[0001] 本实用新型涉及智能家居领域，尤其涉及一种基于频谱感知的智能家居系统。

[0002] 近年来，随着计算机技术、通信技术和智能设备的发展，人们对现代家居提出了具有智能化功能的新要求，即智能家居。

[0003] 在实际的家居安全方面，常常出现不速之客，例如窃贼的进室盗窃。现有提出的智能家居系统方案主要依赖于传感器网络节点来实现，例如在室内安装声光报警装置。

[0004] 然而，传统的声光报警装置灵敏度不高，应用条件有限，无法真正起到实时、准确监控室内安全的作用。现有的这些智能家居方案往往利用一些短距离的无线通信方式，以实现协调控制与信息的交互。但是，由于现在小区密度的不断增大以及各种通信装置对有限频谱资源的使用，使得可用的频谱资源变的紧张，导致室内的智能家居系统无法利用空闲的频段流畅地与监控端进行信息传输，尤其是语音报警信息、视频信息的大数据流高速传输的需要。实用新型内容

[0005] 本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种既能满足用户对家居情况实时了解、控制，又能够实现家居系统与监控终端之间高速、流畅数据传输的基于频谱感知的智能家居系统。

[0006] 本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：基于频谱感知的智能家居系统，其特征在于，包括远程监控终端、中央处理器、WIFI中继通信装置、Zigbee中继通信装置、频谱感知融合装置、照明灯具、空调、第一摄像头、机器人、第一LTE通信模块、温度传感器、湿度传感器、红外检测器、烟雾传感器、光照强度传感器和存储器，存储器分别连接WIFI中继通信装置、Zigbee中继通信装置和第一LTE通信模块；

[0007] 所述远程监控终端内具有加密模块、解密模块、储存模块和第二LTE通信模块，所述加密模块连接解密模块，所述储存模块分别连接解密模块、第二LTE通信模块，所述第二LTE通信模块与第一LTE通信模块通信连接；

[0008] 所述中央处理器分别连接WIFI中继通信装置、Zigbee中继通信装置、频谱感知融合装置和第一LTE通信模块；

[0009] 所述照明灯具、空调、第一摄像头和机器人上均设置有WIFI通信模块、Zigbee通信模块和频谱感知模块；所述机器人上还设置有第二摄像头和微处理器；

[0010] 所述温度传感器、湿度传感器、红外检测器、烟雾传感器和光照强度传感器上均设置有Zigbee通信模块。

[0011] 可选择地，所述远程监控终端为智能手机或平板电脑或PC电脑。

[0012] 与现有技术相比，本实用新型的优点在于：各传感器分别实时将检测的室内数据经Zigbee通信模块、Zigbee中继通信装置发送给中央处理器；各频谱感知模块分别实时将检测到的空闲频段结果发送给频谱感知融合装置；中央处理器判断接收的红外数据、烟雾数据超过预先设定的阈值时，则中央处理器命令第一摄像头录制视频或拍摄照片，保存视频、照片到存储器中；频谱感知融合装置根据接收到的各频谱感知模块发送来的空闲频段结果，融合、计算得到当前可用的空闲频段，并将空闲频段值发送给中央处理器，中央处理器命令第一LTE通信模块切换到该空闲频段上进行通信，然后再将视频或照片发送给远程监控终端进行提示；远程监控终端则利用第二LTE通信模块、第一LTE通信模块实现对家居系统的控制。

[0014] 以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

[0015] 如图1所示，本实用新型实施例中基于频谱感知的智能家居系统，包括远程监控终端1、中央处理器2、WIFI中继通信装置3、Zigbee中继通信装置4、频谱感知融合装置5、照明灯具6、空调7、第一摄像头8、机器人9、第一LTE通信模块10、温度传感器11、湿度传感器12、红外检测器13、烟雾传感器14、光照强度传感器15和存储器16，存储器16分别连接WIFI中继通信装置3、Zigbee中继通信装置4和第一LTE通信模块10；远程监控终端2可选择使用智能手机或平板电脑或PC电脑；

[0016] 远程监控终端1内具有加密模块100、解密模块101、储存模块102和第二LTE通信模块103，加密模块100连接解密模块101，储存模块102分别连接解密模块101、第二LTE通信模块103，第二LTE通信模块103与第一LTE通信模块10通信连接；加密模块100用于对接收到的数据加密，解密模块101则用于对加密的数据进行解密，以供用户读取数据，并保存到储存模块102中；

[0017] 中央处理器2分别连接WIFI中继通信装置3、Zigbee中继通信装置4、频谱感知融合装置5和第一LTE通信模块10；

[0018] 照明灯具6、空调7、第一摄像头8和机器人9上均设置有WIFI通信模块17、Zigbee通信模块18和频谱感知模块19；机器人9上还设置有第二摄像头90和微处理器91；

[0019] 温度传感器11、湿度传感器12、红外检测器13、烟雾传感器14和光照强度传感器15上均设置有Zigbee通信模块18。其中，

[0020] WIFI中继通信装置3，连接因特网，实现该家居系统与外网的通信，方便用户利用远程监控终端1通过因特网对家居情况实时了解和控制；与照明灯具6、空调7、第一摄像头8和机器人9中的WIFI通信模块17建立通信，实现中央处理器2在家居区域内对各电器及设备的控制；

[0021] Zigbee中继通信装置4，作为Zigbee通信模块18发送数据的转发枢纽，用于将各Zigbee通信模块18发送来的数据分别发送给中央处理器2；

[0022] 频谱感知模块19，用于检测周围环境的频段空闲与利用情况，并将检测到的空闲频段结果发送给频谱感知融合装置5进行融合计算；

[0023] 频谱感知融合装置5，用于接收各频谱感知模块19发来的频谱检测结果，并根据接收的频谱检测结果作出融合计算，判断得到家居周围内的空闲频段，然后经WIFI通信模块17发送给中央处理器2；

[0024] 照明灯具6通过其上设置的Zigbee通信模块18，接收中央处理器2发送的亮度调节指令，对家居中的室内光照强度实现调整。

[0025] 空调7通过其上设置的Zigbee通信模块18，接收中央处理器2发送的调温指令，对家居中的室内温度进行调整；

[0026] 第一LTE通信模块10，用于将第一摄像头8录制的视频或者拍摄的照片经第二LTE通信模块103发送给远程监控终端1，并实现该家居系统与远程监控终端1之间的数据通信；其中，作为4G通信技术，第一LTE通信模块10、第二LTE通信模块103可以保证大数据流的传输需要，例如视频数据的高速传输。

[0027] 中央处理器2，接收频谱感知融合装置5发送来的空闲频段结果，并命令第一LTE通信模块10切换到该空闲频段上，以实现与远程监控终端1之间的通信；接收各传感器发送的检测数据，并判断接收的红外数据和烟雾数据超过预先设定的阈值时，例如红外数据超过预先设定阈值表示有外来人员运动，烟雾数据超过预先设定阈值表示有火灾危险，则中央处理器2发送报警提示信息给远程监控终端1，以实现报警提醒；在判断红外数据和烟雾数据据超过预先设定阈值时，则命令第一摄像头8对当前的室内情况录制视频，视频数据保存到存储器16中；接收WIFI中继通信装置3、Zigbee中继通信装置4或第一LTE通信模块10转发的远程监控终端1的指令，命令电器执行对应的操作。

[0028] 以下结合图1，对本实用新型实施例中基于频谱感知的智能家居系统的工作步骤做出说明：

[0029] (1)温度传感器11、湿度传感器12、红外检测器13、烟雾传感器14、光照强度传感器15分别实时检测室内的对应数据，并将检测的数据经Zigbee通信模块18、Zigbee中继通信装置4发送给中央处理器2；各频谱感知模块19分别实时将检测到的空闲频段结果发送给频谱感知融合装置5；

[0030] (2)中央处理器2判断接收的红外数据、烟雾数据超过预先设定的阈值时，则中央处理器2命令第一摄像头8录制视频或拍摄照片，保存视频、照片到存储器16中；

[0031] (3)频谱感知融合装置5根据接收到的各频谱感知模块19发送来的空闲频段结果，融合、计算得到当前可用的空闲频段，并将空闲频段值发送给中央处理器2；

[0032] (4)中央处理器2根据接收的空闲频段值，并命令第一LTE通信模块10切换到该空闲频段上通信，然后再将步骤(2)中的视频或照片发送给远程监控终端1；视频、照片数据则由加密模块100加密；

[0033] (5)解密模块101对加密的数据进行解密，保存解密数据到储存模块102中，用户根据远程监控终端1接收的提示信息，发送拍照指令使第一摄像头8或机器人9上的第二摄像头90拍摄照片后，然后反馈拍摄的照片给远程监控终端1，由用户根据照片情况做出研判后，做出应对措施；

[0034] (6)用户根据远程监控终端1接收的家居中的室内温度、湿度或光照强度情况，发送对应的调温指令、调湿指令或者提高光照强度指令经第二LTE通信模块103、第一LTE通信模块10给中央处理器2，然后由中央处理器2分别命令空调7以及照明灯具6执行对应操作，使得温度数据、湿度数据以及光照强度数据满足用户的需要值时，则用户发送关闭指令，完成利用远程监控终端1控制家居系统的目的。