一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统专利检索-物联网计算机网络专利检索查询-专利查询网

一种基于 物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统

阅读：816发布：2024-01-13

专利汇可以提供一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，包括电源、上位机、下位机和系统外壳，其特征在于：所述的电源为各个功能模块提供5V-9V的外接电源；所述的上位机是运行监控和处理软件的用户电脑，实时了解监控情况并做出控制；所述的下位机由完成不同监控功能的监控模块和接收机组成，所述的监控模块包含视频监控模块、燃气监控模块、键盘布撤防模块、窗户监控模块、主门监控模块、温湿度监控模块和反馈控制模块；所述的接收机是通过无线网络接收从各个功能模块发送来的信息并通过USB传输给上位机，同时也接收从上位机发送出的指令信息并发送给各个监控模块；所述的系统外壳均为专用外壳，其功能在于保护内部电路器件和便于安装。，下面是一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，包括电源、上位机、下位机和系统外壳，其特征在于：所述的电源为各个功能模块提供5V-9V的外接电源；所述的上位机是运行监控和处理软件的用户电脑，所有监控信息全部传输到上位机完成数据的提取、记录、显示、判断和发布反馈指令信息，并创建远程登录平台允许用户通过家庭宽带远程登录监控界面，实时了解监控情况并做出控制；所述的下位机由完成不同监控功能的监控模块和接收机组成，所述的监控模块包含视频监控模块、燃气监控模块、键盘布撤防模块、窗户监控模块、主门监控模块、温湿度监控模块和反馈控制模块；所有功能模块设计成为标准固定组件时，安装在用户家中的相应位置，通过ZigBee无线网络和蓝牙无线传输通道与接收机通讯；所述的接收机是通过无线网络接收从各个功能模块发送来的信息并通过USB传输给上位机，同时也接收从上位机发送出的指令信息并发送给各个监控模块，在发生紧急情况时能够通过GSM短信报警功能向用户的手机发出报警短信；所述的系统外壳均为专用外壳，其功能在于保护内部电路器件和便于安装；其中
所述的视频监控模块包括51单片机内核、各种IO 接口和蓝牙4.0通讯收发组件,该模块主要用于监测家庭是否存在非法闯入，若存在非法闯入，则传输数据给接收机通过USB传输给上位机，同时也接收从上位机发送出的指令信息并发送给各个监控模块，在发生紧急情况时能够通过GSM短信报警功能向用户的手机发出报警短信；
所述的燃气监控模块包括核心单片机CC2530F256、燃气传感器QM-5、温度传感器DS18B20、声光报警电路、数码管显示电路、强制布防按键、复位按键和控制继电器，该模块安装在厨房里主要检测用户家中的燃气含量和温度，通过燃气含量判断是否发生了燃气泄漏，通过温度值判断是否发生了火灾，如果发生了燃气泄漏和火灾，燃气监控模块则及时产生反馈，如切断用户家中的燃气总阀门、打开排风扇等；
所述的键盘布撤防模块包括矩阵键盘、指示灯和CC2530F256核心处理器，该模块安装于主门外，用户在离家时开启布防状态，回家后关闭布防状态，防止可能出现的误报警；
所述的窗户监控模块包括光幕传感器、核心处理器CC2530F256、报警电路、复位按键和强制布防按键，该模块用于检测可能发生的破窗入室盗窃；
所述的主门监控模块包括核心单片机CC2530F256、霍尔传感器SS49E、热释电红外传感器BIS0001、强制布防按键、复位按键及其报警电路，该模块用于检测是否有人通过主门入室盗窃，并发出警报；
所述的温湿度监控模块包括核心单片机CC2530F256，温湿度传感器DHT11、强制布防按键、复位按键和报警装置，该模块可以检测用户家里的温度和湿度，同时检测是否发生了火灾；
所述的反馈控制模块主要包括电磁继电器、ULN2003A芯片、核心单片机CC2530F256、步进电机和相关辅助电路，该模块用于控制用户家中的相关设备如电加热设备、窗户、排风扇等，在发生火灾、燃气泄漏等事件时配合其它模块完成相应的紧急处置动作，具体的动作由用户定义并保存在上位机中；
所述的接收机是整个家庭智能监控系统的硬件核心，用于连接功能模块和上位机。其包括ZigBee协调器、蓝牙接收器、GSM短信收发器和USB数据传输芯片；所述的ZigBee协调器接收功能模块发出的各项采集数据并传输给USB数据传输芯片；所述的蓝牙接收器用于接收视频模块发出的图像数据并传输给USB数据传输芯片；所述的GSM短信收发器用于发送报警短信；所述的USB数据传输芯片用于将数据发送给用户电脑；经过处理的反馈控制信息通过USB数据线发送给ZigBee协调器，ZigBee协调器驱动GSM模块发送报警短信，且将对应的指令发送给对应的功能模块完成反馈控制的动作。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，其特征在于：所述的监控应对系统中部分功能模块具备辅助供电系统和自动电路切换装置，通过备用电源保证模块在用户家中发生断电时可以继续工作。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，其特征在于：ZigBee功能模块包括温湿度监控模块、燃气监控模块、主门监控模块、键盘布撤防模块和窗户监控模块，每一个模块有专用的核心处理器驱动各个传感器并采集数据、分析数据或报警，且ZigBee收发器件与接收机用于传输数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，其特征在于：所述上位机运行程序和远程登陆程序利用LabVIEW开发平台编制，在用户电脑上运行，收集并分析从下位机模块传输到上位机的各项数据，进行提取和分析，然后在监控主界面上显示并保存在计算机的存储器中，方便用户在日后查看，最后根据分析结果发出反馈指令到下位机执行，包括发出布防指令或撤防指令、驱动继电器或步进电机、驱动GSM模块发出报警短信等。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，其特征在于：所述的短信报警功能是GSM短信报警模块使用TCP/IP协议建立远程登录平台，使用户能够通过专用的远程监控软件在户外使用Internet网络连接到上位机的监控主界面，实时了解家庭监控系统的运行状态、查看记录信息和做出控制操作，如布防和撤防、修改监控模块的相关设置等。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，其特征在于：所有分布式监控功能模块外壳使用凹凸槽和底板安装在用户家中适当的位置，底板使用螺钉固定在墙面或其它设备的表面。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，其特征在于：所述的USB2.0接口与用户电脑连接，USB通讯设备安装于接收机中，用于连接电脑、ZigBee协调器、GSM短信报警模块和蓝牙接收器；通过USB2.0高速通道，上位机可以拥有足够的带宽接收来自下位机功能模块的各类数据信息，并及时将反馈控制指令通过USB传输给接收机，避免了使用低速串行口和其它慢速接口可能出现的数据拥堵现象，通过使用USB接口传输数据并为接收机提供电源。

说明书全文

一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统

技术领域

[0001] 本发明涉及家居安全技术领域，具体涉及一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统。

背景技术

[0002] 随着我国居民生活水平的不断提高和生活步伐的不断加快，越来越多的家庭由于工作、学习等原因，难以将足够多的精力放在处理家里的日常事务上。近年来因为对家庭设施难以投入足够的精力，家庭火灾等突发事件在我国意外事件的比率不断上升；同时入室盗窃的犯罪率也因为居民对家庭安防的关注有限而居高不下，严重威胁到人们的生命财产安全。每年因为家庭发生盗窃、火灾等事件导致的巨大财产损失已超过数亿元，随着工作生活步伐的逐步加快，这种现象在未来会更加频繁。因此使用家庭监控应对系统对家居环境进行监视、减少居民的损失就显得尤为重要。

[0003] 家庭智能监控应对系统需要对家居环境中的各项情况如入室盗窃、火灾、燃气泄漏等进行监控，因此采用多个模块分别对家居环境中不同种类的情况进行监控要优于采用单一器件的监控系统。目前家庭电脑的普及率随着生活水平的提高而升高，而大部分家用电脑中留有大量资源能够应用于家庭智能监控应对系统。

[0004] 针对以上问题，本发明使用无线通讯方式、用户电脑资源作为核心处理器，设计一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，对家居环境中的各种情况如入室盗窃、火灾、舒适度等进行实时的监控。

发明内容

[0005] 针对上述问题，本发明提供了一种可以利用家庭电脑和手机作为操作平台的家庭智能监控应对系统，可以实现家居环境中各种突发状况的预警和应对处理。

[0006] 为了解决上述问题，本发明提供的方案为：

[0007] 一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，包括电源、上位机、下位机和系统外壳，其特征在于：所述的电源为各个功能模块提供5V-9V的外接电源；所述的上位机是运行监控和处理软件的用户电脑，所有监控信息全部传输到上位机完成数据的提取、记录、显示、判断和发布反馈指令信息，并创建远程登录平台允许用户通过家庭宽带远程登录监控界面，实时了解监控情况并做出控制；所述的下位机由完成不同监控功能的监控模块和接收机组成，所述的监控模块包含视频监控模块、燃气监控模块、键盘布撤防模块、窗户监控模块、主门监控模块、温湿度监控模块和反馈控制模块；所有功能模块设计成为标准固定组件时，安装在用户家中的相应位置，通过ZigBee无线网络和蓝牙无线传输通道与接收机通讯；所述的家庭智能监控应对系统中部分功能模块具备辅助供电系统和自动电路切换装置，通过备用电源保证模块在用户家中发生断电时可以继续工作；所述的接收机是通过无线网络接收从各个功能模块发送来的信息并通过USB传输给上位机，同时也接收从上位机发送出的指令信息并发送给各个监控模块，在发生紧急情况时能够通过GSM短信报警功能向用户的手机发出报警短信；所述的系统外壳均为专用外壳，其功能在于保护内部电路器件和便于安装。

[0008] 所述的视频监控模块包括51单片机内核、各种IO 接口和蓝牙4.0通讯收发组件,该模块主要用于监测家庭是否存在非法闯入，若存在非法闯入，则传输数据给接收机通过USB传输给上位机，同时也接收从上位机发送出的指令信息并发送给各个监控模块，在发生紧急情况时能够通过GSM短信报警功能向用户的手机发出报警短信。

[0009] 所述的燃气监控模块包括核心单片机CC2530F256、燃气传感器QM-5、温度传感器DS18B20、声光报警电路、数码管显示电路、强制布防按键、复位按键和控制继电器，该模块安装在厨房里主要检测用户家中的燃气含量和温度，通过燃气含量判断是否发生了燃气泄漏，通过温度值判断是否发生了火灾，如果发生了燃气泄漏和火灾，燃气监控模块则及时产生反馈，如切断用户家中的燃气总阀门、打开排风扇等。

[0010] 所述的键盘布撤防模块包括矩阵键盘、指示灯和CC2530F256核心处理器，该模块安装于主门外，用户在离家时开启布防状态，回家后关闭布防状态，防止可能出现的误报警。

[0011] 所述的窗户监控模块包括光幕传感器、核心处理器CC2530F256、报警电路、复位按键和强制布防按键，该模块用于检测可能发生的破窗入室盗窃。

[0012] 所述的主门监控模块包括核心单片机CC2530F256、霍尔传感器SS49E、热释电红外传感器BIS0001、强制布防按键、复位按键及其报警电路，该模块用于检测是否有人通过主门入室盗窃，并发出警报。

[0013] 所述的温湿度监控模块包括核心单片机CC2530F256，温湿度传感器DHT11、强制布防按键、复位按键和报警装置，该模块可以检测用户家里的温度和湿度，同时检测是否发生了火灾。

[0014] 所述的反馈控制模块主要包括电磁继电器、ULN2003A芯片、核心单片机CC2530F256、步进电机和相关辅助电路，该模块用于控制用户家中的相关设备如电加热设备、窗户、排风扇等，在发生火灾、燃气泄漏等事件时配合其它模块完成相应的紧急处置动作，具体的动作由用户定义并保存在上位机中。

[0015] 所述的接收机是整个家庭智能监控系统的硬件核心，用于连接功能模块和上位机。其包括ZigBee协调器、蓝牙接收器、GSM短信收发器和USB数据传输芯片；所述的ZigBee协调器接收功能模块发出的各项采集数据并传输给USB数据传输芯片且ZigBee功能模块包括温湿度监控模块、燃气监控模块、主门监控模块、键盘布撤防模块和窗户监控模块，每一个模块有专用的核心处理器驱动各个传感器并采集数据、分析数据或报警，且ZigBee收发器件与接收机用于传输数据；所述的蓝牙接收器用于接收视频模块发出的图像数据并传输给USB数据传输芯片；所述的GSM短信收发器用于发送报警短信；所述的USB数据传输芯片用于将数据发送给用户电脑；经过处理的反馈控制信息通过USB数据线发送给ZigBee协调器，ZigBee协调器驱动GSM模块发送报警短信，且将对应的指令发送给对应的功能模块完成反馈控制的动作，通过USB2.0高速通道，上位机可以拥有足够的带宽接收来自下位机功能模块的各类数据信息，并及时将反馈控制指令通过USB传输给接收机，避免了使用低速串行口和其它慢速接口可能出现的数据拥堵现象，且USB接口能够传输数据并为接收机提供电源。

[0016] 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

[0017] 1、本发明由LabVIEW开发平台编制的上位机监控软件使用TCP/IP通讯协议通过用户的家庭宽带发布远程登陆界面，完成远程的实时监控。

[0018] 2、本发明的接收机是ZigBee网络的数据汇集点，将协调器设计在接收机中不仅可以减少数据的传输路径、减少出错几率和数据的遗失，还能够方便地通过设置协调器的相关参数完成对网络中所有功能节点的管理。

[0019] 3、本发明的ZigBee通讯机制中集成了数据在发生拥堵时通过总线冲裁方式延迟传输的管理机制，可以缓解由于同时传输多路数据而造成的数据拥堵现象。

[0020] 4、本发明通过使用USB2.0高速通道，上位机可以拥有足够的带宽接收来自下位机功能模块的各类数据信息，并及时将反馈控制指令通过USB传输给接收机，避免了使用低速串行口和其它慢速接口可能出现的数据拥堵现象。

[0021] 5、本发明通过驱动GSM短信报警模块，将报警信息通过移动电话网络一短信息的方式传输给用户手机，接收和执行用户反馈回的指令信息。通过SIM卡和GSM网络，用户可以在户外及时了解家中发生的紧急情况并做出应急处理。附图说明

[0022] 图1为本发明系统的整体结构示意图；

[0023] 图2为本发明ZigBee网络拓扑结构示意图；

[0024] 图3为本发明ZigBee协议栈程序结构图；

[0025] 图4为本发明ZigBee协议栈程序流程图；

[0026] 图5为本发明并行传输电路机构图；

[0027] 图6为本发明ZigBee协调器流程图；

[0028] 图7为本发明蓝牙主机程序结构图；

[0029] 图8为本发明蓝牙主机程序流程图；

[0030] 图9为本发明USB程序结构图；

[0031] 图10为本发明USB程序流程图；

[0032] 图11为本发明主门监控模块程序流程图；

[0033] 图12为本发明窗户监控模块程序流程图；

[0034] 图13为本发明燃气监控模块程序流程图；

[0035] 图14为本发明温湿度监控模块程序流程图；

[0036] 图15为本发明视频模块程序流程图；

[0037] 图16为本发明反馈控制模块程序流程图；

[0038] 图17为本发明键盘布撤防模块程序流程图；

[0039] 图18为本发明电源模块电路图。

具体实施方式

[0040] 下面结合附图对本发明做进一步说明：

[0041] 如图1和图18所示，一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统，包括电源、上位机、下位机和系统外壳，其特征在于：所述的电源为各个功能模块提供5V-9V的外接电源；所述的上位机是运行监控和处理软件的用户电脑，所有监控信息全部传输到上位机完成数据的提取、记录、显示、判断和发布反馈指令信息，并创建远程登录平台允许用户通过家庭宽带远程登录监控界面，实时了解监控情况并做出控制；所述的下位机由完成不同监控功能的监控模块和接收机组成，所述的监控模块包含视频监控模块、燃气监控模块、键盘布撤防模块、窗户监控模块、主门监控模块、温湿度监控模块和反馈控制模块；所有功能模块设计成为标准固定组件时，安装在用户家中的相应位置，通过ZigBee无线网络和蓝牙无线传输通道与接收机通讯；所述的监控应对系统中部分功能模块具备辅助供电系统和自动电路切换装置，通过备用电源保证模块在用户家中发生断电时可以继续工作；所述的接收机是通过无线网络接收从各个功能模块发送来的信息并通过USB传输给上位机，同时也接收从上位机发送出的指令信息并发送给各个监控模块，在发生紧急情况时能够通过GSM短信报警功能向用户的手机发出报警短信；所述的系统外壳均为专用外壳，其功能在于保护内部电路器件和便于安装。

[0042] 如图15所示，所述的视频监控模块包括51单片机内核、各种IO接口和蓝牙4.0通讯收发组件,该模块主要用于监测家庭是否存在非法闯入，若存在非法闯入，则传输数据给接收机通过USB传输给上位机，同时也接收从上位机发送出的指令信息并发送给各个监控模块，在发生紧急情况时能够通过GSM短信报警功能向用户的手机发出报警短信。

[0043] 如图13所示，所述的燃气监控模块包括核心单片机CC2530F256、燃气传感器QM-5、温度传感器DS18B20、声光报警电路、数码管显示电路、强制布防按键、复位按键和控制继电器，该模块安装在厨房里主要检测用户家中的燃气含量和温度，通过燃气含量判断是否发生了燃气泄漏，通过温度值判断是否发生了火灾，如果发生了燃气泄漏和火灾，燃气监控模块则及时产生反馈，如切断用户家中的燃气总阀门、打开排风扇等。

[0044] 如图17所示，所述的键盘布撤防模块包括矩阵键盘、指示灯和CC2530F256核心处理器，该模块安装于主门外，用户在离家时开启布防状态，回家后关闭布防状态，防止可能出现的误报警。

[0045] 如图12所示，所述的窗户监控模块包括光幕传感器、核心处理器CC2530F256、报警电路、复位按键和强制布防按键，该模块用于检测可能发生的破窗入室盗窃。

[0046] 如图11所示，所述的主门监控模块包括核心单片机CC2530F256、霍尔传感器SS49E、热释电红外传感器BIS0001、强制布防按键、复位按键及其报警电路，该模块用于检测是否有人通过主门入室盗窃，并发出警报。

[0047] 如图14所示，所述的温湿度监控模块包括核心单片机CC2530F256，温湿度传感器DHT11、强制布防按键、复位按键和报警装置，该模块可以检测用户家里的温度和湿度，同时检测是否发生了火灾。

[0048] 如图16所示，所述的反馈控制模块主要包括电磁继电器、ULN2003A芯片、核心单片机CC2530F256、步进电机和相关辅助电路，该模块用于控制用户家中的相关设备如电加热设备、窗户、排风扇等，在发生火灾、燃气泄漏等事件时配合其它模块完成相应的紧急处置动作，具体的动作由用户定义并保存在上位机中。

[0049] 如图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10所示，所述的接收机是整个家庭智能监控系统的硬件核心，用于连接功能模块和上位机。其包括ZigBee协调器、蓝牙接收器、GSM短信收发器和USB数据传输芯片；所述的ZigBee协调器接收功能模块发出的各项采集数据并传输给USB数据传输芯片且ZigBee功能模块包括温湿度监控模块、燃气监控模块、主门监控模块、键盘布撤防模块和窗户监控模块，每一个模块有专用的核心处理器驱动各个传感器并采集数据、分析数据或报警，且ZigBee收发器件与接收机用于传输数据；所述的蓝牙接收器用于接收视频模块发出的图像数据并传输给USB数据传输芯片；所述的GSM短信收发器用于发送报警短信；所述的USB数据传输芯片用于将数据发送给用户电脑；经过处理的反馈控制信息通过USB数据线发送给ZigBee协调器，ZigBee协调器驱动GSM模块发送报警短信，且将对应的指令发送给对应的功能模块完成反馈控制的动作，通过USB2.0高速通道，上位机可以拥有足够的带宽接收来自下位机功能模块的各类数据信息，并及时将反馈控制指令通过USB传输给接收机，避免了使用低速串行口和其它慢速接口可能出现的数据拥堵现象，通过使用USB接口传输数据并为接收机提供电源。

[0050] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

标题	发布/更新时间	阅读量
一种基于物联网的绝缘设备异常报警方法	2020-05-08	248
一种动力电池用水冷板	2020-05-08	72
一种设备添加方法、用户端、设备端以及系统	2020-05-11	219
一种物联网终端分级模式的远程管理方法	2020-05-08	772
一种基于物联网的井盖监测系统	2020-05-11	616
一种基于物联网技术的防雷器智能监控系统	2020-05-11	663
基于动态场景游戏桌的AI特性桌布显示方法及系统	2020-05-11	845
用于物联网设备集群中的告警方法、装置、设备及介质	2020-05-08	31
物联网基站及其资源安排方法	2020-05-08	885
一种设备管理系统	2020-05-08	444

一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统

一种基于物联网和LabVIEW的家庭智能监控应对系统

技术领域

背景技术

发明内容

具体实施方式

该功能需要专业版企业版VIP权限，您可以：