集成蓝牙音频与视频监控的家用智能安防系统及工作方法与流程

本发明属于智能家居，特别涉及集成蓝牙音频与视频监控的家用智能安防系统及工作方法。

背景技术：

1、现有技术中，现在的家庭安防系统主要包括视频监控、门磁感应、红外报警和烟雾报警等功能。视频监控只需要通过安装在家庭各个关键位置的摄像头，就可以实时监控家庭的安全状况。门磁感应主要用于检测门窗的开关状态，以防止有人未经允许私自进入。红外报警器主要是通过检测人体的红外线辐射来发现非法入侵者。烟雾报警器主要是通过检测烟雾浓度的变化来预警火灾。

2、另外，这些设备通常可以通过无线网络与用户的手机或电脑进行连接。当安防系统检测到异常状况时，会自动向用户发送报警信息，让用户及时了解家中的情况。

3、然而，现有技术中存在以下缺点：

4、尽管现有智能家庭安防系统在一定程度上提高了家庭的安全性和便利性，但现有的系统往往侧重于单一的感知能力，例如只关注安防，无法全面了解家庭环境。同时，现有的技术通常要求用户始终保持连接，即便在家中也需要不断关注手机，而且持续运行功耗也是不小的负担；与人们追求自然、轻松的生活环境有所冲突。

5、因此，如何构建一种集成多种感知功能、节能环保、交互性友好的智能安防系统方案，成为了当今智能家居领域亟待解决的问题。

6、此外，本领域技术术语包括：

7、soc:即system on chip，指的是系统级处理器芯片。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本技术的目的在于：提出了一种集成蓝牙音频与视频监控的家用智能安防系统。本系统不仅具备门磁感应、温湿度感应、可燃性气体和烟雾感应等功能，而且还集成了蓝牙音频模块和视频监控模块，用户可以通过手机等移动终端实时查看家中的状态，并可以根据需要进行远程控制。平时系统处于低功耗监控模式，当系统监测到异常情况时，如门被打开、烟雾浓度过高等，不但会立即通知用户，还可以通过蓝牙音频模块以语音方式播报，并切换到高清录制模式提供实时视频流，让用户尽快了解并处理异常情况。这样的设计，不仅可以实现全面的家居安全监控，也更加符合人们对家居环境的节能、舒适需求。

2、具体地，本发明提供集成蓝牙音频与视频监控的家用智能安防系统，包括：

3、主控芯片(ingenic t41zm)，用于控制系统的整体运行；

4、门磁传感器，用于检测门的开关状态并输出电平信号；

5、温湿度传感器(dht11)，用于采集环境的温湿度数据；

6、co传感器和烟雾传感器，基于sno2半导体气敏材料，用于检测气体体积分数并输出模拟或数字信号；

7、火焰传感器，用于检测火焰的红外信号并输出模拟或数字信号；

8、蓝牙音频模块，用于与用户终端连接并通过语音播报环境状态；

9、视频监控模块，支持4k分辨率编码，实现全时录像和高清录像模式切换；oled显示屏(ssd1306驱动)，用于实时显示传感器数据和系统状态；wi-fi模块，用于将监测数据上传至mqtt服务器，供用户远程查看；包括：web服务器从mqtt服务器获取数据，并通过网络将信息展示给用户终端；用户终端通过web服务器或直接与mqtt服务器交互，实现对系统的远程控制和状态查看；

10、所述门磁传感器、温湿度传感器、co传感器、烟雾传感器、火焰传感器通过有线或无线方式(i2c、uart、gpio等)与所述主控芯片连接，实时传输环境数据；

11、所述oled显示屏直接与所述主控芯片连接；

12、所述蓝牙音频模块和视频监控模块通过所述主控芯片实现数据传输；所述蓝牙音频用于语音交互或报警提示，所述视频监控用于采集图像或视频流；

13、所述主控芯片将处理后的数据通过所述mqtt服务器上传到云端，实现远程监控。

14、所述视频监控模块采用aov(always-on vision)全时录像技术，包括：

15、低功耗监控模式，以1帧/秒的帧率录像，功耗≤50mw；

16、超清录像模式，当检测到异常事件时切换至30帧/秒超清录像，功耗≤300mw，并保存触发前后视频片段至云端；

17、所述视频监控模块内置ai算法，能够在无事件时定时抓拍画面并分析，检测到事件后自动切换为高清录像模式。

18、所述系统具有低功耗监控和超清录像两种工作模式，用户通过按键、手机app或语音指令切换模式；所述系统支持用户通过手机app远程查看实时数据和画面、接收报警通知。

19、当检测到门被打开、气体体积分数超标或火焰信号时，系统触发声光报警，并通过wi-fi向用户手机发送报警信息，同时通过蓝牙音频模块播报状态。

20、所述co传感器、烟雾传感器和火焰传感器的输出信号通过主控芯片的adc通道或数字输入引脚检测，并根据设定阈值判断是否触发报警。

21、所述蓝牙音频模块包括蓝牙音频soc、音频编解码器和音频放大器，支持将数字音频信号转换为模拟信号并通过喇叭播报。

22、所述温湿度传感器采用单总线双向串行通信协议，主控芯片发起采集信号后接收40位数据帧，包括温湿度整数和小数数据。

23、所述系统在无用户操作120秒后，根据ai检测结果自动恢复低功耗监控模式。

24、还涉及集成蓝牙音频与视频监控的家用智能安防系统工作方法，包括工作模式切换，方法以下步骤：

25、s1，系统初始化阶段：

26、主控芯片soc启动后对各传感器模块、蓝牙音频模块及视频监控模块进行自检；所述各传感器模块包括门磁传感器、温湿度传感器、co传感器、烟雾传感器、火焰传感器；

27、自检通过后进入aov低功耗监控模式，即1帧/秒，功耗≤50mw；

28、s2，低功耗监控阶段：

29、实时采集并处理各传感器数据，包括门状态、温湿度值、气体浓度及火焰信号；即实时采集门磁、温湿度、co、烟雾及火焰传感器数据；通过oled显示屏实时显示监测数据；

30、通过wi-fi模块将数据实时上传至mqtt服务器；

31、s3，异常检测与模式切换阶段：

32、当检测到以下任一异常事件时触发模式切换：

33、a)传感器报警信号：包括门磁异常、气体浓度超标或火焰检测；即检测到火源、燃气积聚或门异常开启；

34、b)语音控制指令；即接收到语音控制指令；

35、c)手机app远程指令；即接收到手机app远程指令；

36、d)ai算法识别到异常事件；

37、立即启动声光报警并切换至超清录像模式，即30帧/秒，功耗≤300mw；s4，超清录像处理阶段：

38、从环形缓存提取触发前15秒低帧率视频；

39、将历史视频与当前视频流合并后上传云端；

40、同步向用户终端推送报警信息及超清录制通知；

41、s5，模式恢复阶段：

42、通过以下方式之一恢复低功耗监控模式：

43、a)异常事件消除后自动恢复；

44、b)语音、app或手动恢复；

45、c)无操作120秒后经ai算法判断恢复；

46、其中，系统采用h.265/h.264视频编码标准，模式切换时保持视频数据连续性，气体传感器通过adc通道与soc连接，模式切换通过中断触发实现。

47、所述步骤s5中系统将气体传感器的模拟输出电压和soc的adc模拟信号输入通道相连，用来检测气体体积分数；采用按键的下降沿触发soc的中断和在中断函数中控制模式变量的值翻转，实现系统模式切换。

48、由此，本方案的优势在于：

49、1)通过集成多种传感器，全方位监控家居环境，同时又可以实时通过wifi将监测数据传输，确保用户随时掌握准确的家居环境信息；

50、2)通过应用蓝牙音频模块，系统可以将环境监测数据通过语音的形式实时报告给用户，增强了人机交互的友好性；

51、3)通过应用视频监控模块，用户可以随时随地查看家中的实时图像，当出现异常事件时也能及时收到警报，并查看家中的高清画面，满足了用户不同场景下的需求；

52、4)低功耗监控模式(1帧/秒)与超清录像模式(30帧/秒)智能切换，解决了智能家居安防系统持续工作功耗过高的问题。