一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括傳感器模塊、處理器和無線通訊模塊、上位機(jī)、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)、自動(dòng)開門裝置、無線充電接收器模塊以及無線充電發(fā)射機(jī)模塊。為用戶的裝修布局、家具擺設(shè)、食品貯存、動(dòng)植物的養(yǎng)殖等一系列改善家居環(huán)境、構(gòu)建健康家居生活提供指導(dǎo)性的建議。
【專利說明】
一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]健康家居的定義是借鑒世界衛(wèi)生組織關(guān)于對(duì)人的健康的定義而界定的，健康家居是滿足生理、心理、社會(huì)等三方面健康的整體家居環(huán)境。然而健康家居環(huán)境需要滿足方方面面的條件，沒有污染，不存在甲醇等危險(xiǎn)物質(zhì)，不存在氣體泄漏而導(dǎo)致的火災(zāi)，入室搶劫、盜竊等危害人身安全的狀況;不存在通風(fēng)、光線強(qiáng)度等對(duì)心理產(chǎn)生負(fù)面影響的因素;現(xiàn)在人們?yōu)榱颂岣呱畹母裾{(diào)、趣味往往會(huì)擺設(shè)植物，養(yǎng)動(dòng)物，而這些也是需要健康的環(huán)境。
[0003]隨著無線傳感器網(wǎng)絡(luò)和遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的能量問題也日益突出，為了構(gòu)建一種全面的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用無線充電解決無線傳感器網(wǎng)絡(luò)中的能量問題，為人們的生活提供安全預(yù)警和健康家居環(huán)境的建議，長(zhǎng)時(shí)間的健康家居監(jiān)測(cè)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了更好的解決全面的健康家居環(huán)境長(zhǎng)時(shí)間的監(jiān)控問題，本實(shí)用新型提供了一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型的具體方案如下:
[0005]—種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括:
[0006]傳感器模塊，包括至少一個(gè)傳感器，所述傳感器通過ZigBee節(jié)點(diǎn)將所監(jiān)測(cè)的信息發(fā)送到處理器和無線通訊模塊；
[0007]處理器和無線通訊模塊，進(jìn)一步將所監(jiān)測(cè)的信息發(fā)送到協(xié)調(diào)器；
[0008]上位機(jī)，與所述協(xié)調(diào)器有線通訊，接收所述協(xié)調(diào)器發(fā)送的所監(jiān)測(cè)的信息；
[0009]網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，上位機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)將所監(jiān)測(cè)的信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)通過分析、儲(chǔ)存生產(chǎn)環(huán)境信息，并將環(huán)境信息發(fā)送至用戶手機(jī)APP中，給出健康家居環(huán)境建議；當(dāng)遇到危險(xiǎn)情況需要救助時(shí)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)獲得用戶同意后，通過GPS定位找到家附近使用該APP的人請(qǐng)求援助；
[0010]自動(dòng)開門裝置，經(jīng)授權(quán)后受網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)控制，以便于實(shí)施及時(shí)求援；
[0011 ]無線充電接收器模塊，通過DC-DC升壓模塊，向所述傳感器模塊供電，并通過DC-DC降壓模塊，向所述處理器和無線通訊模塊及/或所述傳感器模塊供電；
[0012]無線充電發(fā)射機(jī)模塊，向所述無線充電接收器模塊提供電能。
[0013]優(yōu)選的，所述無線充電發(fā)射器模塊包括NE555N振蕩信號(hào)發(fā)生器芯片和IR2104驅(qū)動(dòng)芯片。
[0014]優(yōu)選的，所述無線充電接收器模塊采用bq24002PWP芯片。
[0015]優(yōu)選的，所述DC-DC升壓模塊采用NCP3335ADM500R2G芯片。
[0016]優(yōu)選的，所述DC-DC降壓壓模塊采用NCP3335ADM330R2G芯片。
[0017]優(yōu)選的，所述處理器和無線通訊模塊采用CC2531芯片。
[0018]優(yōu)選的，所述傳感器模塊為水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊、人體傳感器模塊、土壤監(jiān)測(cè)模塊、溫濕度監(jiān)測(cè)模塊、測(cè)風(fēng)傳感器模塊、光強(qiáng)度監(jiān)測(cè)模塊任意組合。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0020]I)電路設(shè)計(jì)選用體積小、價(jià)格較低器件，連線簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)清晰，并且利用ZigBee組網(wǎng)，無需使用一次性電池，開發(fā)成本和維護(hù)成本低。器件功耗低、采用無線充電技術(shù)，節(jié)能環(huán)保，無線充電傳感器節(jié)點(diǎn)壽命得以延長(zhǎng)。
[0021]2)本實(shí)用新型對(duì)煤氣泄漏、火災(zāi)、入室盜竊的危險(xiǎn)險(xiǎn)情，或其他險(xiǎn)情需要援助時(shí)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)能立即尋找家附近的人，甚至控制自動(dòng)開門，讓救助者第一時(shí)間排除險(xiǎn)情、防止事故蔓延。
[0022]所監(jiān)測(cè)的家居環(huán)境狀況反映給用戶，為用戶的裝修布局、家具擺設(shè)、食品貯存、動(dòng)植物的養(yǎng)殖等一系列改善家居環(huán)境、構(gòu)建健康家居生活提供指導(dǎo)性的建議。
【附圖說明】

[0023]此處所說明的附圖用來提供對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的不當(dāng)限定，在附圖中:
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)框圖；
[0026]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例無線充電發(fā)射器模塊電路原理圖；
[0027]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例無線充電接收器模塊電路原理圖；
[0028]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例DC-DC升壓模塊電路原理圖；
[0029]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例DC-DC降壓模塊電路原理圖；
[0030]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例處理器和無線通訊模塊電路原理圖；
[0031 ]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例USB接口模塊電路原理圖；
[0032]圖9?圖15是本實(shí)用新型的傳感器模塊電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來詳細(xì)說明本實(shí)用新型，在此本實(shí)用新型的示意性實(shí)施例以及說明用來解釋本實(shí)用新型，但并不作為對(duì)本實(shí)用新型的限定。
[0034]實(shí)施例
[0035]如圖1所示，一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括無線充電發(fā)射器模塊、無線充電接收器模塊、DC-DC升壓模塊、DC-DC降壓模塊、處理器和無線通訊模塊、USB接口模塊、傳感器模塊;布置在家里面不同地方的ZigBee節(jié)點(diǎn)，將各自傳感器所監(jiān)測(cè)的信息通過各自的處理器和無線通訊模塊發(fā)送到臥室協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過USB接口模塊與上位機(jī)進(jìn)行有線通訊，上位機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)將信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)；平臺(tái)通過分析、儲(chǔ)存信息，將家居環(huán)境信息發(fā)送至用戶手機(jī)APP中，給出健康家居環(huán)境建議，當(dāng)遇到危險(xiǎn)情況需要救助時(shí)，平臺(tái)獲得用戶同意后，通過GPS定位找到家附近使用該APP的人請(qǐng)求援助;甚至進(jìn)一步得到用戶同意，控制自動(dòng)開門裝置，實(shí)施及時(shí)求援。
[0036]所述無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)各個(gè)模塊之間的連接如圖2所示。
[0037]如圖3所示，所述無線充電發(fā)射器模塊，該模塊主要由芯片NE555N，驅(qū)動(dòng)芯片IR2104，電阻Rl?R8，電容Cl?C6，電感LI，指示燈D1，肖特基二極管1N5819，大功率管IRF9540組成。通過NE555組成振蕩頻率大概為55千赫茲的信號(hào)發(fā)生電路，向功放電路提供激勵(lì)電流;諧振功率放大器由開關(guān)管和LC并聯(lián)諧振電路組成。該設(shè)計(jì)的逆變功能，選用場(chǎng)效應(yīng)管的半橋?qū)崿F(xiàn)。它能實(shí)現(xiàn)把輸入的直流電逆變成交流電的功能。
[0038]如圖4所示，所述無線充電接收器模塊，該模塊主要由鋰電池充電管理芯片bq24002PWP，電阻R9?R13，電容C7?C12，電感L2，狀態(tài)指示燈D4、D5，整流橋D3和充電鋰電池組成。整流橋D3將由無線充電發(fā)射器接收到的交流電整流成直流電，經(jīng)鋰電池充電管理芯片讓鋰電池得到保護(hù)。鋰電池充電管理芯片有較廣工作電壓，主要防止充電時(shí)電流過大、發(fā)熱過大和過度充電。
[0039]如圖5所示，所述DC-DC升壓模塊，該模塊由芯片NCP335ADM500R2G，電容C13?C15組成。將鋰電池供電電壓穩(wěn)定在5V輸出。
[0040]如圖6所示，所述DC-DC降壓模塊，該模塊由芯片NCP335ADM330R2G，電容C16?C18組成。將鋰電池供電電壓穩(wěn)定在3.3V輸出。
[0041]如圖7所示，所述處理器和無線通訊模塊，該模塊主要由CC2531芯片，電容C19?C28，電阻R14，電感L3，電感L4，32-MHz晶體振蕩器，32.768kHz晶體振蕩器，50 Ω Antenna天線組成。
[0042]該模塊可將模擬信號(hào)通過片內(nèi)ADC模/數(shù)轉(zhuǎn)換，對(duì)數(shù)字信號(hào)處理后，通過CC2531無線模塊發(fā)送到協(xié)調(diào)器，協(xié)調(diào)器通過USB接口模塊與上位機(jī)建立通訊。
[0043]所述USB接口模塊電路如圖8所示。
[0044]如圖9?圖15所示，所述傳感器模塊中包括若干個(gè)模擬量傳感器和數(shù)字量傳感器。其中模擬量傳感器包括TS光學(xué)渾濁度傳感器、MQ-2和MSllOO氣體傳感器、FC-28 土壤濕度傳感器;數(shù)字量傳感器:HC-SR501人體紅外傳感器器、SHTl I溫濕度傳感器、EC2IB和SP3494組成的測(cè)風(fēng)傳感器、BH1750FVI光照強(qiáng)度傳感器。
[0045]所述水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊由GE公司生產(chǎn)的TS光學(xué)渾濁度傳感器、電阻R18、R19組成，主要放置在魚缸、廁所、廚房，主要監(jiān)測(cè)水的渾濁度。
[0046]所述人體傳感器模塊為HC-SR501，放置在家里面各個(gè)地方，主要用于防盜。
[0047]所述氣體監(jiān)測(cè)模塊由MQ-2和MS1100，電阻R20?R21，放置在家里面各個(gè)地方，MQ-2主要監(jiān)測(cè)液化氣等可燃?xì)怏w，MSl 100主演監(jiān)測(cè)甲醛等有毒氣體。
[0048]所述土壤監(jiān)測(cè)模塊為FC-28，主要放置在室內(nèi)盆栽、花園(陽臺(tái))土壤中，監(jiān)測(cè)土壤濕度。
[0049]所述溫濕度傳感器模塊由溫濕度傳感器芯片SHTl I，電阻R22，電容R29組成，放置在家里面各個(gè)地方，主要監(jiān)測(cè)各個(gè)位置的溫度和濕度監(jiān)測(cè)。
[0050]所述測(cè)風(fēng)傳感器由EC21B和SP3494組成，放置在花園(陽臺(tái))、通風(fēng)口，主要監(jiān)測(cè)風(fēng)速風(fēng)向。
[0051 ]所述光強(qiáng)度監(jiān)測(cè)模塊為BH1750FVI，放置在家里面各個(gè)地方，主要監(jiān)測(cè)光強(qiáng)度。
[0052]該無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具備如下功能:
[0053](I)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度、光強(qiáng)度、通風(fēng)條件，給用戶提供食品、酒糧的儲(chǔ)存建議。
[0054](2)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度、光強(qiáng)度、水質(zhì)，給用戶提供養(yǎng)殖動(dòng)物的建議，提示及時(shí)換水。
[0055](3)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度、光強(qiáng)度、土壤濕度，給用戶提供栽培植物的建議，提示及時(shí)澆水。
[0056](4)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度、光強(qiáng)度、通風(fēng)條件，給用戶提供家居裝修，家具擺放的建議。
[0057](5)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)氣體濃度，給用戶提供火災(zāi)預(yù)警，預(yù)防有毒氣體的建議。
[0058](6)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)陌生人進(jìn)入室內(nèi)，給用戶提供防盜和報(bào)警建議。
[0059](7)當(dāng)遇到危險(xiǎn)情況需要救助時(shí)，平臺(tái)獲得用戶同意后，通過GPS定位找到家附近使用該APP的人請(qǐng)求援助;甚至進(jìn)一步得到用戶同意，控制自動(dòng)開門裝置，實(shí)施及時(shí)求援;如果情況嚴(yán)重經(jīng)用戶同意后通知119、110、120。
[0060](8)用戶可以通過APP與他人交流分享一系列改善家居環(huán)境、構(gòu)建健康家居生活的心得，通過用戶同意聘請(qǐng)專業(yè)人士上門解決問題。
[0061]以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)介紹，本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的原理以及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只適用于幫助理解本實(shí)用新型實(shí)施例的原理；同時(shí)，對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，在【具體實(shí)施方式】以及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于包括: 傳感器模塊，包括至少一個(gè)傳感器，所述傳感器通過ZigBee節(jié)點(diǎn)將所監(jiān)測(cè)的信息發(fā)送到處理器和無線通訊模塊； 處理器和無線通訊模塊，進(jìn)一步將所監(jiān)測(cè)的信息發(fā)送到協(xié)調(diào)器； 上位機(jī)，與所述協(xié)調(diào)器有線通訊，接收所述協(xié)調(diào)器發(fā)送的所監(jiān)測(cè)的信息； 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，上位機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)將所監(jiān)測(cè)的信息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)通過分析、儲(chǔ)存生產(chǎn)環(huán)境信息，并將環(huán)境信息發(fā)送至用戶手機(jī)APP中，給出健康家居環(huán)境建議；當(dāng)遇到危險(xiǎn)情況需要救助時(shí)，網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)獲得用戶同意后，通過GPS定位找到家附近使用該APP的人請(qǐng)求援助； 自動(dòng)開門裝置，經(jīng)授權(quán)后受網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控平臺(tái)控制，以便于實(shí)施及時(shí)求援； 無線充電接收器模塊，通過DC-DC升壓模塊，向所述傳感器模塊供電，并通過DC-DC降壓模塊，向所述處理器和無線通訊模塊及/或所述傳感器模塊供電； 無線充電發(fā)射機(jī)模塊，向所述無線充電接收器模塊提供電能。2.如權(quán)利要求1所述的一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述無線充電發(fā)射器模塊包括NE555N振蕩信號(hào)發(fā)生器芯片和IR2104驅(qū)動(dòng)芯片。3.如權(quán)利要求1所述的一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述無線充電接收器模塊采用bq24002PWP芯片。4.如權(quán)利要求1所述的一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述DC-DC升壓模塊采用NCP3335ADM500R2G芯片。5.如權(quán)利要求1所述的一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述DC-DC降壓壓模塊采用NCP3335ADM330R2G芯片。6.如權(quán)利要求1所述的一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述處理器和無線通訊模塊采用CC2531芯片。7.如權(quán)利要求1所述的一種基于無線充電傳感器網(wǎng)絡(luò)的健康家居監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于: 所述傳感器模塊為水質(zhì)監(jiān)測(cè)模塊、人體傳感器模塊、土壤監(jiān)測(cè)模塊、溫濕度監(jiān)測(cè)模塊、測(cè)風(fēng)傳感器模塊、光強(qiáng)度監(jiān)測(cè)模塊任意組合。
【文檔編號(hào)】G05B15/02GK205721142SQ201620570088
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月14日
【發(fā)明人】劉貴云, 黎家俊, 李致富, 林偉冬, 鄔嘉麒, 王佳慶, 唐冬
【申請(qǐng)人】廣州大學(xué)