本發(fā)明涉及一種基于wifi和zigbee的遠(yuǎn)程安防監(jiān)控系統(tǒng)，屬于嵌入式開發(fā)及無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)的安防系統(tǒng)主要以網(wǎng)線傳輸和報(bào)警為主，不能對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行很好的監(jiān)控和處理。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，嵌入式開發(fā)技術(shù)、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)逐步應(yīng)用于智能化產(chǎn)品。

目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在民用方面不斷深入，嵌入式開發(fā)技術(shù)及無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已大量應(yīng)用于智能化產(chǎn)品，通過傳感器對(duì)外界環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，并將相關(guān)數(shù)據(jù)通過無線網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器，再由服務(wù)器發(fā)送到客戶終端，而終端對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并發(fā)送相應(yīng)的應(yīng)答指令通過無線網(wǎng)絡(luò)運(yùn)用串口通信技術(shù)傳送至嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)收到指令后對(duì)相關(guān)器件進(jìn)行操作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)智能化產(chǎn)品的遠(yuǎn)程控制。

在嵌入式開發(fā)中，主要是針對(duì)微處理機(jī)的開發(fā)及利用，通過開發(fā)軟件向系統(tǒng)內(nèi)寫入運(yùn)行程序，運(yùn)行器件后，通過串口通信協(xié)議、iic通信協(xié)議等通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息的傳輸，mpu對(duì)信息做出判斷并產(chǎn)生相應(yīng)的邏輯指令來控制與之相連的控制電路。

由于嵌入式系統(tǒng)的內(nèi)核較小，系統(tǒng)總體的性能及處理能力有限，實(shí)現(xiàn)的功能有限；同時(shí)軟件對(duì)硬件的依賴性高，軟件的可移植性差；對(duì)操作系統(tǒng)的可靠性要求也較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種具有環(huán)境監(jiān)控與處理功能的，且網(wǎng)絡(luò)連接便捷、處理能力強(qiáng)、同時(shí)可靠性高的遠(yuǎn)程安防系統(tǒng)。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供一種基于wifi和zigbee的遠(yuǎn)程安防監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于：包括

用于拖動(dòng)窗戶的絲桿拖動(dòng)模塊；

用于外部環(huán)境檢測(cè)的傳感器模塊；

用于監(jiān)控外部情況的攝像頭模塊；

用于處理傳感器模塊的信息和控制絲桿拖動(dòng)模塊的主控制器；

用于進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的終端模塊；

用于終端模塊與主控制器、攝像頭模塊進(jìn)行信息交互的wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊。

優(yōu)選地，所述主控制器連接絲桿拖動(dòng)模塊、傳感器模塊、攝像頭模塊和wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊，wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊連接終端模塊。

優(yōu)選地，所述絲桿拖動(dòng)模塊包括絲桿，絲桿設(shè)于滑臺(tái)上，絲桿通過聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)連接，聯(lián)軸器通過可鎖固定器與窗戶相連接；步進(jìn)電機(jī)連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接所述主控制器。

更優(yōu)選地，所述主控制器發(fā)出的電機(jī)控制信號(hào)經(jīng)過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電壓放大后，傳輸至步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)操作，同時(shí)聯(lián)軸器在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下在絲桿上前后移動(dòng)，聯(lián)軸器通過可鎖固定器與窗戶相連接，從而控制窗戶前后移動(dòng)。

優(yōu)選地，所述傳感器模塊包括用于檢測(cè)外部是否下雨的雨水傳感器和用于檢測(cè)外部是否有人的紅外傳感器。

優(yōu)選地，所述傳感器模塊通過數(shù)字和模擬輸入輸出口與所述主控制器連接，當(dāng)傳感器模塊檢測(cè)到相應(yīng)信號(hào)時(shí)，向主控制器發(fā)送反饋信息，主控制器進(jìn)而控制所述絲桿拖動(dòng)模塊的開閉以及攝像頭模塊的開閉。

優(yōu)選地，所述主控制器包括集成數(shù)模轉(zhuǎn)換的嵌入式微處理器mpu，mpu的數(shù)字輸入輸出口通過導(dǎo)線與所述絲桿拖動(dòng)模塊的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，mpu的模擬輸入輸出口與所述傳感器模塊連接，mpu的tx與rx引腳分別通過導(dǎo)線與zigbee模塊的rx和tx引腳相互連接，進(jìn)行串口通信。

更優(yōu)選地，所述mpu接收到zigbee模塊的設(shè)置指令后保存該信息，并對(duì)其進(jìn)處理；所述mpu接收到zigbee模塊的控制指令后對(duì)該指令進(jìn)行處理與判斷，之后轉(zhuǎn)換成對(duì)主控制器的反饋；所述mpu器接收到來自wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊發(fā)送的信息后，都會(huì)返回對(duì)應(yīng)的反饋信息，表明接收成功。

更優(yōu)選地，所述攝像頭模塊與所述主控制器連接，主控制器通過spi協(xié)議采集攝像頭模塊的視頻信息并壓縮，并通過串口通信方式傳給wifi芯片，wifi芯片再將數(shù)據(jù)發(fā)送給wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊，進(jìn)而發(fā)送至服務(wù)器以及家庭終端，從而進(jìn)行視頻的同步傳輸；當(dāng)所述傳感器模塊檢測(cè)到異樣信號(hào)時(shí)，所述主控制器通過無線傳輸方式發(fā)送命令打開攝像頭模塊。

優(yōu)選地，所述wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊實(shí)現(xiàn)zigbee模塊與wifi芯片的通信；所述wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊與以太網(wǎng)連接，通過以太網(wǎng)口發(fā)送和接受云服務(wù)器端的信息；所述wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊同時(shí)與家庭終端連接，使家庭終端與主控制器處于同一局域網(wǎng)下，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

本發(fā)明提供的遠(yuǎn)程安防監(jiān)控系統(tǒng)利用wifi以及zigbee網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)和串口通信原理實(shí)現(xiàn)了終端與主控制器的遠(yuǎn)程交互，與單一無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方式相比，克服了傳統(tǒng)傳輸方式的控制范圍限制，有效結(jié)合了二者的優(yōu)點(diǎn)；實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境的遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，以及對(duì)環(huán)境變化進(jìn)行相應(yīng)的遠(yuǎn)程控制，多個(gè)app連接時(shí)可實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)控制，更加智能化。

本發(fā)明提供的系統(tǒng)克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，具有環(huán)境監(jiān)控與處理功能，且網(wǎng)絡(luò)連接便捷，處理能力強(qiáng)，可靠性高，智能化程度高。

附圖說明

圖1為本實(shí)施例提供的基于wifi和zigbee的遠(yuǎn)程安防監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為絲桿拖動(dòng)模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為傳感器模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為主控制器結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為攝像頭模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

圖1為本實(shí)施例提供的基于wifi和zigbee的遠(yuǎn)程安防監(jiān)控系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)示意圖，所述的基于wifi和zigbee的遠(yuǎn)程安防監(jiān)控系統(tǒng)包括：

用于拖動(dòng)窗戶的絲桿拖動(dòng)模塊；

用于外部環(huán)境檢測(cè)的傳感器模塊；

用于監(jiān)控外部情況的攝像頭模塊；

用于處理傳感器模塊的信息和控制絲桿拖動(dòng)模塊的主控制器；

用于進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和監(jiān)控的終端模塊；

用于終端模塊與主控制器、攝像頭模塊進(jìn)行信息交互的wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊。

結(jié)合圖2，絲桿拖動(dòng)模塊由絲桿、聯(lián)軸器、滑臺(tái)、步進(jìn)電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器、可鎖固定器等組成。絲桿設(shè)于滑臺(tái)上，絲桿通過聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)連接，聯(lián)軸器通過可鎖固定器與窗戶相連接；步進(jìn)電機(jī)連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接主控制器。

主控制器發(fā)出的電機(jī)控制信號(hào)經(jīng)過電機(jī)驅(qū)動(dòng)器電壓放大后，傳輸至步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)接受所述信號(hào)并進(jìn)行相應(yīng)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)或停止操作，同時(shí)聯(lián)軸器在步進(jìn)電機(jī)的帶動(dòng)下在絲桿上前后移動(dòng)，聯(lián)軸器通過可鎖固定器與窗戶相連接，從而控制窗戶前后移動(dòng)。

結(jié)合圖3，傳感器模塊使用了雨水傳感器和紅外傳感器，用于檢測(cè)外部是否有人，以及外部是否下雨。傳感器模塊通過數(shù)字和模擬輸入輸出口與主控制器連接，當(dāng)檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，向主控制器發(fā)送反饋信息，控制絲桿拖動(dòng)模塊的開閉以及攝像頭模塊的開閉。

結(jié)合圖4，主控制器使用了集成數(shù)模轉(zhuǎn)換的mpu(嵌入式微處理器)，mpu數(shù)字輸入輸出口通過導(dǎo)線與絲桿拖動(dòng)模塊的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，模擬輸入輸出口與各類傳感器模塊連接，tx與rx引腳分別通過導(dǎo)線與zigbee模塊的rx和tx引腳相互連接，進(jìn)行串口通信。其工作方式為：當(dāng)接收到zigbee模塊的設(shè)置指令后保存該信息，并對(duì)其進(jìn)處理；當(dāng)接收到zigbee模塊的控制指令后對(duì)指令進(jìn)行處理與判斷，之后轉(zhuǎn)換成對(duì)主控制器的反饋；其中當(dāng)接收到來自網(wǎng)關(guān)模塊發(fā)送的信息后都會(huì)返回對(duì)應(yīng)的反饋信息表明接收成功。

結(jié)合圖5，攝像頭模塊與mpu連接，mpu通過spi協(xié)議采集攝像頭模塊的視頻信息并壓縮，并通過串口通信方式傳給wifi芯片，wifi芯片再將數(shù)據(jù)發(fā)送給網(wǎng)關(guān)來發(fā)送至服務(wù)器以及家庭終端，從而進(jìn)行視頻的同步傳輸。當(dāng)外部傳感器檢測(cè)到異樣信號(hào)時(shí)，通過無線傳輸方式發(fā)送命令打開攝像頭。

終端模塊為移動(dòng)通信終端，通過終端的app進(jìn)行設(shè)置信息的輸入、控制信息的選擇與發(fā)送以及狀態(tài)信息的接收。

wifi/zigbee網(wǎng)關(guān)模塊，實(shí)現(xiàn)zigbee模塊與wifi芯片的通信，同時(shí)與以太網(wǎng)連接，通過以太網(wǎng)口發(fā)送和接受云服務(wù)器端的信息。同時(shí)與家庭終端連接，使家庭終端與主控制器處于同一局域網(wǎng)下，進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。