智能家居系统

技术领域

本方案属于智能家居技术领域，具体涉及智能家居系统。

背景技术

随着时代的发展，科技的进步，人们对居住环境的舒适、安全、方便有着愈来愈高的要求,智能家居控制系统应运而生；广泛应用的智能家居系统无线组网一般利用WiFi或蓝牙实现，Wi-Fi采用无线电波传输数据信号，信息安全存在隐患，且蓝牙技术的协议较复杂、功耗高、成本高、传输距离近等特点也不适合与智能家居通信。与Wi-Fi、蓝牙相比，ZigBee是一种低功耗、低成本、安全性能高的无线网络技术。蓝牙和Wi-Fi网端只能接入10个端口，而 ZigBee的每个网络端口可以最多接入6.5万多个端口，有效范围可达200米，在智能家居中的使用性能要优于其他无线技术，完全满足普通家庭的使用需求。

公开号为CN206178364U的专利公开了一种基于ZigBee的智能家居系统，包括一个构成无线网络的主处理中心且以CC2530芯片为主核心的ZigBee协调器，多个与所述的ZigBee协调器无线通信且以CC2530芯片为主核心的ZigBee终端，分别与所述的ZigBee终端通讯连接的传感器模块，用于人机交互且与所述的ZigBee协调器通讯连接的按键输入模块和液晶显示模块；以及电源模块，所述的电源模块包括固定电源模块和活动电源模块。

该方案实现了对多节点易燃气体、温湿度、非法入侵等情况的监控，及电灯、空调、热水器等家用电器的远程控制，但并不能使用对家居内产生的有毒气体一氧化碳进行检测。

发明内容

本方案提供智能家居系统，以解决现有技术无法检测家居内产生的有毒气体一氧化碳的问题。

为了达到上述目的，本方案提供智能家居系统，包括云服务器、智能手机终端、报警模块和数据采集模块；所述云服务器分别与智能手机终端、报警模块和数据采集模块无线连接；所述数据采集模块包括至少一个ZigBee终端；

所述ZigBee终端用于接收家居环境的状态参数数据，并将状态参数数据传输给所述云服务器；所述云服务器接收状态参数数据，并根据状态参数数据获取家居环境的状态情况，根据家居环境的状态情况对应的报警信号发送给所述报警模块；所述报警模块根据云服务器发送的报警信号进行报警；

所述智能手机终端用于通过访问云服务器获取相关信息，并进行界面实时显示。所述智能手机终端发出家电控制指令，通过云服务器到达ZigBee 终端节点，实现对家电设备的远程控制；

所述ZigBee终端无线连接有一氧化碳检测盒；所述一氧化碳检测盒包括盒体、氯化钯溶液；所述盒体上端设有筛孔，所述盒体底部连接有第一管道，所述第一管道内设有浮球；所述第一管道上设有压力传感器，所述压力传感器与相对应的ZigBee终端通讯连接；所述第一管道上端设在盒体外侧，所述第一管道下端设在盒体内，所述第一管道下端连接有材质为碳酸钙构成的第二管道；所述第二管道上端密封；所述氯化钯溶液设在盒体内，所述第二管道上端封口处的高度处低于氯化钯溶液。

本方案的原理为：首先将一氧化碳检测盒和与之相对应的ZigBee终端放置在容易产生一氧化碳的厨房等地，然后将一氧化碳检测盒置于一氧化碳产生源头旁。当厨房未产生一氧化碳时，空气中的一氧化碳浓度不超过0.01%，空气中的一氧化碳与盒体中的氯化钯溶液几乎不反应。当厨房产生一氧化碳时，随着其浓度慢慢增高，空气中的一氧化碳便会持续和盒体中的氯化钯溶液反应生成金属钯（Pd）粉末、二氧化碳和盐酸。

因为盒体内的氯化钯溶液的最上面部分会最先与空气中的一氧化碳发生反应生成盐酸，然后产生的盐酸直接就与第二管道上端部发生反应，因为第二管道上端部为一个平面，平面形状会接触到更多的盐酸然后与之反应，将由碳酸钙构成的第二管道溶解。然后盒体内的液体从第二管道经过然后进入第一管道内，使得第一管道内的浮球上升，上升的浮球则会触碰到压力传感器，使得压力传感器将信号发送至相对应的ZigBee终端，相对应的ZigBee终端将信号传送至云服务器并进行存储，报警模块根据云服务器发送的报警信号进行报警提醒室内的用户注意室内一氧化碳浓度偏高，并尽快处理。

然后智能手机终端界面获取信息后将发布报警信号提醒用户注意，用户查看后可通过智能手机终端界面进行操作或者智能手机终端通过程序设定自动将居家内的天然气管道及灶台等释放一氧化碳的源头进行关闭，同时室内窗户打开进行通风，将室内的一氧化碳散去。

氯化钯溶液反应生成金属钯（Pd）粉末因为自身重力下落至盒体底部，不会附在第二管道壁上妨碍第二管道与盐酸反应。

本方案的有益效果：本系统中，通过设置一氧化碳检测盒实现了对室内一氧化碳的检测及消除，确保了用户的身体健康，提高了智能家居系统的实用性。

进一步 ，所述第二管道的形状为z字形，可使得第二管道与溶液中不同位置的盐酸反应，确保盐酸可将第二管道溶解。

进一步，所述盒体上端和侧壁上端设有筛孔，可使盒体四周的一氧化碳都与氯化钯溶液进行反应，更快的发现室内一氧化碳浓度超标，然后采取相应措施进行处理，避免一氧化碳浓度持续增加对人体造成危害。

进一步，所述盒体上设有通道，所述通道上端与盒体连接，所述通道下端位于氯化钯溶液内；所述通道上端内设有出风口正对着盒体的风扇，所述风扇电性连接有PLC控制器，所述PLC控制器与压力传感器电性连接。当浮球接触压力传感器时，压力传感器将信号传送给PLC控制器，PLC控制器启动风扇将空气中的一氧化碳通过通道吸至氯化钯溶液内，使得氯化钯溶液将一氧化碳进行吸收，消除空气中的一氧化碳。

进一步，所述管道的材质为橡胶，橡胶不与盐酸发生反应，避免氯化钯溶液与一氧化碳反应生成的盐酸将橡胶腐蚀。

进一步，所述管道上方设有挡尘罩，挡尘罩可防止灰尘进入管道内，对浮球的滑动造成影响。

进一步，还包括主控核心为ESP8266 芯片的智能网关；所述智能网关与云服务器无线连接，所述智能网关通信连接有ZigBee协调器，所述ZigBee协调器无线连接有ZigBee终端，所述ZigBee终端通讯连接有温湿度传感器模块、光敏传感器模块、气体传感器模块、红外传感器模块、继电器模块和步进电机模块。首先智能网关以 ESP8266 芯片为主控核心，可根据实际需求对该网关进行特定设置。与传统使用的 ARM、RST5350 以及 RaspberryPi 等一系列可搭载 Linux 系统的嵌入式网关相比，本设计所使用的智能网关更加轻巧、配置更简单、成本更低，更加符合实际商业化的需求。其次，温湿度传感器模块和光敏传感器模块用来实现对室内温度、湿度和光照强度的实时采集；气体传感器模块和红外传感器模块用来实现对有害气体和非法入侵的实时监测； 继电器模块和步进电机模块用来实现对家电设备的控制功能，使得整个家居系统的功能更加完善，使用更加方便。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例的检测盒结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：云服务器1、智能手机终端2、ZigBee终端3、一氧化碳检测盒4、盒体5、第一管道6、第二管道7、压力传感器8、浮球9、通道10、风扇11、PLC控制器12、挡尘罩13、智能网关14。

实施例基本如附图1-2所示：

智能家居系统，包括云服务器1、智能手机终端2、报警模块和数据采集模块；云服务器1分别与智能手机终端2、报警模块和数据采集模块无线连接。

数据采集模块包括至少一个ZigBee终端3，ZigBee终端3用于接收家居环境的状态参数数据，并将状态参数数据传输给云服务器1；云服务器1接收状态参数数据，并根据状态参数数据获取家居环境的状态情况，根据家居环境的状态情况对应的报警信号发送给报警模块；报警模块根据云服务器1发送的报警信号报警。

智能手机终端2用于通过访问云服务器1获取相关信息，并进行界面实时显示。智能手机终端2发出家电控制指令，通过云服务器1到达ZigBee终端3，实现对家电设备的远程控制。

ZigBee终端3无线连接有一氧化碳检测盒4；一氧化碳检测盒4包括盒体5、氯化钯溶液。

盒体5上端设有筛孔，盒体5底部连接有第一管道6，第一管道6内设有浮球9；第一管道6上设有压力传感器8，压力传感器8与相对应的ZigBee终端3通讯连接；第一管道6上端设在盒体5外侧，第一管道6下端设在盒体5内，第一管道6下端连接有材质为碳酸钙构成的第二管道7；第二管道7上端密封；氯化钯溶液设在盒体5内，第二管道7上端封口的高度处低于氯化钯溶液。

氯化钯溶液反应生成金属钯（Pd）粉末、二氧化碳和盐酸，盐酸可将第二管道7溶解，然后使盒体5内的溶液进入第一管道6，并使浮球9上升。

第二管道7的形状为连续z字形，可使得第二管道7与溶液中不同位置的盐酸反应，确保盐酸可将第二管道7溶解。

盒体5上设有通道10，通道10上端与盒体5连接，通道10下端位于氯化钯溶液内；通道10上端内设有出风口正对着盒体5的风扇11，风扇11电性连接有PLC控制器12，PLC控制器12与压力传感器8电性连接。当浮球9接触压力传感器8时，压力传感器8将信号传送给PLC控制器12，PLC控制器12启动风扇11将空气中的一氧化碳通过通道10吸至氯化钯溶液内，使得氯化钯溶液将一氧化碳进行吸收，消除空气中的一氧化碳。

盒体5上端和侧壁上端设有筛孔，当一氧化碳检测盒4四周都充满了一氧化碳时，筛孔可使盒体5四周的一氧化碳都与氯化钯溶液进行反应，更快的发现室内一氧化碳浓度超标，然后采取相应措施进行处理，可避免一氧化碳浓度持续增加对人体造成危害。

第一管道6材质由为橡胶构成，橡胶不与盐酸发生反应，避免氯化钯溶液与一氧化碳反应生成的盐酸将橡胶腐蚀。

第一管道6上方设有挡尘罩13，挡尘罩13可防止灰尘进入管道内对浮球9的滑动造成影响。

还包括主控核心为ESP8266 芯片的智能网关14；与传统使用的 ARM、RST5350 以及 Raspberry Pi 等一系列可搭载 Linux 系统的嵌入式网关相比，本设计所使用的智能网关14更加轻巧、配置更简单、成本更低，更加符合实际商业化的需求。

智能网关14与云服务器1无线连接，所述智能网关14通信连接有ZigBee协调器，ZigBee协调器无线连接有ZigBee终端3，ZigBee终端3通讯连接有温湿度传感器模块、光敏传感器模块、气体传感器模块、红外传感器模块、继电器模块和步进电机模块。首先智能网关14以 ESP8266芯片为主控核心，可根据实际需求对该网关进行特定设置。其次，温湿度传感器模块和光敏传感器模块用来实现对室内温度、湿度和光照强度的实时采集；气体传感器模块和红外传感器模块用来实现对有害气体和非法入侵的实时监测；继电器模块和步进电机模块用来实现对家电设备的控制功能，使得整个家居系统的功能更加完善，使用更加方便。

具体操作：

首先在家居内将系统安装设置好，使得用户可通过智能手机终端2实时查看家居情况并对家电设备进行操作。

将温湿度传感器模块和光敏传感器模块放置在卧室或者客厅，用户可通过智能手机终端2对室内温度、湿度和光照强度实时查看并调整。将红外传感器模块放置在客厅，可对非法入侵的情况进行实时监测并处理。将继电器模块和步进电机模块放置在家电旁，可随时随地打开或关闭室内家电。

将一氧化碳检测盒4和与之相对应的ZigBee终端3放置在容易产生一氧化碳的厨房等地，然后将一氧化碳检测盒4置于一氧化碳产生源头旁。当厨房未产生一氧化碳时，空气中的一氧化碳浓度不超过0.01%，空气中的一氧化碳与盒体5中的氯化钯溶液几乎不反应。当厨房产生一氧化碳时，随着其浓度慢慢增高，空气中的一氧化碳便会持续和盒体5中的氯化钯溶液反应生成金属钯（Pd）粉末、二氧化碳和盐酸。

然后产生的盐酸与第二管道7上端部发生反应，将由碳酸钙构成的第二管道7溶解。然后盒体5内的液体从第二管道7经过然后进入第一管道6内，使得第一管道6内的浮球9上升，上升的浮球9则会触碰到压力传感器8，使得压力传感器8将信号发送至相对应的ZigBee终端3和plc控制器12，相对应的ZigBee终端3将信号传送至云服务器1并进行存储，然后报警模块根据云服务器1发送的报警信号进行报警提醒室内的用户注意室内一氧化碳浓度偏高，并尽快处理。然后智能手机终端2界面获取信息后将发布报警信号提醒用户注意，用户查看后可通过智能手机终端2界面进行操作或者智能手机终端2通过程序设定自动将居家内的天然气管道及灶台等释放一氧化碳的源头进行关闭，同时室内窗户打开进行通风，将室内的一氧化碳散去。

PLC控制器12启动风扇11将空气中的一氧化碳通过通道10吸至氯化钯溶液内，使得氯化钯溶液将一氧化碳进行吸收，消除空气中的一氧化碳。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。