智能住宅控制系统及其控制方法

摘要

本发明公开了一种智能住宅控制系统及其控制方法，涉及智能化控制技术领域，所述系统包括：控制中心模块、无线监测模块、远程监控设备、手机监控设备和数字及模拟传感器；所述无线监测模块和数字及模拟传感器安装于住宅设备和物品上；所述远程监控设备与控制中心模块连接；所述手机监控设备与控制中心模块无线连接；所述远程监控设备和所述手机监控设备，用于根据由控制中心模块获取的监测信息，发出控制信息；还包括连接控制中心模块的住宅设备控制模块和无线执行模块，用于根据控制中心模块发送的控制信息对住宅设备进行控制；无线数据传输模块，与所述无线执行模块和无线监测模块分别连接。本发明实现了对住宅设施及设备的自动化监测和控制。

说明书

技术领域

本发明涉及智能化控制技术领域，特别涉及一种智能住宅控制系 统及其控制方法。

背景技术

现有的住宅管理系统仅能实现图像采集、住宅设施及设备的简单 网络化管理，不能够实现对住宅设施、设备及环境的全自动监测与控 制；并且不具备无线通信功能和3G通信能力。另外，现有的住宅管 理系统不能实现花草智能浇灌功能；也不能对水/电/气进行全方位监 测，不具备多功能扩展接口，不能随时增加监测与控制项目的种类。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：提供一种智能住宅控制系统及其控 制方法，其能够实现对住宅设施的自动监测与控制，并且具备无线通 信功能和3G通信能力。本发明还可以实现花草智能浇灌功能，以及 对水/电/气进行全方位监测的功能，本发明还具备多功能扩展接口， 能够随时增加监测与控制项目的种类。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能住宅控制系统，包 括：控制中心模块、无线监测模块、远程监控设备和手机监控设备；

所述无线监测模块以及数字及模拟传感器安装于住宅设备和物 品上，用于采集住宅环境及运行状态信息；

所述远程监控设备通过互联网或专用网络通信模块与控制中心 模块连接；

所述手机监控设备通过GPRS及3G通信模块与控制中心模块无 线连接；

所述远程监控设备和所述手机监控设备，用于根据由控制中心模 块获取的监测信息，发出控制信息；

还包括与控制中心模块连接的：

住宅设备控制模块及无线执行模块，用于接收控制中心模块的控 制信息，并对受控住宅设备进行控制；其中，所述受控住宅设备包括： 水、电、气开关控制电磁阀、空调设备、新风设备、排风设备、供暖 设备、电动窗帘、电梯、车库门、空气开关、灯光照明设备及其他可 控家电设备等。

无线数据传输模块，所述无线数据传输模块与无线执行模块和无 线监测模块分别连接；

数据存储模块，用于存储所有操作记录、控制信息及交互数据、 采集结果及报警信息；

报警处理模块，用于接收控制中心模块的报警信息，发出声光报 警信号或短信报警信息，并将短信报警执行结果反馈给控制中心模 块。

其中，所述系统还包括：与控制中心模块连接的门口机，用于通 过手机确认、指纹确认、密码确认、IC卡确认、静脉确认或视网膜 确认方式来实现门禁管理。用户通过手机指纹、密码、IC卡、静脉 或视网膜等进行身份确认，确认通过后方可开启车库门或房门。当有 人拜访时，房内用户可通过门口机的视频对讲系统来确认来访者身 份。

其中，所述系统还包括：与控制中心模块连接的泳池控制与管理 模块，用于监测泳池的水位、水质及温度信息，发送监测结果给控制 中心模块，并执行控制中心模块发送来的控制信息。用户或控制中心 模块根据所得监测结果的信息对泳池的供排水系统或加热系统进行 手动或自动调节，可使泳池环境达到适宜的程度。

其中，所述系统还包括：与所述控制中心模块连接的人机交互设 备，用于对所述控制中心模块进行设置，并显示所述控制中心模块发 来的图像数据。

其中，所述系统还包括：与控制中心模块连接的水、电、气在线 参数监测模块，用于监测水、电和气的信息。

其中，所述系统还包括：与控制中心模块连接的通信控制扩展模 块；所述通信控制扩展模块包括：20路DI通道、16路DO通道、8 路AI通道、4路AO及1路PWM通道，还包括：RS485、RS422、 RS232、RJ45、CAN及USB通信接口。

其中，所述系统还包括：与控制中心模块连接的背景音乐设备， 用于输出背景音乐或报警信号。

其中，所述系统还包括：与控制中心模块连接的安全防范设备， 用于根据接收到的监控信息，发出报警信息。

其中，所述系统还包括：与控制中心模块连接的环境参数监测设 备，用于监测环境参数。

其中，所述系统还包括：与控制中心模块连接的智能浇灌设备， 用于采集温湿度信息发送给所述控制中心模块，并接收控制中心模块 的浇灌控制信息。

一种利用前述的智能住宅控制系统进行智能住宅控制的方法，包 括以下步骤：

S1：通过无线监测模块以及数字及模拟传感器采集住宅环境及运 行状态信息，并发送给控制中心模块；

S2：远程监控设备和手机监控设备通过控制中心模块获取住宅环 境及运行状态信息，对控制中心模块发出控制信息；

S3：住宅设备控制模块或无线执行模块，根据控制信息对受控住 宅设备进行控制。

(三)有益效果

本发明通过控制中心模块连接的各种监测及控制设备，使住宅设 施及设备具备无线通信功能，实现了对住宅设施及设备的自动化监测 和控制。本发明还可实现花园及盆栽的智能浇灌，以及水/电/气的全 面监测，避免水/电/气事故及故障的发生。本发明还增强了系统的扩 展性，可根据住宅状态随时扩充系统的功能，实现住宅的全面自动化 管理。本发明还可以实现对住宅系统的远程监控及移动管理，例如实 现门铃对讲记录查询及远程音视频对讲功能。

附图说明

图1是本发明实施例所述的智能住宅控制系统的结构示意图；

图2是本发明实施例所述的智能住宅控制方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细 描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

如图1所示，本发明所述的智能住宅控制系统包括：控制中心模 块1、无线监测模块2、远程监控设备3、手机监控设备4和数字及模拟 传感器21；

控制中心模块1为本发明的智能住宅控制系统的核心设备。它具 备数据管理，数据收发，灯光系统及电器设备的电力参数采集与记录， 住宅设备的供电、开关及调节控制，环境监测信息记录，水/电/气的 实时监测、记录及分析，防盗、报警信息收发，人机交互设备显示及 命令采集等多种功能。其输入数据包括：灯光系统、家用电器的各种 状态信息，家中所有电子标识物品的位置信息，所有环境监测、水/ 电/气运行信息，用户的手动输入命令及语音命令等。输出数据包括： 控制信号，人机交互的图像数据，报警信号，各种参数信息记录等；

所述无线监测模块2和所述数字及模拟传感器21安装于住宅设备 和物品上，用于采集住宅环境及运行状态信息；

所述远程监控设备3与所述控制中心模块1连接；

所述远程监控设备3通过互联网或专用网络通信模块17实现其与 所述控制中心模块1的通信及数据交互。互联网或专用网络通信模块 17的输入数据为所述控制中心模块1送来的信息及音视频数据，以及 远程监控设备送来的控制信息；其输出数据为送往远程监控设备3的 信息及音视频数据，以及送给所述控制中心模块1的控制信息；

所述远程监控设备3远程管理家中的设备设施，监测家中环境。 同时，它也是门铃/对讲、视频监控的显示平台。其输入数据为通信 模块转发的各种信息及音视频数据，输出为发送给控制中心模块1的 控制信息；

所述手机监控设备4通过GPRS及3G通信模块18与所述控制中心 模块1无线连接；

所述远程监控设备3和所述手机监控设备4，用于根据由所述控制 中心模块1获取的监测信息，发出控制信息；

还包括与所述控制中心模块1连接的：

住宅设备控制模块5及无线执行模块6，用于接收所述控制中心模 块1的控制信息，并对受控住宅设备20进行控制；其中，所述受控住 宅设备包括：水、电、气开关控制电磁阀、空调设备、新风设备、排 风设备、供暖设备、电动窗帘、电梯、车库门、空气开关、灯光照明 设备及其他可控家电设备等；所述住宅设备控制模块5的输入为所述 控制中心模块1送来的各种控制信息；输出为根据控制信息生成的各 种强电控制信号。该模块用于根据所述控制中心模块1的发来的控制 信息控制住宅设备，主要实现对灯光系统、家用电器、电梯、车库门、 大型空调及新风系统等住宅设备的控制；

无线数据传输模块7，所述无线数据传输模块7与所述无线执行模 块6和所述无线监测模块2分别连接；

无线数据传输模块7，所述无线数据传输模块7连接所述无线执行 模块6和所述无线监测模块2。其输入数据为控制中心模块1送来的控 制信息，以及所述无线监测模块2送来的采样信息；输出数据为送往 无线执行模块5的控制信息，以及送给所述控制中心模块1的采样信 息。该模块用于将接收到的所述无线监测模块2的采样信息发送给控 制中心模块1，并将接收到的所述控制中心模块1的控制信息发送给所 述无线执行模块6；

数据存储模块19，用于存储所有操作记录、控制信息及交互数据、 采集结果及报警信息；其存储的数据包括：灯光、设备的运行状态信 息，花草的状态信息，环境检测信息，安全防范监控信息，用户命令 信息等。

报警处理模块22，用于接收控制中心模块1的报警信息，发出 声光报警信号或短信报警信息，并将短信报警执行结果反馈给控制中 心模块1。

优选地，所述系统还包括：与所述控制中心模块1连接的门口机 8，用于通过手机确认、指纹确认、密码确认、IC卡确认、静脉确认 或视网膜确认方式来实现门禁管理。用户通过手机指纹、密码、IC 卡、静脉或视网膜等进行身份确认，确认通过后方可开启车库门或房 门。当有人拜访时，房内用户可通过门口机的视频对讲系统来确认来 访者身份。

优选地，所述系统还包括：与所述控制中心模块1连接的泳池控 制与管理模块9，用于监测泳池的水位、水质及温度信息，发送监测 结果给控制中心模块，并执行所述控制中心模块1发送来的控制信息。 用户或所述控制中心模块1根据所得监测结果的信息对泳池的供排水 系统或加热系统进行手动或自动调节，可使泳池环境达到适宜的程 度。

优选地，所述系统还包括：与所述控制中心模块1连接的人机交 互设备10，用于对所述控制中心模块1进行设置，并显示所述控制 中心模块1发来的图像数据。可实现对住宅设施及设备的控制，并可 查询所有设备的运行状态及物品的位置。同时，它也是门铃/对讲系 统的显示模块。所述人机交互设备10的输入数据为控制中心模块1 送来的各种图像数据，以及用户通过触摸屏发送的控制信息。

优选地，所述系统还包括：与所述控制中心模块1连接的水、电、 气在线参数监测模块11，用于根据所述控制中心模块1的控制信息 监测水、电和气的信息。包括对上下水管道的流速、水位监测，电路 的电流及电压监测，燃气的泄露监测，以及水电气的费用监测，并将 监测结果发送给所述控制中心模块1。其输入为水位/流速传感器、电 流互感器、燃气传感器送来的采样信息；输出为数字化的采样结果。

优选地，所述系统还包括：与所述控制中心模块1连接的通信控 制扩展模块12；所述通信控制扩展模块12包括：20路DI通道、16 路DO通道、8路AI通道、4路AO及1路PWM通道，还包括：RS485、 RS422、RS232、RJ45、CAN及USB通信接口。用于扩展设备的数 据通信，其输入数据为控制中心模块1送来的各种控制信息及控制信 号；输出为格式化后的控制信息及根据控制信息生成的相应控制信 号。

优选地，所述系统还包括：与所述控制中心模块1连接的背景音 乐设备13，用于输出背景音乐或报警信号；其输入为所述控制中心 模块1送来的背景音乐信息及报警信息；输出为背景音乐或报警信 号。

优选地，所述系统还包括：与所述控制中心模块1连接的安全防 范设备14，用于根据接收到的监控信息，发出报警信息。该模块实 现门铃/对讲控制，住宅的门窗及周边环境的安全监测与报警功能。 其输入数据为红外传感器、超声传感器、震动传感器、视频监控器送 来的监控信息；输出数据为报警信息及声音报警信号。

优选地，所述系统还包括：与所述控制中心模块1连接的环境参 数监测设备15，用于监测环境参数。该模块用来监测住宅环境的温 湿度、空气质量、烟雾、一氧化碳及二氧化碳浓度、光照强度、人体 的红外信息等参数。其输入数据为各种环境参数监测信息；输出数据 为转换后的数字化参数信息。

优选地，所述系统还包括：与所述控制中心模块1连接的智能浇 灌设备16，用于采集温湿度信息发送给所述控制中心模块1，并接收 所述控制中心模块1的浇灌控制信息。智能浇灌模块16接收所述控制 中心模块1的浇灌控制信息后，控制相应的阀门动作，实现花园及家 中花草的智能浇灌。其输入数据为温湿度信息及光照信息；输出数据 为处理后的控制信号。

系统还包括GPRS及3G通信模块18，GPRS及3G通信模块18连接 控制中心模块1，并与手机监控设备4无线连接，其输入数据为所述控 制中心模块1送来的各种数据信息及记录，手机监控设备4送来的控制 信息；输出数据为送往所述手机监控设备4的各种数据信息及记录， 以及送给多功能控制中心模块的控制信息。该模块用于将接收到的所 述手机监控设备4的控制信息发送给所述控制中心模块1，并将接收到 的所述控制中心模块1的监控数据信息发送给所述手机监控设备4。

如图2所示，本发明所述的智能住宅控制方法，包括以下步骤：

S1：通过无线监测模块2以及数字及模拟传感器21采集住宅环 境及运行状态信息，并发送给控制中心模块1；

S2：远程监控设备3和手机监控设备4通过控制中心模块1获取 住宅环境及运行状态信息，对控制中心模块1发出控制信息；

S3：住宅设备控制模块5或无线执行模块6，根据控制信息对对 住宅设施及设备进行控制。

本发明的工作原理及主要实现的功能如下：

1、住宅设施及设备远程管理功能

可通过人机交互设备、远程监控模块或手机上的远程监控软件， 实时监视及管理家中的各种电器设备及设施，包括各种家用电器、灯 光照明、电动窗帘、电梯、车库门、排风换气系统等。此功能由多功 能控制中心模块、住宅设备控制模块、无线数据传输模块、无线监测 模块、数字及模拟传感器、无线执行模块、通信模块、远程监控模块、 GPRS及3G通信模块、人机交互设备、手机监控设备完成。

2、环境全面监测与控制功能

系统可根据住宅的环境状况自动控制房间的温度、湿度，自动进 行排烟、排气、换气、火灾报警等功能。此外，系统还可检测房间内 人员活动情况、家庭成员的进出等。无人时，系统关闭房间照明及相 应的电器设备；当有人回家时，多功能控制中心模块将根据检测信息 自动执行以下操作：打开车库门，将电梯停在一层，点亮房灯，打开 空调、新风系统等设备，播放预先选定的背景音乐。此功能由多功能 控制中心模块、住宅设备控制模块、无线数据传输模块、无线监测模 块、数字及模拟传感器、无线执行模块、背景音乐模块、环境参数监 测模块完成。无线监测模块通过无线数据传输模块将检测到的信息发 送给控制中心模块，控制中心模块根据检测信息给出相应的控制信 息，并通过无线数据传输模块发送个无线执行模块(如：当检测有人 回家时，执行开灯)，同时发送控制信息给住宅设备控制模块，控制 电梯、空调等动作，并且发送控制信息控制背景音乐模块播放音乐。

当有火灾或燃气泄漏时，检测信息是由环境参数检测模块给出， 送往控制中心模块，控制中心模块根据检测信息控制相应设备动作。

3、安全防范功能

系统通过门铃/对讲设备及超声波传感器、红外传感器、震动传 感器，实时监测住宅的门窗及周边环境的安全状态，如有人非法进入， 则自动向用户、小区物业发出安全告警(如为外出模式，则系统自动 将报警信息发送到用户的手机上)，并通过声音报警震慑不法分子。 此功能由多功能控制中心模块、无线数据传输模块、无线监测模块、 数字及模拟传感器、无线执行模块、安全防范模块、背景音乐模块、 通信模块、远程监控模块、GPRS及3G通信模块、人机交互设备和手 机监控设备完成。根据无线监测模块、数字及模拟传感器(超声波、 红外等)、远程监控模块和手机监控设备获取的信息，控制中心模块 控制无线执行模块、安全防范模块、背景音乐模块动作。外出时，通 过GPRS及3G通信模块，将报警信息发送到手机上。

此功能中，包括一种门铃对讲记录及远程音视频对讲功能。其具 体内容如下：控制中心模块记录并存储门铃对讲的全部音视频信息， 在用户需要时，可进行查询。当用户不在家时，可以选择将门铃对讲 控制转移到远程监控模块或手机监控设备上，直接通过远程监控终端 或手机进行音视频对讲。此功能增强了住宅的防盗安全性，并可在发 生意外时，提供有据可查的音视频记录。远程监控模块将门铃对讲的 音视频信息通过通信模块发送给控制中心模块，控制中心模块记录并 存储该信息供用户查询。当用户不在家时，控制中心模块发送控制信 息给远程监控模块或手机监控设备，将门铃对讲控制转移到远程监控 终端或手机。

4、智能浇灌功能

当用户长时间外出时，系统可以根据用户设定的浇灌程序，定时 或根据土壤湿度给花园及室内的花草浇水。此外，用户也可通过手机 平台远程检查花草的状态，并控制浇灌设备工作。此功能由多功能控 制中心模块、手机监控设备、无线数据传输模块、无线监测模块、数 字及模拟传感器、GPRS及3G通信模块、人机交互设备、智能浇灌模 块、通信模块、远程监控模块、GPRS/3G通信模块、人机交互设备和 手机监控设备完成。根据温湿度等信息，人机交互设备或手机监控设 备，发送命令给控制中心模块，进而控制智能浇灌模块执行花草的浇 灌。

5、水/电/气监测功能

水、电、气在线参数监测模块包括：燃气传感器，以及安装在上 下水通道的流速及水位传感器、电路上的电流互感器及空气开关等。 通过燃气传感器以及流速及水位传感器、电流互感器、空气开关等， 系统实时监测水/电/气的运转情况，如有故障发生，则自动发出报警 信息，同时自动关闭与故障点相对应的水阀、电闸或燃气阀，避免漏 水、渗水、过载、短路以及燃气泄露等故障的发生。此外，系统还可 监测水电气的费用状态，以及异常断水、断电、断气情况，如发生欠 费或异常情况，系统将通过人机交互设备或手机短信自动通知用户。 此功能由多功能控制中心模块、无线数据传输模块、无线监测模块、 数字及模拟传感器、无线执行模块、水、电、气在线参数监测模块、 人机交互设备、GPRS及3G通信模块、手机监控设备、通信模块和远 程监控模块完成。根据水、电、气在线参数监测模块的水压水位等传 感器的检测信息，人机交互设备或手机监控设备，发送命令给控制中 心模块，控制中心模块根据控制信息控制相应的执行模块动作，切断 或开通水电气。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关 技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下， 还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明 的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。