基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置，包括：接口設(shè)備，與接口設(shè)備的信號(hào)輸出接口相連接并對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、保存以及當(dāng)傳感器設(shè)備收集的數(shù)據(jù)達(dá)到一預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出提醒信號(hào)的數(shù)據(jù)處理模塊；經(jīng)由ZigBee通信模塊與數(shù)據(jù)處理模塊通信連接的控制模塊，包括對(duì)傳感器連接的家居設(shè)備的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的鍵入設(shè)備、對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行顯示的顯示設(shè)備，以及對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊輸出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行提醒的報(bào)警設(shè)備；與控制模塊互聯(lián)網(wǎng)相連接，用于設(shè)定、查看家庭環(huán)境參數(shù)并接收控制模塊發(fā)送報(bào)警信號(hào)的移動(dòng)終端。本新型的有益效果為：在家中無人時(shí)，也可通過移動(dòng)設(shè)備對(duì)家中的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和操縱，且通信距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)。
【專利說明】基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于物聯(lián)網(wǎng)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市面上生產(chǎn)制造的智能家居傳感器主要方案是:首先購(gòu)買專門廠商生產(chǎn)的如煙霧傳感器、溫濕度傳感器、熱釋電人體傳感器等各種傳感器小模塊，然后設(shè)計(jì)一種以MCU為核心的控制中心并與各個(gè)傳感器小模塊通過導(dǎo)線相連，最后控制中心再通過導(dǎo)線與一些如液晶、數(shù)碼管等顯示設(shè)備相連。這些傳感器小模塊將傳感到的數(shù)據(jù)通過導(dǎo)線傳輸給控制中心，經(jīng)控制中心處理后在顯示設(shè)備上顯示或觸發(fā)報(bào)警器。有的產(chǎn)品會(huì)將這些數(shù)據(jù)通過有線或無線的方式上傳到電腦上，在電腦上設(shè)計(jì)一款上位機(jī)軟件顯示數(shù)據(jù)。以上方案設(shè)計(jì)的智能家居傳感器模塊只能將傳感到的數(shù)據(jù)在家中某些設(shè)備上顯示或報(bào)警，當(dāng)主人外出時(shí)無法看見家中各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)，家中受到外來入侵也不能及時(shí)知道。購(gòu)買來的各種傳感器小模塊直接與MCU連接，沒有一些信號(hào)保護(hù)和濾波電路，信號(hào)易受到尖脈沖以及外界電磁場(chǎng)的干擾而造成信號(hào)傳輸不穩(wěn)定，有時(shí)甚至造成整個(gè)模塊的損壞。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于短距離無線通信技術(shù)的智能家居傳感裝置，可以將家中的各種傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)揭苿?dòng)終端上，并在移動(dòng)終端上顯示和報(bào)警，從而解決了在家中無人時(shí)，也可以對(duì)家中的情況進(jìn)行監(jiān)控。
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置，包括:用于外接傳感器設(shè)備的接口設(shè)備，包括四個(gè)傳感器信號(hào)輸入接口和一個(gè)信號(hào)輸出接口，所述四個(gè)傳感器信號(hào)輸入接口為溫濕度傳感器接口、光強(qiáng)傳感器接口、無源信號(hào)類傳感器接口以及有源信號(hào)類傳感器接口，其中，所述溫濕度傳感器接口以單總線通訊的方式與數(shù)字溫度傳感器或溫濕度傳感器相連接，所述光強(qiáng)傳感器接口與光傳感器相連接，所述無源信號(hào)類傳感器接口以及所述有源信號(hào)類傳感器接口與以開關(guān)量輸出的傳感器相連接；與所述接口設(shè)備的信號(hào)輸出接口相連接并對(duì)所述傳感器接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、保存以及當(dāng)傳感器收集的數(shù)據(jù)達(dá)到一預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出提醒信號(hào)的數(shù)據(jù)處理模塊；經(jīng)由ZigBee通信模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊通信連接的控制模塊，包括:輸出對(duì)所述傳感器連接的家居設(shè)備的環(huán)境參數(shù)做出改變的鍵入設(shè)備、對(duì)接收到的所述傳感器設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行顯示的顯示設(shè)備，以及對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊輸出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行提醒的報(bào)警設(shè)備；與所述控制模塊通過互聯(lián)網(wǎng)相連接，用于設(shè)定、查看家庭環(huán)境參數(shù)并以語音提醒的方式接收控制模塊發(fā)送報(bào)警信號(hào)的移動(dòng)終端。
[0005]優(yōu)選地，所述溫濕度傳感器接口的型號(hào)為DS18B20，所述數(shù)據(jù)處理部為ATmegaSS單片機(jī)，所述ZigBee通信模塊為SZ05無線通信模塊，所述DS18B20溫濕度傳感器接口的輸入端與所述ATmegaSS單片機(jī)的27引腳相連，所述無源信號(hào)類傳感器接口、有源信號(hào)類傳感器接口分別與所述述ATmegaSS單片機(jī)的25和26引腳相連，所述光強(qiáng)傳感器接口與所述ATmega88單片機(jī)的23或24引腳相連,所述ATmega88單片機(jī)的30與31引腳分別與所述SZ05無線通信模塊的20與21引腳相連以進(jìn)行通信。
[0006]優(yōu)選地，以開關(guān)量輸出的傳感器包括:煙霧傳感器、有毒氣體傳感器以及熱釋電人體紅外傳感器。
[0007]優(yōu)選地，所述控制模塊為一集成主機(jī)，所述移動(dòng)終端為手機(jī)，所述主機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)與移動(dòng)設(shè)備通信連接。
[0008]本實(shí)用新型所提供的基于短距離無線通信技術(shù)的智能家居傳感裝置，當(dāng)外接的溫濕度傳感器，煙霧傳感器，有毒氣體傳感器以及熱釋電人體紅外傳感器等傳感器采集到環(huán)境參數(shù)后，將數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)處理部處理保存。數(shù)據(jù)處理部識(shí)別傳感到的數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)值大小超過預(yù)先設(shè)定的閾值，數(shù)據(jù)處理部會(huì)通過ZIGBEE通信向家庭的控制部發(fā)送報(bào)警信號(hào)，家庭控制終端再通過互聯(lián)網(wǎng)將報(bào)警信號(hào)發(fā)送到用戶手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備，從而解決了在家中無人時(shí)，也可以通過移動(dòng)設(shè)備對(duì)家中的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0009]且，ZigBee通信具有通信距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、組網(wǎng)靈活、性能可靠穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)和特性，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)透明傳輸，可組成星型、樹型等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本實(shí)用新型中溫濕度傳感器接口電路原理圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型中無源類傳感器接口電路原理圖；
[0013]圖4是本實(shí)用新型中有源類傳感器接口電路原理圖；
[0014]圖5是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)處理模塊的電路原理圖；以及
[0015]圖6是本實(shí)用新型ZigBee通信模塊的電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體實(shí)施例和圖示，進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型。
[0017]圖1是本實(shí)用新型的基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]如圖1所示,一種基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置,包括:
[0019]安裝于屋內(nèi)的接口設(shè)備10、數(shù)據(jù)處理模塊20、ZigBee通信模塊30、控制模塊40以及位于任意位置的移動(dòng)終端50。
[0020]其中，接口設(shè)備10包括四個(gè)傳感器信號(hào)輸入接口 11和一個(gè)信號(hào)輸出接口 12，四個(gè)傳感器信號(hào)輸入接口 11用于外接傳感器設(shè)備，其四個(gè)傳感器信號(hào)輸入接口 11為溫濕度傳感器接口、光強(qiáng)傳感器接口、無源信號(hào)類傳感器接口以及有源信號(hào)類傳感器接口 ；
[0021]其中，溫濕度傳感器接口與數(shù)字溫度傳感器或溫濕度傳感器以單總線通訊的方式相連接，光強(qiáng)傳感器接口與光傳感器相連接；無源信號(hào)類傳感器接口以及有源信號(hào)類傳感器接口與以開關(guān)量輸出的傳感器相連接，以開關(guān)量輸出的傳感器包括:煙霧傳感器、有毒氣體傳感器或熱釋電人體紅外傳感器。[0022]與接口設(shè)備10的信號(hào)輸出接口 12相連接并對(duì)所述傳感器接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、保存以及當(dāng)傳感器收集的數(shù)據(jù)達(dá)到一預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出提醒信號(hào)的數(shù)據(jù)處理模塊20。
[0023]在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)處理模塊20為ATmega88單片機(jī)，該單片機(jī)是一款高性能、低功耗的8位AVR微處理器，具有先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)和非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、工作溫度范圍廣、處理速度快等特點(diǎn)。一個(gè)可編程的串行USART接口與ZigBee通信模塊30相連用于和其他設(shè)備進(jìn)行通信。
[0024]與所述數(shù)據(jù)處理模塊20經(jīng)由ZigBee通信模塊30通信連接的控制模塊40，包括:輸出對(duì)所述傳感器連接的家居設(shè)備的環(huán)境參數(shù)做出改變的鍵入設(shè)備41、對(duì)接收到的所述傳感器設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行顯示的顯示設(shè)備42，以及對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊20輸出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行提醒的報(bào)警設(shè)備43。
[0025]其中，ZigBee通信模塊30集成了符合ZigBee協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的射頻收發(fā)器和微處理器，其具有通信距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、組網(wǎng)靈活、性能可靠穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)和特性，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)透明傳輸，可組成星型、樹型等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0026]本實(shí)施例中，控制模塊40為一自主研發(fā)智能家居系統(tǒng)的集成主機(jī)，該鍵入設(shè)備41和顯示設(shè)備42分別為鍵盤和顯示器，通過鍵盤鍵入設(shè)定當(dāng)前環(huán)境參數(shù)或預(yù)設(shè)一預(yù)設(shè)值，當(dāng)出現(xiàn)環(huán)境參數(shù)大于預(yù)設(shè)值時(shí)，ATmegaSS單片機(jī)會(huì)向電腦的報(bào)警設(shè)備43發(fā)送警報(bào)信號(hào)。
[0027]移動(dòng)終端50為任意一可聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)設(shè)備，與所述控制模塊40通過互聯(lián)網(wǎng)相連接并互通數(shù)據(jù)，且用于設(shè)定、查看家庭環(huán)境參數(shù)并以語音提醒的方式接收控制模塊40發(fā)送報(bào)警信號(hào)。
[0028]圖3是本實(shí)用新型中無源類傳感器接口電路原理圖，圖4是本實(shí)用新型中有源類傳感器接口電路原理圖，圖5是本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)處理模塊的電路原理圖。
[0029]在本實(shí)施例中，如圖2和圖5所示，溫濕度傳感器接口的型號(hào)為DS18B20，數(shù)據(jù)處理模塊20為ATmega88單片機(jī)，該DS18B20溫濕度傳感器接口的輸入端與ATmega88單片機(jī)的27引腳相連。
[0030]在本實(shí)施例中，如圖3至圖5所示，其中，有源信號(hào)和無源信號(hào)傳感器接口可以連接煙霧傳感器、有毒氣體傳感器或熱釋電人體紅外傳感器等以開關(guān)量輸出的傳感器。無源信號(hào)類傳感器接口、有源信號(hào)類傳感器接口分別與ATmega88單片機(jī)的25和26引腳相連。
[0031]光強(qiáng)傳感器接口與ATmega88單片機(jī)的23或24引腳相連。
[0032]如圖5和圖6所示，ZigBee通信模塊30為SZ05無線通信模塊，ATmega88單片機(jī)的30與31引腳分別與SZ05無線通信模塊的20與21引腳相連以進(jìn)行通信。
[0033]ZigBee通信模塊30通過第21腳RXD和第22腳TXD與ATmega88單片機(jī)串口進(jìn)行通信。第10腳SLEEP，第14腳CONFIG，第15腳RESET均與ATmega88單片機(jī)的IO 口相連，用于ATmega88單片機(jī)配置ZigBee通信模塊30。第10引腳為ZigBee通信模塊30睡眠喚醒引腳，待機(jī)狀態(tài)下該ZigBee通信模塊30自動(dòng)休眠以降低功耗，當(dāng)?shù)?0引腳拉高時(shí)模塊被喚醒。當(dāng)配置此ZigBee通信模塊30時(shí)，需將第14腳拉低。第15腳為復(fù)位引腳，MCU引腳給其一低脈沖ZigBee通信模塊30會(huì)硬件重啟，其他引腳主要用來給模塊供電。
[0034]在本實(shí)施例中，移動(dòng)終端50為一移動(dòng)手機(jī)，當(dāng)持有手機(jī)的人即使在辦公室工作，也可通過該移動(dòng)手機(jī)經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)連接到家中的電腦，并同步與智能家居設(shè)備的傳感器數(shù)據(jù)，可以隨時(shí)隨地通過移動(dòng)設(shè)備上專門設(shè)計(jì)的軟件查看家中的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，并可以設(shè)定家中的環(huán)境參數(shù)，經(jīng)設(shè)置后，家中設(shè)備如空調(diào)、加濕器、窗簾等就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行將家中環(huán)境調(diào)整至設(shè)定值。另外，當(dāng)出現(xiàn)環(huán)境參數(shù)達(dá)到一預(yù)設(shè)值時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊20將自動(dòng)發(fā)送警報(bào)信號(hào)，該警報(bào)信號(hào)經(jīng)由電腦傳送至手機(jī)，通知到手機(jī)持有人，以告達(dá)家中的環(huán)境參數(shù)出現(xiàn)問題。
[0035]本實(shí)用新型所提供的基于短距離無線通信技術(shù)的智能家居傳感裝置，當(dāng)外接的溫濕度傳感器，煙霧傳感器，有毒氣體傳感器以及熱釋電人體紅外傳感器等傳感器采集到環(huán)境參數(shù)后，將數(shù)據(jù)送入數(shù)據(jù)處理部處理保存。當(dāng)環(huán)境參數(shù)數(shù)值超過預(yù)先設(shè)定的閾值，數(shù)據(jù)處理部會(huì)通過ZigBee通信模塊向家庭的控制部發(fā)送報(bào)警信號(hào)，家庭控制終端再通過互聯(lián)網(wǎng)將報(bào)警信號(hào)發(fā)送到用戶手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備，也可以隨時(shí)隨地通過移動(dòng)設(shè)備上專門設(shè)計(jì)的軟件查看家中的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)，并可以設(shè)定家中的環(huán)境參數(shù)，經(jīng)設(shè)置后，家中設(shè)備如空調(diào)、加濕器、窗簾等就會(huì)自動(dòng)運(yùn)行將家中環(huán)境調(diào)整至設(shè)定值。從而解決了在家中無人時(shí)，也可以通過移動(dòng)設(shè)備對(duì)家中的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和操縱。
[0036]且，ZigBee通信具有通信距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)、組網(wǎng)靈活、性能可靠穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)和特性，可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)，一點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)，多點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)設(shè)備間的數(shù)據(jù)透明傳輸，可組成星型、樹型等網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。
[0037]以上結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域中普通技術(shù)人員可根據(jù)上述說明對(duì)本實(shí)用新型做出種種變化例。因而，實(shí)施例中的某些細(xì)節(jié)不應(yīng)構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的限定，本實(shí)用新型將以所附權(quán)利要求書界定的范圍作為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置，其特征在于，包括: 用于外接傳感器設(shè)備的接口設(shè)備，包括四個(gè)傳感器信號(hào)輸入接口和一個(gè)信號(hào)輸出接口，所述四個(gè)傳感器信號(hào)輸入接口分別為溫濕度傳感器接口、光強(qiáng)傳感器接口、無源信號(hào)類傳感器接口以及有源信號(hào)類傳感器接口，其中，所述溫濕度傳感器接口以單總線通訊的方式與數(shù)字溫度傳感器或溫濕度傳感器相連接，所述光強(qiáng)傳感器接口與光傳感器相連接，所述無源信號(hào)類傳感器接口以及所述有源信號(hào)類傳感器接口與以開關(guān)量輸出的傳感器相連接； 與所述接口設(shè)備的信號(hào)輸出接口相連接并對(duì)所述傳感器設(shè)備接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、保存以及當(dāng)傳感器設(shè)備收集的數(shù)據(jù)達(dá)到一預(yù)設(shè)值時(shí)發(fā)出提醒信號(hào)的數(shù)據(jù)處理模塊； 經(jīng)由ZigBee通信模塊與所述數(shù)據(jù)處理模塊通信連接的控制模塊，包括:輸出對(duì)所述傳感器連接的家居設(shè)備的環(huán)境參數(shù)進(jìn)行設(shè)定的鍵入設(shè)備、對(duì)接收到的所述傳感器設(shè)備的信號(hào)進(jìn)行顯示的顯示設(shè)備，以及對(duì)數(shù)據(jù)處理模塊輸出的報(bào)警信號(hào)進(jìn)行提醒的報(bào)警設(shè)備； 與所述控制模塊通過互聯(lián)網(wǎng)相連接，用于設(shè)定、查看家庭環(huán)境參數(shù)并接收控制模塊發(fā)送報(bào)警信號(hào)的移動(dòng)終端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置，其特征在于: 所述溫濕度傳感器接口的型號(hào)為DS18B20，所述數(shù)據(jù)處理部為ATmegaSS單片機(jī)，所述ZigBee通信模塊為SZ05無線通信模塊，所述DS18B20溫濕度傳感器接口的輸入端與所述ATmegaSS單片機(jī)的27引腳相連，所述無源信號(hào)類傳感器接口、有源信號(hào)類傳感器接口分別與所述述ATmega88單片機(jī)的25和26引腳相連,所述光強(qiáng)傳感器接口與所述ATmega88單片機(jī)的23或24引腳相連，所述ATmegaSS單片機(jī)的30與31引腳分別與所述SZ05無線通信模塊的20與21引腳相連以進(jìn)行通信。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置，其特征在于: 所述以開關(guān)量輸出的傳感器包括:煙霧傳感器、有毒氣體傳感器以及熱釋電人體紅外傳感器中的任一者或它們中的任一組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于ZigBee通信的智能家居傳感裝置，其特征在于: 所述控制模塊為一集成主機(jī)，所述移動(dòng)終端為手機(jī)，所述手機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)與所述主機(jī)通信連接。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK203657839SQ201420021680
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年1月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月14日
【發(fā)明者】曹西飛 申請(qǐng)人:上?？锾┬畔⒖萍加邢薰?br>