CN105160803A - 一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理*** - Google Patents

一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理*** Download PDF

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刘孝赵
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Abstract

本发明提供了一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，包括设置于各学生宿舍内的微处理器、传感器模块、控制模块、通信模块和控制器模块，以及智能管理终端，传感器模块包括复数个传感器，用于采集宿舍的环境参数，并将环境参数通过Zigbee协议传输至微处理器；微处理器根据环境参数生成复数个数据信号；控制模块接收微处理器传输过来的复数个数据信号，并与复数个传感器中预先设定的阈值相比较，生成复数个控制信号；通信模块将控制模块中的复数个控制信号传输至智能管理终端；智能管理终端通过通信模块与控制模块通信连接，接收及显示控制模块传输来的复数个控制信号，并根据复数个控制信号向控制器模块发送控制指令。

Description

一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***
技术领域
本发明涉及智能管理技术领域，具体涉及一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***。
背景技术
ZigBee技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术，其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据率、低成本。主要适合自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。ZigBee是一种高可靠的无线数传网络，ZigBee数传模块类似于移动网络基站，通讯距离从标准的75m到几百米、几公里，并且支持无限扩展。
传统宿舍中所有的电气设备如风扇，灯，开关等设备都是没有关联的，因此对宿舍设备管理中消耗的时间成本、管理成本、控制成本很高，浪费了宝贵时间。
此外，传统宿舍中常常因为各种原因，导致火灾而引起人身财产安全，因为宿舍管理不善导致私人贵重物品的丢失。同时存在宿舍内部杂乱不堪、管理混乱等难题。
而且，近年来，高校宿舍灾害、学生宿舍盗窃案的频繁发生，造成无谓的生命以及私人财产的损失，这些问题也反映了现有的宿舍管理需要更好的管理***支持。
总之，现有的宿舍管理***缺乏相关的自动报警等安全防范功能。而且，现有的宿舍管理***对于宿舍管理的效率低下，学生的宿舍生活缺乏方便性、合理性，同时存在用电设备资源浪费比较严重等缺点。
为了提高宿舍的安全性，有必要对宿舍进行一些环境参数监测以及报警预防。现有的有线监测***存在安全可靠性差，易受损，布线麻烦与成本高等问题，难以实现有效的安全防范与监控。
发明内容
为了解决以上问题，本发明提出了一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***。
本发明的技术方案如下：
一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，用于学生宿舍环境的监测与管理，包括设置于各学生宿舍内的微处理器、传感器模块、通信模块和控制器模块，以及智能管理终端，其中，
所述传感器模块包括复数个功能不一的传感器，用于采集宿舍的环境参数，并将所述环境参数通过Zigbee协议传输至所述微处理器；
所述微处理器根据所述环境参数生成复数个数据信号；
所述控制模块接收所述微处理器传输过来的复数个数据信号，并与所述复数个功能不一的传感器中预先设定的阈值相比较，生成复数个控制信号；
所述通信模块将所述控制模块中的复数个控制信号传输至所述智能管理终端；
所述智能管理终端通过所述通信模块与所述控制模块通信连接，接收及显示所述控制模块传输来的复数个控制信号，并根据所述复数个控制信号向所述控制模块发送无线控制指令。
较佳的，所述传感器模块包括电压电流互感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、空气质量传感器、光线传感器和热释电红外传感器，其中，
所述电表控制器设置于宿舍内的电表中，并与所述微处理器通信连接，用于实时测量宿舍内部用电产品的用电情况；
所述温度传感器设置于宿舍内的空调中，并与所述微处理器通信连接，用于感测宿舍内部的温度情况；
所述湿度传感器设置于宿舍内的空调中，并与所述微处理器通信连接，用于感测宿舍内部的湿度情况；
所述烟雾传感器设置于宿舍房顶上，用于感测宿舍内部的烟雾浓度情况；
所述空气质量传感器设置于宿舍内的空调中，并与所述微处理器通信连接，用于感测宿舍内部的空气质量情况；
所述光线传感器设置于宿舍内，用于感测宿舍内部的光线强度情况；
所述热释电红外传感器设置于宿舍门口处，用于感测宿舍内部人员进出状况。
较佳的，所述控制器模块包括电表控制器、空调控制器、门窗控制器和灯光控制器，其中，
当所述宿舍内部电压和电流达到预先设定的阈值时，设置于宿舍电表中的电表控制器自动控制宿舍内的电表关断；
当所述宿舍内部温度和湿度达到预先设定的阈值时，设置于宿舍空调上的空调控制器自动控制宿舍内的空调开启或关闭；
当所述宿舍内的烟雾浓度达到预先设定的阈值时，设置于宿舍门窗上的门窗控制器自动控制宿舍门窗开启；
当所述宿舍内的光线强度太弱时，设置于宿舍内灯具上的所述灯光控制器自动控制宿舍内部的灯具自动开启。
较佳的，包括一设置于宿舍内的声光电报警装置，所述声光电报警装置与所述控制微处理器通信连接，当所述传感器模块中的电压电流互感器和烟雾传感器感测到的数据超过预先设定的阈值时，所述微处理器生成一报警信号，通过所述通信模块传送到所述智能管理终端。
较佳的，还包括一智能显示模块，所述智能显示模块与所述微处理器通信连接，并设置于宿舍内较为显眼的地方，用于显示宿舍内实时的环境参数，所述环境参数包括温度、湿度、用电度数、烟雾浓度、空气质量、光线强度和人员状况。
较佳的，所述通信模块为以太网、GPRS、GSM和CDMA中任意一种。
较佳的，所述智能管理终端为计算机、平板电脑或智能手机。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用ZigBee无线自组网技术，避免了繁琐的布线，降低了安装成本，同时可以实现自组网，具备自愈功能，保障了网络信息的传输可靠性；
2.本发明利用Zigbee技术对学生宿舍进行智能管理，对宿舍环境各种信息进行检测和控制。能随时了解学生宿舍的环境状况，实现具有安全保护、电器设备控制、照明管理、环境调节等功能的基于物联网的智能宿舍管理***，提高学生宿舍管理的便捷性和安全性；
3.本发明可以对一定范围内的环境参数进行实时监测，提高了监测效率和实时性，而且该无线环境监测节点成本低、功耗低，有效克服了现有环境监测站监测范围小、实时性差、建设成本高的缺点。
附图说明
图1为本发明一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***的***架构示意图。
具体实施方式
以下将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述和讨论，显然，这里所描述的仅仅是本发明的一部分实例，并不是全部的实例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
ZigBee技术是采用IEEE802.15.4协议的新一代无线传感器网络***，是专门为控制数据传输而设计的，因而传输能力强、可靠性高，且具有近距离、低复杂度、低功耗、低数据速率、低成本等特点。相较于现有的各种无线通信技术，ZigBee射频发射所需的功率低，2节普通容量的干电池就能保证网络节点正常工作一年以上，同时处理器还支持多种休眠模式，能进一步降低功耗。由于工作在2.4GHz的免执照频段内，使ZigBee网络不仅具有免费的优点，同时具有很强的抗干扰能力，并且具有自组网、自动路由和自愈合等功能。它是实现宿舍环境参数监测的理想解决方案。
基于ZigBee技术，可以利用智能传感器和智能终端等设备把宿舍内的环境与其它物品通过无线的方式关联起来，方便宿舍设备管理，形成一个能够具有监控功能的宿舍管理***。这些应用不仅能够提高生活品质，更重要的是提高宿舍管理效、提高宿舍的设备财产及人身的安全性。相比物联网智能宿舍，传统的宿舍缺少管理上的灵活性和效率、人身及财产的安全性以及优质的生活质量。智能宿舍***在宿舍人身财产安全监控与物品管理方面，较传统宿舍具有更加完善的体系，在保证宿舍的安全基础上，能为学生提供一个安全舒适的环境。
相应地，本发明采用Zigbee技术把学生宿舍里的相关物品关联起来，形成一个智能***的管理，给宿舍管理带来极大的方便和高效性。利用无线网络技术使学生随时随地对宿舍的相关设备、环境进行了解和监控。本发明的***可实现环境监控功能、安全保护功能，学生可以享有更加方便安全的生活保障。本发明的***成本低、节能环保、智能节点低功耗低辐射，整个***价格低廉且节能环保，并具有可扩展与升级功能。
如图1所示，公开了一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，用于学生宿舍环境的监测与管理，包括设置于各学生宿舍内的微处理器、传感器模块、控制模块、通信模块和控制器模块，以及智能管理终端，其中，
所述传感器模块包括复数个功能不一的传感器，用于采集宿舍的环境参数，并将所述环境参数通过Zigbee协议传输至所述微处理器；
所述微处理器根据所述环境参数生成复数个数据信号；
所述控制模块接收所述微处理器传输过来的复数个数据信号，并与所述复数个功能不一的传感器中预先设定的阈值相比较，生成复数个控制信号；
所述通信模块将所述控制模块中的复数个控制信号传输至所述智能管理终端；
所述智能管理终端通过所述通信模块与所述控制模块通信连接，接收及显示所述控制模块传输来的复数个控制信号，并根据所述复数个控制信号向所述控制器模块发送无线控制指令。
具体的，所述传感器模块包括电压电流互感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、空气质量传感器、光线传感器和热释电红外传感器，其中，
所述电表控制器设置于宿舍内的电表中，并与所述微处理器通信连接，用于实时测量宿舍内部用电产品的用电情况；
所述温度传感器设置于宿舍内的空调中，并与所述微处理器通信连接，用于感测宿舍内部的温度情况；
所述湿度传感器设置于宿舍内的空调中，并与所述微处理器通信连接，用于感测宿舍内部的湿度情况；
所述烟雾传感器设置于宿舍房顶上，用于感测宿舍内部的烟雾浓度情况；
所述空气质量传感器设置于宿舍内的空调中，并与所述微处理器通信连接，用于感测宿舍内部的空气质量情况；
所述光线传感器设置于宿舍内，用于感测宿舍内部的光线强度情况；
所述热释电红外传感器设置于宿舍门口处，用于感测宿舍内部人员进出状况。同时，可判定学生上课期间、夜晚休息及假期内等时刻是否有非法进入宿舍的情况发生。
本实施例中，所述控制器模块包括电表控制器、空调控制器、门窗控制器和灯光控制器，其中，
当所述宿舍内部电压和电流达到预先设定的阈值时，设置于宿舍电表中的电表控制器自动控制宿舍内的电表关断；具体的，当电压电流互感器感测到宿舍内的用电电流超过额定值时，首先切断宿舍电源，以避免安全隐患的发生，同时，将触发违章用点的报警信号，通过所述通信模块传输到智能管理终端中。
当所述宿舍内部温度和湿度达到预先设定的阈值时，设置于宿舍空调上的空调控制器自动控制宿舍内的空调开启或关闭，已达到人体较为适宜的温度和湿度为止；
当所述宿舍内的烟雾浓度达到预先设定的阈值时，设置于宿舍门窗上的门窗控制器自动控制宿舍门窗开启，以保证宿舍内的空气流通，快速扩散烟雾；
当所述宿舍内的光线强度太弱时，设置于宿舍内灯具上的所述灯光控制器自动控制宿舍内部的灯具自动开启。进一步的，本***还设置有一时间模块，当时间模块显示宿舍已到规定熄灯时间，所述宿舍内光线强度的强弱不将引起灯光控制器的运作。
优选实施例中，还包括一设置于宿舍内的声光电报警装置，所述声光电报警装置与所述控制微处理器通信连接，当所述传感器模块中的电压电流互感器和烟雾传感器感测到的数据超过预先设定的阈值时，所述微处理器生成一报警信号，通过所述通信模块传送到所述智能管理终端。能够及时报警提醒学生及寝室管理员，实施紧急措施除去隐患，保护了学生宿舍的财产安全和学生的生命安全。
优选实施例中，还包括一智能显示模块，所述智能显示模块与所述微处理器通信连接，并设置于宿舍内较为显眼的地方，用于显示宿舍内实时的环境参数，所述环境参数包括温度、湿度、用电度数、烟雾浓度、空气质量、光线强度和人员状况。
本实施例中，所述通信模块为以太网、GPRS、GSM和CDMA中任意一种。其中采用GPRS无线联接时，减少布线工作量，GPRS具有信号稳定，覆盖面广等特点。
本实施例中，所述智能管理终端为计算机、平板电脑或智能手机。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，用于学生宿舍环境的监测与管理，其特征在于，包括设置于各学生宿舍内的微处理器、传感器模块、控制模块、通信模块和控制器模块，以及智能管理终端，其中，
所述传感器模块包括复数个功能不一的传感器，用于采集宿舍的环境参数，并将所述环境参数通过Zigbee协议传输至所述微处理器；
所述微处理器根据所述环境参数生成复数个数据信号；
所述控制模块接收所述微处理器传输过来的复数个数据信号，并与所述复数个功能不一的传感器中预先设定的阈值相比较，生成复数个控制信号；
所述通信模块将所述控制模块中的复数个控制信号传输至所述智能管理终端；
所述智能管理终端通过所述通信模块与所述控制模块通信连接，接收及显示所述控制模块传输来的复数个控制信号，并根据所述复数个控制信号向所述控制器模块发送无线控制指令。
2.如权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，其特征在于，所述传感器模块包括电压电流互感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、空气质量传感器、光线传感器和热释电红外传感器，其中，
所述电表控制器设置于宿舍内的电表中，并与所述微处理器通信连接，用于实时测量宿舍内部用电产品的用电情况；
所述温度传感器设置于宿舍内的空调中，并与所述微处理器通信连接，用于感测宿舍内部的温度情况；
所述湿度传感器设置于宿舍内的空调中，并与所述微处理器通信连接，用于感测宿舍内部的湿度情况；
所述烟雾传感器设置于宿舍房顶上，用于感测宿舍内部的烟雾浓度情况；
所述空气质量传感器设置于宿舍内的空调中，并与所述微处理器通信连接，用于感测宿舍内部的空气质量情况；
所述光线传感器设置于宿舍内，用于感测宿舍内部的光线强度情况；
所述热释电红外传感器设置于宿舍门口处，用于感测宿舍内部人员进出状况。
3.如权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，其特征在于，所述控制器模块包括电表控制器、空调控制器、门窗控制器和灯光控制器，其中，
当所述宿舍内部电压和电流达到预先设定的阈值时，设置于宿舍电表中的电表控制器自动控制宿舍内的电表关断；
当所述宿舍内部温度和湿度达到预先设定的阈值时，设置于宿舍空调上的空调控制器自动控制宿舍内的空调开启或关闭；
当所述宿舍内的烟雾浓度达到预先设定的阈值时，设置于宿舍门窗上的门窗控制器自动控制宿舍门窗开启；
当所述宿舍内的光线强度太弱时，设置于宿舍内灯具上的所述灯光控制器自动控制宿舍内部的灯具自动开启。
4.如权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，其特征在于，包括一设置于宿舍内的声光电报警装置，所述声光电报警装置与所述控制微处理器通信连接，当所述传感器模块中的电压电流互感器和烟雾传感器感测到的数据超过预先设定的阈值时，所述微处理器生成一报警信号，通过所述通信模块传送到所述智能管理终端。
5.如权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，其特征在于，还包括一智能显示模块，所述智能显示模块与所述微处理器通信连接，并设置于宿舍内较为显眼的地方，用于显示宿舍内实时的环境参数，所述环境参数包括温度、湿度、用电度数、烟雾浓度、空气质量、光线强度和人员状况。
6.如权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，其特征在于，所述通信模块为以太网、GPRS、GSM和CDMA中任意一种。
7.如权利要求1所述的一种基于Zigbee技术的学生宿舍智能管理***，其特征在于，所述智能管理终端为计算机、平板电脑或智能手机。
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