專利名稱：基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防遠程監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及物聯(lián)網(wǎng)領域，具體是涉及一種基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防遠程監(jiān)控系 統(tǒng)。
背景技術：
近年來，隨著人們生活水平不斷提高，人們對家庭財產(chǎn)安全越來越重視。而傳統(tǒng)的 機械式家居防衛(wèi)系統(tǒng)存在很多隱患，傳統(tǒng)的防盜門窗在整體美觀、應急逃生等方面存在的 不足和隱患，難以滿足人們對更高生活品質(zhì)的追求。目前在一些高檔小區(qū)也存在報警系統(tǒng)，但因價格昂貴不能被廣大消費者所接受， 這也限制了它的推廣。該報警系統(tǒng)需要將用戶和公安部門聯(lián)網(wǎng)，當用戶家里出現(xiàn)警情會撥 號到公安部門，并通過已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)庫及時調(diào)出用戶詳細信息。此類產(chǎn)品成本相對較高， 一般用戶難以接受。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有家庭安防監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題，本實用新型提供了基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安 防遠程監(jiān)控系統(tǒng)。本實用新型具有安裝方便、成本低、人性化、操作方便、安全性高、有效安 防等特點，具體技術方案如下?；谖锫?lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，包括用于對家庭環(huán)境參數(shù)進行分析處理 的主控模塊、用于采集家庭實時圖像的圖像采集模塊、用于數(shù)據(jù)傳輸及向用戶報警的無線 通信模塊和用于采集環(huán)境參數(shù)的傳感器模塊；主控模塊通過USB接口與圖像采集模塊相 連，主控模塊通過RS232接口與無線通信模塊相連，無線通信模塊通過Zigbee無線網(wǎng)絡與 傳感器模塊相連，主控模塊通過音頻接口與外置揚聲器相連，主控模塊通過RJ45網(wǎng)口連接 到 Internet。上述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，無線通信模塊包括Zigbee模塊 和GSM/GPRS模塊，Zigbee模塊用于主控模塊與傳感器模塊進行通信，GSM/GPRS模塊用于向 用戶報警；所述圖像采集模塊包括USB攝像頭；所述傳感器模塊包括Zigbee模塊、MCU和多 個傳感器，多個傳感器與MCU得信號輸入端連接，MCU的信號輸出端與Zigbee模塊連接。上述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，所述傳感器包括紅外人體感應 器、煙霧報警器、煤氣傳感器、溫度傳感器和門禁傳感器；MCU控制傳感器采集環(huán)境參數(shù)和 控制Zigbee模塊向主控模塊傳送環(huán)境參數(shù)。上述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，所述的主控模塊包括有USB接 口、RS232接口、RJ45網(wǎng)口和音頻接口 ；音頻接口用于播放音樂和報警信號，沒人在家定時 播放錄音，制造家里有人的假象，達到主動安防的效果，家庭發(fā)生意外時播放報警音頻發(fā)出報警信號。上述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，所述主控模塊中移植有一個Web 服務器，錄音、報警音頻和家庭實時圖像文件上傳到該服務器，用戶能遠程登錄Web服務器進入安防監(jiān)控系統(tǒng)的用戶操作界面，通過界面用戶控制攝像頭進行拍照、瀏覽家庭實時圖 像、控制主控模塊播放音樂和發(fā)出報警信號。 基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，系統(tǒng)啟動時，MCU通過 Zigbee模塊發(fā)送各種傳感器的注冊碼給主控模塊進行注冊，所述方法包括如下步驟 (1)傳感器模塊采集各種環(huán)境參數(shù)，主控模塊對環(huán)境參數(shù)進行分析處理，所述環(huán)境 參數(shù)包括溫度、煙霧濃度、煤氣濃度和非法入侵信號參數(shù)；(2)如果發(fā)現(xiàn)有意外情況發(fā)生，主控模塊控制攝像頭進行拍照，采集家庭實時圖 像，然后主控模塊對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮處理；(3)主控模塊控制無線通信模塊中的GSM/GPRS模塊給戶主報警，報警方式包括短 信電話報警和彩信報警。上述所述的方法中，所述短信電話報警方式包括GSM/GPRS模塊向戶主發(fā)送短信 和打電話，短信描述意外情況，電話提醒用戶，用戶遠程登錄主控模塊中的Web服務器，通 過網(wǎng)頁形式瀏覽家庭實況圖像，確認是否有意外發(fā)生；所述彩信報警方式包括GSM/GPRS 模塊直接向戶主發(fā)送彩信，彩信的內(nèi)容包括文字和圖像兩部分，文字描述意外情況，圖像是 家庭實況圖像。上述所述的方法中，所述報警方式中的短信電話報警具體包括如下步驟(1)傳感器模塊檢測到突發(fā)事件發(fā)生時，MCU將突發(fā)事件通過Zigbee模塊發(fā)送給 主控模塊，直到收到主控模塊的確認信息，否則重新發(fā)送；(2)主控模塊收到突發(fā)事件信息時，分析是否是是突發(fā)事件發(fā)生，如果是，就觸發(fā) 攝像頭拍照，并將圖片進行壓縮，然后控制GSM/GPRS模塊發(fā)短信給戶主，告訴突發(fā)事件實 況，并且打電話提醒戶主，如果沒收到戶主的回復確認信息，就繼續(xù)報警直到收到回復確認 為止；(3)戶主收到報警短信時，回復收到確認信息，然后遠程電腦登錄所述Web服務 器，網(wǎng)頁瀏覽突發(fā)事件圖像，判斷是否發(fā)生突發(fā)事件，如果不是，解除報警；如果是非法入 侵，向小區(qū)管理員和公安機關報警；如果是火災、煤氣泄露意外事件，戶主控制監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn) 場發(fā)出報警信號，提示值班人員發(fā)生報警的區(qū)域部位。上述所述的方法，所述報警方式中的彩信報警具體包括如下步驟(1)傳感器模塊檢測到突發(fā)事件發(fā)生時，MCU將突發(fā)事件通過Zigbee模塊發(fā)送給 主控模塊，直到收到主控模塊的確認信息，否則重新發(fā)送；(2)主控模塊收到突發(fā)事件信息時，分析是否是是突發(fā)事件發(fā)生，如果是，就觸發(fā) 攝像頭拍照，并將圖片進行壓縮并打包，然后控制GSM/GPRS模塊發(fā)彩信給戶主，彩信的文 字部分告知突發(fā)事件實況，圖像是突發(fā)事件的圖像，如果沒收到戶主的回復確認信息，就繼 續(xù)彩信報警，直到收到回復確認為止；(3)戶主收到報警短信時，回復收到確認信息，然后查看彩信內(nèi)容，判斷是否發(fā)生 突發(fā)事件，如果不是解除報警；如果是非法入侵，向小區(qū)管理員和公安機關報警；如果是火 災、煤氣泄露意外事件，戶主控制監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場發(fā)出報警信號。上述的方法中，其特征在于沒人在家時，戶主能設置安防終端每隔半小時自動播 放一段音樂，制造家里有人的假象；戶主還能遠程登錄Web服務器，控制主控模塊播放音 樂，達到主動安防效果。[0024]本實用新型所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防遠程監(jiān)控系統(tǒng)，采用突發(fā)事件自動報 警，進一步人為確定突發(fā)事件的真假，保證安防系統(tǒng)報警命令的高效性和可靠性。本實用新 型所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防遠程監(jiān)控系統(tǒng)，不僅適用于普通家庭、別墅、有多套房的業(yè) 主、智能小區(qū)，還適用于商鋪、連鎖店等場所。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有如下優(yōu)點和有益效果(1)安全可靠傳輸確認、出錯重傳和硬件CRC較檢，確保在可傳輸距離范圍內(nèi)無 線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)安全性；系統(tǒng)啟動時，MCU通過Zigbee模塊發(fā)送各種傳感器的注冊碼給主控 模塊進行注冊，這增加了通信的有效性。(2)安防高效性采用多種傳感器進行家庭安防檢測，發(fā)生意外時，安防系統(tǒng)自動 向用戶報警，體現(xiàn)了系統(tǒng)的高效性；采用多種報警方式，增加報警有效性，人為分析確認報 警事件的真實性，進一步提高系統(tǒng)的安全性。(3)主動安防安防監(jiān)控系統(tǒng)定時自動播放音樂，戶主也可以遠程登錄Web服務器控制播放音樂，制造家里有人的假象，主動防御非法入侵，提高安全性。(4)安防高速性發(fā)生意外時，戶主遠程登錄Web服務器控制安防系統(tǒng)現(xiàn)場發(fā)出報警信號，提示小區(qū)值班人員發(fā)生報警的區(qū)域部位，讓值班人員可以高 速鎖定發(fā)生意外區(qū)域。(5)安裝和使用方便在不改變家庭內(nèi)部構造的基礎直接安裝各種傳感器，主控 模塊與其它模塊布線連接簡單；遠程登錄Web服務器的安防監(jiān)控系統(tǒng)具有人性化的操作界 面，用戶使用方便。(6)報警簡便無論戶主身處何處，只要開著手機，就能接受安防系統(tǒng)的報警，戶 主然后可以通過手機登錄Web服務器的安防監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控。
圖1是本實用新型中家庭安防遠程監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡連接圖。圖2是本實用新型中的主控模塊初始化流程圖。圖3是本實用新型中的傳感器模塊初始化流程圖。圖4是本實用新型中的安防系統(tǒng)短信電話報警流程圖。圖5是本實用新型中的安防系統(tǒng)彩信報警流程圖。
具體實施方式
本實施方式中主控模塊采用ARM9微處理器S3C2410A，64MB的SDRAM內(nèi)存、64MB的 NAND flash，具有多種接口，包括RS232C標準接口、USB接口、以太網(wǎng)接口、音頻接口、GPRS 無線通信接口及基于Zigbee協(xié)議無線通信接口。其軟件采用免費的Linux嵌入式操作系 統(tǒng)，運行攝像頭拍照和圖像壓縮、無線模塊通信、音頻播放、Web服務器等程序。圖像采集模 塊是由兩個USB攝像頭組成，用于采集家庭實況圖像。無線通信模塊是由GSM/GPRS模塊和 Zigbee無線模塊組成，GSM/GPRS模塊用于給戶主打電話、發(fā)短信和彩信進行報警；Zigbee 無線模塊用于與傳感器模塊進行通信，獲取傳感器實時參數(shù)。傳感器模塊是包括Zigbee模 塊、MCU和五種傳感器；五種傳感器分別是紅外人體感應器、煙霧報警器、煤氣傳感器、溫度 傳感器、門禁傳感器；MCU控制傳感器采集環(huán)境參數(shù)和控制Zigbee模塊向主控模塊傳送環(huán)境參數(shù)。所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防遠程監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控方法，包括如下步驟(1)傳感器模塊中的傳感器采集到有突發(fā)事件時，MCU單元控制Zigbee無線模塊 B將突發(fā)事件通過Zigbee無線網(wǎng)絡告知發(fā)送給無線通信模塊中的Zigbee模塊A。(2) Zigbee模塊A將突發(fā)事件交與主控模塊分析處理，若分析確認存在突發(fā)事件 時，主控模塊觸發(fā)攝像頭進行拍照，并將拍照圖片進行壓縮處理。(3)主控模塊將音樂、報警音頻和家庭實時圖片等媒體上傳到Web服務器。(4)無線通信模塊中GSM/GPRS模塊給戶主報警，報警有兩種方式，戶主可以根據(jù) 具體情況選擇一種報警方式。報警方式一主控模塊將突發(fā)事件的分析結果采用GSM/GPRS模塊以短信形式發(fā) 送給戶主，同時打戶主電話進行提醒戶主，戶主回復短信確認，否則GSM/GPRS模塊每隔一 分鐘重新報警，直到收到戶主確認短信。然后戶主通過遠程電腦或者手機登錄Web服務器， 查看家庭實時照片，并確認是否存在突發(fā)事件。報警方式二 主控模塊采用GSM/GPRS模塊以彩信形式給戶主報警，彩信的文字內(nèi) 容是對突發(fā)事件的描述，彩信的圖片內(nèi)容是家庭實時照片。同樣，戶主也需要回復短信確 認，否則GSM/GPRS模塊每隔一分鐘重新彩信報警，直到收到戶主確認短信。然后戶主根據(jù) 彩信內(nèi)容確認是否有突發(fā)事件發(fā)生。( 戶主確認有突發(fā)事件發(fā)生時，根據(jù)突發(fā)事件的性質(zhì)作相應策略。遇到非法入侵 時，戶主可以向小區(qū)管理員和公安局報警；遇到火災、煤氣泄露等災害時，戶主登錄Web服 務器，控制安防系統(tǒng)現(xiàn)場發(fā)出報警信號，提示值班人員發(fā)生報警的區(qū)域部位。(6)本實用新型所述的安防監(jiān)控方法，除了上述所述的被動安防報警外，還有主動 防御非法入侵。戶主離家時，可設置安防監(jiān)控系統(tǒng)定時自動播放音樂，在遠程，戶主也可登 錄Web服務器控制播放音樂，制造家里有人的假象，在一定程度上阻止非法入侵。下面再結合附圖和實施例對本實用新型作進一步的說明。如圖1，基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其包括四個模塊主控模塊、圖像 采集模塊、無線通信模塊和傳感器模塊。(1)主控模塊11 接收并分析處理圖像采集模塊和無線通信模塊發(fā)過來的數(shù)據(jù)， 控制圖像采集模塊12、無線通信模塊110、外置揚聲器19正常運作，負責網(wǎng)絡的連接。(2)圖像采集模塊12 用于監(jiān)控重要區(qū)域，可安裝于室內(nèi)(比如保險箱位置、廚 房)或大門口，用于采集家庭實時照片。C3)Zigbee模塊A 13 接收傳感器模塊111上傳的突發(fā)事件信息，然后經(jīng)過RS232 串口交給主控模塊11分析處理。(4) GSM/GPRS模塊14 通過串口與主控模塊11相連，利用AT指令控制，用于與戶 主手機無線通信，電話、短信和彩信等。(5)Zigbee模塊B 15 用于向主控模塊11上傳傳感器突發(fā)事件信息。(6) Zigbee無線網(wǎng)絡16 無線通信模塊110與傳感器模塊111通過Zigbee網(wǎng)絡進 行通信。(7)GSM網(wǎng)絡17 無線通信模塊110中的GSM/GPRS模塊14通過GSM網(wǎng)絡17與戶主手機進行通信。[0058](8)遠程電腦18 通過hternet遠程登錄Web服務器112進行安防監(jiān)控。(9)外置揚聲器19 發(fā)生突發(fā)事件時，用于現(xiàn)場發(fā)出報警信號。對于主控模塊啟動初始化，請參考圖2，為本實用新型中主控模塊初始化流程圖。主控模塊初始化流程主要包括以下步驟(1)開始啟動21 系統(tǒng)通電啟動，有相應的指示燈加以指示。(2)系統(tǒng)啟動22 系統(tǒng)采用的嵌入式Linux，通電后系統(tǒng)自動啟動。(3)加載硬件驅(qū)動23 系統(tǒng)啟動會自動加載硬件接口驅(qū)動，如RS232、USB、網(wǎng)口、音 頻接口等，方便外設的正常使用。(4)初始化USB攝像頭M 加載USB攝像頭驅(qū)動，并且初始化。(5)初始化GSM/GPRS模塊25 主控模塊11利用AT指令設置GSM/GPRS模塊14初 始化，14接收到短信都以text形式輸出到串口。(6)初始化Wfeb Server 26 加載Web服務器，用戶可以遠程登錄Web服務器的安 防監(jiān)控系統(tǒng)的用戶操作界面，通過界面用戶可以控制攝像頭進行拍照、瀏覽家庭實時圖像、 控制主控模塊播放音樂和發(fā)出報警信號等。(7)初始化Zigbee模塊27 初始化Zigbee模塊A 13。(8)設定主動安防模式觀檢查戶主離家時是否設定主動安防模式，如果設定了， 主控模塊每半個小時會自動播放一段音樂，制造家里有人的假象，阻止非法入侵。對于傳感器模塊啟動初始化，請參考圖3，為本實用新型中傳感器模塊初始化流程 圖。傳感器模塊初始化流程主要包括以下步驟(1)開始啟動31 系統(tǒng)通電啟動，有相應的指示燈加以指示。(2)MCU初始化32 =MCU負責采集傳感器參數(shù)和控制Zigbee模塊進行通信。(3)傳感器初始化33、34、35、36、37 包括溫度傳感器、煤氣傳感器、煙霧報警器、 門禁傳感器、紅外人體感應器的初始化。(4)初始化Zigbee模塊38 =Zigbee模塊B 13初始化。(5)Zigbee模塊給主控模塊進行注冊39 傳感器模塊給主控模塊進行注冊，不同 的傳感器會有不同的注冊碼。注冊成功后主控模塊會回復一個確認信息，如果傳感器模塊 沒收到確認信息，重新注冊，直到成功為止。參考圖4，為本實用新型中安防系統(tǒng)短信電話報警流程圖。流程圖步驟如下(1)傳感器模塊檢測到突發(fā)事件41發(fā)生時，MCU將突發(fā)事件通過Zigbee模塊發(fā)送 給主控模塊42，直到收到主控模塊的確認信息43，否則重新發(fā)送。(2)主控模塊收到突發(fā)事件信息44時，分析是否是是突發(fā)事件發(fā)生45，如果是，就 觸發(fā)攝像頭拍照46，并將圖片進行壓縮47，然后控制GSM/GPRS模塊發(fā)短信給戶主48，告訴 突發(fā)事件實況，并且打電話提醒戶主49，如果沒收到戶主的回復確認信息，就繼續(xù)報警直到 收到回復確認為止410。(3)戶主收到報警短信時411，回復收到確認信息412，然后遠程電腦登錄安防遠 程監(jiān)控系統(tǒng)413，網(wǎng)頁瀏覽突發(fā)事件圖像414，判斷是否發(fā)生突發(fā)事件415，如果不是解除報 警416 ；如果是非法入侵，向小區(qū)管理員和公安機關報警417 ；如果是火災、煤氣泄露等意外 事件，戶主控制監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場發(fā)出報警信號418。[0081]對于安防系統(tǒng)彩信報警流程圖，請參考圖5，為本實用新型中安防系統(tǒng)彩信報警流 程圖。流程圖步驟如下(1)傳感器模塊檢測到突發(fā)事件51發(fā)生時，MCU將突發(fā)事件通過Zigbee模塊發(fā)送 給主控模塊52，直到收到主控模塊的確認信息53，否則重新發(fā)送。(2)主控模塊收到突發(fā)事件信息M時，分析是否是是突發(fā)事件發(fā)生55，如果是，就 觸發(fā)攝像頭拍照56，并將圖片進行壓縮并打包57，然后控制GSM/GPRS模塊發(fā)彩信信給戶主 58，彩信的文字部分告知突發(fā)事件實況，圖像是突發(fā)事件的圖像，如果沒收到戶主的回復確 認信息，就繼續(xù)彩信報警，直到收到回復確認為止59。(3)戶主收到報警短信時510，回復收到確認信息511，然后查看彩信內(nèi)容512， 判斷是否發(fā)生突發(fā)事件513，如果不是解除報警514 ；如果是非法入侵，向小區(qū)管理員和公 安機關報警515 ；如果是火災、煤氣泄露等意外事件，戶主控制監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場發(fā)出報警信號 516。對于上述的兩種報警模式，用戶可以根據(jù)自己的實際情況來訂制。
權利要求1.基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于包括用于對家庭環(huán)境參數(shù)進行 分析處理的主控模塊、用于采集家庭實時圖像的圖像采集模塊、用于數(shù)據(jù)傳輸及向用戶報 警的無線通信模塊和用于采集環(huán)境參數(shù)的傳感器模塊；主控模塊通過USB接口與圖像采集 模塊相連，主控模塊通過RS232接口與無線通信模塊相連，無線通信模塊通過Zigbee無線 網(wǎng)絡與傳感器模塊相連，主控模塊通過音頻接口與外置揚聲器相連，主控模塊通過RJ45網(wǎng) □連接至丨J Internet。
2.根據(jù)要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于無線通信模 塊包括Zigbee模塊和GSM/GPRS模塊，Zigbee模塊用于主控模塊與傳感器模塊進行通信， GSM/GPRS模塊用于向用戶報警；所述圖像采集模塊包括USB攝像頭；所述傳感器模塊包括 Zigbee模塊、MCU和多個傳感器，多個傳感器與MCU的信號輸入端連接，MCU的信號輸出端 與Zigbee模塊連接。
3.根據(jù)要求2所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器 包括紅外人體感應器、煙霧報警器、煤氣傳感器、溫度傳感器和門禁傳感器。
4.根據(jù)要求1所述的基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于所述的主控 模塊包括有USB接口、RS232接口、RJ45網(wǎng)口和音頻接口。
專利摘要本實用新型公開基于物聯(lián)網(wǎng)的家庭安防和遠程監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)包括主控模塊、圖像采集模塊、無線通信模塊和傳感器模塊組成，控模塊通過USB接口與圖像采集模塊相連，主控模塊通過RS232接口與無線通信模塊相連，無線通信模塊通過Zigbee無線網(wǎng)絡與傳感器模塊相連，主控模塊通過音頻接口與外置揚聲器相連，主控模塊通過RJ45網(wǎng)口連接到Internet。監(jiān)控過程中傳感器模塊采集到突發(fā)的環(huán)境參數(shù)時，圖像采集模塊開始采集家庭實時圖像，然后主控模塊將圖像發(fā)送到戶主手機，戶主確認是否有意外發(fā)生，然后在遠程做出相應處理。本實用新型具有安裝方便、成本低、人性化、操作方便、安全性高、有效安防等特點。
文檔編號G05B19/418GK201828825SQ201020579659
公開日2011年5月11日 申請日期2010年10月26日 優(yōu)先權日2010年10月26日
發(fā)明者符云密, 陸以勤 申請人:華南理工大學