一种高清图像监视家电控制主机
技术领域
本发明属于智能控制设备领域，特别涉及一种通过网络终端实时监控某场所的电器或安全情况，并能对电器实施远程开启/关闭控制的系统。
背景技术
随着科学技术的进步，人们的生活质量得到了大幅度的提高，各种电气设备得以广泛应用在各种场所，现在对电气设备的控制多采用手动控制或无线遥控的方式进行控制，但当人远离场所却需要对场所的电气设备情况进行监控并实施远程控制时，各种而智能化远程控制就成为急需要解决的技术问题。目前市场上的家电智能化产品主要采用局域网TCP／IP技术和电话拨号技术。
电话拨号技术是指用户安装的家庭智能控制系统的报警信号和控制信号通过电话线传输，用户通过拨打家里的电话号码，对屋内的电器进行控制，当房屋内发生火灾、煤气泄漏、非法闯入、和出现紧急情况时，控制主机会通过电话线自动拨打预先存储的电话号码，待电话接通后，以语音提示所发生的情况。采用这种技术自动化程度差，操作复杂，无提示功能，功能不全，可靠性差；传输采用市话线路，其隐蔽性及防破坏性差，误报、漏报情况严重，且成本高。
局域网TCP／IP技术的家庭智能控制系统则将房屋内的各种报警信号通过网络传输到小区物业管理中心，由小区物业管理中心对住户房屋内发生的情况尽行处理，采用这种技术的问题是报警信号无法直接传送给用户，有效距离短，可靠性、保密性、安全性都不太好，而且占用电话线，当正在通话或关机时报警信号和控制信号是无法传送的。尤其是当你在外地出差时，报警信号或你通过手机拨号控制家里的设备时，你要付长途话费。当采用互联网技术作为远程控制手段时，首先要找一台电脑上网，还要有一根电话线，设备昂贵，且不能随身携带。操作控制复杂，需专门学习才可掌握，使用十分不便。无论是通过电话拨号技术还是互联网技术，其致命的缺点是抗破坏性较差，一旦电话线被剪断破坏，报警信息将无法向外界发送。
发明内容
为解决现有技术中远程无法获得场所的状态，进而对场所内的电器等设施进行控制的技术问题，本发明提供了一种可通过视频反映场所状态信息，并能对场所内的电器等设施进行远程开启/关闭的智能控制系统。
一种高清图像监视家电控制主机，包括CPU控制电路、无线接收电路、摄像头、嵌入式操作系统电路、网卡、驱动电路、电器控制电路、电源电路，其特征在于：所述的无线接收电路与CPU控制电路连接，用于接收手机发送出来的对场所内的电气设备进行控制的信号；摄像头用于实时拍摄场所内图片，图片通过嵌入式操作系统电路连接网卡，将图片传送到网卡并通过网络将图片实时传输给手机；CPU控制电路接收关于场所的电气设备控制信号后，传送给与CPU控制电路相连的驱动电路，通过驱动电路将控制信号传送给电器控制电路相连，电器控制电路对电器进行开启/关闭控制，并将具体信号传送对电器进行开启/关闭的控制操作；电源电路为各单元电路提供工作电源。
本发明通通过视频服务器，一步即可实现远程手机监控，取消了各种繁杂的网络设置，实现多种网络穿透传输功能，确保图像高质量实时传输；该系统采用电力线传输网络视频信号和控制数据方式，其性能稳定可靠，解决了无线局域网传输距离短，不能穿透墙壁的缺陷，解决了布设网线的烦恼，用户通过手机可对场所实现全天候多路同时实时监控，具有双向自动化控制及监视功能，真正实现远程即可控制场所的状态，整个控制系统采用集成化精巧电路设计，又具有成本低廉稳定性高的特点。
附图说明
图1为本发明一种高清图像监视家电控制主机的结构框图；
图2为本发明一种高清图像监视家电控制主机的电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明：
一种高清图像监视家电控制主机，包括CPU控制电路、无线接收电路、摄像头、嵌入式操作系统电路、网卡、驱动电路、电器控制电路、电源电路，其特征在于：所述的无线接收电路与CPU控制电路连接，用于接收手机发送出来的对场所内的电气设备进行控制的信号；摄像头用于实时拍摄场所内图片，图片通过嵌入式操作系统电路连接网卡，将图片传送到网卡并通过网络将图片实时传输给手机；CPU控制电路接收关于场所的电气设备控制信号后，传送给与CPU控制电路相连的驱动电路，通过驱动电路将控制信号传送给电器控制电路相连，电器控制电路对电器进行开启/关闭控制，并将具体信号传送对电器进行开启/关闭的控制操作；电源电路为各单元电路提供工作电源。
上述方案可以实现远程观看视频图像，也可实现远程对场所中的电气设备进行控制。但对于控制系统来讲，还需要有更重要的作用：就是对场所内的不安全情况进行报警，理论上，上述技术方案中，人也可根据实时的图像判断出是否有不安全的状况出现，但人不可能实时对视频图像进行判断，作为本发明的重要改进，本发明还包括状态监测及报警装置：所述的状态监测功能是由有线探测器检测电路完成，有线探测器检测电路对场所内的重要监控参数进行实时检测，并将状态信号发送给CPU控制电路；CPU控制电路判断状态信号是否属于正常值，如超出正常值范围，则CPU控制电路通过网卡及网络向手机发送报警信号。
为保证报警信号得以顺利发送出去，本发明还包括GPRS收/发/拨号报警电路，所述GPRS收/发/拨号电路包括卡座、GPRS模块，SIM卡通过卡座与GPRS模块相连。由于GPRS收/发/拨号电路支持短消息、专线、VPN专网等多种组网方式，所以报警信号可通过上述途径传送出去，使报警信号的传送有保障。
为将远程控制与人在场所的现场控制区分开来，本发明还包括设防、撤防和紧急状态触发开关，所述设防、撤防和紧急状态开关分别与CPU控制电路连接，当人离开场所前打开设防开关，则人在离开场所后CPU控制电路启动布防报警功能；当人回到场所后，则打开撤防开关；紧急状态时，则CPU控制电路紧急状态触发开关开启。
所述的CPU控制电路包括电阻、电容、晶振X1、触发开关和CPU芯片，所述的电阻电容为保障CPU工作的外围电路，触发开关控制CPU芯片的开启/关闭。
本发明作为智能控制系统，不仅仅可以完成远程的实时视频监控与报警控制，还可以实现场所内的报警与控制，为使场所内有线探测器检测电路超出警戒值时现场可以及时得到提示，所述控制系统还包括场所内报警装置，用于警示场所内人员。对于有限控制电路的报警信号可以选用防区显示电路进行显示；而所述的场所内报警装置可以选择警戒状态显示电路、蜂鸣器提示音电路、声光联动报警电路的一种或几种的组合用于场所内的报警。
当需要直观对有线探测电路的报警信号状态进行显示时，本发明还包括防区显示电路：防区每组显示电路均包括三极管、LED显示灯，三极管的控制端与CPU控制电路的控制信号连接,输出端与LED显示屏连接，显示电路的组数与有线探测器检测电路所监测的数据组数相对应，直观显示有线探测电路的报警信号。
蜂鸣器提示音电路可以用声音发出报警信号，包括电阻、三极管及蜂鸣器组成，CPU控制系统判定只要有一组数据超出警报值，则发送工作信号给蜂鸣器，则蜂鸣器鸣叫，发出报警信号。
所述声光联动报警电路包括电阻、四个三极管组成；其中两个三极管的控制端分别与CPU控制电路U3连接, 输出端与警戒指示灯、警笛连接, 电源端分别与GND、+12V连接。
所述警戒状态显示电路包括电阻及两个三极管组成；三极管的控制端与CPU控制电路U3连接,输出端与LED显示屏连接, 电源端分别与GND、VCC连接。
所述电器的驱动电路包括电阻、电容及LAN接口组成；LAN接口分别与CPU控制电路的控制相应电器的管脚连接,LAN接口再将控制信息分别发送给各电器控制电路。
本控制系统不但可以实现手机远程控制电气设备，还可以在场所内现场通过本控制系统控制电器，所述的控制开关是手动触发开关，不同组手动触发开关、电阻与CPU控制电路的不同管脚连接，如触发，则CPU控制电路与触发开关对应的相应管脚向电器的驱动电路发送控制信号，实现对电器的场所内现场控制。
网卡的选择在本电路中很重要，有的网卡可实现相应的数据传输的功能，但设置时较繁琐，为使本控制系统的电路更简单，所述的网卡选用乙太网转串口电路，乙太网转串口电路包括电容、乙太网转串口电路模块和网络接口LAN，乙太网转串口模块与CPU控制电路连接，接收报警信号，并将报警信号通过网络接口LAN与网络交换路由电路连接，将报警信号传送出去。
每组电器控制电路均包括电阻、二极管、发光二极管、继电器J1-1组成；电器控制电路控制端与驱动电路相应的管脚连接, 控制电路上端与电源连接。
为保证视频信号的质量，所述的摄像头选用高清摄像头，高清数字摄像头与嵌入式操作系统电路输入端连接，通过网络交换路由电路及网络，将视频信号发送给手机。
实施例：
以手机需控制四种电器、有线探测器检测电路可以检测四组信号（可以是燃气浓度、烟气浓度、温度等可通过有线探测器进行探测的数值）、高清摄像头可实时拍摄四组视频信号为例：
根据上述功能需求，所述的CPU控制电路的CPU芯片选用ATMEGA16L，用U3作为代号进行描述；无线接收解码芯片选用PT2272-L4，用U5作为代号进行描述，乙太网转串口电路中的核心模块选用乙太网转串口模块，以U6作为代号进行描述；驱动电路选用LAN2004，以U7作为代号进行描述。
所述CPU控制电路包括电阻R4、R23、R43,电容C1、C2、C3、C4,晶振X1和CPU芯片U3组成,CPU控制电路U3的33脚与电阻R4、R23、触发复位开关K8连接，K8用于控制U3的启动，CPU控制电路U3的12、13脚与与晶振X1连接；CPU控制电路U3的19、20、21、26脚与驱动电路U7的1、2、3、4脚连接,U7的13、14、15、16脚分别与电器4转控电路控制端, 电器3转控电路控制端, 电器2转控电路控制端, 电器1转控电路控制端连接,对电器进行控制；CPU控制电路U3的14、15脚与乙太网转串口电路U6的4、5脚连接；CPU集成电路U3的1、2、3、4、5脚与无线接收解码电路U510、11、12、13脚连接，接收来自无线接收解码电路U5破译的手机通过无线方式传送过来的控制信号； CPU控制电路U3的31脚与电源GND连接, CPU控制电路U3的10脚与电源VCC连接；高清数字摄像头与LINUX操作系统电路输入端连接，LINUX操作系统电路输出端与乙太网转串口电路连接。
所述无线接收解码电路包括振荡电阻R37,高频接收头U4,集成电路U5组成；U5的1-8脚组成地址码的编码器，U5的10、11、12、13脚分别与CPU控制电路U3的1、2、3、4脚连接，U5的17脚与CPU控制电路U3的5脚连接，U5的14脚与接收头U4的2脚连接，U5的9、18脚分别与电源的GND、VCC连接。
有线探测器检测电路包括两组LM339分为以U1、U2为代号进行描述，U1、U2分别作为芯片，还包括电阻R5、R6、R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、R15、R16、R17、R18、R19、R20、R21、R22、R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32, 三极管Q7、Q8、Q9、Q10, 发光二极管LED1、LED2、LED3、LED4,控制开关S1、S2、S3、S4；U1的1、2脚与CPU控制电路U3的36脚连接, U1的13、14脚与CPU控制电路U3的37脚连接, U2的1、2脚与CPU控制电路U3的34脚连接,U2的13、14脚与CPU控制电路U3的35脚连接, 控制开关S1与U2的4、7脚连接, 控制开关S2与U2的8、11脚连接, 控制开关S3与U1的4、7脚连接, 控制开关S4与U1的8、11脚连接。
所述GPRS收/发/拨号电路选用GPRS模块作为核心芯片，用U8为代号进行描述：包括电容C7、卡座X2及GPRS模块U8组成，GPRS收/发/拨号电路U8的21、22脚与CPU控制电路U3的14、15脚连接，GPRS收/发/拨号电路U8的27、28、29、30、31脚分别与SIM卡座X2的2、3、4、6脚连接，U8的32、33、34脚与电源VCC连接，U8的35、36、37、38、39、40脚与电源的GND连接。
设防、撤防和紧急状态触发开关的具体结构： CPU控制电路U3的38脚与电阻R1和 设防触发开关K5连接, CPU控制电路U3的39脚与电阻R2和 撤防触发开关K6连接, CPU控制电路U3的40脚与电阻R3和紧急触发开关K7连接, CPU控制电路U3的11、31脚与电源GND连接, 集成电路U3的10脚与电源VCC连接。
防区显示电路：CPU控制电路U3的18、25、28、29脚与防区显示电路的电阻R25、R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、发光二极管Q7、Q8、Q9、Q10及LED1、LED2、LED3、LED4连接，各组三极管的输出端分别与LED灯连接。
所述警戒状态显示电路包括电阻R38、R39、R40、R41、三极管Q1、Q2组成；Q1的控制端与CPU控制电路U3的8脚连接,输出端与LED显示屏连接, 电源端分别与GND、+12V连接。
所述蜂鸣器提示音电路包括电阻R33、R34、R35、R36、三极管Q11、Q12及蜂鸣器组成；Q11的控制端与CPU控制电路U3的24脚连接,Q12的输出端与蜂鸣器进行连接，电源端分别与GND、+12V连接。
所述声光联动报警电路包括电阻R24、R47、R48、R49、R50、R51、R52三极管Q3、Q4、Q5、Q6组成；Q3、Q5的控制端分别与CPU集成电路U3的23、27脚连接, 输出端与警戒指示灯、警笛连接, 电源端分别与GND、+12V连接。
所述电器驱动电路包括电阻R42、R44、R45、R46 电容C6、及U7组成；U7的1、2、3、4脚分别与CPU控制电路U3的19、20、21、26脚连接, U7的13、14、15、16脚分别与电器4转控电路控制端, 电器3转控电路控制端, 电器2转控电路控制端, 电器1转控电路控制端连接 U7的8、9脚分别与电源的GND、+12V连接。
所述的电器驱动电路还包括触发开关K1、K2、K3、K4, 手动触发开关K1与CPU控制电路U3的6脚连接, 手动触发开关K2与CPU控制电路U3的16脚连接, 手动触发开关K3与CPU控制电路U3的17脚连接, 手动触发开关K4与CPU控制电路U3的22脚连接。
所述乙太网转串口电路包括电容C5，网络接口LAN、U6组成；U6的4、5脚分别与CPU控制电路U3的14、15脚连接, U6的3、6脚分别与电源的GND、VCC连接, U6的网络接口LAN与网络交换路由电路连接。
所述电器1控制电路包括电阻R56、R60、二极管V1、发光二极管LED5、继电器J1-1组成；电器1控制电路控制端与U7的16脚连接, 控制电路上端与电源+12V连接。
所述电器2转控电路包括电阻R55、R59、二极管V2、发光二极管LED6、继电器J1-2组成；电器2控制电路控制端与U7的15脚连接, 控制电路上端与电源+12V连接。
所述电器3控制电路包括电阻R54、R58、二极管V3、发光二极管LED7、继电器J1-3组成；电器3控制电路控制端与U7的14脚连接, 控制电路上端与电源+12V连接。
所述电器4转控电路包括电阻R53、R57、二极管V4、发光二极管LED8、继电器J1-4组成；电器4控制电路控制端与U7的13脚连接, 控制电路上端与电源+12V连接。
CPU控制电路U3的27脚与电源控制电路的电阻R24、R49、R50、Q3、Q5连接，电源电路分别提供5A/12V、2A/5V、2A/3.8V电源, 分别与各个单元电路的GND、VCC连接。
实施例中的电阻等元器件取如下值时、控制系统的效果最好。
电阻：（单位：欧姆）R1=5.1K， R2=5.1K，R3=5.1K，R4=5.1K, R5=10K, R6=18K, R7=5.1K, R8=3.9K, R9=10K, R10=10K, R11=3.9K, R12=2K, R13=10K, R14=10K, R15=1K, R16=4.7K, R17= 10K, R18=5.1K, R19 = 10K, R20= 1K, R21= 1K, R22=1K, R23= 5.1K, R24= 10K, R25=5.1K，R26=5.1K， R27=5.1K， R28=5.1K，R29=10K，R30=10K，R31= 10K，R32=10K， R33=27K，R34=2.2K，R35=5.1K，R36= 100K，R37=430K，R38=27K，R39=2.2K，R40=5.1K，R41=10K，R42=5.1K，R43=10K，R44=5.1K，R45=5.1K，R46=5.1K，R47=2.2K，R48= 27K，R49= 5.1K，R50=5.1K，R51=2.2K，R52= 27K，R53=10K，R54=10K，R55=10K，R56= 10K，R57= 1K，R58=1K，R59= 1K，R60=1K。
电解电容：C1=100μF；
电容：C2 = 0.1μF, C3=27PF, C4=27PF, C5=0.1μF, C6=0.1μF, C7= 0.1μF
二 极 管：V1=V2=V3=V4=1N4148；
发光二极管：LED1，LED2，LED3，LED4，LED5，LED6，LED7，LED8=贴片红色；
三 极 管： Q2、Q3、Q5、Q7、Q8、Q9、Q10、Q11=9013；
三 极 管： Q12=8550，
三 极 管： Q1、Q4、Q6=B772；
晶 振: X1＝11.592MHZ, X2=SIM
集成电路： U1=LM339, U2=LM339, U3= ATMEGA16L, U4= 无线接收模块；
U5= PT2272-L4, U6=乙太网转串口模块, U7= LAN2004，U8= GPRS模块,
J1= DC12V接插件，LAN=网络接口。