CN105955054A - 物联网家居***及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种物联网家居***，***设有总控单元，所述总控单元通过路由器与用户手机通信，所述路由器连接互联网并接收传感器单元发出的信号；本发明的优点在于能够对家庭中的各个环节和用户的身体健康进行监控，方便用户实时了解家庭中的任何事物，防微杜渐，提高生活品质，让生活环节更加安全。
Description
技术领域
本发明涉及物联网***。
背景技术
随着物联网***的发展，物联网的应用也越来越广泛，目前也存在一些应用在家居中的物联网***，但是这类***大都需要投入较大成本，并且实用性不大，不利于普通推广。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种结构合理、使用方便、能够全面的使用户生活更加安全便捷的家务物联网***。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：物联网家居***，***设有总控单元，所述总控单元通过路由器与用户手机通信，所述路由器连接互联网并接收传感器单元发出的信号；
所述传感器单元包括：
天气探测单元：安装在室外的风力传感器、光线强度传感器和雨水传感器；
入侵探测单元：安装在卧室、客厅、餐厅的红外传感器；
冰箱探测单元：安装在冰箱门下檐的湿度传感器和温度传感器，以及安装在冰箱顶部的室温传感器；
煤气探测单元：安装在煤气灶旁边的煤气传感器；
晾晒探测单元：安装在室外晾衣架上的压力传感器，所述晾衣架包括支架和晾衣杆，所述支架上设有放置晾衣杆的定位环，所述压力传感器固定在定位环底部；
节水探测单元：安装在入户进水总管上的电子流量计；
火灾探测单元：安装在室内的烟雾传感器；
门锁探测单元：安装在入户大门和门框上相配合的感应装置。
***设有执行单元，所述执行单元包括窗户控制单元、油烟机控制单元、空调控制单元；
所述关窗单元设有窗户控制单元，所述窗户控制单元设有与路由器通信的通信单元，所述窗户控制单元输出控制信号至电机，所述电机的输出轴经第一联轴器连接轴杆，所述第一联轴器为绕线管联轴器，所述轴杆末端为一段丝杆，所述的丝杆上设有驱动螺母，所述的驱动螺母上固定有连接窗扇的驱动拨杆，所述的轴杆穿过限位器内部，所述限位器的壳体内设有支撑轴杆的轴承，所述轴承两侧设有嵌在壳体内的弹簧，所述的轴承外设有延伸出的关断杆，所述轴承随轴杆在壳体内轴向位移并驱动关断杆摆动，所述关断杆行程范围内设有由关断杆触发的微动开关，所述微动开关输出关断信号至电控机构；
所述油烟机控制单元设有与路由器通信的通信单元，所述油烟机控制单元输出控制信号至油烟机；
所述空调控制单元设有与路由器通信的通信单元，所述空调控制单元输出控制信号至空调。
所述的窗扇上设有侧向延伸出的连接片，所述连接片通过销轴固定在窗扇，所述销轴上设有使连接片保持水平的扭簧，所述连接片上固接有下垂的手动脱拉绳，所述的连接片外端设有与驱动拨杆相配合的块状结构，所述的块状结构上端面设有放置驱动拨杆的孔，所述的孔的两侧为斜面，整体构成下大上小的梯形结构。
每个用户手机配有与用户手机蓝牙通信的手环，所述手环包括壳体和表带，所述壳体内设有采集用户身体状态参数的监测单元和用户所处位置的GPS单元，所述监测单元和GPS单元输出信号至处理器，所述监测单元包括血压检测单元、体温检测单元、心率检测单元、人体含水量检测单元中的一种或多种，处理器连接有用于与手机通信的蓝牙单元，以及用于存储信息的存储单元。
所述壳体内设有振动传感器，所述振动传感器输出信号至处理器，所述壳体内设有为设备供电的电池，所述壳体上设有连接电池的充电接口，所述壳体上设有LED照明灯，所述壳体表面设有用于显示时间和剩余电量的显示单元。
所述入户大门外设有照明灯和快递收取单元，所述照明灯由照明控制单元驱动点亮或关闭，所述照明驱动单元与路由器无线通信，所述快递收取单元包括箱体和箱门，所述箱体上设有锁止箱门的电子锁，所述电子锁通过电子锁控制器内的通信单元与路由器通信，所述箱底设有感应箱体内是否有物体的压力感应机构。
基于所述物联网家居***的控制方法，包括报警控制方法：
入侵探测：若室内连接至路由器的手机数量小于所有红外传感器采集到的人数之和，则向用户手机发出报警；
冰箱探测：若同时满足以下条件，温度传感器与室温传感器的温差大于设置值超过设定时间，湿度传感器湿度大于额定值，则向用户手机发出报警；
煤气探测：若探测到有煤气且超过额定时间，则向用户手机发出报警；
晾晒探测：当晾衣架上的压力传感器感应到有晾晒物体时，若探测到室外满意以下条件之一，则向用户手机发出报警：风力大于额定值、屋外下雨、天黑；
节水探测：若入户进水总管以同样的流量供水超过设定时间，则向用户手机发出报警：
火灾探测：若探测到室内有烟雾且浓度大于设定值，则向用户手机发出报警；
门锁探测：若路由器WIFI信号未连接到任何一个用户手机，且入户大门处于打开状态，则向用户手机发出报警。
还包括窗扇开关控制方法；
当接收雨水传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇；
当接收风力传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇；
当接收烟雾传感器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
当接收煤气探测器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
当接收温度传感器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
并按照以下优先级别操作：
第一优先级：烟雾传感器、温度传感器、煤气探测器的信号；
第二优先级：遥控命令；
第三优先级：雨水传感器、风力传感器的信号。
当任意一个用户手机由英特网或未连接状态转为WIFI信号连接到路由器时，路由器开启照明灯额定时间后关闭，若在额定时间内接收到门锁探测单元入户大门被打开的信号，则在接收到门锁探测单元入户大门被关闭的信号后关闭照明灯。
当任意一个用户手机由英特网或未连接状态转为WIFI信号连接到路由器时，若快递收取单元内有物件时，则向该用户手机发出报警。
本发明的优点在于能够对家庭中的各个环节和用户的身体健康进行监控，方便用户实时了解家庭中的任何事物，防微杜渐，提高生活品质，让生活环节更加安全。物联网家居***最大的特点就是使用方便、功能齐全、工作人性化。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容作简要说明：
图1为物联网家居***框图。
具体实施方式
如图1所示，物联网家居***设有总控单元，总控单元用于处理数据，总控单元连接有存储单元，用于存储相关数据和程序，总控单元通过路由器与用户手机通信，路由器可以通过WIFI信号连接手机，同时路由器连接互联网(因特网)，用户手机也可以利用移动网络与路由器连接，即用户手机在家可以利用WIFI与路由器通信，在外可以利用移动网络与路由器通信。***设有多个传感器单元，路由器通过无线信号与每个传感器单元连接，并接收传感器单元发出的信号。
传感器单元均设有通信单元，通信单元连接用于探测的传感器件，同时每个传感器单元的电源或通过变压器接市电，或安装电池，或者在其监控的电器内引出低压直流电源。
传感器单元包括：
天气探测单元：安装在室外的风力传感器、光线强度传感器和雨水传感器，用于监测室外是否刮风、下雨、天黑；
入侵探测单元：安装在卧室、客厅、餐厅的红外传感器，每个红外传感器采集区域不重叠；
冰箱探测单元：安装在冰箱门下檐的湿度传感器和温度传感器，以及安装在冰箱顶部的室温传感器，可以及时检测到用户是否未关闭冰箱门；
煤气探测单元：安装在煤气灶旁边的煤气传感器；
晾晒探测单元：安装在室外晾衣架上的压力传感器，晾衣架包括支架和晾衣杆，所述支架上设有放置晾衣杆的定位环，压力传感器固定在定位环底部；
节水探测单元：安装在入户进水总管上的电子流量计，一般用户用水是波动的，若流量稳定(波动极小)且时间过长，则可能发生泄漏；
火灾探测单元：安装在室内的烟雾传感器，烟雾传感器可以设置多个，分布在室内，其中厨房的烟雾传感器灵敏度可稍微调试的低一些；
门锁探测单元：安装在入户大门和门框上相配合的感应装置，感应装置可以是红外传感器装置，或者物理接触类装置，如接触器等，用于监测门户是否关闭好。
***设有执行单元，执行单元包括窗户控制单元、油烟机控制单元、空调控制单元，用户可以通过用户手机向路由器发出调控信号，控制上述执行单元工作。
窗户控制单元均固定在条形的外罩内，通过外罩两端的安装固定脚固定在窗框上或窗框上方的墙体上，安装固定脚上下左右四个方向可任意调整适合多种安装环境，为了能使外罩能够适应不同宽度的窗扇，外罩一端套接有伸缩安装套，伸缩安装套通过螺丝固定在外罩上，在外罩与伸缩安装套复合部位有三角牙实行精确定位螺钉，安装套沿着外罩轴向布置，其中一个安装固定脚位于外罩端部，另一个安装固定脚位于伸缩安装套端部。这样可以根据需要拉长或收缩伸缩安装套在外罩上的位置，从而调整整个窗户控制单元的长度，从而适应不同宽度的窗扇。
窗户控制单元设有窗户控制单元，窗户控制单元包括控制器、电源单元和通信单元，控制器输出驱动信号至电机，根据传感器单元的信号以及预设的程序驱动电机工作。
电机的输出轴经第一联轴器连接轴杆，其中第一联轴器为绕线管联轴器，使得轴杆具有一定的伸缩性，轴杆末端为一段丝杆，可以通过第二联轴器连接轴杆与丝杆，丝杆上设有驱动螺母，驱动螺母上固定有连接窗扇的驱动拨杆，这样电机转动则丝杆随之转动，从而控制驱动螺母轴向位移操作窗扇打开或者关闭。
为了使窗扇在关闭和打开到极限位置时电机自动关闭，或者避免在关窗或开窗操作时，因外物干涉而导致驱动螺母向整个窗户控制单元施加侧向力，而造成装置受损，在轴杆上设置有限位器，轴杆穿过限位器内部，限位器的壳体内设有支撑轴杆的轴承，限位器的壳体两端设有支撑轴杆的轴套，轴承两侧设有嵌在壳体内的弹簧，轴承同时穿过两个弹簧的轴心，轴承外设有延伸出的关断杆，由于有第一联轴器绕线管联轴器)的存在，使得轴杆具有一定的伸缩性，这样轴杆能够轴向位移一定距离，当驱动螺母运动到极限位置，窗扇会向驱动螺母施加反作用，则第一联轴器会被压缩或者伸长，此时轴杆产生位移，当轴杆位移时，轴承随轴杆在壳体内轴向位移并驱动关断杆摆动，关断杆行程范围内设有由关断杆触发的微动开关，微动开关输出关断信号至电控机构，当电控机构(控制器)接收到微动开关信号时，电控机构直接关闭电机工作，从而既能保证窗扇打开或关闭到极限位置，也能保护装置不受损伤。
由于本装置使用的是较长而且直径较小的丝杆，因此丝杆中部产生自身下垂,在由电机驱动时会产生跳动，为确保装置的工作稳定性，在外罩内的丝杆上套有两个跟踪架，跟踪架内部有含油轴套供丝杆穿过，两个磁石跟踪架位于驱动螺母的两侧由于外罩内中部设有止步环并始终保持一个跟踪架在丝杆中段.另有一吸附在驱动螺母上，用于保证随行性能，因为装置安装有跟踪架，通过跟踪架支撑丝杆能够有效避免其跳动。
为了不影响手动操作窗子的功能，窗扇上设有侧向延伸出的连接片，连接片通过销轴固定在窗扇，销轴上设有使连接片保持水平的扭簧，连接片上固接有下垂的手动脱拉绳，这样下拉连接片后，连接片在扭簧作用下仍能复位，连接片外端设有与驱动拨杆相配合的块状结构，块状结构上端面设有放置驱动拨杆的孔，由窗户控制单元控制窗扇时，将驱动拨杆放置在孔内，则能够操作窗扇运动，而当手动时，下拉手动脱拉绳，则能使驱动拨杆脱离连接片，能够自如的操控窗扇开合。为了方便在手动操作后，装置仍能够再次自动操作窗扇，块状结构的两侧为斜面，整体构成下大上小的梯形结构，由于扭簧的弹性，当驱动拨杆触碰到连接片的块状结构时，则会因斜面而下压连接片使驱动拨杆再次***孔内，之后在扭簧的作用连接片复位保持水平，装置再次介入到窗扇控制中，提高装置的自动性能。
油烟机控制单元设有与路由器通信的通信单元，油烟机控制单元输出控制信号至油烟机；空调控制单元设有与路由器通信的通信单元，所述空调控制单元输出控制信号至空调。
每个用户手机配有与用户手机蓝牙通信的手环，所述手环包括壳体和表带，设备的壳体内包括处理器、监测单元、GPS单元、存储单元、蓝牙单元。处理器可以采用Ti公司CC2530芯片，该芯片可以用于基于物联网技术的可穿戴设备，可广泛应用在人体健康实时远程监测。
监测单元、GPS单元、存储单元、蓝牙单元均与处理器连接，监测单元包括血压检测单元、体温检测单元、心率检测单元、人体含水量检测单元中的一种或多种，利用微型传感器，实时监测用户血压检测、温度检测、心率检查、人体含水量检测等，实时检测人体健康数据，并输送至处理器。
蓝牙单元用于与用户手机短距离连接，连接后可以利用手机(手机上需要安装相应APP)调试设备和同步数据，从而不需要在壳体上设置按钮，便于对壳体做防水处理，壳体上设有LED照明灯，方便用于利用其照明，提高设备实用性，此外，壳体内设有振动传感器，振动传感器输出信号至处理器，可以通过接收震动信号控制设备工作，如敲击壳体两次，开启照明灯LED照明灯等。
壳体内还设有存储单元，存储单元用于存储信息并与处理器连接，壳体内设有为设备供电的电池，壳体上设有连接电池的充电接口，充电接口位于壳体正面(穿戴时朝上的一面)，并且壳体正面设有旋盖，旋盖内的壳体上设有充电接口和显示单元，壳体为圆柱形，通过螺纹方式与旋盖连接，旋盖的边缘设有密封垫圈，方便对其进行可靠的密封，使得设备具有防水功能，旋盖为透明材质，边缘设有与壳体接触的防水密封圈，显示单元用于显示时间和剩余电量的显示单元，还可以显示监测单元所采集的数据信息。
为了能够自动给用户提供照明，入户大门外设有照明灯，照明灯由照明控制单元驱动点亮或关闭，照明驱动单元与路由器无线通信，当任意一个用户手机由英特网或未连接状态转为WIFI信号连接到路由器时，表示用于已经回家，需要提供照明，路由器开启照明灯额定时间后关闭，若在额定时间内接收到门锁探测单元入户大门被打开的信号，则在接收到门锁探测单元入户大门被关闭的信号后关闭照明灯，这样能够提供合理的照明时间。
为方便用户收取快递，入户大门外设快递收取单元，快递收取单元包括箱体和箱门，箱体上设有锁止箱门的电子锁，电子锁通过电子锁控制器内的通信单元与路由器通信，箱底设有感应箱体内是否有物体的压力感应机构，当任意一个用户手机由英特网或未连接状态转为WIFI信号连接到路由器时，若快递收取单元内有物件时，则向该用户手机发出报警，方便用户入户时及时取走快递。
基于上述物联网家居***的控制方法，报警控制方法：
入侵探测：若室内连接至路由器的手机数量小于所有红外传感器采集到的人数之和，则向用户手机发出报警；
冰箱探测：若同时满足以下条件，温度传感器与室温传感器的温差大于设置值超过设定时间，湿度传感器湿度大于额定值，则向用户手机发出报警；
煤气探测：若探测到有煤气且超过额定时间，则向用户手机发出报警；
晾晒探测：当晾衣架上的压力传感器感应到有晾晒物体时，若探测到室外满意以下条件之一，则向用户手机发出报警：风力大于额定值、屋外下雨、天黑；
节水探测：若入户进水总管以同样的流量供水超过设定时间，则向用户手机发出报警：
火灾探测：若探测到室内有烟雾且浓度大于设定值，则向用户手机发出报警；
门锁探测：若路由器WIFI信号未连接到任何一个用户手机，且入户大门处于打开状态，则向用户手机发出报警。
上述所有报警均为提示信号，可以配备不同的铃声或声音提示。
还包括窗扇开关控制方法；
当接收雨水传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇；
当接收风力传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇；
当接收烟雾传感器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
当接收煤气探测器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
当接收温度传感器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
并按照以下优先级别操作：
第一优先级：烟雾传感器、温度传感器、煤气探测器的信号；
第二优先级：遥控命令；
第三优先级：雨水传感器、风力传感器的信号。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.物联网家居***，其特征在于：***设有总控单元，所述总控单元通过路由器与用户手机通信，所述路由器连接互联网并接收传感器单元发出的信号；
所述传感器单元包括：
天气探测单元：安装在室外的风力传感器、光线强度传感器和雨水传感器；
入侵探测单元：安装在卧室、客厅、餐厅的红外传感器；
冰箱探测单元：安装在冰箱门下檐的湿度传感器和温度传感器，以及安装在冰箱顶部的室温传感器；
煤气探测单元：安装在煤气灶旁边的煤气传感器；
晾晒探测单元：安装在室外晾衣架上的压力传感器，所述晾衣架包括支架和晾衣杆，所述支架上设有放置晾衣杆的定位环，所述压力传感器固定在定位环底部；
节水探测单元：安装在入户进水总管上的电子流量计；
火灾探测单元：安装在室内的烟雾传感器；
门锁探测单元：安装在入户大门和门框上相配合的感应装置。
2.根据权利要求1所述的物联网家居***，其特征在于：***设有执行单元，所述执行单元包括窗户控制单元、油烟机控制单元、空调控制单元；
所述关窗单元设有窗户控制单元，所述窗户控制单元设有与路由器通信的通信单元，所述窗户控制单元输出控制信号至电机，所述电机的输出轴经第一联轴器连接轴杆，所述第一联轴器为绕线管联轴器，所述轴杆末端为一段丝杆，所述的丝杆上设有驱动螺母，所述的驱动螺母上固定有连接窗扇的驱动拨杆，所述的轴杆穿过限位器内部，所述限位器的壳体内设有支撑轴杆的轴承，所述轴承两侧设有嵌在壳体内的弹簧，所述的轴承外设有延伸出的关断杆，所述轴承随轴杆在壳体内轴向位移并驱动关断杆摆动，所述关断杆行程范围内设有由关断杆触发的微动开关，所述微动开关输出关断信号至电控机构；
所述油烟机控制单元设有与路由器通信的通信单元，所述油烟机控制单元输出控制信号至油烟机；
所述空调控制单元设有与路由器通信的通信单元，所述空调控制单元输出控制信号至空调。
3.根据权利要求2所述的物联网家居***，其特征在于：所述的窗扇上设有侧向延伸出的连接片，所述连接片通过销轴固定在窗扇，所述销轴上设有使连接片保持水平的扭簧，所述连接片上固接有下垂的手动脱拉绳，所述的连接片外端设有与驱动拨杆相配合的块状结构，所述的块状结构上端面设有放置驱动拨杆的孔，所述的孔的两侧为斜面，整体构成下大上小的梯形结构。
4.根据权利要求1、2或3所述的物联网家居***，其特征在于：每个用户手机配有与用户手机蓝牙通信的手环，所述手环包括壳体和表带，所述壳体内设有采集用户身体状态参数的监测单元和用户所处位置的GPS单元，所述监测单元和GPS单元输出信号至处理器，所述监测单元包括血压检测单元、体温检测单元、心率检测单元、人体含水量检测单元中的一种或多种，处理器连接有用于与手机通信的蓝牙单元，以及用于存储信息的存储单元。
5.根据权利要求4所述的物联网家居***，其特征在于：所述壳体内设有振动传感器，所述振动传感器输出信号至处理器，所述壳体内设有为设备供电的电池，所述壳体上设有连接电池的充电接口，所述壳体上设有LED照明灯，所述壳体表面设有用于显示时间和剩余电量的显示单元。
6.根据权利要求1所述的物联网家居***，其特征在于：所述入户大门外设有照明灯和快递收取单元，所述照明灯由照明控制单元驱动点亮或关闭，所述照明驱动单元与路由器无线通信，所述快递收取单元包括箱体和箱门，所述箱体上设有锁止箱门的电子锁，所述电子锁通过电子锁控制器内的通信单元与路由器通信，所述箱底设有感应箱体内是否有物体的压力感应机构。
7.基于权利要求1-7中任一项所述物联网家居***的控制方法，其特征在于：包括报警控制方法：
入侵探测：若室内连接至路由器的手机数量小于所有红外传感器采集到的人数之和，则向用户手机发出报警；
冰箱探测：若同时满足以下条件，温度传感器与室温传感器的温差大于设置值超过设定时间，湿度传感器湿度大于额定值，则向用户手机发出报警；
煤气探测：若探测到有煤气且超过额定时间，则向用户手机发出报警；
晾晒探测：当晾衣架上的压力传感器感应到有晾晒物体时，若探测到室外满意以下条件之一，则向用户手机发出报警：风力大于额定值、屋外下雨、天黑；
节水探测：若入户进水总管以同样的流量供水超过设定时间，则向用户手机发出报警：
火灾探测：若探测到室内有烟雾且浓度大于设定值，则向用户手机发出报警；
门锁探测：若路由器WIFI信号未连接到任何一个用户手机，且入户大门处于打开状态，则向用户手机发出报警。
8.根据权利要求7所述物联网家居***的控制方法，其特征在于：还包括窗扇开关控制方法；
当接收雨水传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇；
当接收风力传感器的感应信号达到预设阙值，则自动关闭窗扇；
当接收烟雾传感器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
当接收煤气探测器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
当接收温度传感器的感应信号达到预设阙值，则自动打开窗扇；
并按照以下优先级别操作：
第一优先级：烟雾传感器、温度传感器、煤气探测器的信号；
第二优先级：遥控命令；
第三优先级：雨水传感器、风力传感器的信号。
9.根据权利要求7或8所述物联网家居***的控制方法，其特征在于：当任意一个用户手机由英特网或未连接状态转为WIFI信号连接到路由器时，路由器开启照明灯额定时间后关闭，若在额定时间内接收到门锁探测单元入户大门被打开的信号，则在接收到门锁探测单元入户大门被关闭的信号后关闭照明灯。
10.根据权利要求9所述物联网家居***的控制方法，其特征在于：当任意一个用户手机由英特网或未连接状态转为WIFI信号连接到路由器时，若快递收取单元内有物件时，则向该用户手机发出报警。
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