基于物联网的智能窗.ppt

一种基于物联网的智能窗简介,辛海亮先进制造技术研究中心,目录,1、物联网简介2、一种智能窗介绍,1、物联网简介,1.1物联网的定义物联网是新一代信息技术的重要组成部分。其英文名称是“TheInternetofthings”。由此，顾名思义，“物联网就是物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物品的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。,1、物联网简介,1.2物联网的特征和传统的互联网相比，物联网有其鲜明的特征。首先，它是各种感知技术的广泛应用。物联网上部署了海量的多种类型传感器，每个传感器都是一个信息源，不同类别的传感器所捕获的信息内容和信息格式不同。传感器获得的数据具有实时性，按一定的频率周期性的采集环境信息，不断更新数据。其次，它是一种建立在互联网上的泛在网络。物联网技术的重要基础和核心仍旧是互联网，通过各种有线和无线网络与互联网融合，将物体的信息实时准确地传递出去。,1、物联网简介,在物联网上的传感器定时采集的信息需要通过网络传输，由于其数量极其庞大，形成了海量信息，在传输过程中，为了保障数据的正确性和及时性，必须适应各种异构网络和协议。还有，物联网不仅仅提供了传感器的连接，其本身也具有智能处理的能力，能够对物体实施智能控制。物联网将传感器和智能处理相结合，利用云计算、模式识别等各种智能技术，扩充其应用领域。从传感器获得的海量信息中分析、加工和处理出有意义的数据，以适应不同用户的不同需求，发现新的应用领域和应用模式。,1、物联网简介,1.3物联网的关键技术在物联网应用中有三项关键技术：传感器技术，这也是计算机应用中的关键技术。大家都知道，到目前为止绝大部分计算机处理的都是数字信号。自从有计算机以来就需要传感器把模拟信号转换成数字信号计算机才能处理。RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术，RFID在自动识别、物品物流管理有着广阔的应用前景。,1、物联网简介,嵌入式系统技术是综合了计算机软硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。经过几十年的演变，以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见；小到人们身边的MP3,大到航天航空的卫星系统。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,2.1GSM简介全球移动通信系统（globalsystemformobilecommunications;GSM）由欧洲电信标准组织EYSI制订的一个数字移动通信标准，GSM是全球移动通信系统(GlobalSystemforMobilecommunications)的简称。自90年代中期投入商用以来，被全球超过100个国家采用。GSM标准的设备占据当前全球蜂窝移动通信设备市场80%以上。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,2.1一种智能窗2.1.1背景：随着信息化时代的到来，社会信息化和家居智能化呈现了蓬勃发展的趋势，越来越多的家庭开始追求高质量、高科技舒适安全的家居生活，充分享受信息时代带来的生活上的便利。作为智能家居系统的子系统智能门窗，是在传统住宅的基础上，综合利用传感器技术、计算机技术、现代通讯技术和自动控制技术等，实现了门窗各种信息的自动采集、运输、处理和控制。窗作为家庭与外界互通的门户，起着至关重要的作用，实现窗的智能化是实现家居智能化的第一步，也是非常重要的一步。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,2.1.2智能窗所实现的功能（1）可以自动调节室内温度。该智能窗玻璃是用具有变色可逆性和连续可调性的电致变色材料制成的，具有透光、传热等的动态可调性。由于透过率和反射率的可调性，可以实现室内的调光和调热功能。（2）当室内燃气泄露，CO和CO2含量过高，甲醛、苯等有害物质超标时，能够控制窗户自动打开，让空气形成对流，并启动排风扇排出有害气体。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,（3）当室外环境不允许开窗时（比如风雨和沙尘天气）由风光雨传感器传输信号到主控系统，使其发出指令关闭窗户，同时整个系统将以排风扇工作为主。（4）当有不法分子想通过窗户进行不法活动时，该智能窗自动关闭发出警报示警并且通过GSM模块以短信的形式通知主人。（5）为了控制方便，该智能窗还设有手动开关窗户按钮并且能够红外遥控窗户的开闭。该系统由主控芯片、各种传感器、GSM模块和报警器终端以及机械传动装置等组成。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,2.2系统的硬件设计2.2.1总体硬件设计CPU的选择是嵌入式系统开发的关键所在。本系统的CPU采用了ATMEL公司生产的AT89S51单片机。主要基于以下两点考虑:相比其他CPU价格便宜;51单片机在国内研究的较早,技术成熟。系统还包括电源、存储、按键、煤气、湿度、盗情、电机等基本模块。系统架构如下图所示。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,2.2.2感应系统硬件设计（1）有害气体检测模块：该部分主要以传感器为采集信号手段，经转换原件将采集到的信号进行加工，使采集到的信号能够被主控芯片识别，结构框图如下所示。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,有害气体检测电路如下所示：,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,室内的空气是由多种气体混合而成的，对人体有害的物质主要是CO2、CO、煤气、苯类、甲醛以及可吸入颗粒及附着在上面的病菌等，这些物质浓度过高时会对人体造成伤害。上述电路中主要用气敏传感器实现气电转换，在正常情况下，气敏传感器不接触有害气体或有害气体浓度很低时，气敏传感器两端呈现高阻态，检测到的信号小，不能驱动后级电路工作。反之，检测信号变大，从而驱动开窗器和排风扇工作，及时报警，并尽可能排出有害气体。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,（2）风光雨检测模块：风光雨传感器是一种集多种传感器于一身的多功能传感器，它可以自动检测风力、光线强度、雨量大小，为窗户的开启控制提供依据。光感器的光强度、风感器的风速和雨感器的雨量值均可由用户自行设定，以满足不同用户的不同需求。（3）门窗防盗模块：该模块主要用于防止门窗打开时，不法分子趁机入室或窗户关闭时破窗而入，对房屋主人的人身财产安全造成威胁。该模块主要由人体靠近传感器和玻璃破碎传感器组成。如下图所示：,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,人体靠近传感器：是基于红外线技术的产品，当有人进入开关感应范围时，传感器探测到人体红外光谱的变化，开关自动接通负载，延时3s后检测到人未离开或有继续入侵动作，先以红灯警告，再延时3s，如果还未离开，再打开高分贝声光报警器，以达到驱赶入侵者的目的，必要时还能将警情传输到小区保卫处或房屋主人手机上。玻璃破碎传感器：是利用振动传感器在玻璃破碎时发出2kHZ特殊频率，感应出报警信号。为了避免因室内玻璃器皿破碎、电话铃声、闹钟以及其他一些声音引起误报警信号，目前玻璃破碎传感器采用了双探测技术，即需要同时探测到破碎产生的震荡和音频声响，才能发出警报。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,门磁开关：由一条永磁铁和一个常开触点的干簧管组成，一般把干簧管安装在被监视房门的门框上，把永久磁铁安装在房门上，关门后，干簧管在磁场的作用下接通，当门被打开时，干簧管触点断开，触发报警电路。,2、一种关于GSM模块的智能窗介绍,2.2.3执行系统模块设计该智能窗的执行机构包括排风扇、开窗器、声光报警器和电话报警等。风扇的转速由PWM来控制，安装在厨房等煤气易泄露的地方，可有效排出气体