本发明公开了一种新型智能家居系统，包括数据采集器、智能交互终端、交换机、云端服务器、能量管理系统、智能煤气表、智能水表、智能电表、智能开关、智能插座、调光开关、窗帘控制器和声光报警单元，所述能量管理系统安装在智能手机或平板电脑上；智能插座包括单片机、运算放大器、传感器电路、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、双向可控硅、插座、开关、第一电解电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、晶振、第一电源和第二电源。本发明能随时随地进行能量管理和控制、电路的安全性和可靠性较高、能有效节约电能并防止电火灾。
1.一种新型智能家居系统，其特征在于，包括数据采集器、智能交互终端、交换机、云端服务器、能量管理系统、智能煤气表、智能水表、智能电表、智能开关、智能插座、调光开关、窗帘控制器和声光报警单元，所述能量管理系统安装在智能手机或平板电脑上，所述数据采集器分别采集所述智能煤气表、智能水表和智能电表的实时数据信息，并将其通过无线网络传送到所述智能交互终端，所述智能交互终端还通过无线网络分别与所述智能开关、智能插座、调光开关和窗帘控制器连接，用于进行数据采集、信息交互和控制，所述智能交互终端通过所述交换机将采集到的家居信息传送到所述云端服务器，所述云端服务器将通过互联网将所述家居信息传送到所述能量管理系统，通过所述能量管理系统实现对能量的控制和管理，所述声光报警单元通过无线网络与所述智能交互终端连接、用于以声音和闪光的方式进行报警；
所述智能插座包括单片机、运算放大器、传感器电路、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、双向可控硅、插座、开关、第一电解电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、晶振、第一电源和第二电源，所述单片机的VCC引脚分别与所述第一电解电容的正极、第二电阻的一端和第一电源连接，所述单片机的RST引脚分别与所述第一电解电容的负极和第一电阻的一端连接，所述单片机的XTAL1引脚分别与所述晶振的一端和第二电容的一端连接，所述单片机的XTAL2引脚分别与所述晶振的另一端和第三电容的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电容的另一端、第三电容的另一端和单片机的VSS引脚连接，所述单片机的P1.1引脚与所述传感器电路连接，所述单片机的P1.0引脚与所述运算放大器的第三引脚连接，所述第二电阻分别与所述第三电阻的一端和运算放大器的第二引脚连接，所述第三电阻的另一端与所述单片机的VSS引脚连接，所述运算放大器的第十一引脚与所述第三电阻的另一端连接，所述运算放大器的第四引脚与所述第二电源连接，所述运算放大器的第四引脚还通过所述第七电阻与所述第一三极管的发射极连接，所述运算放大器的第一引脚通过所述第五电容与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第三电阻的另一端连接，所述第二三极管的集电极依次通过所述第五电阻和第六电容与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第二二极管的阴极和双向可控硅的门极连接，所述第二二极管的阳极与所述第一二极管的阴极连接，所述双向可控硅的一个主端子分别与所述插座的一端和第四电容的一端连接，所述插座的另一端与所述开关的一端连接，所述开关的另一端与
220V交流电的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端分别与所述双向可控硅的另一个主端子、第二二极管的阳极和所述220V交流电的另一端连接。
2.根据权利要求1所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述智能插座还包括第八电阻和第九电阻，所述第八电阻的一端与所述单片机的P1.0引脚连接，所述第八电阻的另一端与所述运算放大器的第三引脚连接，所述第九电阻的一端与所述第六电阻的另一端连接，所述第九电阻的另一端与所述220V交流电的另一端连接。
3.根据权利要求2所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述智能插座还包括第十电阻，所述运算放大器的第十一引脚通过所述第十电阻与所述第三电阻的另一端连接。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述智能插座还包括第十一电阻，所述单片机的P1.1引脚通过所述第十一电阻与所述传感器电路连接。
5.根据权利要求4所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述声光报警单元包括门窗报警器、紧急求助报警器、燃气泄漏报警器和火灾报警器，所述门窗报警器、紧急求助报警器、燃气泄漏报警器和火灾报警器均通过无线网络与所述智能交互终端连接。
6.根据权利要求1所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述无线网络为WLAN、GPRS网络或CDMA网络。
7.根据权利要求1所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述智能开关采用手动控制、光控或声控方式进行开或关的控制。
8.根据权利要求1至3任意一项所述的新型智能家居系统，其特征在于，所述智能开关连接有日光灯和节能灯，所述调光开关连接有LED灯和白炽灯，所述窗帘控制器连接有电动开合帘和电动百叶窗。
新型智能家居系统
技术领域
[0001] 本发明涉及智能家居领域，特别涉及一种新型智能家居系统。
背景技术
[0002] 随着经济的增长和人们收入的增加，越来越多的人追求高品质生活，日常生活智能化是高品质生活的象征。与普通的家居相比，智能家居不但具有传统的居住功能，最主要体现了智能化，使得人们的家居生活更方便、更便捷。
[0003] 智能家居系统是指利用先进的计算机技术、网络通讯技术、综合布线技术，并依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。随着技术的发展，智能家居系统日渐被人们所使用，然而，传统的智能家居系统由于缺乏相应的电路保护功能，造成电路的安全性和可靠性不高。传统的智能家居系统不能有效节约电能，也不能有效防止电火灾。另外，现有的能力管理都是在电脑上进行管理，不能做到随时随地进行能量管理。
发明内容
[0004] 本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种能随时随地进行能量管理和控制、电路的安全性和可靠性较高、能有效节约电能并防止电火灾的新型智能家居系统。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种新型智能家居系统，包括数据采集器、智能交互终端、交换机、云端服务器、能量管理系统、智能煤气表、智能水表、智能电表、智能开关、智能插座、调光开关、窗帘控制器和声光报警单元，所述能量管理系统安装在智能手机或平板电脑上，所述数据采集器分别采集所述智能煤气表、智能水表和智能电表的实时数据信息，并将其通过无线网络传送到所述智能交互终端，所述智能交互终端还通过无线网络分别与所述智能开关、智能插座、调光开关和窗帘控制器连接，用于进行数据采集、信息交互和控制，所述智能交互终端通过所述交换机将采集到的家居信息传送到所述云端服务器，所述云端服务器将通过互联网将所述家居信息传送到所述能量管理系统，通过所述能量管理系统实现对能量的控制和管理，所述声光报警单元通过无线网络与所述智能交互终端连接、用于以声音和闪光的方式进行报警；
[0006] 所述智能插座包括单片机、运算放大器、传感器电路、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、双向可控硅、插座、开关、第一电解电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、晶振、第一电源和第二电源，所述单片机的VCC引脚分别与所述第一电解电容的正极、第二电阻的一端和第一电源连接，所述单片机的RST引脚分别与所述第一电解电容的负极和第一电阻的一端连接，所述单片机的XTAL1引脚分别与所述晶振的一端和第二电容的一端连接，所述单片机的XTAL2引脚分别与所述晶振的另一端和第三电容的一端连接，所述第一电阻的另一端分别与所述第二电容的另一端、第三电容的另一端和单片机的VSS引脚连接，所述单片机的P1.1引脚与所述传感器电路连接，所述单片机的P1.0引脚与所述运算放大器的第三引脚连接，所述第二电阻分别与所述第三电阻的一端和运算放大器的第二引脚连接，所述第三电阻的另一端与所述单片机的VSS引脚连接，所述运算放大器的第十一引脚与所述第三电阻的另一端连接，所述运算放大器的第四引脚与所述第二电源连接，所述运算放大器的第四引脚还通过所述第七电阻与所述第一三极管的发射极连接，所述运算放大器的第一引脚通过所述第五电容与所述第二三极管的基极连接，所述第二三极管的发射极与所述第一二极管的阳极连接，所述第一二极管的阴极与所述第三电阻的另一端连接，所述第二三极管的集电极依次通过所述第五电阻和第六电容与所述第一三极管的基极连接，所述第一三极管的集电极分别与所述第二二极管的阴极和双向可控硅的门极连接，所述第二二极管的阳极与所述第一二极管的阴极连接，所述双向可控硅的一个主端子分别与所述插座的一端和第四电容的一端连接，所述插座的另一端与所述开关的一端连接，所述开关的另一端与220V交流电的一端连接，所述第四电容的另一端与所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端分别与所述双向可控硅的另一个主端子、第二二极管的阳极和所述220V交流电的另一端连接。
[0007] 在本发明所述的新型智能家居系统中，所述智能插座还包括第八电阻和第九电阻，所述第八电阻的一端与所述单片机的P1.0引脚连接，所述第八电阻的另一端与所述运算放大器的第三引脚连接，所述第九电阻的一端与所述第六电阻的另一端连接，所述第九电阻的另一端与所述220V交流电的另一端连接。
[0008] 在本发明所述的新型智能家居系统中，所述智能插座还包括第十电阻，所述运算放大器的第十一引脚通过所述第十电阻与所述第三电阻的另一端连接。
[0009] 在本发明所述的新型智能家居系统中，所述智能插座还包括第十一电阻，所述单片机的P1.1引脚通过所述第十一电阻与所述传感器电路连接。
[0010] 在本发明所述的新型智能家居系统中，所述声光报警单元包括门窗报警器、紧急求助报警器、燃气泄漏报警器和火灾报警器，所述门窗报警器、紧急求助报警器、燃气泄漏报警器和火灾报警器均通过无线网络与所述智能交互终端连接。
[0011] 在本发明所述的新型智能家居系统中，所述无线网络为WLAN、GPRS网络或CDMA网络。
[0012] 在本发明所述的新型智能家居系统中，所述智能开关采用手动控制、光控或声控方式进行开或关的控制。
[0013] 在本发明所述的新型智能家居系统中，所述智能开关连接有日光灯和节能灯，所述调光开关连接有LED灯和白炽灯，所述窗帘控制器连接有电动开合帘和电动百叶窗。
[0014] 实施本发明的新型智能家居系统，具有以下有益效果：由于设有数据采集器、智能交互终端、交换机、云端服务器、能量管理系统、智能煤气表、智能水表、智能电表、智能开关、智能插座、调光开关、窗帘控制器和声光报警单元，能量管理系统安装在智能手机或平板电脑上，智能插座具有自动切断功能，智能插座包括单片机、运算放大器、传感器电路、第一三极管、第二三极管、第一二极管、第二二极管、双向可控硅、插座、开关、第一电解电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、晶振、第一电源和第二电源，第五电容用于防止运算放大器和第二三极管之间的干扰，第六电容用于防止第一三极管和第二三极管之间的干扰，因此能随时随地进行能量管理和控制、电路的安全性和可靠性较高、能有效节约电能并防止电火灾。
附图说明
[0015] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0016] 图1为本发明新型智能家居系统一个实施例中的结构示意图；
[0017] 图2为所述实施例中智能插座的电路原理图。
具体实施方式
[0018] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0019] 在本发明新型智能家居系统实施例中，该新型智能家居系统的结构示意图如图1所示。图1中，该新型智能家居系统包括数据采集器1、智能交互终端2、交换机3、云端服务器4、能量管理系统5、智能煤气表6、智能水表7、智能电表8、智能开关9、智能插座10、调光开关
11、窗帘控制器12和声光报警单元13，其中，能量管理系统5安装在智能手机或平板电脑上，值得一提的是，每个智能家居中都有一个智能交互终端2，数据采集器1分别采集智能煤气表6、智能水表7和智能电表8的实时数据信息，并该实时数据信息通过无线网络传送到智能交互终端2，通过智能交互终端2可以实现全方位的信息交互功能。值得一提的是，本实施例中，上述无线网络可以为WLAN、GPRS网络或CDMA网络等。
[0020] 智能交互终端2还通过无线网络分别与智能开关9、智能插座10、调光开关11和窗帘控制器12连接，用于进行数据采集、信息交互和控制，也就是智能交互终端2可以实现家居中智能开关9和智能插座10的数据采集和信息交互，并且能够实现对智能开关9和智能插座10的控制功能，智能交互终端2通过交换机3将采集到的家居信息传送到云端服务器4，云端服务器4将通过互联网将家居信息传送到能量管理系统5，通过能量管理系统5实现对能量的控制和管理。
[0021] 本实施例中，声光报警单元13通过无线网络与智能交互终端2连接、用于以声音和闪光的方式进行报警，这样就可以及时提醒居住者，保障人民的人身财产安全。该新型智能家居系统能够实现对智能开关9和智能插座10的控制，由智能交互终端2通过无线网络与智能家电进行通讯，实现交互式信息服务，而且不用总线方式通信，省去了现场布线的工作，节省成本；云端服务器4接收智能交互终端2发送的家居信息，并上传至能量管理系统5，由能量管理系统5对整个家居设备进行集中控制和管理，使智能家居的工作更加安全可靠。另外，由于能量管理系统5安装在智能手机或平板电脑上，用户就可以随时随地进行能量管理和控制。
[0022] 图2为本实施例中智能插座的电路原理图，智能插座10的主要功能是实现节能和增加电器的使用寿命。图2中，智能插座10包括单片机U1、运算放大器U2、传感器电路、第一三极管VT1、第二三极管VT2、第一二极管D1、第二二极管D2、双向可控硅VS、插座B、开关K1、第一电解电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、晶振Y1、第一电源VCC1和第二电源VCC2。本实施例中，第一电源VCC1提供的电压为5V，第二电源VCC2提供的电压为12V。
[0023] 本实施例中，单片机U1的VCC引脚分别与第一电解电容C1的正极、第二电阻R2的一端和第一电源VCC1连接，单片机U1的RST引脚分别与第一电解电容C1的负极和第一电阻R1的一端连接，单片机U1的XTAL1引脚分别与晶振Y1的一端和第二电容C2的一端连接，单片机U1的XTAL2引脚分别与晶振Y1的另一端和第三电容C3的一端连接，第一电阻R1的另一端分别与第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端和单片机U1的VSS引脚连接，单片机U1的P1.1引脚与传感器电路连接，单片机U1的P1.0引脚与运算放大器U2的第三引脚连接，第二电阻R2分别与第三电阻R3的一端和运算放大器U2的第二引脚连接，第三电阻R3的另一端与单片机U1的VSS引脚连接，运算放大器U2的第十一引脚与第三电阻R3的另一端连接，运算放大器U2的第四引脚与第二电源VCC2连接。
[0024] 运算放大器U2的第四引脚还通过第七电阻R7与第一三极管VT1的发射极连接，运算放大器U2的第一引脚通过第五电容C5与第二三极管VT2的基极连接，第二三极管VT2的发射极与第一二极管D1的阳极连接，第一二极管D1的阴极与第三电阻R3的另一端连接，第二三极管D2的集电极依次通过第五电阻R5和第六电容C6与第一三极管VT1的基极连接，第一三极管VT1的集电极分别与第二二极管D2的阴极和双向可控硅VS的门极连接，第二二极管D2的阳极与第一二极管D1的阴极连接，双向可控硅VS的一个主端子分别与插座B的一端和第四电容C4的一端连接，插座B的另一端与开关K1的一端连接，开关K1的另一端与220V交流电的一端连接，第四电容C4的另一端与第六电阻R6的一端连接，第六电阻R6的另一端分别与双向可控硅VS的另一个主端子、第二二极管D2的阳极和220V交流电的另一端连接。
[0025] 上述第五电容C5和第六电容C6均为耦合电容，第五电容C5用于防止运算放大器U2与第二三极管VT2之间的干扰，第六电容C6用于防止第一三极管VT1和第二三极管VT2之间的干扰，第七电阻R7为限流电阻，用于对第一三极管VT1的发射极所在的支路进行过流保护，这样就使得电路的安全性和可靠性较高。值得一提的是，本实施例中，第一三极管VT1为PNP型三极管，第二三极管VT2为NPN型三极管，当然，在本实施例的一些情况下，第一三极管VT1也可以为NPN型三极管，第二三极管VT2也可以为PNP型三极管，但这时电路的结构也要相应发生变化。
[0026] 本实施例中，开关K1为手动电源开关，打开开关K1，经过2秒左右，双向可控硅VS导通，220V交流电可以为插座B持续供电，供电5分钟后，单片机U1根据传感器电路检测到的信息控制第一电源VCC1的供电，当某一路传感器检测到的信息是单片机U1的P1.1引脚为高电平时，单片机U1的P1.0引脚输出5V高电平至运算放大器U2的第三引脚，而运算放大器U2的第二引脚只有1.5V，这样运算放大器U2的第一引脚输出高电平，使第一三极管VT1和第二三极管VT2导通，双向可控硅VS导通，使220V交流电可为电器设备正常供电。当传感器电路检测到的信息是单片机U1的P1.1引脚为低电平时，延时1分钟后，再次检测单片机U1的P1.1引脚，若连续5分钟单片机U1的P1.1引脚均为低电平，则使单片机的P1.0引脚输出低电平至运算放大器U2的第三引脚，使运算放大器U2的第一引脚输出低电平至第二三极管VT2的基极，第二份三极管VT2和第一三极管VT1均截止，双向可控硅VS截止，切掉插座B的220V交流电供电。
[0027] 该智能插座10可用于检测家庭客厅中有无人在，客厅中除照明灯等需长时用电以外的所有用电设备都连接于插座B上。这样，客厅中的用电设备启动后，当传感器电路检测到连续5分钟客厅中无人，则客厅区除照明灯等需长时用电以外的所有电源均从插座B上自动切断，因此能有效节约电能并防止电火灾。
[0028] 本实施例中，该智能插座10还包括第八电阻R8和第九电阻R9，第八电阻R8的一端与单片机U1的P1.0引脚连接，第八电阻R8的另一端与运算放大器U2的第三引脚连接，第九电阻R9的一端与第六电阻R6的另一端连接，第九电阻R9的另一端与220V交流电的另一端连接。第八电阻R8和第九电阻R9均为限流电阻，其中，第八电阻R8用于对单片机U1和运算放大器U2之间的支路进行过流保护，第九电阻R9用于对双向可控硅VS所在的支路进行过流保护，以进一步增强电路的安全性和可靠性。
[0029] 本实施例中，该智能插座10还包括第十电阻R10，运算放大器U2的第十一引脚通过第十电阻R10与第三电阻R3的另一端连接。第十电阻R10为限流电阻，用于对运算放大器U2的第十一引脚所在的支路进行过流保护，以更一步增强电路的安全性和可靠性。
[0030] 本实施例中，该智能插座10还包括第十一电阻R11，单片机U1的P1.1引脚通过第十一电阻R11与传感器电路连接。第十一电阻R11为限流电阻，用于对单片机U1与传感器电路之间的支路进行过流保护。
[0031] 本实施例中，声光报警单元13包括门窗报警器131、紧急求助报警器132、燃气泄漏报警器133和火灾报警器134，上述门窗报警器131、紧急求助报警器132、燃气泄漏报警器133和火灾报警器134均通过无线网络与智能交互终端2连接。这样就可以实现家庭安防报警功能。
[0032] 本实施例中，智能开关9采用手动控制、光控或声控方式进行开或关的控制。通过设置多种控制方式，用户就可以灵活选择相应的控制方式。
[0033] 本实施例中，智能开关9连接有日光灯14和节能灯15，调光开关11连接有LED灯16和白炽灯17，窗帘控制器12连接有电动开合帘18和电动百叶窗18。这样就能实现智能照明管理和智能家电控制。
[0034] 总之，本实施例中，由智能交互终端2通过无线网络与智能家电进行通讯，实现交互式信息服务，省去了现场布线的工作，由能量管理系统5对整个家居设备进行集中控制和管理，使智能家居的工作更加安全可靠，另外，由于能量管理系统5安装在智能手机或平板电脑上，用户就可以随时随地进行能量管理和控制。智能插座10中设有耦合电容和限流电阻，使得电路的安全性和可靠性较高。通过智能插座10的智能自动切断功能，能有效节约电能并防止电火灾。
[0035] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
