一種基於Lora技術的智能多路開關控制系統及控制方法與流程
2024-02-11 20:11:15
本發明涉及智能控制技術領域，尤其涉及一種基於lora技術的智能多路開關控制系統及控制方法。
背景技術：
前很多應用場合下的用電器都處於獨立、人為機械地去控制其開關，這樣做會存在諸多缺陷：
1.在無人時無法及時關閉某些用電器而造成用電浪費。
2.某一用電器發生漏電、火災等問題時無法及時上報處理，且其它用電器的使用也跟著受到影響。
3.諸多用電器處於雜亂無章的狀態，開關繁瑣，不符合當前酒店、商場等特殊應用場合的集中管理。
技術實現要素：
本發明提供了一種基於lora技術的智能多路開關控制系統，包括智能多路開關控制裝置，所述智能多路開關控制裝置包括電源模塊、處理控制模塊、多路開關模塊，所述電源模塊與所述處理控制模塊相連，所述處理控制模塊包括處理器、以及與所述處理器相連的環境檢測模塊、lora模塊，所述處理器與所述多路開關模塊相連。
作為本發明的進一步改進，所述環境檢測模塊包括溫溼度檢測模塊、光照度檢測模塊和煙霧探測模塊；所述處理控制模塊還包括人體識別模塊、語音識別模塊、紅外收發模塊，所述處理器分別與所述人體識別模塊、所述紅外收發模塊和所述語音識別模塊相連。
作為本發明的進一步改進，所述電源模塊與所述多路開關模塊相連，所述多路開關模塊包括依次相連的電流檢測單元、繼電器和開關按鈕。
作為本發明的進一步改進，所述電流檢測單元包括依次相連的降壓模塊、整流模塊、濾波模塊、穩壓模塊，所述處理器與所述穩壓模塊相連。
作為本發明的進一步改進，所述處理器是8位mcu、16位的mcu、32的mcu、dsp、fpga或多核處理器；所述電源模塊是交流轉直流電路或者電池。
作為本發明的進一步改進，該智能多路開關控制系統還包括雲伺服器、網關，所述雲伺服器與所述網關相連，所述網關與多個所述智能多路開關控制裝置相連。
本發明還提供了一種運行所述智能多路開關控制系統的控制方法，包括依次執行如下步驟：
採集步驟：通過智能多路開關控制裝置採集數據；
數據傳輸步驟：智能多路開關控制裝置通過lora模塊將採集到的數據傳輸至網關；
數據發送步驟：網關將數據發送至雲伺服器；
分析步驟：雲伺服器對數據進行分析；
判斷步驟：雲伺服器根據分析的結果判斷是否需要向智能多路開關控制裝置發送控制指令，若是，那麼將控制指令發送至網關，再由網關通過lora模塊將指令發送到智能多路開關控制裝置，否則結束。
作為本發明的進一步改進，在所述判斷步驟中，雲伺服器根據分析的結果判斷是否需要向智能多路開關控制裝置發送控制指令，若是，那麼將控制指令發送至網關，再由網關通過lora模塊將指令發送到智能多路開關控制裝置，然後執行反饋判斷步驟，否則執行反饋判斷步驟；
反饋判斷步驟：判斷是否需要向客戶端進行反饋，若是，那麼向客戶端反饋，然後執行採集步驟，否則執行採集步驟；
當發生緊急情況時，由智能多路開關控制裝置的處理器控制開關，無需等待雲伺服器的控制指令，只負責將狀態及相應數值向雲伺服器上報，緊急情況包括各路電流檢測單元檢測到的電流值大於預設的值、煙霧探測模塊處理發生火災的情況、溫溼度檢測模塊檢測到過溼、過熱的情況。
本發明還提供了一種運行所述智能多路開關控制系統的控制系統，包括：
採集模塊：用於通過智能多路開關控制裝置採集數據；
數據傳輸模塊：用於智能多路開關控制裝置通過lora模塊將採集到的數據傳輸至網關；
數據發送模塊：用於網關將數據發送至雲伺服器；
分析模塊：用於雲伺服器對數據進行分析；
判斷模塊：雲伺服器根據分析的結果判斷是否需要向智能多路開關控制裝置發送控制指令，若是，那麼將控制指令發送至網關，再由網關通過lora模塊將指令發送到智能多路開關控制裝置，否則結束。
作為本發明的進一步改進，在所述判斷模塊中，雲伺服器根據分析的結果判斷是否需要向智能多路開關控制裝置發送控制指令，若是，那麼將控制指令發送至網關，再由網關通過lora模塊將指令發送到智能多路開關控制裝置，然後執行反饋判斷模塊，否則執行反饋判斷模塊；
反饋判斷模塊：判斷是否需要向客戶端進行反饋，若是，那麼向客戶端反饋，然後執行採集模塊，否則執行採集模塊；
當發生緊急情況時，由智能多路開關控制裝置的處理器控制開關，無需等待雲伺服器的控制指令，只負責將狀態及相應數值向雲伺服器上報，緊急情況包括各路電流檢測單元檢測到的電流值大於預設的值、煙霧探測模塊處理發生火災的情況、溫溼度檢測模塊檢測到過溼、過熱的情況。
本發明的有益效果是：本發明採用lora通信技術、人體識別、語音識別、紅外收發模塊、各路開關的過流保護、周圍環境監測各個單元模塊的結合，利用lora的低功耗、長距離及低價格特點實現樓宇各路開關的集中控制；各路開關的電流檢測單元實現用電器的保護並互相不受影響；再配合紅外陣列傳感器，語音識別模塊，紅外收發模塊，溫溼度傳感器、光照度傳感器、煙霧傳感器的綜合檢測實現多路開關的智能控制與環境調節。
附圖說明
圖1是本發明的智能多路開關控制裝置的原理框圖；
圖2是本發明的電流檢測單元的原理圖；
圖3是本發明的智能多路開關控制系統的原理框圖；
圖4是本發明的控制方法流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本發明公開了一種基於lora技術的智能多路開關控制系統，包括智能多路開關控制裝置，所述智能多路開關控制裝置包括電源模塊、處理控制模塊、多路開關模塊，所述電源模塊與所述處理控制模塊相連，所述處理控制模塊包括處理器、以及與所述處理器相連的環境檢測模塊、lora模塊，所述處理器與所述多路開關模塊相連。
所述環境檢測模塊包括溫溼度檢測模塊、光照度檢測模塊和煙霧探測模塊；所述處理控制模塊還包括人體識別模塊、語音識別模塊、紅外收發模塊，所述處理器分別與所述人體識別模塊、所述紅外收發模塊和所述語音識別模塊相連。
所述電源模塊與所述多路開關模塊相連，所述多路開關模塊包括依次相連的電流檢測單元、繼電器和開關按鈕。
如圖2所示，所述電流檢測單元包括依次相連的降壓模塊、整流模塊、濾波模塊、穩壓模塊，所述處理器與所述穩壓模塊相連。
處理器可以是8位mcu、16位的mcu、32的mcu、dsp、fpga或多核處理器。電源模塊可以是交流轉直流電路或者直接是各類電池。
如圖3所示，該智能多路開關控制系統還包括雲伺服器、網關，所述雲伺服器與所述網關相連，所述網關與多個所述智能多路開關控制裝置相連。
網關包括網關的中央處理器、lora通信模塊、網關的電源模塊、乙太網模塊或gsm/gprs模塊或3g/4g/5g模塊或wifi模塊、外圍設備接口等。
外圍設備接口可以是isp、uart、i2c、gpio、usb、hdmi、vga、typec接口等。
各路開關的電流檢測單元可以通過交流轉直流然後換成電壓量通過模數轉換器(adc)採集，人體識別模塊可以由紅外陣列傳感器及外圍電路組成，溫溼度檢測模塊、光照度檢測模塊、紅外收發模塊及煙霧探測模塊也可由對應的傳感器及外圍電路組成，語音識別模塊可採用非特定人語音晶片及外圍電路組成，多路開關的狀態可通過各路繼電器控制。
智能多路開關控制裝置的各個傳感器採集的數值、檢測到的各路電流值、人體識別結果以及語音控制指令通過lora模塊上傳到網關，再由網關上傳到雲伺服器，雲伺服器根據所得到的信息再結合各路開關實際所控制的用電器進行綜合分析、決策，最後將控制指令發到智能多路開關控制裝置進行相應控制。
如圖4所示，本發明公開了一種運行權所述智能多路開關控制系統的控制方法，包括依次執行如下步驟：
採集步驟：通過智能多路開關控制裝置採集數據；
數據傳輸步驟：智能多路開關控制裝置通過lora模塊將採集到的數據傳輸至網關；
數據發送步驟：網關將數據發送至雲伺服器；
分析步驟：雲伺服器對數據進行分析；
判斷步驟：雲伺服器根據分析的結果判斷是否需要向智能多路開關控制裝置發送控制指令，若是，那麼將控制指令發送至網關，再由網關通過lora模塊將指令發送到智能多路開關控制裝置，然後執行反饋判斷步驟，否則執行反饋判斷步驟；
反饋判斷步驟：判斷是否需要向客戶端進行反饋，若是，那麼向客戶端反饋，然後執行採集步驟，否則執行採集步驟；當發生緊急情況時，由智能多路開關控制裝置的處理器控制開關，無需等待雲伺服器的控制指令，只負責將狀態及相應數值向雲伺服器上報，緊急情況包括各路電流檢測單元檢測到的電流值大於預設的值、煙霧探測模塊處理發生火災的情況、溫溼度檢測模塊檢測到過溼、過熱的情況。
各路開關具體所控制的用電器首先在雲伺服器註冊登記，該過程可通過手機等終端app進行。
本發明優先處理緊急情況，當各路電流檢測單元檢測到的電流值大於預設的值時，本地直接斷開相應開關，並向雲伺服器發報警指令，過流保護的值可接受雲伺服器端配置；煙霧探測模塊處理發生火災的情況；溫溼度檢測模塊亦可對過溼、過熱的緊急情況進行處理。所有緊急情況直接由智能多路開關控制裝置的處理器控制開關，無需等待雲伺服器的控制指令，只負責將狀態及相應數值向雲伺服器上報。
本發明還公開了一種運行所述智能多路開關控制系統的控制系統，包括：
採集模塊：用於通過智能多路開關控制裝置採集數據；
數據傳輸模塊：用於智能多路開關控制裝置通過lora模塊將採集到的數據傳輸至網關；
數據發送模塊：用於網關將數據發送至雲伺服器；
分析模塊：用於雲伺服器對數據進行分析；
判斷模塊，雲伺服器根據分析的結果判斷是否需要向智能多路開關控制裝置發送控制指令，若是，那麼將控制指令發送至網關，再由網關通過lora模塊將指令發送到智能多路開關控制裝置，然後執行反饋判斷模塊，否則執行反饋判斷模塊；
反饋判斷模塊：判斷是否需要向客戶端進行反饋，若是，那麼向客戶端反饋，然後執行採集模塊，否則執行採集模塊；
當發生緊急情況時，由智能多路開關控制裝置的處理器控制開關，無需等待雲伺服器的控制指令，只負責將狀態及相應數值向雲伺服器上報，緊急情況包括各路電流檢測單元檢測到的電流值大於預設的值、煙霧探測模塊處理發生火災的情況、溫溼度檢測模塊檢測到過溼、過熱的情況。
紅外收發模塊用於空調等紅外遙控器的學習與紅外發射控制空調等設備，學習到的數據存在雲伺服器中，紅外學習過程的控制可通過結合手機等終端app完成。
人體識別模塊用於檢測當前環境是否有人，與光照度檢測模塊結合可用來控制照明開關及溫溼度調節，與溫溼度檢測模塊結合可用於控制空調的開關，具體控制與各路開關實際所控制的用電器相關，由雲伺服器決策。
人剛進入或離開環境以及上述的緊急情況發生時採集所有信息並上報雲伺服器，其它無特殊情況定時採集上報。
當雲伺服器的控制指令與本地開關按鈕的控制衝突時，優先響應本地開關按鈕的控制，並將對應開關狀態上傳至雲伺服器，上述緊急情況除外。
例如，在商場中，在每個區域安裝智能多路開關控制裝置，並將照明、空調等接到智能多路開關控制裝置的不同開關上，然後在雲伺服器上註冊登記。智能多路開關控制裝置的各個環境檢測模塊採集的數值、檢測到的各路電流值、人體識別結果以及語音控制指令通過lora模塊上傳到網關，再由網關上傳到雲伺服器，雲伺服器根據所得到的信息再結合各路開關實際所控制的用電器進行綜合分析、決策，最後將控制指令發到智能多路開關控制裝置進行相應控制與環境調節，決定是否開關或調節相應區域的照明、空調等用電器，同時該系統對各種漏電、火災等緊急情況做相應的關電處理並將信息上報雲伺服器。
本發明採用各種傳感器與智能策略的結合有效地解決了無法及時關閉某些用電器而造成的用電浪費的問題，並且使漏電、火災等緊急情況得到及時處理，由於各路開關都有獨立的過流保護機制，各路用電互不影響，由於採用lora技術，所以功耗可以做到低，適合各種特殊應用場合下對用電的集中管理。
綜上，本發明採用lora通信技術、人體識別、語音識別、各路開關的過流保護、周圍環境監測各個單元模塊的結合，利用lora的低功耗、長距離及低價格特點實現樓宇各路開關的集中控制；各路開關的電流檢測單元實現用電器的保護並互相不受影響；再配合紅外陣列傳感器，語音識別模塊，溫溼度傳感器、光照度傳感器、煙霧傳感器、紅外收發模塊的綜合檢測實現多路開關的智能控制與環境調節。
以上內容是結合具體的優選實施方式對本發明所作的進一步詳細說明，不能認定本發明的具體實施只局限於這些說明。對於本發明所屬技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬於本發明的保護範圍。