型的設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖5是本實(shí)用新型的TFT彩屏顯示模塊的電路原理圖；
[0017] 圖6是本實(shí)用新型的第一無(wú)線(xiàn)通信單元的電路原理圖；
[0018] 圖7是本實(shí)用新型的第一串口單元的電路原理圖；
[0019] 圖8是本實(shí)用新型的第一供電單元的電路原理圖；
[0020] 圖9是本實(shí)用新型的第一微處理器單元的電路原理圖；
[0021] 圖10是本實(shí)用新型的傳感器模塊的電路原理圖；
[0022] 圖11是本實(shí)用新型的第二無(wú)線(xiàn)通信單元的電路原理圖；
[0023] 圖12是本實(shí)用新型的第二串口單元的電路原理圖；
[0024] 圖13是本實(shí)用新型的第二供電單元的電路原理圖；
[0025] 圖14是本實(shí)用新型的第二微處理器單元的電路原理圖；
[0026] 圖15是本實(shí)用新型的LED燈控制電路的電路原理圖；
[0027] 圖16是本實(shí)用新型的紅外監(jiān)控報(bào)警電路的電路原理圖；
[0028] 圖17是本實(shí)用新型的電控鎖控制電路的電路原理圖；
[0029] 圖18是本實(shí)用新型的第三無(wú)線(xiàn)通信單元的電路原理圖；
[0030] 圖19是本實(shí)用新型的第三串口單元的電路原理圖；
[0031] 圖20是本實(shí)用新型的第三供電單元的電路原理圖；
[0032] 圖21是本實(shí)用新型的第三微處理器單元的電路原理圖。

【具體實(shí)施方式】
[0033] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0034] 參照?qǐng)D1?圖21，一種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，包括至少兩個(gè)環(huán)境 監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1、至少兩個(gè)設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2、信息處理終端3、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊4和遠(yuǎn)程用戶(hù)管 理端5,所述至少兩個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、至少兩個(gè)設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)均與所述信息處理終端連接， 所述信息處理終端與所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊連接，所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊與所述遠(yuǎn)程用戶(hù) 管理端通信連接。
[0035] 如圖2所示，所述的信息處理終端3:包括用于處理接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的第一微處理 器單元；
[0036] 用于將第一微處理器單元處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和用戶(hù)觸摸信號(hào)輸入的TFT 彩屏顯示模塊；
[0037] 用于信息處理終端與環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)相互通信的第一無(wú)線(xiàn)通信單 元；
[0038] 用于串口通信和燒錄程序的第一串口單元；
[0039] 用于為第一微處理器單元、第一無(wú)線(xiàn)通信單元、第一串口單元和TFT彩屏顯示模 塊供電的第一供電單元。
[0040] 所述第一微處理器單元、第一無(wú)線(xiàn)通信單元、第一串口單元和TFT彩屏顯示模塊 均與第一供電單元連接，第一無(wú)線(xiàn)通信單元、第一串口單元和TFT彩屏顯示模塊均與第一 微處理器單元連接。
[0041] 如圖3所示，所述的環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1 :包括用于采集家居室內(nèi)環(huán)境的傳感器模塊；
[0042] 用于處理傳感器模塊的采集信息的第二微處理器單元；
[0043] 用于與信息處理終端之間相互通信的第二無(wú)線(xiàn)通信單元；
[0044] 用于串口通信和燒錄程序的第二串口單元；
[0045] 用于為第二微處理器單元、第二無(wú)線(xiàn)通信單元、第二串口單元和傳感器模塊供電 的第二供電單元。
[0046] 所述第二微處理器單元、第二無(wú)線(xiàn)通信單元、第二串口單元和傳感器模塊均與第 二供電單元連接，所述傳感器模塊、第二無(wú)線(xiàn)通信單元和第二串口單元均與第二微處理器 單元連接。
[0047] 所述的傳感器模塊：包括用于采集室內(nèi)溫濕度信息的溫濕度傳感器；
[0048] 用于采集室內(nèi)光照強(qiáng)度的光敏傳感器；
[0049] 用于采集室內(nèi)空氣質(zhì)量的灰塵傳感器；
[0050] 用于采集煙霧濃度的煙霧傳感器；
[0051] 用于采集火焰強(qiáng)度的火焰?zhèn)鞲衅鳌?br> [0052] 當(dāng)然，也可以包括其他類(lèi)型的傳感器。
[0053] 如圖4所示，設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2 :包括用于處理控制命令和被控設(shè)備的工作狀態(tài)信息 的第三處理器單元；
[0054] 用于與信息處理終端之間相互通信的第三無(wú)線(xiàn)通信單元；
[0055] 用于串口通信和燒錄程序的第三串口單元；
[0056] 用于被控設(shè)備的控制模塊；
[0057] 用于為第三微處理器單元、第三無(wú)線(xiàn)通信單元、第三串口單元和被控設(shè)備的控制 模塊供電的第三供電單元。
[0058] 所述第三微處理器單元、第三無(wú)線(xiàn)通信單元、第三串口單元和被控設(shè)備的控制模 塊均與第三供電單元連接，所述被控設(shè)備的控制模塊、第三無(wú)線(xiàn)通信單元和第三串口單元 均與第三微處理器單元連接，所述第二無(wú)線(xiàn)通信單元、第三無(wú)線(xiàn)通信單元均與第一無(wú)線(xiàn)通 信單元無(wú)線(xiàn)連接。
[0059] 所述的被控設(shè)備的控制模塊包括LED燈控制電路、紅外監(jiān)控報(bào)警電路和電控鎖控 制電路。當(dāng)然，也可以包括其他控制模塊。
[0060] 如圖5所示，所述的TFT彩屏顯示模塊電路：TFT彩屏顯示模塊接口 U6_l的1腳與 +3. 3V直流電源電壓連接，2腳接地，3?7腳分別與單片機(jī)U4_l的40?44腳連接，8?10 腳分別與單片機(jī)U4_l的1?3腳連接，11?18腳分別與單片機(jī)U4_l的30?37腳連接， 19?27腳分別與單片機(jī)U4_l的9腳、10腳、27腳、29腳、39腳、26腳、24腳、28腳和25腳 連接，29腳、31腳分別與單片機(jī)U4_l的7腳和8腳連接，28腳、30腳和32腳懸空。
[0061] 如圖6所示，所述的第一無(wú)線(xiàn)通信單元電路：無(wú)線(xiàn)通信模塊U7_l的1?4腳分別 與指示燈D2_l?D5_l的陰極連接，5?8腳分別與撥碼開(kāi)關(guān)S3_l的5?8腳連接，9腳懸 空，10腳經(jīng)電容C17_l后接地，10腳經(jīng)電阻R10_l后與+5V直流電源電壓連接，14腳接地， 15腳與單片機(jī)U4_l的18腳連接，16腳與單片機(jī)U4_l的19腳連接，17腳與+5V直流電源電 壓連接，18腳接地，11?13腳懸空。撥碼開(kāi)關(guān)S3_l的1?4腳分別與電阻R16_l?R19_l 的一端連接。電阻R16_l?R19_l的另一端均接地。指示燈D2_l?D5_l的陽(yáng)極分別與電 阻Rll_l?R14_l的一端連接，電阻Rll_l?R14_l的另一端與+3. 3V直流電源電壓連接。
[0062] 如圖7所示，所述的第一串口單元電路：串口模塊J2_l的5腳接地，2腳與電平轉(zhuǎn) 換芯片U5_l的14腳連接，3腳與電平轉(zhuǎn)換芯片U5_l的13腳連接，1腳、4腳和6腳?9腳 懸空；串口模塊J3_l的5腳接地，2腳與電平轉(zhuǎn)換芯片U5_l的7腳連接，3腳與電平轉(zhuǎn)換芯 片U5_l的8腳連接，1腳、4腳和6腳?9腳懸空；電平轉(zhuǎn)換芯片U5_l的1腳經(jīng)電容C16_l 后與其3腳連接，4腳經(jīng)電容C15_l后與其5腳連接，2腳經(jīng)電容C13_l后與+5V直流電源 電壓連接，6腳經(jīng)電容C12_l后接地，15腳接地，15腳與電容C14_l的一端連接，16腳與+5V 直流電源電壓連接，16腳與電容C14_l的另一端連接，11腳與單片機(jī)U4_l的19腳連接，12 腳與單片機(jī)U4_l的18腳連接，9腳與接單片機(jī)U4_l的4腳連接，10腳與單片機(jī)U4_l的5 腳連接。
[0063] 如圖8所示，所述的第一供電單元電路：包括第一+3. 3V直流電源電壓輸出電路和 第一 +5V直流電源電壓輸出電路。
[0064] 第一 +3. 3V直流電源電壓輸出電路：電源插座Pl_l的1腳與電源管理芯片Ul_l 的1腳和5腳連接，2腳和3腳接地；電源管理芯片Ul_l的2腳懸空，3腳和6腳與鎖扣開(kāi) 關(guān)Sl_l的2腳連接，4腳與鋰電池 BAT1的正極連接；電源管理芯片U2_l的1腳經(jīng)電阻R2_l 后與指示燈Dl_l的陰極連接，2腳與鋰電池 BAT1的陰極連接且接地，3腳與鋰電池 BAT1的 正極連接，4腳與電源插座Pl_l的1腳連接，5腳經(jīng)電阻Rl_l后接地；指示燈Dl_l的陽(yáng)極 與鎖扣開(kāi)關(guān)Sl_l的2腳連接；鎖扣開(kāi)關(guān)Sl_l的3腳懸空，2腳與電源管理芯片Ul_l的6 腳連接，1腳經(jīng)電容Cl_l后接地，1腳經(jīng)電阻R7_l后與電源管理芯片U3_l的8腳連接，1 腳經(jīng)電阻R7_l和電容C3_l后接地；電源管理芯片U3_l的1腳經(jīng)電阻R4_l后接地，2腳懸 空，3腳經(jīng)電感Ll_l后與其4腳連接，5腳接地，6腳輸出+3. 3V直流電源電壓，6腳經(jīng)電阻 R5_l和電阻R6_l后接地，6腳經(jīng)電阻R5_l后與電源管理芯片U3_l的9腳連接，6腳均與 電容C4_l、C5_l、C6_l的一端連接，7腳懸空，8腳經(jīng)電容C3_l后接地，8腳經(jīng)電阻R7_l后 與鎖扣開(kāi)關(guān)Sl_l的1腳連接，9腳經(jīng)電阻R3_l和電容C2_l后與其10腳連接；電容C4_l、 C5_1、C6_1的另一端均接地；電源指示燈D6_l陰極接地，陽(yáng)極與電阻R15_l的一端連接。電 阻R15_l的另一端與+3. 3V直流電源電壓連接。
[0065] 第一+5V直流電源電壓輸出電路：電源管理芯片U9_l的1腳接地，2腳與二極管 D7_l的陰極連接，2腳輸出+5V直流電源電壓，3腳與二極管D7_l的陽(yáng)極連接，3腳與電感 L2_l的一端連接；電感L2_l的另一端與鎖扣開(kāi)關(guān)Sl_l的1腳連接，且經(jīng)電容C18_l后接 地。
[0066] 如圖9所示，所述的第一微處理器單元電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)U4_l的11腳與晶振Yl_l的 一端連接，12腳與晶振Yl_l的另一端連接，11腳和12腳分別經(jīng)電容C7_l、電容C8j接地， 13腳與電阻R9_l的一端連接，電阻R9_l的另一端均與電容C9_l、電阻R8_l和按鍵S2_l 的一端連接。電容C9_l的另一端和按鍵S2_l的另一端與+3. 3V直流電源電壓連接，電阻 R8_l的另一端接地。單片機(jī)U4_l的14腳均與電容C10_l的一端和電解電容Cll_l的陽(yáng) 極連接且與+3. 3V直流電源電壓連接，16腳均與電容C10_l的另一端和電解電容Cll_l的 陰極連接且接地，40?44腳與1?3腳分別與排阻Jl_l的2?9腳連接，排阻Jl_l的1 腳與+3. 3V直流電源電壓連接。單片機(jī)U4_l的40?44腳、1?3腳和30?37腳分別與 TFT彩屏顯示模塊接口 U6_l的3?18腳連接，9腳、10腳、27腳、29腳、39腳、26腳、24腳、 28腳和25腳分別與TFT彩屏顯示模塊接口 U6_l的19?27腳連接，7腳和8腳分別與TFT 彩屏顯示模塊接口 U6_l的29腳、31腳連接，18腳、19腳分別與無(wú)線(xiàn)通信模塊U7_l的15 腳、16腳和電平轉(zhuǎn)換芯片U5_l的12腳、11腳連接，4腳、5腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片U5_l的 9腳、10腳連接。
[0067] 所述的單片機(jī)U4_l的芯片型號(hào)為STC15L2K60S2,實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1和設(shè)備監(jiān)控 節(jié)點(diǎn)2的數(shù)據(jù)接收、處理和顯示，實(shí)現(xiàn)設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的控制命令接收、處理和發(fā)送。所述 的TFT彩屏顯示模塊U6_l為3. 2寸TFT LCD，型號(hào)為SPC-S95160,實(shí)現(xiàn)信息處理終端的數(shù) 據(jù)顯示和用戶(hù)觸摸信號(hào)輸入。所述的無(wú)線(xiàn)通信模塊U7_l的型號(hào)為SZ05,所述的電平轉(zhuǎn)換芯 片U5_l的型號(hào)為MAX232,所述的電源管理芯片Ul_l型號(hào)為FDDMA2P853,所述的電源管理 芯片U2_l的型號(hào)為L(zhǎng)TC4054,所述的電源管理芯片U3_l的型號(hào)為GS3406,所述的電源管理 芯片U9_l的型號(hào)為ME2108A50PG。
[0068] 如圖10所示，所述的溫濕度傳感器J6_2的1腳接地，2腳與單片機(jī)U4_2的31腳 連接，2腳經(jīng)電阻R17_2后與+3. 3V直流電源電壓連接，3腳與單片機(jī)U4_2的30腳連接，4 腳與+3. 3V直流電源電壓連接，4腳經(jīng)電容C17_2后接地，5?8腳懸空。所述的光敏傳感器 J3_2的2腳與+3. 3V直流電源電壓連接，1腳與單片機(jī)U4_2的7腳連接，1腳經(jīng)電阻R14_2 后接地。所述的灰塵傳感器J4_2的1腳經(jīng)電容C19_2后接地，1腳經(jīng)電阻R16_2后與+5V 直流電源電壓連接，2腳和4腳接地，2腳和4腳與晶體管Ql_2的集電極連接，3腳與晶體管 Ql_2的發(fā)射極連接，5腳與單片機(jī)U4_2的10腳連接，6腳與+5V直流電源電壓連接，晶體 管Ql_2的基極與單片機(jī)U4_2的9腳連接。所述的火焰?zhèn)鞲衅鱆7_2的1腳與+3. 3V直流 電源電壓連接，2腳與單片機(jī)U4_2的8腳連接，2腳經(jīng)電阻R15_2后接地。所述的煙霧傳感 器J5_2的2腳、4腳和6腳與+5V直流電源電壓連接，5腳接地，1腳和3腳與電位器R11_2 的1腳連接，電位器Rll_2的2腳接地，電位器Rll_2的3腳均與單片機(jī)U4_2的4腳和運(yùn) 算放大器U7_2的3腳連接；運(yùn)算放大器U7_2的1腳、5腳和8腳懸空，2腳經(jīng)電阻R12_2后 接地，2腳經(jīng)電阻R13_2后與其6腳連接，3腳與單片機(jī)U4_2的4腳連接，運(yùn)算放大器U7_2 的4腳接地，7腳與+5V直流電源電壓連接，7腳經(jīng)電容C18_2后接地，6腳與單片機(jī)U4_2的 5腳連接，6腳經(jīng)電阻R13_2、R12_2后接地，6腳經(jīng)電阻R13_2后與其2腳連接。
[0069] 如圖11所示，所述的第二無(wú)線(xiàn)通信單元電路：無(wú)線(xiàn)通信模塊U5_2的1?4腳分別 與指示燈Dl_2?D4_2的陰極連接，5?8腳分別與撥碼開(kāi)關(guān)Sl_2的5?8腳連接，9腳、 11腳、12腳和13腳懸空，10腳經(jīng)電容Cll_2后接地，10腳經(jīng)電阻R10_2后與+5V直流電源 電壓連接，14腳接地，15腳和16腳分別與單片機(jī)U4_2的18腳和19腳連接，17腳與+5V直 流電源電壓連接，18腳接地。撥碼開(kāi)關(guān)Sl_2的1?4腳分別與電阻R6_2?R9_2的一端 連接，電阻R6_2?R9_2的另一端均接地。指示燈Dl_2?D4_2的陽(yáng)極分別與電阻Rl_2? R4_2的一端連接，電阻Rl_2?R4_2的另一端與+3. 3V直流電源電壓連接。
[0070] 如圖12所示，所述的第二串口單元電路：串口模塊J2_2的5腳接地，2腳與電平轉(zhuǎn) 換芯片U3_2的14腳連接，3腳與電平轉(zhuǎn)換芯片U3_2的13腳連接，4腳和6?9腳懸空；電 平轉(zhuǎn)換芯片U3_2的1腳經(jīng)電容C9_2后與其3腳連接，4腳經(jīng)電容C10_2后與其5腳連接， 2腳經(jīng)電容C7_2后與+5V直流電源電壓連接，6腳經(jīng)電容C6_2后接地，15腳與電容C8_2的 一端連接且接地，16腳與電容C8_2的另一端連接且與+5V直流電源電壓連接，11腳、12腳 分別與單片機(jī)的19腳和18腳連接，7腳、8腳、9腳和10腳懸空。
[0071] 如圖13所示，所述的第二供電單元電路：包括第二+5V直流電源電壓輸出電路和 第二+3. 3V直流電源電壓輸出電路。
[0072] 第二+5V直流電源電壓輸出電路：電源電壓降壓模塊Ul_2的1腳與電源插座Jl_2 的2腳連接，2腳與電源插座Jl_2的1腳連接，3腳輸出+5V直流電源電壓，3腳與電源管理 芯片U2_2的3腳連接且與電解電容C2_2的陽(yáng)極和電容C3_2的一端連接，4腳接地；電解 電容C2_2的陰極和電容C3_2的另一端接地；電源插座Jl_2的1腳與220V交流電源電壓 的火線(xiàn)連接，電源插座Jl_2的2腳與220V交流電源電壓的零線(xiàn)連接。
[0073] 第二+3. 3V直流電源電壓輸出電路：電源管理芯片U2_2的1腳接地，2腳輸出 +3. 3V直流電源電壓，3腳與電源電壓降壓模塊Ul_2的3腳連接，2腳與電解電容C4_2的陽(yáng) 極和電容C5_2的一端連接。電解電容C4_2的陰極和電容C5_2的另一端接地。電源指示 燈D5_2的陰極接地，陽(yáng)極與電阻R5_2的一端連接。電阻R5_2的另一端與+3. 3V直流電源 電壓連接。
[0074] 如圖14所示，所述的第二微處理器單元電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)U4_2的11腳與晶振Yl_2的 一端連接，12腳與晶振Yl_2另一端連接，11腳和12腳分別經(jīng)電容C12_2、電容C13_2后接 地，13腳與電阻R9_2的一端連接，電阻R9_2的另一端均與電容C14_2、電阻R18_2和按鍵 S2_2的一端連接。電容C14_2的另一端和按鍵S2_2的另一端與+3. 3V直流電源電壓連接， 電阻R18_2的另一端接地。單片機(jī)U4_2的14腳均與電容C15_2的一端和電解電容C16_2 的陽(yáng)極連接且與+3. 3V直流電源電壓連接，16腳與電容C15_2的另一端和電解電容C16_2 的陰極連接且接地，40?44腳與1?3腳分別與排阻J8_2的2?9腳連接，排阻J8_2的1 腳與+3. 3V直流電源電壓連接，4腳與運(yùn)算放大器U7_2的3腳連接，5腳與運(yùn)算放大器U7_2 的6腳連接，7腳與光敏傳感器J3_2的1腳連接，8腳與火焰?zhèn)鞲衅鱆7_2的2腳連接，9腳 與晶體管Ql_2的基極連接，10腳與灰塵傳感器J4_2的5腳連接，18腳均與電平轉(zhuǎn)換芯片 U3_2的12腳和無(wú)線(xiàn)通信模塊U5_2的15腳連接，19腳均與電平轉(zhuǎn)換芯片U3_2的11腳和 無(wú)線(xiàn)通信模塊U5_2的16腳連接，30腳與溫濕度傳感器J6_2的3腳連接，31腳與溫濕度傳 感器J6_2的2腳連接。
[0075] 所述的單片機(jī)U4_2的芯片型號(hào)為STC15L2K60S2,實(shí)現(xiàn)傳感器模塊信息的采集、處 理和發(fā)送。所述的無(wú)線(xiàn)通信模塊U5_2的型號(hào)為SZ05,所述的電平轉(zhuǎn)換芯片U3_2的型號(hào)為 MAX232,所述的電源管理芯片Ul_2的型號(hào)為APV-12-5,所述的電源管理芯片U2_2的型號(hào)為 AMS1117-3. 3,所述的溫濕度傳感器J6_2的型號(hào)為SHT11，所述的灰塵傳感器J4_2的型號(hào) 為GP2Y1010AU0F，所述的火焰?zhèn)鞲衅鱆7_2的型號(hào)為JNHB1004,所述的煙霧傳感器J5_2的 型號(hào)為MQ-2,所述的光敏傳感器J3_2的型號(hào)為普通光敏電阻。
[0076] 如圖15所示，所述的LED燈控制電路：LED燈驅(qū)動(dòng)芯片U7_3的1腳與單片機(jī)U5_3 的4腳連接，2腳與+5V直流電源電壓連接，3腳接地，4腳經(jīng)電阻R20_3后接地，5腳與LED 燈接口 J2_3的2腳連接；繼電器U8_3的4腳懸空，3腳與LED燈接口 J2_3的1腳連接，5 腳與+12V直流電源電壓連接，2腳與+5V直流電源電壓連接，1腳與晶體管Ql_3的發(fā)射極 連接；晶體管Ql_3的集電極接地，發(fā)射極與繼電器U8_3的1腳連接，基極經(jīng)R12_3后與+5V 直流電源電壓連接，基極與光電耦合器U9_3的4腳連接；光電耦合器U9_3的1腳與晶體管 Q2_3的集電極連接，2腳和3腳接地，4腳與晶體管Ql_3的基極連接；晶體管Q2_3的基極與 單片機(jī)U5_3的30腳連接，集電極與光電耦合器U9_3的1腳連接，發(fā)射極經(jīng)電阻Rll_3后 與+3. 3V直流電源電壓連接；LED燈接口 J2_3的1腳與繼電器U8_3的3腳連接，1腳經(jīng)電 容C18_3后接地，2腳與LED驅(qū)動(dòng)芯片U7_3的5腳連接。
[0077] 如圖16所示，所述的紅外監(jiān)控報(bào)警電路：熱釋電紅外傳感器J3_3的1腳經(jīng)電阻 R19_3后與單片機(jī)U5_3的32腳連接，1腳經(jīng)電阻R19_3、R18_3后接地，2腳與+3. 3V直流電 源電壓連接，3腳接地；音樂(lè)集成芯片U6_3的1腳與+3. 3V直流電源電壓連接，2腳懸空，3 腳與晶體管Q6_3的基極連接，4腳和5腳均與晶體管Q5_3的集電極連接，6腳經(jīng)電阻R17_3 后與其7腳連接；晶體管Q5_3的基極經(jīng)電阻R15_3后與單片機(jī)U5_3的31腳連接，發(fā)射極 接地，集電極與音樂(lè)集成芯片U6_3的5腳連接，集電極經(jīng)電阻R16_3后與+3. 3V直流電源 電壓連接；晶體管Q6_3的基極與音樂(lè)集成芯片U6_3的3腳連接，發(fā)射極與+3. 3V直流電源 電壓連接，集電極與揚(yáng)聲器SPEAKER的一端連接，揚(yáng)聲器SPEAKER的另一端接地。
[0078] 如圖17所示，所述的電控鎖控制電路：繼電器Ull_3的4腳懸空，3腳與電控鎖接 口 J6_3的2腳連接，5腳與+12V直流電源電壓連接，2腳與+5V直流電源電壓連接，1腳與 晶體管Q4_3的發(fā)射極連接；晶體管Q4_3的集電極接地，發(fā)射極與繼電器Ull_3的1腳連 接，基極經(jīng)R14_3后與+5V直流電源電壓連接，基極與光電耦合器U10_3的4腳連接；光電 耦合器U10_3的1腳與晶體管Q3_3的集電極連接，2腳和3腳接地，4腳與晶體管Q4_3的 基極連接；晶體管Q3_3的基極與單片機(jī)U5_3的33腳連接，集電極與光電耦合器U10_3的 1腳連接，發(fā)射極經(jīng)電阻R13_3后與+3. 3V直流電源電壓連接；電控鎖接口 J6_3的1腳與 +12V直流電源電壓連接，2腳與繼電器Ull_3的4腳連接，電控鎖接口 J5_3的3腳和4腳 接地。
[0079] 如圖18所示，所述的第三無(wú)線(xiàn)通信單元電路：無(wú)線(xiàn)通信模塊U12_3的1?4腳分 別與指示燈Dl_3?D4_3的陰極連接，5?8腳分別與撥碼開(kāi)關(guān)Sl_3的5?8腳連接，9腳、 11腳、12腳和13腳懸空，10腳經(jīng)電容C17_3后接地，10腳經(jīng)電阻R10_3后與+5V直流電源 電壓連接，14腳接地，15腳和16腳分別與單片機(jī)U5_3的18腳和19腳連接，17腳與+5V直 流電源電壓連接，18腳接地。撥碼開(kāi)關(guān)Sl_3的1?4腳分別與電阻R6_3?R9_3的一端 連接，電阻R6_3?R9_3的另一端均接地。指示燈Dl_3?D4_3的陽(yáng)極分別與電阻Rl_3? R4_3的一端連接，電阻Rl_3?R4_3的另一端與+3. 3V直流電源電壓連接。
[0080] 如圖19所示：所述的第三串口通信單元電路：串口模塊Jl_3的5腳接地，2腳與 電平轉(zhuǎn)換芯片U4_3的14腳連接，3腳與電平轉(zhuǎn)換芯片U4_3的13腳連接，4腳和6?9腳 懸空；電平轉(zhuǎn)換芯片U4_3的1腳經(jīng)電容Cll_3后與其3腳連接，4腳經(jīng)電容C10_3后與其 5腳連接，2腳經(jīng)電容C7_3后與+5V直流電源電壓連接，6腳經(jīng)電容C8_3后接地，15腳與電 容C9_3的一端連接且接地，16腳與電容C9_3的另一端連接且與+5V直流電源電壓連接，11 腳、12腳分別與單片機(jī)U5_3的19腳、18腳連接，7腳、8腳、9腳和10腳懸空。
[0081] 如圖20所示，所述的第三供電單元電路：包括+12V電壓輸出電路、第三+5V直流 電源電壓輸出電路和第三+3. 3V直流電源電壓輸出電路。
[0082] +12V電壓輸出電路：電源電壓降壓模塊Ul_3的1腳與電源插座J4_3的2腳連接， 2腳與電源插座J4_3的1腳連接，3腳輸出+12V直流電源電壓，3腳均與電解電容Cl_3的 陽(yáng)極和電容C2_3的一端連接，4腳接地。電解電容Cl_3的陰極和電容C2_3的另一端均接 地。
[0083] 第三+5V直流電源電壓輸出電路：電源管理芯片U2_3的1腳與電源電壓降壓模塊 Ul_3的3腳連接，3腳和5腳接地，2腳經(jīng)電感Ll_3后輸出+5V直流電源電壓，2腳經(jīng)電感 Ll_3后與其4腳連接，2腳經(jīng)電感Ll_3和電解電容C4_3的陽(yáng)極后接地，2腳與二極管D6_3 的陰極連接，4腳經(jīng)電解電容C4_3的陽(yáng)極后接地；二極管D6_3的陽(yáng)極接地。
[0084] 第三+3. 3V直流電源電壓輸出電路：電源管理芯片U3_3的3腳與第三+5V直流電 源電壓連接，1腳接地，2腳輸出+3. 3V直流電源電壓，2腳與電解電容C5_3的陽(yáng)極和電容 C6_3的一端連接。電解電容C5_3的陰極和電容C6_3的另一端接地。電源指示燈D5_3的 陰極接地，陽(yáng)極與電阻R5_3的一端連接；電阻R5_3的另一端與+3. 3V直流電源電壓連接。
[0085] 如圖21所示，所述的第三微處理器單元電路：?jiǎn)纹瑱C(jī)U5_3的11腳與晶振Yl_3的 一端連接，12腳與晶振Yl_3的另一端連接，11腳和12腳分別經(jīng)電容C12_3、電容C13_3后 接地，13腳與電阻R22_3的一端連接，電阻R22_3的另一端均與電容C14_3、電阻R21_3和 按鍵S2_3的一端連接。電容C14_3的另一端和按鍵S2_3的另一端與+3. 3V直流電源電 壓連接，電阻R21_3的另一端接地。單片機(jī)U5_3的14腳均與電容C15_3的一端和電解電 容C16_3的陽(yáng)極連接且與+3. 3V直流電源電壓連接，16腳與電容C15_3的另一端和電解電 容C16_3的陰極連接且接地，40?44腳與1?3腳分別與排阻J5_3的2?9腳連接，排 阻J5_3的1腳與+3. 3V直流電源電壓連接。單片機(jī)U5_3的4腳與LED燈驅(qū)動(dòng)芯片U7_3 的1腳連接，18腳和19腳分別與電平轉(zhuǎn)換芯片U4_3的12腳和11腳連接，18腳和19腳分 別與無(wú)線(xiàn)通信模塊U12_3的15和16腳連接，30腳與晶體管Q2_3的基極連接，31腳經(jīng)電阻 R15_3后與晶體管Q5_3的基極連接，32腳經(jīng)電阻R19_3與熱釋電紅外傳感器J3_3的1腳 連接，33腳與晶體管Q3_3的基極連接。
[0086] 所述的U5_3的芯片型號(hào)為STC15L2K60S2,實(shí)現(xiàn)控制命令的接收、處理和反饋和 設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、處理和發(fā)送。所述的電源管理芯片U3_3的型號(hào)為AMS1117-3. 3V， 所述的電源管理芯片U2_3的型號(hào)為L(zhǎng)M2576-5. 0,所述的電源電壓降壓模塊Ul_3的型號(hào)為 APV-12-12,所述的電平轉(zhuǎn)換芯U4_3的型號(hào)為MAX232,所述的無(wú)線(xiàn)通信模塊U12_3的型號(hào)為 SZ05,所述的LED燈驅(qū)動(dòng)芯片U7_3的型號(hào)為CAT4101，所述的光電耦合器U9_3和U10_3的 型號(hào)均為PC817,所述的繼電器U8_3和Ull_3的型號(hào)均為0VR-SH-205L，所述的音樂(lè)集成芯 片U6_3的型號(hào)為KD-9561。
[0087] 如圖1所示，使用本實(shí)用新型時(shí)，將環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1安裝在室內(nèi)大廳或房間內(nèi)，將 設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2安裝在被控設(shè)備的附近。環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1采集室內(nèi)溫度、濕度、光照強(qiáng)度、 灰塵濃度、煙霧濃度、火焰強(qiáng)度等信息，通過(guò)環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1的第二無(wú)線(xiàn)通信單元與信息處 理終端3的第一無(wú)線(xiàn)通信單元通信，將其采集的環(huán)境信息上報(bào)到信息處理終端3。信息處理 終端3接收和顯示環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1采集的室內(nèi)環(huán)境數(shù)據(jù)。信息處理終端3接收和分析用戶(hù) 的控制命令，將其第一無(wú)線(xiàn)通信單元與設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的第三無(wú)線(xiàn)通信單元通信，無(wú)線(xiàn)發(fā) 送控制命令到設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2和接收設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的被控設(shè)備的工作狀態(tài)信息。設(shè)備監(jiān) 控節(jié)點(diǎn)2接收控制命令，通過(guò)被控設(shè)備的控制模塊改變被控設(shè)備的工作狀態(tài)，反饋被控設(shè) 備的工作狀態(tài)信息。室內(nèi)用戶(hù)可直接通過(guò)信息處理終端3獲取室內(nèi)家居的環(huán)境信息和監(jiān)控 室內(nèi)的設(shè)備。使用本實(shí)用新型時(shí)，可將信息處理終端3的第一串口單元與數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程模 塊4連接，將遠(yuǎn)程用戶(hù)管理端5與數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊4的3G傳輸單元通信。室外用戶(hù)可通 過(guò)遠(yuǎn)程用戶(hù)管理端獲取室內(nèi)家居的環(huán)境信息和監(jiān)控室內(nèi)的設(shè)備。
[0088] 本實(shí)用新型的具體工作過(guò)程如下：
[0089] 用戶(hù)可通過(guò)本實(shí)用新型在室外和室內(nèi)獲取室內(nèi)環(huán)境信息和被控設(shè)備的工作狀態(tài) 信息，控制被控設(shè)備。其具體工作可分成信息上報(bào)和命令發(fā)送兩部分。信息上報(bào)的具體工作 過(guò)程如下：首先，環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1的第二微控制器單元每間隔0. 5h時(shí)間通過(guò)傳感器模塊獲 取溫度、濕度、光照強(qiáng)度、灰塵濃度等信息，每間隔7s時(shí)間通過(guò)傳感器模塊獲取火焰強(qiáng)度、 煙霧濃度等信息。設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的第三微控制器單元每間隔7s時(shí)間通過(guò)被控設(shè)備的控 制模塊獲取LED燈、電控鎖、紅外監(jiān)控報(bào)警電路等被控設(shè)備的工作狀態(tài)信息。然后，環(huán)境監(jiān) 測(cè)節(jié)點(diǎn)1通過(guò)第二無(wú)線(xiàn)通信單元和設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2通過(guò)第三無(wú)線(xiàn)通信單元發(fā)送信息包（如 1319YYYYYYYWXXXXXXX，13代表數(shù)據(jù)包頭，19代表數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，YYYYYYY代表環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1或 設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的地址，W代表上報(bào)信息類(lèi)型，XXXXXXX代表有效數(shù)據(jù)信息）到信息處理終 端3。接著，信息處理終端3通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通信單元接收來(lái)自第二無(wú)線(xiàn)通信單元和第三無(wú)線(xiàn) 通信單元的信息包，在TFT彩屏顯示模塊上顯示。其次，信息處理終端3可通過(guò)第一串口單 元轉(zhuǎn)發(fā)信息包到數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸端4。最后，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸端4通過(guò)公網(wǎng)將信息包傳輸?shù)竭h(yuǎn)程 用戶(hù)管理端5。命令發(fā)送的具體工作過(guò)程如下：首先，室外用戶(hù)可通過(guò)遠(yuǎn)程用戶(hù)管理端5發(fā) 送控制命令（如1514YYYYYYYDXX，其中15代表命令頭，14代表命令位數(shù)，YYYYYYY代表設(shè)備 監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的地址，D代表設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2所連接的被控設(shè)備類(lèi)型，XX代表被控設(shè)備的工作 狀態(tài)），并通過(guò)公網(wǎng)傳輸給數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸端4。數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸端4接收控制命令后，通過(guò)第一 串口單元轉(zhuǎn)發(fā)給信息處理終端3。其次，信息處理終端3通過(guò)第一串口單元接收控制命令， 也可通過(guò)TFT彩屏顯示模塊分析室內(nèi)用戶(hù)的觸摸信號(hào)，并通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通信單元將對(duì)應(yīng)的 控制命令發(fā)送給設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2。設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2接收和分析控制命令，對(duì)被控設(shè)備執(zhí)行操 作。
[0090] 第一供電單元為信息處理終端3提供電源，如圖8所示，Pl_l為外接電源接口，夕卜 接電源的輸入電源電壓為+5V直流電源電壓。當(dāng)供電電源為Pl_l外接輸入+5V直流電源電 壓時(shí)，通過(guò)電源管理芯片Ul_l輸出+5V直流電源電壓，電源指示燈Dl_l點(diǎn)亮，通過(guò)電源管 理芯片Ul_l和U2_l為3. 7V鋰電池 BAT1充電。當(dāng)供電電源不為Pl_l外接輸入+5V直流 電源電壓時(shí)，鋰電池 BAT1通過(guò)電源管理芯片Ul_l輸出3. 7V電源電壓。U3_l電源管理芯片 GS3406 (理論輸入電壓范圍為 L 8V-5. 5V)、電感 Ll_l、電阻 R4_l、R3_l、R5_l、R6_l、R7_l、 電容C2_l、C3_l、C4_l、C5_l、C6_l連接成穩(wěn)壓電路，將5V或3. 7V直流電源電壓降壓后輸 出+3. 3V直流電源電壓，最大輸出電流為600mA，發(fā)光二極管D6_l點(diǎn)亮。U9_l電源管理芯片 ME2108A50PG (理論輸入電壓范圍為0. 9V-8V)、電感L2_l、電容C18_l、C19_1、C20_1、二極管 D7_l連接成穩(wěn)壓電路，將直流電源電壓升壓到5V直流電源電壓，最大輸出電流為400mA。
[0091] 第一串口單元為信息處理終端3提供串口通信接口和數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程端接口，如圖 7所示，U5_l電平轉(zhuǎn)換芯片MAX232是單電源雙RS-232收發(fā)芯片，采用單一 +5V直流電源電 壓供電，與電容C12_l、C13_l、C14_l、C15_l、C16_l連接成標(biāo)準(zhǔn)的RS-232通信接口，實(shí)現(xiàn)單 片機(jī)U4_l的TTL電平與計(jì)算機(jī)的RS-232電平之間的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)傳輸遠(yuǎn)程端4與串口模塊 J3_l連接，實(shí)現(xiàn)串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)IP數(shù)據(jù)的功能。
[0092] 第一無(wú)線(xiàn)通信單元為信息處理終端3提供無(wú)線(xiàn)通信接口，如圖6所示，SZ05無(wú)線(xiàn) 通信模塊接口 U7_l 與發(fā)光二極管 D2_l、D3_l、D4_l、D5_l、電阻 R11_1、R12_l、R13_l、R14_l 連接成無(wú)線(xiàn)通信模塊的工作指示燈電路，若節(jié)點(diǎn)建網(wǎng)成功，發(fā)光二極管D4_l點(diǎn)亮，若接收 或發(fā)送一次數(shù)據(jù)，發(fā)光二極管D2_l閃爍一次，若系統(tǒng)正常運(yùn)行，發(fā)光二極管D3_l間隔1秒 閃爍，若系統(tǒng)異常，發(fā)光二極管D5_l點(diǎn)亮。SZ05無(wú)線(xiàn)通信模塊接口 U7_l與撥碼開(kāi)關(guān)S3_l、 電阻虹6_1、1?17_1、1?18_1、1?19_1連接成無(wú)線(xiàn)通信模塊的配置電路，該無(wú)線(xiàn)通信模塊通過(guò)串 口發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。
[0093] 第一微處理器單元是信息處理終端3的控制核心。首先開(kāi)啟第一供電單元，第一 微處理器單元初始化TFT彩屏顯示模塊，在TFT彩屏顯示模塊上顯示環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1和設(shè) 備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的登陸主界面窗口。第一微處理器單元等待觸摸信號(hào)，根據(jù)觸摸信號(hào)進(jìn)入環(huán) 境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1或設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的子界面。若進(jìn)入環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1的子界面，第一微處理 器單元將對(duì)第一無(wú)線(xiàn)通信單元接收到的環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，并判斷是否 符合通信協(xié)議，如果是，將數(shù)據(jù)在TFT彩屏顯示模塊上顯示室內(nèi)環(huán)境的信息，如果不是，則 丟棄該數(shù)據(jù)包，等待下次數(shù)據(jù)包的接收。若進(jìn)入設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的子界面，第一微處理器單 元根據(jù)不同的觸摸信號(hào)通過(guò)第一無(wú)線(xiàn)通信單元發(fā)送控制命令至設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2,同時(shí)，第一 微處理器單元也對(duì)第一無(wú)線(xiàn)通信單元接收到的設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，并在 TFT彩屏顯示模塊上顯示設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的工作狀態(tài)。另外，主界面可以分別與環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié) 點(diǎn)1子界面和設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2子界面相互切換。
[0094] TFT彩屏顯示模塊主要實(shí)時(shí)顯示環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1采集的溫濕度數(shù)據(jù)、光照數(shù)據(jù)、灰 塵濃度、火焰強(qiáng)度、煙霧濃度及設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的工作狀態(tài)和警告信息，接收用戶(hù)的觸摸信 號(hào)輸入。
[0095] 第二供電單元為環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1提供電源，如圖13所示，Jl_2為外接電源接口，夕卜 接電源的輸入電壓為220V交流電壓。Ul_2電源電壓降壓模塊APV-12-5(理論輸入電壓范 圍為90- 264V交流電壓）與電容C2_2、C3_2連接成穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路將220V交流電 壓降壓，輸出+5V直流電源電壓，最大輸出電流為2A。U2_2電源管理芯片AMS1117-3. 3(理 論輸入電壓范圍為4. 75 - 12V)、電容C4_2、C5_2連接成穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路將+5V直流 電源電壓降壓，輸出+3. 3V直流電源電壓，最大輸出電流為1A，并點(diǎn)亮發(fā)光二極管D5_2。
[0096] 第二串口單元為環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1提供串口通信接口，如圖12所示，U3_2電平轉(zhuǎn)換 芯片MAX232是單電源雙RS-232收發(fā)芯片，采用單一 +5V直流電源電壓供電，與電容C6_2、 C7_2、C8_2、C9_2、C10_2連接成標(biāo)準(zhǔn)的RS-232通信接口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)U4_2的TTL電平與計(jì) 算機(jī)的RS-232電平之間的轉(zhuǎn)換。
[0097] 第二無(wú)線(xiàn)通信單元為環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1提供無(wú)線(xiàn)通信接口，如圖11所示，SZ05無(wú)線(xiàn) 通信模塊接口 U5_2 與發(fā)光二極管 Dl_2、D2_2、D3_2、D4_2、電阻 Rl_2、R2_2、R3_2、R4_2 連 接成無(wú)線(xiàn)通信模塊的工作指示燈電路，若節(jié)點(diǎn)建網(wǎng)成功，發(fā)光二極管D3_2點(diǎn)亮，若接收或 發(fā)送一次數(shù)據(jù)，發(fā)光二極管Dl_2閃爍一次，若系統(tǒng)正常運(yùn)行，發(fā)光二極管D2_2間隔1秒閃 爍，若系統(tǒng)異常，發(fā)光二極管D4_2點(diǎn)亮。SZ05無(wú)線(xiàn)通信模塊接口 U5_2與撥碼開(kāi)關(guān)Sl_2、電 阻R6_2、R7_2、R8_2、R9_2連接成無(wú)線(xiàn)通信模塊的配置電路，該無(wú)線(xiàn)通信模塊通過(guò)串口發(fā)送 或接收數(shù)據(jù)。
[0098] 第二微處理器單元是環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1的控制核心，是傳感器模塊的信息處理中 心。首先，第二微處理器單元初始化傳感器模塊；其次，通過(guò)串行數(shù)據(jù)線(xiàn)和串行時(shí)鐘線(xiàn)（即 I2c總線(xiàn)）與數(shù)字溫濕度傳感器傳遞信息，對(duì)采集的溫濕度數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、校正和處理，通過(guò) 溫度校正相對(duì)濕度的非線(xiàn)性；同時(shí)，對(duì)灰塵傳感器、煙霧傳感器、光敏傳感器和火焰?zhèn)鞲衅?輸出的模擬信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，獲得灰塵濃度、光照強(qiáng)度和火焰強(qiáng)度，其中煙霧傳感器可以 通過(guò)電位器Rll_2調(diào)節(jié)靈敏度，輸出模擬電信號(hào)，模擬電信號(hào)經(jīng)運(yùn)算放大器U7_2信號(hào)放大 后輸出高低TTL電平。然后，對(duì)采集的所有環(huán)境信息進(jìn)行處理，按照通信協(xié)議將環(huán)境信息的 數(shù)據(jù)包通過(guò)第二無(wú)線(xiàn)通信單元發(fā)送至信息處理終端3。
[0099] 第三供電單元為設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2提供電源，如圖20所示，J4_3為外接電源接口， 外接電源的輸入電壓為220V交流電壓。Ul_3電源電壓降壓模塊APV-12-12(理論輸入電壓 范圍為90- 264V交流電壓）與電容Cl_3、C2_3連接成穩(wěn)壓電路，該穩(wěn)壓電路將220V交流 電壓降壓輸出+12V直流電源電壓，最大輸出電流1A。電源管理芯片LM2576-5.0(理論輸 入電壓范圍為8 - 40V)、電感Ll_3、二極管D6_3、電容C4_3連接成BUCK電路，該BUCK電路 將+12V直流電源電壓降壓輸出+5V直流電源電壓，最大輸出電流3A。U3_3電源管理芯片 AMS1117-3. 3(理論輸入電壓范圍為4. 75 - 12V)、電容C5_3、C6_3連接成線(xiàn)性穩(wěn)壓電路，該 線(xiàn)性穩(wěn)壓電路將5V直流電源電壓降壓，輸出+3. 3V直流電源電壓，最大輸出電流為1A，并點(diǎn) 亮發(fā)光二極管D5_3。
[0100] 第三串口單元為設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2提供串口通信接口，如圖19所示，U4_3電平轉(zhuǎn)換 芯片MAX232是單電源雙RS-232收發(fā)芯片，采用單一 +5V直流電源電壓供電，與電容C7_3、 C8_3、C9_3、C10_3、Cll_3連接成標(biāo)準(zhǔn)的RS-232通信接口，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)U5_3的TTL電平與 計(jì)算機(jī)的RS-232電平之間的轉(zhuǎn)換。
[0101] 第三無(wú)線(xiàn)通信單元為設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2提供無(wú)線(xiàn)通信接口，如圖18所示，SZ05無(wú)線(xiàn) 通信模塊接口 U12_3 與發(fā)光二極管 D 1_3、D2_3、D3_3、D4_3、電阻 Rl_3、R2_3、R3_3、R4_3 連 接成無(wú)線(xiàn)通信模塊的工作指示燈電路，若節(jié)點(diǎn)建網(wǎng)成功，發(fā)光二極管D3_3點(diǎn)亮，若接收或 發(fā)送一次數(shù)據(jù)，發(fā)光二極管Dl_3閃爍一次，若系統(tǒng)正常運(yùn)行，發(fā)光二極管D2_3間隔1秒閃 爍，若系統(tǒng)異常，發(fā)光二極管D4_3點(diǎn)亮。SZ05無(wú)線(xiàn)通信模塊接口 U12_3與撥碼開(kāi)關(guān)Sl_3、 電阻R6_3、R7_3、R8_3、R9_3連接成無(wú)線(xiàn)通信模塊的配置電路，該無(wú)線(xiàn)通信模塊通過(guò)串口發(fā) 送或接收數(shù)據(jù)。
[0102] 第三微處理器單元是設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的控制核心，是被控對(duì)象的控制模塊的指令 處理中心。首先，第三微處理器單元通過(guò)第三無(wú)線(xiàn)通信單元接收信息處理終端3的控制命 令。分析接收到的控制命令，如果是LED燈的控制命令，則根據(jù)控制命令產(chǎn)生不同占空比的 PWM波，并通過(guò)LED燈控制電路控制LED燈。LED燈控制電路通過(guò)晶體管Q2_3和光電耦合 器U9_3進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換（3. 3V轉(zhuǎn)5V)，保證光電耦合器兩側(cè)電路的電源相互獨(dú)立，光電耦合器 右側(cè)是繼電器電路，繼電器電路控制LED燈電源的開(kāi)啟和斷開(kāi)，LED驅(qū)動(dòng)芯片CAT4101根據(jù) 產(chǎn)生的PWM波控制LED燈的亮度。如果是紅外監(jiān)控報(bào)警的控制命令，則通過(guò)紅外監(jiān)控報(bào)警 電路控制報(bào)警器。紅外監(jiān)控報(bào)警電路通過(guò)熱釋電紅外傳感器檢測(cè)人體信息。第三微處理器 單元根據(jù)人體信息控制報(bào)警電路的工作狀態(tài)，如果在監(jiān)測(cè)模式下檢測(cè)到有人，晶體管Q5_3、 Q6_3、音樂(lè)集成芯片KD-9561、電阻R16_3、R17_3連接成的報(bào)警電路驅(qū)動(dòng)揚(yáng)聲器SPEAKER聲 響。如果是電控鎖控制命令，則通過(guò)電控鎖控制電路控制電控鎖。電控鎖控制電路通過(guò)晶 體管Q3_3和光電耦合器U4_3進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換（3. 3V轉(zhuǎn)5V)，保證光電耦合器兩側(cè)電路的電源 相互獨(dú)立，光電耦合器右側(cè)是繼電器電路，繼電器電路控制電控鎖電源的開(kāi)啟和斷開(kāi)，電控 鎖接口包括兩個(gè)電源引腳和兩個(gè)鎖扣引腳，兩個(gè)電源引腳一端接+12V直流電源電壓，另一 端接地，兩個(gè)鎖扣引腳一個(gè)接地，另一個(gè)接繼電器+12V直流電源電壓，通過(guò)第三微處理器 單元控制繼電器電路的工作狀態(tài)。其次，第三微處理器單元通過(guò)第三無(wú)線(xiàn)通信單元將被控 對(duì)象的控制模塊的工作狀態(tài)發(fā)送至信息處理終端3,并等待接收下次的控制命令。
[0103] 綜述所述，本實(shí)用新型綜合運(yùn)用溫濕度傳感器、光照傳感器、灰塵傳感器、火焰?zhèn)?感器、煙霧傳感器等多種環(huán)境信息的感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的環(huán)境信息采集。系統(tǒng)配備LED 燈、電控鎖、熱釋電紅外報(bào)警器等多種被控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)的智能照明和安防監(jiān)控。系統(tǒng)配 備無(wú)線(xiàn)通信模塊，實(shí)現(xiàn)信息處理終端3與環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)1、設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)2的信息交換。本 實(shí)用新型可有效解決傳統(tǒng)家居存在的問(wèn)題，具有無(wú)需布線(xiàn)、擴(kuò)展靈活、不占空間、低能耗、高 效率、綠色環(huán)保等特點(diǎn)，為智能家居系統(tǒng)提供一種全新的解決手段，可優(yōu)化人們的生活方式 和居住環(huán)境，滿(mǎn)足人們對(duì)生活環(huán)境智能、舒適、安全要求。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，其特征在于：包括至少兩個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié) 點(diǎn)、至少兩個(gè)設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)、信息處理終端、數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊和遠(yuǎn)程用戶(hù)管理端，所述至 少兩個(gè)環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)、至少兩個(gè)設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)均與所述信息處理終端連接，所述信息處理 終端與所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊連接，所述數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸模塊與所述遠(yuǎn)程用戶(hù)管理端通信連 接，其中，所述的信息處理終端包括用于處理接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的第一微處理器單元、用于將 第一微處理器單元處理得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和用戶(hù)觸摸信號(hào)輸入的TFT彩屏顯示模塊、用 于信息處理終端與環(huán)境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)和設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)相互通信的第一無(wú)線(xiàn)通信單元、用于串口 通信和燒錄程序的第一串口單元、以及用于為第一微處理器單元、第一無(wú)線(xiàn)通信單元、第一 串口單元和TFT彩屏顯示模塊供電的第一供電單元，所述第一微處理器單元、第一無(wú)線(xiàn)通 信單元、第一串口單元和TFT彩屏顯示模塊均與第一供電單元連接，第一無(wú)線(xiàn)通信單元、第 一串口單元和TFT彩屏顯示模塊均與第一微處理器單元連接。
2. 如權(quán)利要求1所述的基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，其特征在于：所述的環(huán) 境監(jiān)測(cè)節(jié)點(diǎn)包括用于采集家居室內(nèi)環(huán)境信息的傳感器模塊、用于處理傳感器模塊的采集信 息的第二微處理器單元、用于與信息處理終端之間相互通信的第二無(wú)線(xiàn)通信單元、用于串 口通信和燒錄程序的第二串口單元、以及用于為第二微處理器單元、第二無(wú)線(xiàn)通信單元、第 二串口單元和傳感器模塊供電的第二供電單元，所述第二微處理器單元、第二無(wú)線(xiàn)通信單 元、第二串口單元和傳感器模塊均與第二供電單元連接，所述傳感器模塊、第二無(wú)線(xiàn)通信單 元和第二串口單元均與第二微處理器單元連接，所述第二無(wú)線(xiàn)通信單元與第一無(wú)線(xiàn)通信單 元無(wú)線(xiàn)連接。
3. 如權(quán)利要求書(shū)2所述的基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，其特征在于：所述的 傳感器模塊為以下一種或至少兩種以上組合：（1)用于采集室內(nèi)溫濕度信息的溫濕度傳感 器；（2)用于采集室內(nèi)光照強(qiáng)度信息的光敏傳感器；（3)用于采集室內(nèi)空氣質(zhì)量的灰塵傳感 器；(4)用于采集煙霧濃度的煙霧傳感器；（5)用于采集火焰強(qiáng)度的火焰?zhèn)鞲衅鳌?br> 4. 如權(quán)利要求1?3之一所述的基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，其特征在于： 所述的設(shè)備監(jiān)控節(jié)點(diǎn)包括用于處理控制命令和被控設(shè)備的工作狀態(tài)信息的第三處理器單 元、用于與信息處理終端之間相互通信的第三無(wú)線(xiàn)通信單元、用于串口通信和燒錄程序的 第三串口單元、用于被控設(shè)備的控制模塊、以及用于為第三微處理器單元、第三無(wú)線(xiàn)通信單 元、第三串口單元和被控設(shè)備的控制模塊供電的第三供電單元，所述第三微處理器單元、第 三無(wú)線(xiàn)通信單元、第三串口單元和被控設(shè)備的控制模塊均與第三供電單元連接，所述被控 設(shè)備的控制模塊、第三無(wú)線(xiàn)通信單元和第三串口單元均與第三微處理器單元連接，所述第 三無(wú)線(xiàn)通信單元與第一無(wú)線(xiàn)通信單元無(wú)線(xiàn)連接。
5. 如權(quán)利要求4所述的基于無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)的智能家居系統(tǒng)，其特征在于：所述的被 控設(shè)備的控制模塊包括LED燈控制電路、紅外監(jiān)控報(bào)警電路和電控鎖控制電路。
【文檔編號(hào)】H04W84/18GK203909596SQ201420316231
【公開(kāi)日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年6月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月13日
【發(fā)明者】陳友榮, 高學(xué)江, 王章權(quán), 任條娟, 呂何新, 周瑩, 劉半藤, 劉耀林 申請(qǐng)人:浙江樹(shù)人大學(xué)